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Refrigeratori, PLC e inverter nella raffinazione di metalli preziosi

Gli impianti di lavorazione e raffinazione dei metalli preziosi presentano diversi punti nevralgici nei processi coinvolti di colata, fusione e separazione del materiale. I sistemi di raffreddamento servono qui alla regolazione delle temperature a livelli critici del forno e nei diversi step del processo di raffinazione.

Per un cliente nell’industria dei metalli preziosi e della raffinazione dei metalli abbiamo sviluppato un impianto servito da refrigeratori, che forniscono l’energia fredda al sistema. Un sistema di pompaggio, dotato di controllo delle temperature e delle portate tramite PLC con pannello operatore e inverter, che incrementa il risparmio energetico dei chiller, provvede quindi a veicolare il fluido di raffreddamento nei vari punti di utilizzo dell’impianto di raffinazione.

Raffinazione metalli preziosi Tempco sistema raffreddamento

La soluzione di raffreddamento contribuisce infine agli standard di efficienza sostenibilità della produzione del cliente, che fa grande dispiego di sistemi di automazione, controllo e supervisione del processo.

Refrigeratori sistema raffreddamento processo raffinazione metalli preziosi

Refrigeratori sistema raffreddamento processo raffinazione metalli preziosi PLC inverter

 

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Raffreddamento, chiller e scambiatori negli yacht ibridi

Elettrificazione, motori elettrici, motori ibridi, sono qualcosa che insieme alle energie rinnovabili e alternative non riguarda solo il comparto automotive. Un ambito di applicazione che attualmente è di grande interesse e decisamente in forte crescita è infatti quello marittimo delle imbarcazioni, barche e yacht in versione ibrida.

Si tratta di yacht che al tradizionale motore endotermico alimentato a combustibili fossili diesel abbinano un motore elettrico. Nelle imbarcazioni il motore endotermico non provvede direttamente a muovere le eliche, ma alimenta dei generatori di corrente che a loro volta alimentano dei motori elettrici comandati da inverter che quindi fanno girare l’elica che muove la nave.

Le imbarcazioni e gli yacht ibridi rappresentano qui una nuova alternativa green, che sfruttano l’energia elettrica accumulata in batterie per far funzionare questi motori elettrici. Naturalmente, tutti questi azionamenti elettrici, motori, server e inverter di potenza e componenti elettrici, generano grandi quantità di calore che vanno dissipate. E si tratta di potenze molto importanti, superiori a quelle coinvolte in ambito automotive dove un normale radiatore è sufficiente al raffreddamento delle apparecchiature.

Per dissipare le importanti potenze termiche su yacht e imbarcazioni vengono quindi sviluppati appositi sistemi di raffreddamento ad hoc, come ad esempio scambiatori posti sotto lo scafo chiamati keel cooler che sfruttano direttamente l’acqua di mare per il raffreddamento. Vi sono però anche molte situazioni in cui l’acqua di mare presenta temperature troppo elevate, per cui si fa ricorso a chiller ausiliari installati a bordo che producono acqua refrigerata. Questa va quindi ad alimentare scambiatori di calore a piastre, tipicamente, che provvedono quindi al raffreddamento dei motori elettrici, degli inverter di potenza e dei vari componenti presenti a bordo degli yacht ibridi.

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Data center, raddoppiano gli investimenti con attenzione ai temi ESG

Lo scorso anno gli investimenti in data center nel mondo hanno segnato una crescita enorme, con un numero di transazioni che ha raggiunto le 117 unità nel 2021 in incremento annuo del 64%, e un raddoppio del valore investito che tocca i 59,5 miliardi di dollari nel 2021. I dati sono contenuti nel report dello studio internazionale DLA Piper, dal rappresentativo titolo ‘The meteoric rise of the data centre: key drivers behind the global demand’. La crescita straordinaria sembra quindi destinata a proseguire, dal momento che nella sola prima metà del 2022 le transazioni sono state già 41, per un totale di 21,3 miliardi di dollari, cifra che equivale al doppio di quanto investito nello stesso periodo dello scorso anno, 10,6 miliardi di dollari.

