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Guida Idrogeno 2023, le soluzioni Tempco per celle a combustibile e la filiera in Italia

In Tempco crediamo che il futuro della mobilità elettrica e sostenibile non dipenderà dalle attuali auto elettriche a batteria ma dalla tecnologia delle celle a combustibile che sfruttano l’idrogeno come vettore energetico rinnovabile per la decarbonizzazione.

Abbiamo già avuto modo di parlare delle diverse tecnologie di celle a combustibile già disponibili oggi sul mercato, e dei numerosi e svariati impieghi che gli scambiatori di calore hanno nel ciclo di generazione di energia a idrogeno. Delle applicazioni degli scambiatori di calore a piastre saldobrasati serie H di Tempco per soluzioni con celle a combustibile si parla anche nella Guida Idrogeno 2023 appena pubblicata a cura di mcT Idrogeno.

Tempco Guida idrogeno 2023 scambiatori-celle-a-combustibile-

La Guida Idrogeno 2023 offre una completa panoramica del settore dell’idrogeno in Italia, dei prodotti, delle soluzioni e delle aziende già attive in questo settore emergente, di essenziale importanza per il futuro Green e sostenibile delle energie rinnovabili, dell’efficienza energetica e della mobilità. Tempco è fiera di figurare tra queste.

A questo link è possibile sfogliare online e scaricare il PDF della Guida Idrogeno 2023.

Guida Idrogeno 2023 cover mcTER

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Macchine termiche, la regola delle quattro dita

Dopo la regola delle 5 dita per gli scambiatori di calore, ovvero i cinque parametri necessari per la corretta progettazione e dimensionamento di uno scambiatore, abbiamo anche una Regola delle 4 dita, che vale invece quando abbiamo a che fare con la progettazione di macchine termiche.

Per macchine termiche intendiamo quindi ad esempio un dry cooler, una torre evaporativa o un gruppo frigorifero. In questo caso, quattro sono infatti i dati che occorre conoscere per il corretto dimensionamento della macchina: il tipo di fluido da regolare e la sua portata; la sua temperatura in ingresso, ossia la temperatura a cui arriva dal processo; la temperatura in mandata, sarebbe a dire la temperatura richiesta in uscita dal processo; la temperatura di progetto ambientale.

 

Temperatura ambiente che nel caso di un gruppo frigorifero è la temperatura ambiente relativa alla condensazione, per un dry cooler sarà la temperatura dell’aria ambiente che andrà a raffreddare il fluido; e per una torre evaporativa sarà infine la temperatura di bulbo umido, parametro chiave per il ciclo di evaporazione.

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Linea di raffreddamento forni per freni carboceramici

E’ in consegna in questo periodo la terza linea di raffreddamento dei forni per la produzione di freni carboceramici. Il cliente di Tempco ha ormai standardizzato sia la logica del PLC che la scelta di tutti i componenti impiegati, così come ottimizzato per il tipo di applicazione tutto quanto riguarda scambiatori, pompe, serbatoi, livelli e interfaccia.

La linea va a raffreddare i forni dove vengono cotti i dischi per freni carboceramici. Il sistema di Tempco provvede al raffreddamento dei forni, in quanto se questo non avvenisse, o non fosse eseguito nella maniera corretta, l’intera produzione del batch di dischi ne risulterebbe compromessa. Finanche a provocare la rottura del forno stesso, con perdite e danni chiaramente ancora maggiori.

Il passaggio del raffreddamento forni è pertanto cruciale ed essenziale in questo tipo di applicazione, così come lo sono l’accuratezza e l’affidabilità del sistema. Tanto è vero che l’impianto è provvisto di un sistema di sicurezze ridondanti, basato su acqua di torre che arriva a uno scambiatore e pompe che provvedono a far circolare l’acqua nei forni, con acqua in circuito chiuso tra torri, scambiatore e forno. In caso di mancanza di corrente, entra in funzione un generatore di emergenza in automatico e un sistema di valvole che vanno automaticamente in apertura, facendo entrare acqua di rete per raffreddare e portare in bassa temperatura il forno, salvando forno e produzione.

