In un post precedente, abbiamo esplorato le sfide e le soluzioni per la termoregolazione in ambienti ATEX, ponendo particolare attenzione alla progettazione di centraline sicure ed efficienti. Come anticipato, una delle strategie più efficaci per ottimizzare il controllo della temperatura in queste applicazioni è separare il quadro di comando dall’area a rischio, installandolo in una zona sicura. Questa configurazione offre numerosi vantaggi in termini di sicurezza, affidabilità e gestione operativa.

Approccio a doppia configurazione: Unità TCU ATEX + Controllo remoto
Per garantire un controllo ottimale della temperatura in zone a rischio esplosione, le centraline di termoregolazione TREG TCU (temperature control unit) vengono progettate molto spesso con due unità separate:

• Unità di termoregolazione TCU installata in area ATEX
• Quadro di comando remoto posizionato in zona sicura

Questa soluzione consente di eliminare la necessità di dispositivi elettronici complessi all’interno dell’area ATEX, riducendo il rischio di guasti e semplificando la manutenzione.

La soluzione con doppia configurazione include quindi alcuni componenti chiave:

1. Unità di termoregolazione – temperature control unit TCU in Zona ATEX
   L’unità installata in zona ATEX comprende tutti i componenti soggetti al processo di termoregolazione, progettati con protezioni idonee:
   • Scambiatori di calore e circuiti termici realizzati con materiali e configurazioni conformi agli standard ATEX.
   • Resistenze elettriche con protezione antideflagrante.
   • Sensori di temperatura (PT100, termocoppie) certificati a sicurezza intrinseca.
   • Attuatori e valvole con protezione Ex d o Ex i per il controllo del flusso termico.
   • Cablaggi speciali schermati e isolati per evitare surriscaldamenti e dispersioni.
2. Quadro di controllo in zona sicura
   Il cuore del sistema di termoregolazione è situato in una zona non a rischio, dove è possibile implementare un’elettronica avanzata senza vincoli ATEX:• PLC industriale per la gestione della temperatura con regolazione PID avanzata.
   • HMI touchscreen per il monitoraggio e la regolazione manuale dei parametri della TCU.
   • Data logging e reportistica per l’analisi delle performance termiche.
   • Gestione da remoto con connessione a sistemi SCADA o cloud.

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Nel caso specifico, le batterie di scambiatori a immersione sono state installate nella vasca di equalizzazione, dove vengono scaricate le acque reflue generate dal processo produttivo della parboilizzazione, sostanzialmente costituite da acqua di macerazione del risone. Scopo dello scambiatore di calore a immersione custom è il recupero di calore dalle acque reflue, che viene poi sfruttato portando un doppio beneficio: in primo luogo, il calore recuperato consente il preriscaldamento di acqua di pozzo all’interno delle piastre alla massima temperatura possibile, ottenendo un importante risparmio energetico in termini di vapore non utilizzato. In seconda istanza, il calore recuperato mediante scambio termico serve al raffreddamento del refluo che viene poi inviato al processo di depurazione, offrendo un notevole beneficio per i trattamenti biologici che avvengono nel depuratore.

L’applicazione è stata realizzata in modalità custom e in retrofit, sfruttando alcune strutture già presenti nella vasca di equalizzazione del cliente. In particolare, sono stati sfruttati gli agitatori esistenti per moto fluido >= 0,1 m/s, creando una turbolenza gratuita che aumenta l’efficienza dello scambio termico. L’installazione delle batterie di scambiatori è stata quindi realizzata con ancoraggio su vecchi tubi di insufflaggio dismessi (2,0 x 2,6 m).

L’impianto consentirà nell’insieme un significativo risparmio energetico per il cliente, con circa 174 kW di calore recuperati (150.000 kcal/h), con un risparmio di vapore di 1.500-1.700 t/anno. Importante anche la scelta dei materiali per le piastre degli scambiatori, costruite in AISI 316L idoneo a garantire la resistenza alla corrosione (acque reflue senza cloruri critici, con pH 3.7-3.9). Il fouling da amidi presenti nelle acque reflue è stato gestito mediante un fouling factor conservativo (4E-4 m²K/W). Infine, in ragione della discontinuità del flusso del refluo – l’acqua reflua del processo viene scaricata ogni due ore, garantendo comunque un volume minimo di acqua sempre presente in vasca -, le prestazioni sono state calcolate sul 70% del teorico per determinare il ROI dell’impianto.

