I ventilatori trovano ampio utilizzo nei sistemi di controllo della temperatura, raffreddamento e termoregolazione nell’industria di processo realizzati da Tempco. Il regolamento definisce un ventilatore come un dispositivo costituito almeno da tre componenti: statore, rotore e motore. Il ventilatore deve quindi raggiungere l’efficienza minima richiesta nel suo punto di lavoro ottimale, laddove l’efficienza viene calcolata come rapporto tra la prestazione aeraulica e la potenza elettrica utilizzata.

Il nuovo Regolamento sugli elettroventilatori richiede altresì maggiori informazioni sui carichi parziali e specifica anche obblighi di documentazione a carico del produttore/distributore/utente, includendo oltre all’efficienza anche informazioni sulla riparabilità. La normativa in tal mondo intende favorire lo sviluppo dell’economia circolare tramite la disponibilità di pezzi di ricambio.

I nuovi requisiti, che inaspriscono i requisiti di efficienza energetica per i ventilatori rispetto a quanto stabilito dal precedente regolamento sulla progettazione ecocompatibile, permetteranno dunque una ulteriore riduzione del consumo energetico negli impianti industriali per controllo della temperatura e raffreddamento. Portando un risparmio che negli elettroventilatori può essere ulteriormente incrementato grazie all’utilizzo di inverter che consentono di regolare la velocità e quindi il volume dell’aria in base alle reali esigenze di processo.

I ventilatori che rispettano i limiti minimi di efficienza imposti dalla normativa si potranno riconoscere in quanto avranno etichettatura CE che ne attesta la conformità. Solo i ventilatori conformi alla normativa CE potranno quindi essere immessi sul mercato europeo, a prescindere dal fatto che siano prodotti nell’UE o importati da Paesi extra UE.

E’ infine previsto un periodo di transizione fino al 24 luglio 2027 per adeguarsi ai nuovi requisiti di efficienza e ai requisiti di documentazione estesi imposti dalla normativa per i ventilatori installati in altri prodotti, i cosiddetti ventilatori incorporati.

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In Tempco realizziamo sistemi completi di raffreddamento che uniscono in un’unica soluzione tutti i componenti necessari per smaltire il calore prodotto dal motore e dall’aria di sovralimentazione, offrendo il vantaggio di una progettazione integrata.
 Questo approccio assicura compatibilità idraulica, semplicità di installazione e un funzionamento efficiente e coordinato di tutte le parti.

Il sistema di raffreddamento integrato per gruppi elettrogeni di emergenza è composto da:

• HX1 – Scambiatore jacket water, dedicato al circuito principale del motore.
• HX2 – Scambiatore aria di sovralimentazione, per mantenere la temperatura ottimale dell’aria in aspirazione.
• P1/P2 – Gruppo di pompaggio, realizzato su skid completo di pompe, valvole, strumenti e quadro elettrico di comando.
• RAD – Elettroradiatore remoto, installato in posizione ottimale per la ventilazione e la dissipazione del calore.
• VEXP – Vaso di espansione, equipaggiato con tappo radiatore, livello visivo e livellostato di minimo livello, fornito per montaggio a cura del cliente in base alla configurazione impiantistica.

L’architettura del sistema può essere rappresentata come nell’immagine qui sotto:

La combinazione dei due circuiti del jacket water e di raffreddamento dell’aria di sovralimentazione consente di mantenere costante la temperatura di esercizio del motore, migliorando l’efficienza e riducendo i tempi di avviamento in emergenza.

Rispetto alle soluzioni tradizionali, dove i componenti vengono forniti separatamente, il sistema Tempco garantisce una gestione semplificata dell’impianto, con dimensionamento e integrazione studiati caso per caso sulle specifiche del motore e sulle condizioni ambientali di installazione.

Questo approccio ingegneristico unisce modularità, affidabilità e prontezza operativa, assicurando ai gruppi elettrogeni di emergenza un raffreddamento stabile e performante, sempre pronto a entrare in azione quando serve davvero.

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Gli scambiatori ad aria – o dry cooler – sono spesso visti come apparecchi ‘semplici’: una batteria alettata con dei ventilatori che garantiscono lo smaltimento termico.
 In realtà, quando ci si avvicina alle esigenze reali degli impianti, emergono subito richieste che rendono questi sistemi tutt’altro che standard.

Un tema centrale è proprio quello delle normative elettriche e di ventilazione, che variano a seconda del settore e dell’area geografica di destinazione:

• ambienti con rischio di esplosione, che richiedono ventilatori ATEX;
• applicazioni soggette a normative IN METRO, in ambito internazionale;
• richieste di conformità UL, necessarie per i mercati nordamericani.

Sono tutte situazioni in cui il dry cooler non può più essere considerato un prodotto a catalogo, ma un progetto su misura, studiato sulle condizioni specifiche del cliente e del processo.