Ciò che è ancora più interessante dal punto di vista di Tempco è però la crescente importanza data ai temi legati alla sicurezza eneregtica e ai fattori ESG (environment, social and governance) e di sostenibilità ambientale da parte di investitori, fornitori di debito e sviluppatori di infrastrutture data center. La domanda record è naturalmente spinta dall’incremento dei dati e della richiesta di potenza di calcolo, legato alla diffusione dei servizi cloud, al crescere dell’IoT e all’uso in costante aumento dell’AI, con all’orizzonte l’avvento della connettività 5G e del Metaverso. Al contempo, cresce l’attenzione al rispetto degli standard ESG da parte istituzionale, con iniziative quali il Climate Neutral Data Centre Pact o il ricorso a metriche quali il PUE (power usage effectiveness) nei data center, di cui abbiamo pure avuto modo di parlare in passato.

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In questo quadro, il 94% dei soggetti interpellati dichiara che l’attenzione a tematiche ESG è cresciuta come criterio per nuovi investimenti o sviluppo di infrastrutture data center negli ultimi 24 mesi. Il 99% dichiara inoltre che questo tipo di attenzione crescerà ulteriormente nei prossimi 24 mesi. Il 35% di sviluppatori/operatori ha altresì dichiarato di aver ceduto almeno un data center negli ultimi due anni proprio a causa di problemi legati al tema ESG. Il raggiungimento di target zero emissioni diventa altrettanto rilevante: il 68% degli investitori e il 60% dei fornitori di debito e degli sviluppatori/operatori ha dichiarato che i data center nei quali hanno investito più di recente prevedono di raggiungere il target zero emissioni entro il 2030, se non hanno addirittura già completato l’obiettivo. Energia e fattori ESG figurano anche tra i principali criteri per cui gli investitori in data center sono disposti a pagare dei premi: il 70% degli sviluppatori/operatori e il 75% di investitori e fornitori di debito dichiarano che sarebbero felici di pagare un premio pur di investire in un’infrastruttura dotata di caratteristiche ESG e attenta alla sostenibilità.

Come abbiamo già avuto modo di trattare più volte, sostenibilità e risparmio energetico nei data center riguardano segnatamente il passaggio dal raffreddamento ad aria delle componenti IT e dell’elettronica all’utilizzo di soluzioni di raffreddamento a liquido per immersion cooling. Questo rappresenta in particolare un fondamentale cambio di passo nel futuro dei data center , in direzione di infrastrutture IT più sostenibili ad impatto ambientale ridotto. Ciò è dovuto ad alcuni fattori, in primis la possibilità di impiegare fluidi di raffreddamento a temperature meno spinte verso il basso, grazie al maggior coefficiente di dissipazione del calore dei liquidi rispetto all’aria. Notevole risparmio energetico è dato quindi dall’eliminazione di ventilatori e compressori richiesti dai chiller, aprendo inoltre la strada all’utilizzo del free cooling.

 

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Scaglie di cioccolato e raffreddamento

Buon settembre e ben rientrati dalle vacanze! Quale miglior modo per un dolce rientro che parlare di cioccolato? Ebbene sì, parliamo qui in particolare di come si ottengono le scaglie di cioccolato, e ancora una volta si tratta di una applicazione che comporta la regolazione delle temperature.

Infatti, per produrre scaglie di cioccolato, ma in generale anche qualsiasi altro tipo di prodotto alimentare in scaglie, si procede a stendere il prodotto caldo su un nastro trasportatore, in genere fatto di acciaio inossidabile o in altro materiale che sia compatibile per il contatto con gli alimenti. Il prodotto viene quindi raffreddato dal basso, impiegando getti di acqua fredda, solidificandosi.

Il nastro trasportatore ha una lunghezza predefinita per consentire il completo raffreddamento del prodotto. Al termine del nastro, vi è quindi una sorta di lama raschiante che solleva e raschia via il prodotto dal nastro trasportatore, creando appunto le scaglie. Un processo interessante, semplice e geniale allo stesso tempo, che ancora una volta implica una applicazione di raffreddamento.

 

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Assistenza, efficenza, scambiatori e… Buon Agosto!

Agosto alle porte, tempo di vacanze e quest’anno più che mai l’estate è stata a livelli di temperatura eccezionali. Un pensiero va quindi agli effetti delle variazioni nelle condizioni ambientali sul funzionamento e sulla resa termica delle apparecchiature industriali per controllo e regolazione della temperatura. E all’importanza di programmare ed effettuare gli opportuni controlli di manutenzione per garantire che tutto funzioni alla massima efficienza di progetto.

