Ridondanza delle macchine termiche contro i fermi di produzione

La termoregolazione e il controllo delle temperature di processo sono un elemento essenziale per assicurare la continuità produttiva. E’ allora in taluni casi opportuno pensare in anticipo all’eventualità di possibili guasti, o alla necessità per esempio di non interrompere la produzione durante gli interventi di manutenzione, ad esempio operazioni programmate di pulizia di uno scambiatore a piastre asservito al processo. Onde prevenire fermi macchina, è allora opportuno ricorrere da progetto alla ridondanza delle macchine termiche impiegate, magari dividendo il lavoro termico fra più macchine di minore portata, ma anche, come seconda opzione, installando una macchina spare posta in parallelo a quella di lavoro.

La domanda che ci si pone in genere è se sia meglio avere un unico chiller, torre evaporativa, scambiatore, e così via, che soddisfa la duty termica al 100%, oppure se sia meglio scegliere una soluzione di due macchine al 50%.
La risposta è soggettiva e dipende anche dalla tipologia di impianto: quando si parla di impianti per processi industriali, che assolutamente non devono mai fermarsi, dovrebbe essere tassativo scegliere la soluzione con macchine più piccole in parallelo. I clienti di questi impianti, solitamente, si tutelano con scelte che prevedono già in partenza una ridondanza di sicurezza, ma anche in questo caso sono possibili diverse scelte, con diversi risvolti che meritano di essere analizzati.

Facciamo un caso specifico:

  • Problema: impianto di processo che deve smaltire 1000 KW di potenza termica.
  • Schema termico del servizio di raffreddamento: acqua a 18°C con salto termico di 10°C
  • Zona di installazione: nord Italia, temperatura ambiente di progetto estiva 35°C, temperatura ambiente invernale 0+5°C
  • Soluzione: gruppo frigorifero condensato ad aria, asservito da sistema di free cooling, con relativo serbatoio di accumulo e gruppi di pompaggio.

Le temperature in gioco non permettono di utilizzare torri di raffreddamento, quindi per forza di cose bisogna optare per dei refrigeratori. Vista la latitudine, risulta di interesse economico implementare un sistema di free cooling, per consentire un notevole risparmio energetico durante la stagione fredda e comunque poter parzializzare l’uso del chiller nella media stagione.
Dal punto di vista del gruppo frigorifero, il problema termico si può risolvere facilmente con un chiller da 1000 KW termici, condensato ad aria, con compressore a vite o centrifugo. Si tratta di una soluzione semplice, ma senza scampo, in quanto in caso malaugurato di avaria, tutto l’impianto è fermo. Certamente si può suggerire al cliente di installare due gruppi, di cui uno in stand by al 100%: in pratica suggerendo al cliente di raddoppiare l’investimento, o quasi.
La soluzione ideale sembrerebbe allora quella di adottare due gruppi frigoriferi di metà potenza (500KW), magari multicompressore: l’obiezione spontanea è quella che comunque non c’è uno ‘spare’.
La soluzione migliore è allora quella di installare due gruppi frigoriferi a 4 circuiti cadauno, di potenzialità leggermente superiore, magari 600 KW cadauno. In questo modo, anche in caso di avaria di uno degli otto compressori, il cliente ha comunque la piena potenza richiesta in fase di progetto.

Tempco ridondanza macchine

Certamente dei gruppi frigoriferi di questo tipo sono più cari rispetto a gruppi monocompressore, ma offrono innegabili vantaggi:

  • Maggiore flessibilità
  • Manutenzione specializzata, ma sicuramente più alla 
portata del semplice frigorista, che magari già si occupa 
degli impianti in azienda
  • Minori consumi energetici sul lungo periodo, in quanto 
quando si parzializza i compressori si spengono totalmente.

Allo stesso modo è possibile ragionare con le torri evaporative, con i radiatori (la linea TCFC di Tempco proprio in tale ottica è già sviluppata in maniera modulare sul numero dei ventilatori), sugli scambiatori di calore a piastre, sulle pompe dei gruppi di pompaggio, e via dicendo. 
E’ evidente che, caso per caso, ci sono limiti che vanno valutati, e che soluzioni di questo genere non sono chiaramente applicabili ad impianti di piccola potenzialità, dove è però anche vero che le criticità di fermi macchina sono meno stringenti, e dove comunque il raddoppio di investimento in caso di necessità di ridondanza risulta meno oneroso.

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