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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 certificazione CRN (Canadian Registration Number) è un codice univoco che viene rilasciato dalle autorità provinciali/territoriali canadesi, necessario per l’installazione e l’uso di apparecchiature a pressione, come caldaie, scambiatori di calore, recipienti a pressione e raccordi (raccordi, valvole, tubazioni) in Canada. La certificazione CRN è obbligatoria per le attrezzature che operano a pressioni superiori a 15 psig (1 bar circa) e, nel caso di Tempco, garantisce che il design e la progettazione dei nostri scambiatori saldobrasati rispetti gli standard di sicurezza canadesi.

Requisito di sicurezza fondamentale per l’importazione e l’installazione di componenti a pressione in Canada, questa nuova certificazione, unitamente a quella ASME, garantisce la conformità degli scambiatori saldobrasati di Tempco agli standard industriali canadesi. Nello specifico, il codice CRN è valido per installazione dei nostri scambiatori saldobrasati nelle province dell’Ontario (ON), Quebec (QC), British Columbia (BC), Alberta (AB) e Saskatchewan (SK).

Questa nuova certificazione per le installazioni nel mercato canadese si aggiunge così alle certificazioni che Tempco negli anni ha conseguito per le sue soluzioni di controllo termico e termoregolazione industriale, come la certificazione ATEX per operare in atmosfere a rischio esplosivo nei comparti chimico, petrolchimico e farmaceutico, e quelle per le nostre centraline di termoregolazione TREG che possono essere fornite con certificazioni UL per il mercato nordamericano e EAC per Russia e Paesi UEE (Unione Economica Eurasiatica).

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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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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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Iniziamo con le centraline di termoregolazione che impiegano acqua. In genere è possibile utilizzare centraline di termoregolazione con circuito atmosferico o con circuito pressurizzato.

La prima e più importante differenza è rappresentata dal range di temperatura di lavoro. Fino a 90° C possiamo chiaramente utilizzare un’unità di termoregolazione atmosferica. Oltre i 90° C, a causa del punto di ebollizione, è necessario utilizzare unità di termoregolazione con acqua pressurizzata, ovvero unità di termoregolazione con circuito chiuso e sigillato che sono pertanto in grado di resistere alla pressione. Come se fosse una specie di pentola a pressione, chiaramente con una serie di misure di sicurezza aggiuntive, ma è un argomento che potremmo trattare in un prossimo video.

Spesso si impiegano anche gruppi termoregolatori ad acqua pressurizzata perché offrono un vantaggio, ovvero permettono di essere installati in qualsiasi punto dell’impianto senza rispettare le altezze. Spieghiamo meglio: una centralina atmosferica, avendo un circuito idraulico aperto, necessita di avere il vaso di espansione posto nel punto più alto dell’impianto, altrimenti, per il principio dei vasi comunicanti, l’impianto si svuoterebbe.

Una unità di termoregolazione pressurizzata è invece fondamentalmente un circuito chiuso e sigillato, quindi l’acqua viene messa in circolazione e una volta sfiatata l’aria dai punti alti dell’impianto la centralina può funzionare senza problemi. Chiaramente, la tipologia di centralina più appropriata può essere selezionata in base al tipo di impianto.

Molte volte, la centralina atmosferica offre vantaggi rispetto a quella pressurizzata. La centralina pressurizzata, come detto, offre il vantaggio che, una volta sfiatata l’aria dal circuito, il circuito è pieno, l’acqua circola e non ci sono ulteriori problemi. Ma ci sono alcuni processi industriali che presentano circuiti molto complessi, con vari punti in cui si possono formare sacche d’aria difficili da sfiatare ed eliminare. In questo caso, una centraline di termoregolazione atmosferica installata nel punto più alto dell’impianto potrebbe essere una soluzione vincente, perché la pompa rimane sotto il battente del serbatoio, e quindi sempre azionata dall’acqua, e spinge l’acqua all’interno dell’impianto.

Eventuali bolle d’aria non arriveranno alla pompa ma saranno raccolte direttamente nel vaso di espansione o all’interno del serbatoio di raccolta dell’acqua, che è installato nel punto più alto dell’impianto, e quindi automaticamente sfiatate, senza problemi. Questo consente di operare con la pompa senza problemi, soprattutto nella fase di avviamento dell’impianto.