La versatilità di Tempco sta proprio qui: un approccio flessibile, che ci consente di integrare ventilatori e motori speciali, rispettando normative diverse e garantendo la massima sicurezza operativa. Perché dietro a quello che sembra ‘solo un ventilatore’, in realtà c’è la chiave per far lavorare un intero impianto in modo sicuro, affidabile e conforme alle normative di settore.

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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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I sistemi di raffreddamento dei bruciatori sono cruciali negli impianti di ossitaglio di bramme e billette per diverse ragioni:

1. Prevenzione del surriscaldamento: i bruciatori funzionano a temperature estremamente elevate. Senza un adeguato raffreddamento, potrebbero surriscaldarsi, causando danni strutturali o guasti.
2. Mantenimento dell’efficienza: un bruciatore raffreddato in modo appropriato opera in modo più efficiente. Il raffreddamento impedisce che le temperature troppo alte alterino le prestazioni, mantenendo un taglio preciso e costante.
3. Sicurezza: il raffreddamento riduce il rischio di incendi o esplosioni dovute al surriscaldamento, migliorando la sicurezza dell’intero impianto.
4. Durata dei componenti: il raffreddamento regolare riduce l’usura dei componenti del bruciatore, prolungando la vita utile dell’impianto e riducendo i costi di manutenzione.

Il raffreddamento avviene per ovvi motivi ad acqua, con dissipazione che spesso può essere effettuata mediante l’utilizzo di free-cooler, in quanto i livelli di temperatura non sono particolarmente spinti.

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Ma di fatto, quando è possibile installare un sistema di free cooling? Spesso ci sono industrie di processo che richiedono attività di raffreddamento all’interno del loro processo produttivo con temperature dell’acqua di raffreddamento piuttosto basse. Diciamo 10-15 o anche 20° C. Sono requisiti che una torre evaporativa non può soddisfare durante la stagione calda, e nemmeno un sistema con radiatore, che sfrutta la dissipazione del calore mediante l’aria.
E’ pertanto necessario utilizzare dei gruppi frigoriferi.

Ma ci sono condizioni ambientali, durante la stagione fredda, o anche durante le ore più fresche della giornata, in cui un gruppo frigorifero è sostanzialmente uno spreco, perché potendo sfruttare le condizioni ambientali favorevolmente fredde in questi frangenti, potrebbe bastare un dry cooler, cioè un dissipatore. Che tipo di vantaggi porta un sistema di free cooling?

A livello di costi si tratta chiaramente di qualcosa in più che dobbiamo implementare all’interno dell’impianto di refrigerazione. Sostanzialmente, si deve accompagnare un refrigeratore con un sistema di freecooling, un oggetto che durante la stagione estiva probabilmente non servirà. Ma durante la stagione invernale, consentirà di spegnere i chiller. Questo di fatto comporta un importante risparmio energetico.

Facendo un bilancio grossolano, con un gruppo frigorifero con COP 3 (Coefficiente di Prestazione) per ottenere una dissipazione di 90 kW termici abbiamo un consumo di energia elettrica di 30 kW, più o meno. Di questi 30 kW, 24-25 kW vengono generalmente consumati dai compressori di refrigerazione necessari per raffreddare l’acqua. Utilizzando un sistema di free cooling, questi 24-25 kW svaniranno perché rimarranno solamente i kW impiegati per la ventilazione, chiaramente, e i kW dedicati alla pompa di circolazione dell’acqua. È quindi chiaro che avremo un notevole risparmio energetico dissipando la stessa quantità di energia termica.

Adesso possiamo anche fare un paio di valutazioni per capire quale potrebbe essere il ritorno dell’investimento di un impianto di free cooling. Diciamo che ci sono moltissime applicazioni in cui il free cooling è sicuramente un’ottima soluzione. Dipende chiaramente dalla latitudine: più l’impianto è installato in una regione fredda o che ha una stagione fredda più lunga, più sarà facile avere un ROI più breve della soluzione free cooling.

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Congiuntamente con l’ufficio tecnico abbiamo portato a termine una serie di rilievi volti a definire la potenza termica da dissipare, informazione che in ragione della complessità dell’impianto ha richiesto alcuni mesi di rilievi e verifiche, anche a causa dei periodi produttivi a regimi ridotti a causa del COVID.

Effettuato l’intervento di revamping del sistema di raffreddamento nel reparto di stampaggio materie plastiche, a distanza di un primo anno di funzionamento a pieno regime la proprietà ha constatato la validità del progetto e ha deciso di investire in un potenziamento, volto a supportare i futuri ampliamenti produttivi e nel caso fornire un valido back up ai chiller attualmente in uso nello stabilimento.

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Il raffreddamento ad aria è generalmente la soluzione più comune per dissipare il calore generato dai raddrizzatori di corrente. Questo metodo sfrutta il principio del trasferimento di calore mediante contatto diretto con l’aria ambiente. In questo caso, componenti chiave del sistema sono ventole e dissipatori di calore. Le ventole aspirano l’aria ambiente, che attraversa i dissipatori di calore, rimuovendo così il calore in eccesso generato dal raddrizzatore.

