Il fouling factor o fattore di sporcamento è un coefficiente molto importante nel dimensionamento delle macchine termiche.
Infatti in funzione di tale coefficiente, gli scambiatori di calore risulteranno più o meno sovradimensionati (più grandi o meno grandi) rispetto ai dati nominali di progetto.
Il fattore di sporcamento è funzione:
Qualche giorno fa ho parlato dell’energia di pompaggio, volevo tornarci perché lo reputo un discorso che merita attenzione.
Come dicevo, nel dimensionamento delle tubazioni per l’acqua, si oggi parliamo ancora di acqua, cerco di mantenere una velocità inferiore ai 2 m/sec, anche se il limite può arrivare a 2,5 m/sec.
A questo link, potete trovare delle tabelle che danno la variazione delle perdite di carico dell’acqua in tubi di acciaio, in funzione della portata, ovvero della velocità. Le perdite di carico aumentano con il quadrato della velocità, in pratica potete notare che i valori delle perdite di carico distribuite in una tubazione, incrementa sensibilmente all’aumentare della velocità, soprattutto quando si superano i fatidici 2,5 m/sec, ovvero ci si avvicina alla zona di moto turbolento.
Chiller da interno o da esterno, questa opzione di installazione si presenta solamente nel caso di chiller condensati ad aria di potenzialità medio piccola.
Infatti per chiller di elevata potenzialità, il problema non si pone, in quanto le elevate portate di aria con al rumorosità conseguente, ne consigliano l’installazione all’esterno di fabbricati e possibilmente in zone “tranquille” (fuori dai piedi in pratica).
Proprio oggi ho definito una commessa per un interessante impianto di raffreddamento olio per una linea di presse.
Il cliente era partito chiedendomi un sistema con refrigeratori di acqua in circuito chiuso condensati ad aria (dei chiller insomma).
Vado a trovarlo, verifico i dati tecnici.
In effetti deve raffreddare l’olio delle presse a 45°C e si trova in una zona climaticamente calda, dove in estate non è raro raggiungere i 40°C. Per il suo processo, se l’olio dovesse superare i 45°C diventa problematico.
Ho consumato meno metano, perchè?
Verso la fine della scorsa estate, ho sostituito la caldaia di casa, era ormai datata, con necessità di una manutenzione profonda, così ho pensato bene di sostituirla.
Dalle esperienze di tutti i giorni, mi sono messo a cercare con attenzione ed ho deciso di acquistare un prodotto tecnologicamente avanzato, che prometteva un risparmio energetico interessante: in pratica una caldaia murale, con sistema di regolazione modulante della fiamma, autoaccensione senza fiamma pilota, regolazione della temperatura dell’acqua sanitaria e dell’acqua di riscaldamento.
Installata, messa in funzione e via.
L’acqua è uno dei fluidi più utilizzati per veicolare l’energia termica.
Sicuramente si utilizzano anche tanti altri fluidi, liquidi o gassosi, olio diatermico, aria, vapore (che poi è ancora acqua…ma ad un ivello di teperatura più alto), ma l’acqua è quello che sicuramente troviamo più spesso.
L’acqua vene messa in movimento tramite pompe, solitamente centrifughe.
Le pompe funzionano tramite motori elettrici o in casi particolari motori endotermici.
In funzione della portata di acqua spostata e della pressione, le pompe assorbono una certa potenza, che serve appunto per spostare l’acqua.
L’acqua, come tutti i fluidi, riscaldandosi aumenta di volume.
Per questo motivo du tutti gli impianti termici, si prevedono vasi di espansione (aperti o chiuso pressurizzati a membrana o meno).
Come calcolare il volume di questi vasi di espansione?
Visto che spesso mi ritrovo ad avere bisogno di questi valori, allego un piccolo file, estratto da un foglio in excel, dove sono esemplificati i valori di espansione percentuale dell’acqua e delle miscele incongelabili, al variare della temperatura.
Gli impianti tessili, nello specifico le sale telai di tessitura, sono impianti che necessitano di parecchia energia termica sotto forma di condizionamento.
Nelle sale telai degli stabilimenti dove vengono prodotti cotone o tessuti sintetici, vine mantenuto un livello di condizionamento con temperatura ed umidità controllate, allo scopo di ottenere velocità e costanza nella produzione. Un ambiente troppo asciutto rischia di far rompere i fili, troppa umidità rivona il prodotto.
Questo significa un notevole dispendio di energia per condizionare questi ambienti, che hanno dimensioni sempre importanti.
A tutto questo si aggiunge il calore dissipato dai circuiti idraulici delle macchine da tessitura.
Solitamente questo calore viene dissipato nell’ambiente stesso, senza troppo riguardo.
Sfruttando calore di scarto a bassa temperatura, come ad esempio acqua surriscaldata a 100-120°C, acqua calda a 80-90°C vapore a bassa pressione <1 barg, ecc…, è possibile ottenere notevoli volumi di acqua refrigerata con temperature attorno ai +7+8°C, che può essere convenientemente utilizzata in numerosi cicli di processo industriali o civili di condizionamento, a costo contenuto mediante l’impiego di chiller ad assorbimento.
Utilizzando in combinazione una caldaia a recupero di calore oppure uno scambiatore di calore fumi/acqua, è possibile recuperare fino in fondo ogni calore residuo di gas combusti, ottenendo acqua a bassa temperatura a costi minimi, specie se confrontati con i costi relativi all’acqua raffreddata ottenuta con i soliti chiller basati sui cicli frigoriferi.
I chiller tradizionali a compressione, questa tipologia di macchine presenta i seguenti svantaggi:
Risparmiare energia nei processi di scambio termico è possibile ed auspicabile.
Solitamente si parte dal progetto e dal dimensionamento, ma a mio avviso è importante porre la massima attenzione ai dettagli, mi spiego meglio.
Tutti noi ormai nelle nostre abitazioni, siamo abituti ad avere i doppi vetri, a fare attenzione alle coibentazioni, a pensare a serrande ben costruite e serramenti precisi e con pochi spifferi, questo perchè la prima fonte di guadagno energetico è il risparmio che si può ottenere, tramite una efficiente coibentazione ed una conseguente diminuzione delle dispersioni termiche.
Nel settore dei processi industriali l’obiettivo è lo stesso.
Quindi porre attenzione ai dettagli, una volta finito l’impianto, una buona coibentazione, adeguata alle temperature di utilizzo ed alla tipologia di impiego (caldo o freddo), permettono di:
