La scorsa settimana abbiamo concluso l’assistenza all’avviamento per una centralina di termoregolazione, asservita ad un processo di produzione in ambito farmaceutico.
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Scambiatori di calore, i fondamentali
Parliamo tanto di scambiatori di calore, recupero di energia termica, fluidi di lavoro, generazione di energia e processi industriali, nel nostro Tempcoblog, dando per scontato che tanti concetti e termini siano bagaglio di comune conoscenza per chi transita da queste pagine e ci legge.
Ogni tanto è però anche bene tornare alle basi e soffermarsi per riprendere alcuni termini e concetti sui quali interrogarsi e confrontarsi di nuovo. Sia per chi capiti per la prima volta sul nostro blog, ed è poco avvezzo a certi argomenti, sia per chi ha invece un interesse che lo porta a una più assidua frequentazione.
Back to basics dello scambio termico, insomma. Concentriamoci subito su cosa sia uno Scambiatore di Calore: si tratta di un dispositivo impiegato per rimuovere e trasferire energia termica, senza generarne e pertanto senza richiedere alcun consumo di energia primaria. Diversi tipi e dimensioni ne esistono, a piastre o a fascio tubiero, costruiti in metalli conduttivi in grado di trasferire calore tra due fluidi che lambiscono le opposte superfici delle aree di scambio termico metalliche della macchina, che provvedono al contempo a mantenere separati i due fluidi di lavoro.
Piccoli scambiatori o scambiatori di calore di grandi dimensioni vengono realizzati e costruiti per soddisfare le più svariate esigenze di processo in tutti i tipi di industria e nelle più diverse applicazioni. Così come, a seconda delle condizioni di lavoro e dei due fluidi utilizzati, diverse sono le soluzioni realizzative in termini di scelta dei materiali, per assicurare la necessaria resistenza alla corrosione ad esempio in caso di fluidi aggressivi (applicazioni marine e sulle navi con acqua di mare, ad esempio, o i fluidi coinvolti nell’industria chimica, nel petrolifero, ma anche nell’alimentare e farmaceutico).
Infine, il trasferimento di calore, è un processo fisico che avviene tra i due fluidi, separati dalle pareti metalliche dello scambiatore di calore, e l’efficienza di questo processo di scambio è direttamente proporzionale ad alcune caratteristiche dei fluidi: densità, calore specifico, conduttività termica e viscosità dinamica.
Densità – detta anche massa volumica, è la massa di una sostanza, espressa in kg, che occupa un volume pari a 1 m cubo
Calore specifico – è la quantità di calore necessaria per indurre una variazione di 1 °C nella temperatura di in una massa di 1 kg di un fluido
Conduttività termica – o conducibilità termica, è la misura dell’attitudine di un fluido a trasmettere il calore, e si calcola come rapporto tra il flusso di calore e il gradiente di temperatura determinato dal passaggio del calore stesso
Viscosità dinamica – rappresenta la resistenza opposta dal fluido al proprio fluire
A proposito di quest’ultimo parametro, in Tempco realizziamo e studiamo diversi disegni delle piastre negli scambiatori, con speciali corrugazioni e pattern atti a facilitare e aumentare la turbolenza e la velocità di flusso dei fluidi: infatti, maggiore è la velocità del flusso, maggiore sarà lo scambio termico e l’efficienza dello scambiatore di calore.
Per approfondimenti in tema di gestione dell’energia termica, efficienza energetica e recupero di calore, macchine termiche e loro applicazioni industriali in svariati settori, vi rimandiamo al nostro Manuale Tempco Energia Termica e processi industriali – qui disponibile in formato e-book… e Buon Approfondimento! http://bit.ly/1blm2iw
Siamo qui per soddisfare ogni vostra esigenza e curiosità!
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Struttura di uno scambiatore di calore a piastre
Recupero energetico su motori endotermici
Spesso da queste pagine ho parlato di cogenerazione e delle relative applicazioni.
Si tratta solitamente di interventi e di impianti importanti, che prevedono investimenti notevoli.
Sulla scorta dell’esperienza maturata nel campo dei compressori d’aria e dei recuperi termici che si possono ottenere tramite le nostre centraline T-ENEPAC, abbiamo sviluppato dei piccoli moduli autonomi, per ottenere dei recuperi energetici, anche su piccoli gruppi elettrogeni, allo scopo di produrre acqua calda per il riscaldamento di unità abitative di cantiere e piccole realtà mobili.
In pratica si tratta di produrre acqua calda da veicolare in scambiatori locali, per sfruttare il calore generato dai motori endotermici.