Tempco raffreddamento forni produzione freni carboceramici

 

Il cliente ha infine già in programma l’ulteriore ampliamento dell’impianto con l’aggiunta di una quarta linea di raffreddamento dei forni.

Tempco produzione freni carboceramici alte prestazioni raffreddamento

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Regola delle cinque dita negli scambiatori di calore

Avete mai sentito parlare della Regola delle cinque dita quando si tratta di dimensionare e progettare correttamente uno scambiatore di calore? In fase di progettazione di uno scambiatore, vi sono alcuni dati che è fondamentale conoscere.

Questi dati sono: il fluido da riscaldare e la sua portata; la temperatura di ingresso del fluido, ossia a quale temperatura giunge dal processo; la sua temperatura in uscita, ovvero a che temperatura dobbiamo restituire il fluido al processo; fluido di servizio, quanto fluido di raffreddamento o di riscaldamento si ha a disposizione, espresso in portata (kg/ora, metri cubi/ora); e la temperatura del fluido di servizio alla quale viene reso disponibile.

Cinque dati, cinque dita: con questi cinque dati è possibile calcolare un bilancio termico, ricavando pertanto tutti i parametri necessari a dimensionare lo scambiatore. Partiamo ovviamente dal presupposto di conoscere già il tipo di fluido che utilizziamo, avendo a che fare per esempio con uno scambiatore acqua/acqua, o acqua/olio o vapore/acqua.

Si potrebbe quindi obiettare che occorre conoscere le perdite di carico. Ma ammettiamo di avere già un fluido a una determinata pressione, questo ci consente di definire già un certo valore delle perdite di carico. Solitamente è un valore che viene fornito dal cliente, e nel caso così non fosse, indicheremo noi le perdite di carico ideali affinché lo scambiatore funzioni al meglio. Diversamente, il cliente ci chiederà di rifare il calcolo con le perdite di carico disponibili in funzione della pompa o della pressione del fluido disponibile.

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Recupero di energia a immersione nelle lavanderie industriali

Una recente applicazione di recupero di calore dalle acque di una lavanderia industriale, per un cliente in Puglia, è per Tempco l’ennesima dimostrazione concreta della versatilità e flessibilità degli scambiatori TCOIL a immersione. In passato avevamo già sviluppato una applicazione che sfruttava la libertà di forma di questo tipo di scambiatori dimple jacket per impiego sui mangani da stiro impiegati nella stiratura automatica.

La nuova applicazione dei TCOIL per lavanderie industriali è la prima del genere che sviluppiamo, e si tratta di una soluzione particolarmente furba e innovativa in quanto consente al cliente di ottenere un ingente risparmio energetico. Il cliente dispone infatti di acqua alla temperatura di 45-50° C, che viene canalizzata e inserita nello scambiatore, con acqua di alimento a 12° C che si riesce in tal modo a portare a circa 35-40° C. Il guadagno che si ricava è quindi di circa 20-25° C, e l’acqua così riscaldata grazie all’energia termica recuperata viene mandata in caldaia per essere poi portata a 45° C per un nuovo ciclo. Si ottiene in tal modo un risparmio di circa 2/3 della potenza necessaria, utilizzando ad esempio solo 300 kW invece di 1.000 kW.

Tempco scambiatori TCOIL a immersione lavanderie industriali

E’ un tipo di applicazione decisamente intelligente, con recupero energetico e forte risparmio sui consumi, che oggi diventa decisamente interessante per le imprese a causa dell’aumento dei costi di gas ed energia elettrica. L’incremento dei prezzi dell’energia oggi infatti riduce molto il payback di un impianto di questo tipo, accorciando drasticamente il ritorno dell’investimento, che se prima poteva essere di 10 anni, oggi scende anche magari a soli tre anni. Con quindi un ROI decisamente accessibile e molto conveniente, anche perché un impianto del genere, con costruzione inox, offre poi una vita utile molto più lunga.

