La soluzione più semplice e meno invasiva per questa specifica applicazione è stato uno scambiatore TCOIL in acciaio inox immerso direttamente nella vasca. La soluzione non ha richiesto alcuna modifica alla macchina, permette lo scambio a contatto diretto con l’olio, e lo scambiatore viene alimentato con acqua di torre, chiller o pozzo.

Molteplici sono quindi i vantaggi offerti dalla soluzione proposta da Tempco per l’applicazione:

• Installazione minima: lo scambiatore a immersione TCOIL si inserisce nella vasca dell’olio da taglio, senza bisogno di modifiche alla macchina né tubazioni di processo aggiuntive.
• Contatto diretto con il fluido: lo scambio di calore avviene direttamente nell’olio, senza pompe o circuiti secondari lato processo.
• Materiali su misura: acciaio inox AISI 304/316 per resistere a olio, emulsioni e ambienti aggressivi.
• Alimentazione flessibile: la serpentina può essere alimentata con acqua di torre, di chiller o di pozzo; conoscere temperatura e disponibilità dell’acqua di raffreddamento è determinante per il dimensionamento.

Infine, il segreto di una soluzione che funziona, garantendo massima efficacia nel raffreddamento ed efficienza, sta a monte: misurare il carico termico reale (volume, ΔT, ore di lavoro) e dimensionare di conseguenza. A tal fine, prima di sviluppate la proposta, il team tecnico di Tempco procede sempre a un sopralluogo presso il cliente.

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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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La crescita dei data center spinge quindi la richiesta di tecnologie di raffreddamento più efficienti, tra cui emergono le più innovative soluzioni di raffreddamento a liquido o per immersione. Un esempio italiano prestigioso è il recente Green Data Center inaugurato ad aprile scorso presso l’Università di Pisa, che ha consentito di raddoppiare la capacità computazionale disponibile adottando tecnologie di ultima generazione e soluzioni di raffreddamento a liquido, incrementando l’efficienza energetica dell’infrastruttura.

Gli scambiatori di calore svolgono un ruolo chiave nei sistemi di raffreddamento dei server nei data center. In particolare, gli scambiatori a immersione TCOIL di Tempco possono offrire soluzioni personalizzate per integrarsi con i sistemi di raffreddamento esistenti. Questi speciali scambiatori possono infatti essere utilizzati per ottimizzare il raffreddamento a liquido dei data center, anche ad esempio in applicazioni che sfruttano il sistema Liebert® XDU di Vertiv o la soluzione HyperCool di Zutacore, entrambe impiegate nel Green Data Center nell’ateneo pisano, utilizzando i TCOIL in funzione di free cooling, immersi in fiumi, laghi o bacini in prossimità dei data center.

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E’ quindi con un certo orgoglio che annunciamo che questo cammino porta oggi alla nascita di Tempco.green, un nuovo spazio dedicato espressamente alle soluzioni per gestione dell’energia termica a connotazione Green, che abbracciano le nuove tecnologie per accompagnare le imprese nel mondo industriale in un comune percorso verso una produzione sostenibile. Solid Sustainability è il claim che caratterizza questa nuova era in Tempco, e la nuova energia che alimenta le soluzioni che insieme ai clienti vogliamo studiare per portare la sostenibilità all’interno dei processi produttivi in tutti i settori industriali.

Energia nuova, green e rinnovabile, risparmio energetico e tecnologie all’avanguardia, dagli innovativi scambiatori PCHE per applicazioni nell’industria dell’idrogeno e nella refrigerazione a CO2, agli scambiatori a immersione TCOIL in applicazioni che sfruttano le pompe di calore e la geotermia; dalle celle a combustibile alle nuove soluzioni per una mobilità green nei settori automotive e marine. Fino alla digitalizzazione per il monitoraggio e l’ottimizzazione sempre più fine e intelligente dei consumi energetici nei processi industriali.

Vi invitiamo allora a entrare e scoprire con noi il nuovo mondo di Tempco.green, per creare insieme una Nuova era della sostenibilità nell’industria di processo.