Gli scambiatori di calore a piastre sono in particolare tra le macchine termiche più semplici ed efficienti, a patto di mantenerli nelle ottimali condizioni di servizio. Recente è l’intervento che abbiamo fatto sull’impianto di un cliente, dove lo scambiatore mostrava una perdita di resa, proprio non riusciva a scaldare.

Chiamati dal cliente, abbiamo proceduto ad aprire lo scambiatore, e cosa abbiamo trovato? Praticamente uno ‘waffle’ di calcare e carbonati, che naturalmente isolava le piastre e impediva lo scambio termico. Notevole anche lo stress subito dalle guarnizioni. Si è quindi proceduto al lavaggio e alla riguarnitura dello scambiatore, e in futuro meriterà sicuramente una maggior attenzione anche il trattamento dell’acqua presente nell’impianto.

Tempco manutenzioe scambiatori vacanze estate 2022

Tempco estate 2022 manutenzione scamnbiatori di calore a piastre

 

Fondamentale pertanto assicurarsi che i propri impianti di controllo della temperatura, scambiatori di calore ma non solo, siano sempre pienamente funzionali e operativi. Per essere pronti a ripartire e tornare produttivi a settembre, dopo la meritata pausa estiva, a pieno regime e alla massima efficienza.

E con questo, Tempco augura quindi una Buona Estate e Buone Vacanze a tutti!

 

 

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Regolazione della temperatura nel concaggio del cioccolato

Nelle referenze di Tempco sono moltissime le applicazioni per l’industria alimentare, e oggi ci concentriamo in particolare sulla fase di concaggio nella produzione del cioccolato. Il concaggio del cioccolato è un passaggio fondamentale nella sua produzione, e qui fondamentale per la buona riuscita del prodotto è anche l’estrema precisione nella regolazione della temperatura.

Il concaggio del cioccolato serve infatti a un trattamento preliminare del prodotto che deve rendere i cristalli e le particelle di cioccolato il più fini possibile, per ottenere quella sensazione di piacere che ci appaga alla degustazione di una tavoletta, di un cioccolatino o di una pralina. L’operazione comporta fasi distinte, con una prima fase in cui si porta la macchina di concaggio alla temperatura richiesta per la lavorazione. Inizia quindi l’effettivo concaggio del cioccolato, un’operazione che genera un attrito nel prodotto, generando pertanto calore.

A questo punto ha avvio la seconda fase, in cui una centralina di termoregolazione inizia il raffreddamento del cioccolato, per mantenere costante la temperatura necessaria alla corretta lavorazione. Se infatti la temperatura del cioccolato sale troppo, vengono alterate le caratteristiche organolettiche del prodotto, mentre al contrario se la temperatura scende troppo, il burro di cacao tende a solidificarsi e la lavorazione non avviene più nella maniera corretta.

 

La regolazione della temperatura nel concaggio del cioccolato è quindi solitamente demandata a centraline che sono equipaggiate con due scambiatori di calore, uno alimentato a vapore o acqua calda per la fase di riscaldamento e uno alimentato ad acqua fredda o refrigerata per il raffreddamento. Valvole di regolazione provvedono a far intervenire l’uno o l’altro a seconda della richiesta da parte del ciclo di lavorazione. Il tutto viene comandato dal PLC della conca, che in funzione della fase corrente di lavorazione determina se occorre acqua fredda o calda all’interno della camicia della conca.

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Energy saving, pompe di calore e scambiatori a immersione sul Lago di Como

Il contesto è meraviglioso e suggestivo, e parliamo di una Villa d’epoca affacciata sulla riva del Lago di Como, ma anche l’applicazione degli scambiatori a immersione TCOIL non è di minore interesse. Parliamo infatti di un’applicazione che riguarda le energie rinnovabili, efficienza e sostenibilità nel condizionamento.

Per il raffreddamento dell’acqua a servizio delle pompe di calore, impiegate per la regolazione climatica di Villa Savoja, splendida dimora d’epoca sul Lago di Como progettata nel 1857 dall’ingegnere Giovanni Savoja, abbiamo infatti fornito degli scambiatori TCOIL elettrolucidati, che sono stati installati in immersione diretta nelle acque del Lago in ambito del più ampio progetto di ristrutturazione della villa, che ha mantenuto intatta l’architettura originale ponendo però una grande attenzione al rispetto dell’ambiente e alla sostenibilità. L’applicazione sfrutta l’energia termica delle acque del lago, e quindi la potenza idrica naturale dell’ambiente, per implementare il risparmio energetico nel raffreddamento dell’acqua a servizio delle pompe di calore. Rispettando il contesto e armonizzandosi alla perfezione con la cornice naturale in cui si trova incastonata la Villa.

