Gli scambiatori a piastre saldobrasati rappresentano la soluzione ideale in queste centrali grazie alla loro compattezza, elevata efficienza termica e totale assenza di manutenzione. Rispetto ai tradizionali scambiatori a fascio tubiero, offrono una serie di vantaggi concreti che li rendono particolarmente adatti per installazioni modulari, ad alta densità di potenza e in spazi ridotti.

La scelta Tempco
Nelle centrali idrauliche di potenza Tempco, gli scambiatori a piastre saldobrasati vengono dimensionati su misura in base alle condizioni operative del cliente:

• portate
• viscosità
• temperatura di lavoro
• potenza termica da dissipare

L’adozione di scambiatori in acciaio inox brasati in rame o nichel garantisce elevata resistenza alla corrosione e lunga durata, con prestazioni termiche costanti nel tempo. La compattezza e l’affidabilità ne fanno una scelta perfetta per sistemi ad alte prestazioni, dove ogni dettaglio conta per assicurare continuità operativa e risparmio energetico.

In sintesi, dunque, gli scambiatori a piastre saldobrasati permettono di massimizzare l’efficienza termica e ridurre gli ingombri, semplificando la manutenzione e migliorando l’affidabilità delle centrali idrauliche.

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La scelta di utilizzare l’acciaio inox per la struttura delle nostre unità di termoregolazione T REG HC E è strategica, in quanto permette di rispondere ai più severi requisiti di igiene e durabilità. Questo materiale garantisce infatti una eccellente resistenza alla corrosione, fondamentale in ambienti dove sono richiesti lavaggi frequenti e l’uso di agenti sanificanti. La sua superficie liscia e non porosa previene l’accumulo di contaminanti, facilitando la pulizia e assicurando una sanificazione superiore, in piena conformità con le stringenti normative cui è sottoposto il settore Pharma e Food.

Le centraline T REG HC E sono state concepite per offrire prestazioni di alto livello, mettendo la tecnologia al servizio della qualità. Garantiscono una precisione della temperatura di lavoro di ±0,5°C grazie a un controllo elettronico PID avanzato, essenziale per la stabilità e la riproducibilità dei processi produttivi. Operando in un range di temperatura da +30°C a +300°C e gestendo fluidi come acqua pressurizzata (130°C) o olio diatermico (180°C o +300°C), si adattano a una vasta gamma di applicazioni, dal riscaldamento di reattori al controllo termico in processi di pastorizzazione. Ogni componente, dalle pompe centrifughe a elevata portata agli scambiatori a piastre ad alta efficienza, è selezionato per garantire affidabilità e performance costanti.

Svariate sono quindi le applicazioni delle centraline di termoregolazione T REG HC E, oltre alle possibilità di personalizzazione che Tempco offre. Sia che si tratti di mantenere temperature precise in serbatoi di miscelazione o di produrre acqua calda per esigenze specifiche, le T REG HC E sono la soluzione ideale. Offriamo inoltre un’ampia gamma di opzioni su richiesta, permettendo di personalizzare ogni unità con pompe speciali, capacità di raffreddamento maggiori o interfacce di comunicazione per una perfetta integrazione nei sistemi di automazione degli utilizzatori.

Le centraline Tempco T REG HC E in acciaio inox ben rappresentano quindi l’impegno che in Tempco dedichiamo per offrire soluzioni di termoregolazione all’avanguardia, dove la precisione si fonde con l’igiene e l’affidabilità. Contattateci per scoprire come le nostre centraline possano elevare gli standard dei vostri processi produttivi nei settori farmaceutico e alimentare.

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Le foto scattate prima della sostituzione mostrano infatti molto chiaramente lo stato di grave corrosione delle alette del pacco di scambio dei radiatori.

Abbiamo dunque provveduto alla sostituzione dei radiatori provvedendo al contempo a un revamping dell’impianto, installando batterie di scambio con speciale trattamento ELECTROFIN. Il trattamento ElectroFin è uno speciale rivestimento protettivo anti-corrosione che viene applicato per elettrodeposizione, che assicura la corretta protezione del pacco alettato dagli agenti aggressivi cui gli impianti e le attrezzature sono esposte nelle installazioni in ambiente salino/marino.

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Anche nel 2023 abbiamo difatti avviato un discreto numero di impianti per biogas, tutti completi di chiller, scambiatore di calore e separatore di condensa.

Tutti gli impianti sono sempre in configurazione completa e vengono consegnati pronti per l’installazione. Di particolare interesse sono quindi le ultime applicazioni in ambito delle cartiere, con lo scopo di abbattere le emissioni inquinanti. Le cartiere presentano infatti un alto potenziale per la produzione di biogas e biometano, in quanto il ciclo produttivo di una cartiera genera una grande quantità di acque reflue ricche di COD (chemical oxygen demand) biodegradabili, che si prestano a essere trattati e valorizzati per produrre biogas.

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La temperatura dell’olio lubrificante è un parametro fondamentale per garantire il corretto funzionamento delle turbine nella generazione di energia. Elevate temperature possono compromettere la viscosità dell’olio, riducendo la sua capacità di lubrificazione e aumentando l’usura dei componenti. Di contro, temperature troppo basse possono causare la formazione di condensa e accelerare la corrosione. Un controllo preciso della temperatura è quindi essenziale per garantire la durata e l’efficienza del sistema.

Tempco offre una vasta gamma di raffreddatori e sistemi skid di raffreddamento progettati su misura per soddisfare le esigenze specifiche delle turbine nel settore del power generation. Gli scambiatori di calore doppi in standby rappresentano in questo ambito una soluzione innovativa: questi sistemi consentono il passaggio continuo dell’olio attraverso lo scambiatore master, con un secondo scambiatore che entra in funzione nel circuito in caso di necessità, garantendo un raffreddamento costante ed evitando interruzioni nell’erogazione di potenza.

Le valvole di interconnessione sono un elemento chiave nei sistemi doppi di Tempco. Queste valvole regolano il flusso dell’olio tra gli scambiatori, assicurando che il passaggio attraverso il secondo scambiatore avvenga quando necessario, in modo rapido ed efficace.

Benefici operativi:

• Migliore affidabilità: La gestione avanzata della temperatura assicura un funzionamento stabile e affidabile delle turbine.
• Personalizzazione: Le soluzioni Tempco sono progettate su misura, adattandosi alle specifiche esigenze del cliente.
• Minima interruzione: Gli scambiatori doppi in standby assicurano un raffreddamento continuo, minimizzando il rischio di interruzioni nella produzione di energia.

Le soluzioni con scambiatori doppi in standby per il raffreddamento dell’olio nelle turbine per generazione di energia rappresentano un’ulteriore soluzione avanzata che dimostra il continuo impegno di Tempco sui fronti dell’innovazione e dell’ottimizzazione dell’efficienza energetica. Investire in queste tecnologie non solo migliora le prestazioni operative, ma contribuisce anche alla sostenibilità ambientale nel panorama della generazione di energia.

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Nella fattispecie degli scambiatori a piastre ispezionabili, è chiaro che la pulizia risulti più facile, ma relativamente. Essendo infatti ispezionabili, è sufficiente smontarli, aprirli e lavare le piastre utilizzando acidi, detergenti o fluidi più o meno aggressivi. Quindi procedere a chiudere nuovamente lo scambiatore. Ma questo non basta.

L’intervento di pulizia viene infatti di solito integrato con un test con liquidi penetranti, necessario a garantire che le piastre non siano rotte, criccate o corrose. Effetti evidenti di corrosione sono certamente visibili anche a occhio nudo, ma ci possono altresì essere micro-cricche dovute magari a cattivi interventi di manutenzione. Ad esempio, per effetto di un serraggio troppo stretto delle piastre che possono quindi essere state schiacciate. Questo può non essere evidente, ma viene rilevato con un test con liquidi penetranti, che viene effettuato sul 100% delle piastre dello scambiatore.

Un’altra operazione che può quindi essere fatta, anche se non necessariamente richiesta, è la sostituzione delle guarnizioni. Il processo di pulizia comporta il più delle volte la rimozione delle guarnizioni, il lavaggio delle piastre e il rimontaggio delle guarnizioni, specialmente se queste sono a clip, ovvero non incollate. A volte però le guarnizioni possono apparire usurate, per cui occorre sostituire l’intero pacco di guarnizioni.

Si tratta nel complesso di un’operazione piuttosto invasiva, e anche piuttosto costosa. Sicuramente ne vale la pena per scambiatori a piastre di una certa taglia, ma nel caso di scambiatori molto piccoli l’intervento potrebbe risultare non conveniente, mentre potrebbe essere più economico sostituire l’intero pacco piastre.

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Diversi sono infatti gli accorgimenti nevessari negli scambiatori che vengono inseriti in processi dell’industria petrolchimica, per garantirne la resistenza dello scambiatore alle condizioni severe di lavoro:

• Cicli di verniciatura anticorrosione (C5 M…)
• Targhette in acciaio inox
• Connessioni linea in AISI 316
• Coefficienti di sicurezza termica aumentati (fouling factor adeguati)
• Punti di messa a terra
• Dichiarazioni di idoneità per installazione in area ATEX
• Certificazioni dei materiali

Tutte queste caratteristiche riguardano quindi sia la costruzione dello scambiatore, e la stessa scelta dei materiali, sia i calcoli di progettazione e tutta la documentazione a supporto, che che devono garantire la funzionalità e la conformità dello scambiatore alle condizioni impegnative dell’ambiente industriale di destinazione.

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Se il fluido impiegato non mostra particolari problemi a entrare in contatto con l’acciaio al carbonio, il fluido quando entra nella flangia è in contatto con il materiale. Dopodiché entra nello scambiatore ed è in contatto con l’acciaio inossidabile delle piastre. Molto spesso però è necessario evitare il contatto dei fluidi con parti e materiali che siano esposti a ossidazione e corrosione. In tal caso è preferibile che il fluido non sia mai a contatto con l’acciaio al carbonio.

Premesso che gli scambiatori di calore a piastre possono avere due tipologie di connessione, a flangia o tramite connessioni filettate, con le connessioni flangiate, il gioco è abbastanza semplice in quanto è sufficiente realizzare il fusto nella zona dei bocchelli con un rivestimento che può essere realizzato in gomma, come nitrile, etilene propilene, viton, oppure in acciaio inox AISI 304 o AISI 316. L’interno del fusto nella zona del bocchello è quindi protetto dallo stesso lining. La guarnizione della prima piastra va in contatto con l’anello circolare del lining, e in questo modo il fluido oltrepassa il fusto ed entra tra le prime due piastre, senza essere mai in contatto con l’acciaio al carbonio. La piastra finale è una piastra cieca quindi non va a contatto con l’acciaio al carbonio ma resta sempre e solo a contatto con le piastre in acciaio inossidabile.

A proposito, i fluidi non passano mai tra la prima piastra e il fusto, entrano direttamente tra le prime due piastre.

Con scambiatori di calore a piastre a connessioni filettate, i bocchelli – realizzati in acciaio inossidabile o in materiale plastico nel caso di fluidi aggressivi come acqua di mare e acidi – hanno un riscontro, una sorta di ‘cartella’ che va a contatto con la guarnizione, viene trattenuta dal fusto, e anche in questo modo il fluido che entra nello scambiatore è in contatto solo con l’acciaio inossidabile e con il materiale delle guarnizioni. Senza mai entrare in contatto con il ferro, la vernice o altri materiali che siano esposti a corrosione.

Il problema infine non si pone nemmeno nel caso di scambiatori di calore a piastre per impiego nell’industria alimentare, che hanno costruzione completamente in acciaio inossidabile per soddisfare i severi requisiti igienici del comparto.