Anche in questo caso, si assiste a un cambio di paradigma analogo a quanto si diceva per il passaggio dal riscaldamento a gas a quello elettrico, di cui parlavamo già nel video sulla elettrificazione nel riscaldamento nelle centraline di termoregolazione.

Tempco scambiatori TCOIL lavanderie industriali

Tempco scambiatori a immersione TCOIL lavanderie industriali

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Perdite di carico e prestazioni negli scambiatori di calore, perché aumentano di pari passo?

Un piccolo trucco e una curiosità spiegata nel funzionamento e nella resa termica degli scambiatori di calore: perché le prestazioni di uno scambiatore aumentano all’aumentare delle perdite di carico?

La cosa è presto detta: quando si vanno ad aumentare le perdite di carico ammesse nel flusso dei fluidi all’interno di uno scambiatore, ovvero le perdite di carico nell’acqua che circola nel mantello o nei tubi, o sulle due facce di scambio termico di uno scambiatore a piastre, si ottiene un miglioramento delle prestazioni. Questo perché, a parità della sezione dello scambiatore, nel momento in cui aumentiamo le perdite di carico significa che stiamo aumentando la portata. Ancora meglio, nel momento in cui accettiamo perdite di carico superiori, vuol dire che possiamo ridurre la sezione di passaggio dei fluidi e quindi aumentarne la velocità.

Questo comporta un moto più turbolento dei fluidi, che all’interno di uno scambiatore significa avere un aumento delle collisioni tra le particelle del fluido e pertanto un coefficiente di scambio termico superiore. Per cui aumenta la resa di trasferimento di calore dello scambiatore.

La stessa cosa può essere fatta con uno scambiatore pre-esistente, dove per migliorarne le prestazioni è possibile aumentare la portata, il che corrisponde in maniera abbastanza lineare a un aumento delle perdite di carico e quindi delle prestazioni dello scambiatore di calore.
Il piccolo trucco vale come suggerimento nella fase di progettazione degli scambiatori di calore, siano essi scambiatori a piastre o scambiatori a fascio tubiero, e in generale per qualsiasi tipologia di scambiatori.

 

 

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Saldobrasati per alta pressione per refrigerazione a CO2 nei mezzi di trasporto

Abbiamo già avuto modo di accennare alla refrigerazione a CO2, un sistema per condizionamento green che non solo elimina l’impiego di refrigeranti sintetici, ma sfrutta una risorsa presente in natura, potremmo pertanto dire rinnovabile, senza impatto ambientale e non inquinante. I sistemi di refrigerazione a CO2 producono infatti acqua come scarto del ciclo termico.

Per una applicazione in impianti di condizionamento per mezzi di trasporto, sia per la cabina di guida che per la sezione passeggeri, Tempco ha fornito di recente degli scambiatori a piastre saldobrasati per alte pressioni, in grado di sopportare pressioni fino 140 bar. Le innovative soluzioni per HVAC che sfruttano la CO2 per il condizionamento hanno infatti la peculiarità di necessitare di strumentazione e apparecchiature appositamente studiate per resistere a pressioni di esercizio molto elevate. Un nuovo campo di applicazione per il condizionamento sostenibile e gli scambiatori saldobrasati, che pone una serie di nuove sfide nello sviluppo di concetti innovativi di ingegneria e costruzione degli impianti.

Tempco scambiatori saldobrasati alta pressione refrigerazione CO2

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Tempco TREG HCE termoregolazione monofluido in modello 3D

La termoregolazione monofluido con le centraline TREG HCE in modalità raffreddamento mostrata ‘a nudo’ nell’animazione video sul nostro canale Tempco YouTube.