Tempco scambiatori immersione TCOIL pompe di calore villa Lago di Como

In Tempco sono già diverse le referenze sviluppate in questo interessante tipo di applicazione, che unisce l’estrema versatilità e la flessibilità degli scambiatori di calore a immersione dimple jacket con le esigenze di sostenibilità e energy saving. Un tipo di applicazione che è stata ad esempio adattata anche in ambiente di mare, sempre in combinazione con pompe di calore e con opportuni accorgimenti nella scelta dei materiali costruttivi per resistere alla presenza di cloruri nell’acqua del Porto di Loano.

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Termoregolazione in raffreddamento monofluido, modello 3D interattivo

Le centraline di termoregolazione TREG HCST di Tempco permettono applicazioni di termoregolazione monofluido con elevati livelli di precisione e il vantaggio e la flessibilità offerte dall’impiego di un unico fluido di termoregolazione.

Vi invitiamo a scoprire il modello 3D interattivo disponibile alla pagina dedicata alle centraline di termoregolazione (nelle immagini sotto un paio di screenshot), che consente di esplorare la costruzione della centralina, eseguendo zoom in dettaglio sui componenti e potendo ruotare a piacimento l’impianto per una visione interattiva a 360° della soluzione, nelle modalità ciclo di raffreddamento e ciclo di riscaldamento.

Nel video con animazione della centralina che vedete qui sotto, il fluido impiegato è acqua che viene portata alla temperatura richiesta dall’applicazione, spesso reattori per la lavorazione di prodotti farmaceutici o chimici, nelle diverse fasi di produzione.

 

Impiegando sempre il medesimo fluido di raffreddamento, che nel circuito di termoregolazione viene portato di volta in volta alla temperatura richiesta, vengono eliminati i passaggi per lo svuotamento e il lavaggio del circuito necessari qualora vengano impiegati diversi fluidi termoregolatori per i vari range di temperatura richiesti.

La concezione SCF – standard custom flexibility delle centraline Tempco consente infine la totale personalizzazione della soluzione di termoregolazione sulle specifiche esigenze del cliente, incrementando al massimo l’efficienza termica, la disponibilità dell’impianto e il consumo intelligente dell’energia.

Tempco modello 3D interattivo TREG raffreddamento

Tempco modello 3D interattivo TREG raffreddamento termoregolazione

 

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Raffreddamento a liquido in data center e high performance computing

Supermicro, produttore di server per high performance computing per applicazioni in data center, cloud computing, AI, 5G e edge computing, ha dimostrato in concreto i vantaggi che è possibile ottenere con il raffreddamento a liquido per immersione in fluidi dielettrici dei dispositivi elettronici. L’azienda ha infatti condotto dei test sul raffreddamento per immersione in collaborazione con 3M, Intel, Kaori e Samsung misurando non solo la superiore efficienza di raffreddamento ottenibile, con riduzione del consumo energetico, ma anche i risparmi nei costi relativi alle licenze d’uso dei software EDA (electronic design automation) impiegati nell’industria dei semiconduttori.

Il raffreddamento a liquido per immersione, di cui abbiamo già parlato in passato mediante utilizzo di scambiatori TCOIL, aumenta in prima istanza la sostenibilità dei data center, migliorando l’efficienza energetica del sistema di raffreddamento. Infatti, utilizzare un liquido come fluido di raffreddamento invece dell’aria comporta un contatto più stretto delle particelle del liquido con l’oggetto da raffreddare, aumentando il coefficiente di scambio termico. Questo consente inoltre di utilizzare fluidi di raffreddamento a temperature meno spinte, con notevole risparmio energetico grazie anche alla possibilità di impiegare sistemi in free cooling per il raffreddamento dei fluidi dielettrici e tagliando i costi legati al condizionamento dell’aria.

La soluzione con raffreddamento a liquido nel progetto testato ha però altresì portato a una riduzione dei costi di esercizio del calcolo ad alte prestazioni richiesto dai software EDA, dove il costo delle licenze d’uso è legato al numero di core e alla frequenza di Clock richiesta (la frequenza di Clock indica il numero di cicli da acceso-spento, ossia tra 0 e 1, che un transistor è in grado di processare in un secondo, misurata in GHz). Grandezze a cui è legato anche il TDP (thermal design point), ovvero il calore massimo che un processore deve smaltire per funzionare in maniera ottimale.