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La tipologia di scambiatori a doppia parete trova applicazione in oleodinamica soprattutto in applicazioni estremamente delicate. Un chiaro esempio è il raffreddamento dell’olio del riduttore di una turbina in impianti di generazione di energia, dove l’organo meccanico è critico per il tipo di applicazione. Ritrovarsi qui con presenza di acqua nell’olio può portare a danni gravissimi e irreparabili.

L’applicazione più tradizionale fa uso di scambiatori a fascio tubiero del genere tubo in tubo, ossia con doppio tubo, o doppia parete. Questi sono dotati di particolari testate costruite in modo tale che, in caso di perdita di fluidi, la perdita defluisce in una speciale camera presente tra le due testate. Consentendo quindi di verificare la presenza di una perdita per intervenire e riparare.

Nel caso degli scambiatori di calore a piastre a doppia parete, la presenza di una doppia guarnizione nella zona dei bocchelli previene la possibilità di miscelazione tra i due fluidi. Quindi anche in caso di rottura di una guarnizione, lungo il perimetro esterno o nella zona dei bocchelli, la perdita di fluidi avviene verso l’esterno dello scambiatore. In caso di rottura di una piastra, vi è una camera d’aria tra una piastra e l’altra per cui si ha una fuoriuscita visibile di olio o acqua verso l’esterno dello scambiatore, facile quindi da ripristinare.

Vantaggi e svantaggi della soluzione a doppia parete: i vantaggi sono tutti a carico della sicurezza, per cui lo scambiatore a doppia parete è una scelta obbligata quando si ha l’assoluta necessità di evitare qualsiasi miscelazione tra fluido primario e secondario. Gli svantaggi sono diversi, a partire dal costo superiore in quanto il numero delle piastre è doppio, e quindi aumenta il costo dei materiali costruttivi. Inoltre, avendo spessori maggiori e una camera d’aria tra le due piastre, diminuiscono i coefficienti di scambio termico. Pertanto, oltre a richiedere materiali in quantità maggiore, va aumentata anche la superficie di scambio termico necessaria per assolvere lo stesso lavoro termico. Resta però una soluzione necessaria per poter prevenire possibili problemi negli impianti oleodinamici.

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Come è fatta una tenuta meccanica? La tenuta meccanica è composta fondamentalmente da due parti, una fissa e una rotante mobile. La parte fissa è montata sul corpo della pompa, fa tenuta mediante un O-ring esterno e ha una faccia rettificata e levigata che va a contatto con la parte mobile.

La parte mobile è montata sull’albero, ed è quindi solidale con questo. La tenuta viene fatta anche in questo caso con un O-ring, una tenuta classica dunque, sulla sede dell’albero. La tenuta tra le due parti è assicurata dal contatto tra le due facce, che essendo rettificate e molto lisce evitano che ci siano trafilamenti di liquido, che si tratti di acqua o olio.

Differenti sono quindi i materiali costruttivi di una tenuta meccanica, in funzione sia del tipo di fluido che viene movimentato, sia delle temperature di lavoro in gioco. A seconda del fluido trattato, e al salire delle temperature, ad esempio con impiego di olio o fluidi aggressivi, i materiali della tenuta devono infatti garantire la giusta resistenza.

I materiali generano tra loro una frizione notevole: immaginate infatti che una pompa a due poli gira a circa 2.900-3.000 rpm, con uno sfregamento tra le due parti che è quindi molto elevato. Per questo motivo le tenute meccaniche vengono solitamente raffreddate, o mediante il fluido stesso che viene movimentato o, nei casi più estremi, dai sistemi di flussaggio che ne mantengono la temperatura a livelli accettabili.

In particolare, il flussaggio delle tenute serve non solo a mantenere la temperatura a livelli corretti, ma anche a mantenere uno strato di lubrificazione, chiamiamolo così, tra le due facce. Alle velocità a cui girano, e per quanto sono lisce le superfici, le due facce in mancanza di lubrificazione possono infatti grippare, ovvero rovinarsi, portando alla perdita nella tenuta.

Infine, quando si procede alla sostituzione delle tenute meccaniche, occorre ricordarsi sempre di cambiare anche la guarnizione del corpo pompa.

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