Questo sistema di raffreddamento porta con sé vantaggi e svantaggi. I vantaggi del raffreddamento ad aria sono i seguenti:

• Economico: i sistemi di raffreddamento ad aria sono generalmente più economici da implementare rispetto a quelli ad acqua.
• Manutenzione semplice: la manutenzione di sistemi ad aria è spesso più agevole, poiché non coinvolge liquidi e tubazioni complesse.

Di contro, il raffreddamento ad aria comporta anche alcuni svantaggi:

• Limite di efficienza: i sistemi di raffreddamento ad aria possono raggiungere un limite di efficienza in situazioni di carico intenso, limitando la loro capacità di dissipare grandi quantità di calore.
• Livelli di rumore: le ventole possono produrre rumore, il che potrebbe essere un fattore indesiderato in ambienti sensibili al rumore.

Una valida alternativa per dissipare il calore generato dai raddrizzatori consta quindi nel raffreddamento ad acqua. Si tratta di una tecnologia più avanzata che utilizza liquido refrigerante per assorbire e trasferire il calore lontano dai raddrizzatori di corrente. Questo metodo coinvolge un sistema di tubazioni, una pompa e un radiatore che consentono al liquido di circolare attraverso il sistema, raffreddando il raddrizzatore.

Vantaggi del raffreddamento ad acqua:

• Elevata efficienza: il raffreddamento ad acqua è generalmente più efficiente rispetto a quello ad aria, consentendo la gestione di carichi di lavoro più intensi.
• Silenzioso: a differenza delle ventole, il raffreddamento ad acqua può essere notevolmente più silenzioso, fornendo una soluzione ideale per ambienti sensibili al rumore.

Gli svantaggi del raffreddamento ad acqua sono invece i seguenti:

• Costoso: l’implementazione di sistemi di raffreddamento ad acqua è solitamente più costosa a causa della complessità delle componenti coinvolte.
• Manutenzione complessa: i sistemi ad acqua richiedono una manutenzione più attenta e periodica, soprattutto per prevenire problemi legati alla corrosione e perdite di liquido.

In conclusione, la scelta tra raffreddamento ad aria e ad acqua per i raddrizzatori di corrente dipende pertanto da vari fattori, tra cui l’ambiente operativo, la potenza del sistema e il budget disponibile. Mentre il raffreddamento ad aria offre un approccio economico e di facile manutenzione, il raffreddamento ad acqua si distingue per la sua elevata efficienza, specialmente in ambienti ad alta intensità di lavoro e gravosi. In ultima analisi, la decisione dipenderà dalle esigenze specifiche del sistema elettrico in questione.

Nel caso di raffreddamento ad acqua, interponendo uno scambiatore con un sistema dedicato, è infine possibile eliminare i problemi di manutenzione dovuti alle incrostazioni. Un’interessante applicazione è quella relativa alle moderne esigenze dei sistemi di produzione di idrogeno per elettrolisi.

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I radiatori impiegano ventilatori prementi, per via delle elevate temperature dell’aria in uscita, trattandosi infatti di radiatori che vanno a dissipare le grandi quantità di calore generato da motori endotermici. Vista la location dell’installazione, la protezione del pacco di scambio è stata garantita con trattamento electrofin per ambienti aggressivi, salino/marino.

L’installazione comprende:

– n. 3 radiatori da 700 kw ciascuno
– 12 ventilatori per ciascun radiatore
– vasi di espansioni forniti a completamento, equipaggiati di quadro elettrico di comando

Per la spedizione, le apparecchiature sono state imballate in cassa via mare e con sacco barriera. Il completamento della commessa, dal progetto alla fornitura, ha richiesto nel suo insieme 10 mesi, e i risultati sono stati di grande soddisfazione per l’utilizzatore finale.

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I radiatori utilizzati nelle autovetture sono difatti degli scambiatori di calore finalizzati al raffreddamento dei fluidi del motore, sia che si tratti dell’acqua delle camicie sia che si tratti dell’olio lubrificante. Sappiamo tutti quanto sia importante il radiatore in un’auto, come si è visto anche alla 24 Ore di Le Mans dove la Ferrari #50 è stata colpita da un sasso direttamente nel radiatore, che si è rotto, danneggiando così il radiatore destinato al raffreddamento di una parte ibrida del motore. La vettura è stata così costretta a effettuare un pit-stop, perdendo le posizioni di gara acquisite.

Ebbene, le nostre unità di termoregolazione vengono impiegate nei tunnel di test dei radiatori automobilistici, simulando la temperatura dell’olio motore o dell’acqua all’interno delle camicie per verificare l’efficienza e le performance di questi importanti componenti nei motori endotermici. La regolazione della temperatura è qui fondamentale, perché è necessaria per simulare con elevata precisione i livelli elevati di temperatura dell’olio o dell’acqua mista a glicole all’interno del motore, con diverse variazioni di temperatura a seconda delle condizioni di utilizzo del motore stesso.

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