Tempco raffreddamento a liquido data center HPC

Il costo complessivo delle licenze può quindi essere ridotto diminuendo il numero di core utilizzati e aumentando la frequenza di clock, ottenendo lo stesso livello di prestazioni. Ciò comporta però un incremento nella quantità di calore sviluppato dall’elettronica da dissipare, che mette le soluzioni di raffreddamento ad aria tradizionali di fronte al loro limite, potendo invece essere gestite senza problemi e con maggior efficienza e consumi inferiori dal raffreddamento a liquido per immersione.

Il sistema prototipale messo a punto da Supermicro in collaborazione con 3M, Intel, Kaori e Samsung sfrutta nello specifico il raffreddamento a immersione diretta di due tipologie di dispositivi di Intel e Samsung, in un serbatoio con sistema a scambiatori di calore a piastre riempito con il fluido 3M Fluorinert Electronic Liquid FC-40, che ha mostrato perfetta compatibilità con l’elettronica impiegata.

I test condotti hanno dimostrato una importante riduzione del consumo energetico ottenuta con il raffreddamento a liquido per immersione, anche con CPU ad alte prestazioni e in ambienti a temperatura ambiente, senza impiego di aria condizionata. Consentendo la riduzione del numero di core nei processori e l’incremento della clock speed. Prospettando pertanto il raffreddamento a liquido per immersione come una soluzione green e altamente efficiente in grado di ridurre anche i costi di esercizio, adatta alle crescenti potenze di calcolo richieste ai data center a sostegno dello sviluppo delle nuove tecnologie, dal campo della progettazione elettronica, all’intelligenza artificiale e all’analisi dei dati.

Immersion liquid cooling demo Supermicro Intel Samsung data center

Source: Supermicro

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Scambiatori di calore a piastre nella produzione di birra

La stagione calda, e l’estate appena iniziata, ci invogliano a parlare di birra, e in particolare delle applicazioni degli scambiatori di calore nella produzione della birra. Approfondiamo così un primo caso d’uso degli scambiatori di calore per le applicazioni nel food & beverage, che tanto interesse ha suscitato con l’ultimo video pubblicato.

La produzione di birra comporta infatti una serie di processi termici complessi e molto interessanti. In Tempco abbiamo una certa esperienza sul campo in fatto di birra, con diverse applicazioni fatte anche internamente, e tutt’oggi abbiamo una collaborazione con un birrificio nostro partner che produce della birra speciale che regaliamo ai clienti o utilizziamo per iniziative di marketing. In particolare, gli scambiatori di calore a piastre hanno un ruolo cruciale nel raffreddamento del mosto di birra prima che questo venga immesso nei fermentatori.

A seconda del tipo di lievito usato e del tipo di birra che si vuole produrre, diverso sarà quindi il livello di temperatura a cui il mosto deve essere raffreddato. Esistono infatti birre ad alta fermentazione e birre a bassa fermentazione. Per il raffreddamento del mosto alla corretta temperatura vengono utilizzati raffreddatori a piastre, e il mosto viene quindi mantenuto alla temperatura necessaria e stoccato nei fermentatori.

 

Piccoli birrifici, produzioni di birra artigianale o produzione di birra in casa impiegano anche piccoli scambiatori a piastre saldobrasati in rame. In realtà, non si tratta della soluzione ottimale, soprattutto in termini di sanificazione. I saldobrasati sono infatti scambiatori monoblocco, per cui non possono essere aperti per essere opportunamente puliti. Al termine di ogni ciclo è pertanto necessario procedere a un buon flussaggio dello scambiatore, onde rimuovere ogni possibile residuo e deposito che potrebbe andare a contaminare la cotta successiva.

Nella produzione industriale di birra si ricorre invece a scambiatori di calore a piastre ispezionabili, quindi con guarnizioni, che possono essere aperti, lavati e puliti. A seconda poi del tipo di birra e del livello di temperatura richiesto per la fermentazione, sul circuito secondario della birra potrà lavorare acqua di chiller, molto fredda per processi a bassa fermentazione, oppure acqua di acquedotto o acqua di torre per birre ad alta fermentazione.

 

 

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