Centraline skid, termoregolazione custom integrata
Skid e Centraline di termoregolazione con controllo tramite plc, elettropompe e termoregolatori elettronici: ultimamente in Tempco stiamo sviluppando una gamma di macchine completamente carenate per assolvere alle più diverse esigenze di termostatazione dei processi industriali di vari clienti.
Si tratta di soluzioni integrate o package skid units di termoregolazione, che si presentano come molto industriali e sono particolarmente apprezzate grazie alla costruzione sempre e assolutamente custom, con la cura maniacale per i particolari che poniamo nella loro realizzazione. Le centraline sono dotate di:
– Tubazioni inox
– Saldature decapate
– Valvole modulanti di primaria qualità
– Carenatura in lamiera di acciaio verniciata con ciclo poliuretanico a forno
– Elettropompe centrifughe con tenute meccaniche per alta temperatura
– Elettropompe a trascinamento magnetico per i fluidi diatermici a 300°C
– Strumentazione di controllo e di sicurezza
– Termoregolatori elettronici digitale con interfaccia smart
Queste centraline di termoregolazione personalizzate e speciali vengono studiate per consentire alle industrie di delegare con fiducia la termostatazione dei processi industriali a sistemi che assicurano i corretti cicli di riscaldamento, termoregolazione e raffreddamento, con elevata precisione nelle temperature di regolazione.
Le centraline possono essere dotate di diversi scambiatori, alimentati da fluidi di servizio a temperature differenti a seconda del livello di temperatura richiesto, che raffreddano o riscaldano i fluidi di processo, fatti ricircolare nella centralina da pompe che provvedono a immettere il fluido nel processo produttivo sempre alla corretta temperatura richiesta. Sistemi di controllo tramite plc possono monitorare l’intero processo, comandando in automatico il transito dei fluidi mediante un sofisticato sistema di valvole attuate.
Tempco produce questo genere di centraline di termostatazione come moduli ampiamente collaudati, che possono essere provvisti di tutte le certificazioni richieste dallo specifico contesto applicativo, ad esempio in costruzione ATEX per il chimico farmaceutico.
Diversi sono i vantaggi offerti da queste centraline skid di termoregolazione:
– fluidi di servizio e di processo separati e non miscelabili
– alta efficienza di scambio termico
– automazione dei cicli di riscaldamento/raffreddamento/termoregolazione
– regolazione temperatura estremamente precisa
– impostazione rampe di temperatura diverse
Articoli correlati di interesse:
https://www.tempco.it/blog/2319/termoregolazione-di-reattori-farmaceutici/
https://www.tempco.it/blog/3261/soluzioni-di-raffreddamento-integrate/
Scambiatori di calore: piastre vs fascio tubiero
Davanti alla scelta tra uno scambiatore di calore, la prima macro-domanda è: quale tipo di scambiatore? Argomento che abbiamo già trattato, e su cui non ci stancheremo mai di tornare. Due sono infatti le alternative possibili, optare per uno scambiatore a fascio tubiero, oppure scegliere uno scambiatore a piastre.
Con il progredire delle tecnologie costruttive, oggi la bilancia pende sempre più a favore della tipologia a piastre, come dimostrano le moltissime applicazioni e soluzioni di termoregolazione industriale di processo che in Tempco abbiamo sviluppato per clienti nei più svariati settori applicativi. Se infatti fino a qualche anno fa alcune applicazioni poca scelta lasciavano, in ragione delle condizioni estreme di temperatura e pressioni di lavoro che le macchine termiche dovevano sopportare, oggi le nuove tipologie costruttive di scambiatori di calore a piastre hanno allargato in maniera sorprendente il raggio del loro impiego.
Scambiatori di calore a fascio tubiero
Scambiatori di calore a piastre saldobrasati, o completamente saldati, consentono oggi infatti di impiegare gli scambiatori a piastre fino a temperature di 900°C e con pressioni di 100 bar. Limiti applicativi al di fuori dei quali restano in realtà ben poche applicazioni estreme, ad esempio il recupero di fumi di raffinerie, o su aria a bassa pressione, laddove per ragioni di perdite di carico e di velocità è d’obbligo ricorrere a scambiatori a fascio tubiero.
Ma per tutte le altre possibili esigenze di raffreddamento e riscaldamento di fluidi di processo, è oggi possibile ricorrere con sicurezza a uno scambiatore a piastre, sfruttando tutti gli enormi vantaggi offerti da questa tipologia:
– superiore efficienza di scambio termico
– estrema flessibilità
– minore ingombro, fattore importante poiché lo spazio è risorsa sempre più preziosa
– possibilità di potenziare lo scambiatore con semplice aggiunta di nuove piastre
– Facilità di manutenzione e verifica di eventuali perdite o guasti
– posizione dei tubi fissa, anche in caso di sostituzione di uno scambiatore a piastre saldato con maggiore numero di piastre, l’interfaccia delle connessioni rimane invariata.
