Raffreddamento adiabatico nella trafilatura dell’acciaio

Voglio portare oggi alla vostra attenzione un’interessante applicazione che stiamo sviluppando, per raffreddamento industriale nel processo di trafilatura dell’acciaio. Nello specifico, il processo richiede acqua di raffreddamento alla temperatura di 25-28° C.

Si tratta di un range di temperatura dell’acqua particolare, in quanto non abbastanza basso da giustificare l’impiego di un gruppo frigorifero. L’applicazione richiede infatti la dissipazione di diverse centinaia di kW termici, per cui ciò comporterebbe innanzitutto costi di prima installazione molto importanti per il chiller, quindi potenza elettrica assorbita molto elevata, in particolare nella stagione più calda. Di contro, la temperatura richiesta non è troppo bassa per poter essere soddisfatta con una torre evaporativa, soprattutto nella stagione calda, pur con un consumo energetico nella fattispecie molto basso. Inoltre, trattandosi di un raffreddamento diretto del prodotto, l’acqua trattata con anti-alghe, anti batterici e anti calcare della torre sarebbe incompatibile con il prodotto siderurgico stesso, e quindi inutilizzabile.

Davanti al dubbio sul tipo di macchina da utilizzare, l’ideale sarebbe quindi avere una macchina con acqua in circuito chiuso, ma dovremmo utilizzare una torre evaporativa combinata con uno scambiatore di calore, e a maggior ragione avremmo acqua a una temperatura che non rispetta le esigenze del processo di raffreddamento.

La soluzione trovata è stata impiegare dei raffreddatori a circuito chiuso, o dry cooler, di tipo adiabatico. Si tratta di dry cooler con potenziamento adiabatico, che durante la stagione estiva utilizzano un sistema di nebulizzazione di acqua nell’aria che viene aspirata nel cooler dai ventilatori, creando una sorta di effetto ‘torre evaporativa’. La temperatura di riferimento è quindi quella di bulbo umido, avendo un minimo di evaporazione di acqua, ovvero un minimo consumo di acqua, e solo nelle ore più calde della giornata e nelle stagioni più calde. Questo consente di avere l’acqua alla temperatura di 25-28° C richiesta dal processo, per l’intero arco dell’anno, anche in estate, e senza avere acqua in circuito aperto a contatto con l’aria esterna.

 

Il nostro sistema consente in particolare un consumo molto ridotto di acqua, limitato ai mesi più caldi, e non va a sporcare né intasare lo scambiatore alettato. Questi sistemi offrono quindi efficienza molto spinta, consentendo di fare dei raffreddamenti con acqua a circuito chiuso a temperature che sono intermedie tra quelle di una torre evaporativa e di un chiller.

Ovviamente il sistema è stato implementato, come nostra abitudine nella progettazione di questo genere di impianti, con sistemi di inverter sui ventilatori. Infatti durante la stagione invernale, così come in primavera e autunno, con l’aria ambiente alle nostre latitudini non è difficile ottenere acqua di raffreddamento a 25° C, per cui non ha alcun senso far girare i ventilatori alla massima velocità. L’impiego di inverter porta quindi notevole risparmio energetico.

Da una proiezione fatta con il cliente, il consumo di acqua è limitato a un paio di mesi all’anno, molto probabilmente solo nelle ore più calde. Il cliente lavora inoltre su tre turni, quindi durante la notte si ha un minore utilizzo di acqua, se non addirittura azzerato, andando probabilmente anche in parzializzazione sulla velocità dei ventilatori.

Abbiamo infine implementato anche un sistema di monitoraggio da remoto, per verificare l’effettivo consumo di acqua e di energia assorbita dai ventilatori, in vista di una futura ottimizzazione dei processi in cui il cliente prevede di investire ulteriormente. I dati così raccolti portano doppio beneficio, a noi per la fase di progettazione e proposta, e per il cliente, che può così avere piena trasparenza e consapevolezza delle sue esigenze sotto il profilo termico ed energetico. Potendo altresì fare una valutazione del bilancio energetico e quindi dei risparmi in kW che riusciamo a ottenere.

 

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