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La crescita nella domanda di potenza computazionale nei data center pone un problema relativo all’impatto ambientale di queste strutture. Sempre Nvidia nel 2022 ha annunciato un nuovo piano per ridurre il consumo energetico dei data center, per il crunch di enormi quantità di dati o per addestramento di modelli AI. L’azienda ha in particolare sviluppato innovative schede raffreddate a liquido, che consumano fino al 30% in meno rispetto a quelle raffreddate ad aria.

Con l’incremento della potenza termica dei chip, infatti, il tradizionale raffreddamento ad aria non è più sufficiente a soddisfare i requisiti di raffreddamento delle nuove applicazioni. In questo quadro, la previsione per i prossimi anni di IDTechEx è per una forte crescita e adozione del raffreddamento a liquido dei data center, con un fatturato annuo che entro il 2033 supererà i 900 milioni di dollari, come si legge nel report Gestione termica per centro dati 2023-2033.

Tabella comparativa dei liquidi refrigeranti dei principali brand disponibili sul mercato per raffreddamento a liquido dei data center. Fonte IDTechEx

Nel raffreddamento a liquido, grazie al raffreddamento a liquido diretto al chip (D2C, direct-to-chip) è possibile raffreddare solo alcuni componenti, come chipset e GPU, e non schede intere. Il raffreddamento a immersione offre invece efficienza elevata e distribuita in maniera uniforme. Considerate le tipiche temperature per immersione, che vanno da 25 a 50° C come riporta la tabella sopra, Tempco vede in queste innovative applicazioni ampio spazio per il free cooling, aumentandone l’efficienza. E’ pertanto possibile fornire soluzioni di dissipazione termica con dry cooler dedicati, sia a secco sia adiabatici quando la temperatura ambiente diviene più elevata. Tempco può altresì fornire soluzioni di free cooling per immersione con scambiatori TCOIL.

Va infine detto, come anche IDTechEx sottolinea, che il processo di immersione dei server nelle vasche può essere macchinoso e oggi richiede ancora un importante retrofitting dei data center esistenti basati su rack. Occorre poi considerare i costi iniziali dell’hardware, per cui IDTechEX stima che un serbatoio di raffreddamento a immersione possa costare circa 4 mila dollari. A questo va sommato il costo del liquido refrigerante per il serbatoio. Costi iniziali relativamente elevati che vengono però ampiamente ripagati nel tempo grazie al notevole risparmio energetico che si ottiene.

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Sviluppi futuri nella gestione dell’energia termica che riguardano però anche già il presente, con tecnologie innovative volte a introdurre e rafforzare efficienza energetica, sostenibilità ed energie rinnovabili nelle applicazioni industriali. Sfruttando anche le potenzialità date dalla digitalizzazione dei processi relativi all’energia di secondo livello e all’Industria 4.0.

Il piccolo e-book, si tratta infatti di poche pagine, tratta quindi delle più recenti tecnologie che si stanno diffondendo nei diversi ambiti applicativi, parlando quindi di scambiatori di calore, scambiatori di calore a piastre speciali per alte temperature e alte pressioni, impiegati nella refrigerazione a CO2 in ambito HVAC. Ma anche di applicazioni a idrogeno nelle celle a combustibile, pompe di calore che sfruttano la geotermia e gli scambiatori TCOIL a immersione e, infine, del raffreddamento a liquido nei Data Center.

Non resta allora che augurarvi una Buona lettura!

https://www.tempco.it/download/e-book/e-book_Tempco_2022.pdf

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L'articolo Presente e futuro dell’energia termica nel secondo e-book Tempco proviene da Tempco Blog.

Questi scambiatori sono realizzati usando due lamiere metalliche saldate a punti (da cui il nome in inglese, Dimple jacket exchangers), e poi rigonfiate a pressione controllata per creare al loro interno un’intercapedine al cui interno passa il fluido che deve essere raffreddato o riscaldato, acquisendo o cedendo energia.

Sono quegli scambiatori che utilizziamo in tutte quelle applicazioni di recupero energetico per cui, immersi in una vasca o bacino, vanno ad acquisire o dissipare energia termica. In tema di energie rinnovabili, abbiamo parlato ad esempio qualche tempo fa di geotermia: ebbene, questi sono quegli scambiatori che impieghiamo immersi in vasche, piuttosto che in bacini naturali quali laghi o direttamente in acqua di mare, come scambiatori diretti immersi in un fluido più freddo o più caldo.