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Questa fornitura, portata a termine a fine dello scorso anno e avviata a gennaio con collaudo on-site positivo, si è distinta per due fattori chiave:

• Performance e affidabilità: impianto progettato per garantire continuità operativa h24.
• Tempi di consegna ridotti: progettazione, realizzazione e collaudo completati nei tempi richiesti, consentendo al cliente di avviare la produzione senza ritardi.

Di seguito le caratteristiche tecniche dei chiller forniti:

• Fluido di processo: miscela acqua/glicole monoetilenico inibito al 50%
• Temperatura di esercizio: -30°C
• Potenza frigorifera: 75 kW per unità
• Condensazione ad acqua con scambiatori a piastre
• Installazione indoor, in un’area sicura del sito produttivo
• Tensione di alimentazione: 400V – 3F – 50Hz

I chiller hanno circuito idraulico integrato, e ogni unità è fornita completa di: pompa di circolazione, con prevalenza di 2÷2,5 bar, garantendo un flusso stabile e costante ai reattori; serbatoio di accumulo, per ottimizzare la gestione termica e ridurre le fluttuazioni di temperatura; valvole termostatiche, per un controllo preciso della regolazione frigorifera; accumuli e tubazioni in inox AISI 304, con coibentazione e rivestimento in lamierino inox, per garantire durabilità e isolamento termico ottimale.

Diversi sono infine i vantaggi dell’impianto realizzato per il cliente:

• Massima efficienza energetica – grazie alla condensazione ad acqua e all’uso di scambiatori a piastre ad alta efficienza.
• Precisione nel controllo della temperatura – essenziale per la stabilità dei processi chimici farmaceutici.
• Affidabilità operativa – progettato per funzionare in modo continuativo senza interruzioni.
• 
Installazione plug & play – grazie all’integrazione completa della parte idraulica, il sistema è stato immediatamente messo in produzione dopo il collaudo.

Questa fornitura rappresenta un altro esempio di come Tempco sia in grado di sviluppare soluzioni avanzate per il raffreddamento industriale, con elevata efficienza e tempi di consegna ridotti. Grazie alla nostra esperienza nel settore pharma, siamo riusciti a rispondere in modo puntuale alle esigenze del cliente, garantendo un impianto performante e pronto all’uso.

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Le torri di raffreddamento realizzate da Tempco sono di tipo modulare package, e sono state fornite in versione speciale, con vasche di raccolta progettate per essere installate in quota con scarichi a gravità per raccogliere l’acqua raffreddata nei vasconi esistenti in cemento armato, con l’obiettivo di contenere i costi delle opere civili e diminuire i tempi di messa in servizio del nuovo impianto.

La fornitura delle torri di raffreddamento comprendeva anche i quadri di controllo, dotati di inverter per la gestione energetica dei ventilatori, che consentono di ottenere un risparmio energetico grazie all’utilizzo mirato e intelligente della potenza.

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A quella data, difatti, e a seguito della Brexit, la marcatura CE avrebbe dovuto lasciare il posto alla marcatura UKCA (UK Conformity Assessed), marchio di prodotto del Regno Unito per i prodotti immessi sul mercato in Gran Bretagna. Ora le due marcature potranno essere impiegate entrambe.

L’estensione a tempo indeterminato del riconoscimento della marcatura CE nel Regno Unito riguarda 18 categorie di prodotti regolate dal DBT, tra cui figurano anche i macchinari, le apparecchiature a pressione e quelle destinate ad ambienti ATEX, dunque anche centraline di termoregolazione, scambiatori di calore e soluzioni per gestione dell’energia termica, e ancora sistemi di misura e compatibilità elettromagnetica.

Il provvedimento rientra nell’ambito di un più ampio pacchetto di risoluzioni smart volte a semplificare gli oneri nelle attività commerciali e favorire la crescita dell’economia, tagliando tempi e costi per la commercializzazione di prodotti e attrezzature industriali sul mercato britannico, favorendo così anche i consumatori finali.

“Il Governo sta affrontando il problema delle complicazioni burocratiche, alleggerendo il carico per le attività commerciali, creando certezza per le imprese – ha dichiarato in proposito il Ministro degli Affari del Regno Unito, Kevin Hollinrake -. Abbiamo ascoltato il comparto industriale, e stiamo provvedendo in tal senso. Grazie all’estensione della marcatura CE in tutto il Regno Unito le aziende avranno modo di focalizzare il proprio tempo e le risorse finanziarie nella creazione di posti di lavoro e nel far crescere l’economia”.

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