Scambiatori di calore a piastre
La grande flessibilità degli scambiatori di calore a piastre è in particolare una caratteristica che nel contesto globale odierno dell’industria può rappresentare un fattore competitivo non indifferente, consentendo ottimi ritorni dell’investimento iniziale: la possibilità di diminuire o aumentare la superficie di scambio termico semplicemente aggiungendo o togliendo piastre, senza dover intervenire sul piping né variare le connessioni, permette infatti in maniera molto semplice e veloce di variare la potenza termica dello scambiatore, adattando l’investimento al variare delle esigenze e del volume produttivo.
Fattore che, come in altri articoli pubblicati in passato sul nostro blog, abbiamo già avuto modo di definire come standard custom flexibility, facendo degli scambiatori di calore a piastre la soluzione più efficiente e versatile per una varietà sempre più vasta di applicazioni, con richieste e referenze sempre in aumento.
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3. https://www.tempco.it/blog/4735/scambiatori-a-piastre-saldati/
Buona estate!
Una strana estate questa, caldo con il contagocce, ma quando arriva è quello di luglio.
Quindi cosa c’è di meglio che rinfrescarsi con una buona birra!
In questo scorcio di stagione, abbiamo moltiplicato le applicazioni proprio su impianti che richiedono i nostri scambiatori a piastre, per il raffreddamento del mosto, sia in versione saldobrasata nickel, che nella classica versione ispezionabile.
Il nostro ufficio tecnico, forte dell’esperienza che abbiamo maturato sul campo e del supporto di un ottimo mastro birraio, può suggerire la soluzione migliore e più efficiente.
Salute e buone vacanze!!!
Marine ship heaters, scambiatori di riscaldamento sulle navi
Applicazioni interessanti e sempre nuove per gli scambiatori a piastre saldobrasati.
Sulle navi trovano posto come heaters, ovvero riscaldatori tramite vapore.
L’applicazione in sé è ben conosciuta, riscaldare un fluido, acqua o olio, tramite vapore o ancora olio.
Ovviamente abbiamo dovuto realizzare una versione piuttosto particolare, in quanto sulle imbarcazioni le sollecitazioni cui sono sottoposti richiede una esecuzione particolare soprattutto a livello di connessioni.
Nelle foto che trovate di seguito alcuni scambiatori che vengono utilizzati con successo ed efficacia da parecchi nostri clienti in ambito marino.
Refrigeratori con free cooler integrato e inverter
I più recenti sviluppi nel campo della refrigerazione non sono insensibili ai temi dell’efficienza energetica: produttori attivi nel settore del raffreddamento hanno di recente sviluppato un particolare tipo di macchine frigorifere, refrigeratori con free cooler integrato, che in versione ad altissima efficienza includono anche inverter di potenza per la regolazione della velocità di rotazione dei compressori.
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Dischi freno carboceramici
Le auto sportive ad alte prestazioni sono sempre più spesso equipaggiate con dischi freno di tipo carboceramico. Potete vederlo in questi giorni se seguite la 24 ore di Le Mans, osservando i punti di staccata più impegnativi.
Si tratta di freni a disco con una elevata resistenza alle alte temperature, che consentono di mantenere inalterata la propria efficienza, anche sottoposti allo stress di frenate al limite, come può avvenire durante competizioni sportive o utilizzo intenso.
Vi state chiedendo cosa possono avere a che fare questi freni con le nostre tecnologie legate al raffreddamento, alla termostatazione ed i nostri scambiatori di calore?
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Chiller nella produzione farmaceutica
In settimana abbiamo collaudato un piccolo impianto pilota, per il raffreddamento di un mixer per la preparazione di prodotti farmaceutici.
Si tratta di un piccolo impianto pilota, cui seguirà in scala l’impianto di produzione, una volta definite le necessità produttive.
Nel suo piccolo, ha alcune peculiarità che consentono di utilizzarlo in modo flessibile.
Infatti il sistema in questione consente di lavorare con un range di raffreddamento molto ampio, da -15°C fino a +20°C, semplicemente modificando l’impostazione del set point.
Ovviamente le capacità in termini di resa frigorifera variano, ma per questo tipo di applicazioni, dove va ancora ben definita lo schema termico, questa apparecchiature sono ideali.
Questo piccolo gruppo frigorifero gode delle ultime novità di cui parlavo qualche post addietro, che lo rendono una macchina particolarmente flessibile e versatile.
Nello specifico il cliente ha aggiunto nel circuito chiuso antigelo T-UNREEZE, per evitare rischi di rotture e congelamenti.
Di seguito una rapida tabella inerente le percentuali da aggiungere alle varie temperatura di utilizzo.