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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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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Le TREG trovano infatti numerose tipologie di applicazione nei banchi prova, ad esempio quando i banchi prova sono destinati al collaudo di componenti automobilistici come radiatori, di parti di motore o anche di utilities legate all’industria automobilistica, ad esempio pompe per la circolazione dell’acqua o pompe elettriche, o comunque componenti che sono sottoposti a forti variazioni di temperatura, sia dovute alla temperatura ambiente che alla temperatura del fluido con cui lavorano.

Bene, è molto interessante poter testare queste apparecchiature introducendole all’interno di camere climatiche dove variamo la temperatura ambiente. Insieme alla variazione della temperatura ambiente, è anche interessante variare la temperatura del fluido che alimenta questi elementi o che devono trattare. Chiaramente, si può quindi seguire la temperatura della camera climatica, seguendo quindi una certa temperatura ambiente, o anche andare in contrasto con la temperatura ambiente per valutare e convalidare il comportamento di questi componenti in condizioni di temperatura variabile.

Allo stesso modo, le parti meccaniche dei motori vengono testate inducendo una variazione della temperatura, ad esempio dell’olio lubrificante, a seconda delle diverse condizioni di lavoro. Invece di un motore completo, è anche possibile testare singoli componenti utilizzando anche variazioni di temperatura in un intervallo molto ampio, da temperature di valore negativo fino a temperature estremamente positive, ad esempio da -20° C fino a +130° C. Questo perché possiamo ad esempio pensare di avere un motore all’interno di un veicolo parcheggiato ed esposto a temperature molto fredde, che viene avviato facendo salire velocemente la temperatura fino a raggiungere le normali condizioni di utilizzo. E quindi abbiamo una variazione di temperatura molto ampia, ad esempio per l’olio refrigerante.

Tutte queste applicazioni possono essere servite da unità di termoregolazione che simulano accuratamente le varie situazioni ambientali e le diverse situazioni di carico.

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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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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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• supporti dei sistemi giroscopici dedicati alla produzione di energia
• inverter di potenza per la rettifica delle tensioni dell’energia elettrica prodotta prima dell’immissione in rete
• unico sistema in cui sono raggruppati, in dimensioni estremamente compatte, il circuito di raffreddamento dell’olio idraulico e quello di raffreddamento dell’acqua demi

Il sistema pur nella sua semplicità, che prevede degli scambiatori ad aria e uno scambiatore in titanio ad acqua di mare, presenta delle peculiarità legate alla progettazione. Il tutto viene infatti installato su una piattaforma posta in mare, che per ovvi motivi di funzionamento è sottoposta a sbandamenti notevoli. Anche la semplice struttura di supporto è stata pertanto calcolata per poter resistere a questo tipo di sollecitazioni, mentre i serbatoi di stoccaggio di olio e acqua, che oltre a resistere meccanicamente alle sollecitazioni imposte, devono poter gestire lo sciacquio interno, mantenendo costanti i livelli e senza falsi allarmi.

Senza contare che ovviamente l’affidabilità dello scambio termico deve essere assicurata, per cui è stata prevista la ridondanza di sistemi di controllo e di circolazione.

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Quando il raffreddamento in un certo processo produttivo richiede ad esempio acqua alla temperatura di 15° C, è infatti necessario ricorrere a chiller che consentono di ottenere acqua a quelle temperature per tutto l’anno. Durante l’inverno è però possibile sfruttare sistemi a scambio diretto grazie alle basse temperature ambientali. Si tratta di sistemi dry cooling o free cooling, che consistono in batterie di scambio o grandi radiatori ventilati che permettono di raffreddare l’acqua.

La convenienza del sistema dipende da due fattori, in primo luogo la latitudine del sito di installazione dell’impianto. In secondo, il livello di temperature dell’acqua di raffreddamento richiesto dal processo industriale implicato.

Ipotizzando di avere un processo che necessita acqua di raffreddamento a 15° C, durante l’estate sarà indispensabile avere un chiller. In inverno, invece, o comunque quando la temperatura esterna scende al di sotto dei 10° C, è possibile avere acqua a 15° C utilizzando un normale dry cooler. Ottenendo un notevole risparmio energetico: infatti si avrà comunque l’energia consumata per il pompaggio dell’acqua e per il circuito di ventilazione, ma si potranno spegnere completamente i compressori del gruppo frigorifero. Che per un impianto ad esempio da 100 kW possono comportare un consumo energetico di circa 30 kW l’ora. Il risparmio energetico ottenibile spegnendo i compressori sarà quindi tanto maggiore quanto più importanti sono le potenze termiche richieste.

Occorre pertanto valutare sia le temperature richieste dal processo sia le temperature medie stagionali nel sito di installazione, onde valutare accuratamente e caso per caso il ritorno dell’investimento dell’implementazione di un sistema di free cooling.

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In particolare la compagnia realizzava moduli termici da abbinare a gruppi di produzione di energia per il raffreddamento di jacket e after cooler, radiatori, scambiatori di calore, moduli per raffreddamento motori e kit di raffreddamento remoto in situazione quasi di monopolio del mercato.

Già da qualche mese siamo quindi al lavoro in Tempco per sviluppare soluzioni simili a quelle fornite fino a poco tempo fa da Covrad, aprendoci alla possibilità di offrire sistemi per questo tipo di applicazione. I primi tre progetti sono già in fase di definizione, a uno stato avanzato di studio dell’ingegneria per ottimizzare la costruzione e la quotazione dei sistemi.

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Tempco da diversi anni realizza e fornisce alle aziende leader nel settore sistemi di raffreddamento per le lance dei bruciatori che alimentano i forni di trattamento.

Si tratta di una applicazione particolare dei dissipatori TFIN, che per via degli ambienti particolarmente aggressivi vengono realizzati con materiali speciali. Solitamente vengono posizionati in zone piuttosto remote degli impianti, e sono equipaggiati con sistemi di pompaggio adeguati T FLOW.

Tutti i sistemi, sia i cooler che i gruppi di pompaggio, sono ridondati, in quanto questa tipologia di impianto una volta in marcia non può essere arrestata se non a fine ciclo.

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