Il video mostra graficamente i flussi in ingresso del fluido da termoregolare e dell’acqua di raffreddamento. A scambio termico avvenuto all’interno dello scambiatore a piastre, la centralina provvede a far defluire il fluido regolato alla temperatura richiesta dal processo servito. Nel video è esemplificato lo schema dei circuito, con visione da entrambi i lati della centralina di termoregolazione.

 

Per una visione ancora più nel particolare, alla pagina nelle Soluzioni sul sito Tempco è inoltre possibile navigare il modello 3D interattivo della centralina, che consente di ruotare a piacere la macchina e di effettuare zoom altamente dettagliati per studiare in maniera approfondita la costruzione e l’ingegneria di queste centraline.

Tempco TREG HCE monofluido modello 3D circuiti

Tempco TREG HCE monofluido modello 3D scambiatore

Tempco TREG HCE monofluido modello 3D raffreddamento

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Caldo e freddo nei banchi prova di componenti automotive

La termoregolazione è un requisito cruciale nelle applicazioni con banchi prova in generale, e nello specifico come nel caso dei sistemi di controllo della temperatura che abbiamo sviluppato di recente per banchi prova di componenti per automotive. Il sistema è stato sviluppato per servire il banco di test dei componenti per il settore auto di un cliente, regolando le temperature in un ampio range che va dai -15° C ai +130° C.

La soluzione sviluppata impiega centraline della serie TREG con resistenze di riscaldamento pilotate da tristori. Questo consente di ottenere un’ottima modulazione della potenza termica, consumando energia solo quando e nella misura necessaria, assicurando inoltre una tolleranza molto fine nella regolazione dei livelli di temperatura.

Tempco termoregolazione banchi prova componenti automotive

 

Le centraline di termoregolazione sono quindi abbinate a chiller TCHIL, che forniscono l’energia fredda per completare l’ampio range di termoregolazione in cui lavora la soluzione per banchi prova di componenti per auto.

Tempco termoregolazione banchi prova componenti auto

Tempco termoregolazione banchi prova parti automotive

 

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Caro energia e riscaldamento, le aziende passano dal gas all’elettrico

La crisi energetica, il caro energia e le problematiche geopolitiche che in Europa si ripercuotono sulle forniture di gas dall’est, stanno facendo muovere molte grandi aziende oggi verso l’elettrificazione nei loro processi di riscaldamento. Problemi che si ripercuotono negli aumenti dei costi per la produzione di energia, e di conseguenza nei costi per la produzione di calore.

Il passaggio cui stiamo assistendo è quello dal riscaldamento a gas a quello in elettrico, e sono giornaliere le chiamate che arrivano in Tempco con richieste di questo tipo. Ciò vale soprattutto per le aziende che hanno una auto produzione di energia elettrica, da fonti rinnovabili come il fotovoltaico ad esempio. In particolare vale quindi per grandi aziende con grandi impianti centralizzati per la produzione di vapore o di olio diatermico ad alta temperatura per il riscaldamento di determinati processi.

Queste realtà stanno di fatto ‘splittando’ questo tipo di riscaldamento su centraline più piccole riscaldate elettricamente. A differenza che in passato, infatti, dove in Italia il costo dell’energia elettrica era superiore al gas, oggi la situazione corrente rende questo tipo di scelta conveniente e preferibile specialmente se in azienda, come detto, è presente una auto produzione di energia da fonti rinnovabili.

Inoltre, questo tipo di centraline consente di implementare sistemi che impiegano relè statici o tiristori, quindi con modulazione della potenza sulla reale richiesta di riscaldamento nell’impianto di produzione, limitando così il consumo di energia solo laddove richiesto. Potendo così utilizzare piccole centraline dedicate a piccole parti di impianto, raffinando il consumo di energia riscaldando quella parte specifica di impianto solo quando è realmente necessario. Eliminando i consumi elevati legati a un sistema unico centralizzato che serve tutte le utilities.

 

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