Nella fattispecie, lo scambiatore TCOIL mostrato nel video è di tipo elettrolucidato, un tipo di finitura molto impiegata in ambito farmaceutico o chimico, o semplicemente laddove è richiesta una superficie estremamente liscia onde ridurre i fenomeni di aderenza di incrostazioni o, quando vengono immersi in acqua di mare, formazioni biologiche, come alghe o cozze.

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L'articolo Scambiatori di calore a piastre TCOIL nelle rinnovabili proviene da Tempco Blog.

Vi invitiamo quindi con grande piacere a scoprire e approfondire i quattro nuovi casi d’uso che presentiamo, che includono nella fattispecie l’impiego della CO2 in applicazioni di raffreddamento grazie all’utilizzo di scambiatori saldobrasati speciali resistenti ad alta pressione; il risparmio energetico in una lavanderia industriale ottenuto grazie all’impiego di scambiatori TCOIL a immersione; le applicazioni con idrogeno nelle celle a combustibile, in cui gli scambiatori di calore trovano una varietà di importanti applicazioni, in special modo nel settore dei trasporti; infine, la produzione di energia dalle onde grazie a sistemi giroscopici con controllo della temperatura assicurato grazie agli scambiatori di calore in titanio, per garantirne la resistenza a contatto con acqua di mare.

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L'articolo Nuove referenze nelle rinnovabili per Tempco proviene da Tempco Blog.

La geotermia e lo sviluppo di pompe di calore geotermiche sono argomenti veramente molto interessanti. La geotermia consente infatti di disporre di grandi quantità di energia da fonte rinnovabile a costo decisamente contenuto. Parliamo ovviamente di energia di secondo livello, ovvero calore ed energia termica.

Sono sempre più diffuse applicazioni di pompe di calore in ambito HVAC e termoregolazione di siti industriali e civili. Di per sé le pompe di calore offrono già un’efficienza interessante, che aumenta ancora di più in combinazione con la geotermia consentendo notevoli risparmi energetici.

In Tempco nel nostro ambito di attività abbiamo già sviluppato una serie di applicazioni diverse con pompe di calore geotermiche grazie all’impiego di scambiatori TCOIL a immersione. Applicazioni che prevedono l’immersione degli scambiatori in bacini di acqua fredda, come laghi, fiumi, mari e canali, per dissipare o acquisire energia dal fluido in cui sono immersi. Il payback di queste soluzioni si è inoltre molto ridotto, anche a causa degli aumenti dei costi dell’energia.

Abbiamo in tal senso già sviluppato applicazioni in lavanderie industriali, nel residenziale, per applicazioni industriali e nei data center.

L'articolo Rinnovabili, pompe di calore geotermiche e scambiatori TCOIL proviene da Tempco Blog.

Data la rilevanza dell’argomento, abbiamo pertanto pensato di dedicare l’intero mese di Febbraio 2023 al tema Energie Rinnovabili. Nelle prossime settimane parleremo quindi più nello specifico di alcune applicazioni degli scambiatori di calore in tecnologie che sfruttano le fonti rinnovabili di energia, dall’energia geotermica grazie alla pompe di calore e agli scambiatori TCOIL a immersione o agli scambiatori utilizzati nei sistemi per produzione di energia dal moto delle onde. Fino ai nostri scambiatori saldobrasati speciali Serie C per alte pressioni e temperatura, espressamente sviluppati per le innovative applicazioni di refrigerazione a CO2 e nelle tecnologie con celle a combustibile a idrogeno per il trasporto sostenibile.

Al contempo stiamo aggiornando la nostra sezione Referenze sul sito di Tempco e i contenuti disponibili nell’area Risorse, per cui presto troverete nuovi casi applicativi e Manuali dedicati alle tecnologie espressamente sviluppate per applicazioni con le energie rinnovabili.

E allora, buon mese di Febbraio a tutta energia rinnovabile!

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L'articolo Sostenibilità e scambiatori, un intero mese dedicato alle energie rinnovabili proviene da Tempco Blog.