Tempco Blog articoli

Perdite di carico e prestazioni negli scambiatori di calore, perché aumentano di pari passo?

Un piccolo trucco e una curiosità spiegata nel funzionamento e nella resa termica degli scambiatori di calore: perché le prestazioni di uno scambiatore aumentano all’aumentare delle perdite di carico?

La cosa è presto detta: quando si vanno ad aumentare le perdite di carico ammesse nel flusso dei fluidi all’interno di uno scambiatore, ovvero le perdite di carico nell’acqua che circola nel mantello o nei tubi, o sulle due facce di scambio termico di uno scambiatore a piastre, si ottiene un miglioramento delle prestazioni. Questo perché, a parità della sezione dello scambiatore, nel momento in cui aumentiamo le perdite di carico significa che stiamo aumentando la portata. Ancora meglio, nel momento in cui accettiamo perdite di carico superiori, vuol dire che possiamo ridurre la sezione di passaggio dei fluidi e quindi aumentarne la velocità.

Questo comporta un moto più turbolento dei fluidi, che all’interno di uno scambiatore significa avere un aumento delle collisioni tra le particelle del fluido e pertanto un coefficiente di scambio termico superiore. Per cui aumenta la resa di trasferimento di calore dello scambiatore.

La stessa cosa può essere fatta con uno scambiatore pre-esistente, dove per migliorarne le prestazioni è possibile aumentare la portata, il che corrisponde in maniera abbastanza lineare a un aumento delle perdite di carico e quindi delle prestazioni dello scambiatore di calore.
Il piccolo trucco vale come suggerimento nella fase di progettazione degli scambiatori di calore, siano essi scambiatori a piastre o scambiatori a fascio tubiero, e in generale per qualsiasi tipologia di scambiatori.

 

 

Per restare informato ogni mese sulle ultime applicazioni di gestione dell’energia termica, iscriviti alla Newsletter – Solid Temperature di Tempco.

Saldobrasati per alta pressione per refrigerazione a CO2 nei mezzi di trasporto

Abbiamo già avuto modo di accennare alla refrigerazione a CO2, un sistema per condizionamento green che non solo elimina l’impiego di refrigeranti sintetici, ma sfrutta una risorsa presente in natura, potremmo pertanto dire rinnovabile, senza impatto ambientale e non inquinante. I sistemi di refrigerazione a CO2 producono infatti acqua come scarto del ciclo termico.

Per una applicazione in impianti di condizionamento per mezzi di trasporto, sia per la cabina di guida che per la sezione passeggeri, Tempco ha fornito di recente degli scambiatori a piastre saldobrasati per alte pressioni, in grado di sopportare pressioni fino 140 bar. Le innovative soluzioni per HVAC che sfruttano la CO2 per il condizionamento hanno infatti la peculiarità di necessitare di strumentazione e apparecchiature appositamente studiate per resistere a pressioni di esercizio molto elevate. Un nuovo campo di applicazione per il condizionamento sostenibile e gli scambiatori saldobrasati, che pone una serie di nuove sfide nello sviluppo di concetti innovativi di ingegneria e costruzione degli impianti.

Tempco scambiatori saldobrasati alta pressione refrigerazione CO2

Per restare informato ogni mese sulle ultime applicazioni di gestione dell’energia termica, iscriviti alla Newsletter – Solid Temperature di Tempco.

Tempco TREG HCE termoregolazione monofluido in modello 3D

La termoregolazione monofluido con le centraline TREG HCE in modalità raffreddamento mostrata ‘a nudo’ nell’animazione video sul nostro canale Tempco YouTube.

Il video mostra graficamente i flussi in ingresso del fluido da termoregolare e dell’acqua di raffreddamento. A scambio termico avvenuto all’interno dello scambiatore a piastre, la centralina provvede a far defluire il fluido regolato alla temperatura richiesta dal processo servito. Nel video è esemplificato lo schema dei circuito, con visione da entrambi i lati della centralina di termoregolazione.

 

Per una visione ancora più nel particolare, alla pagina nelle Soluzioni sul sito Tempco è inoltre possibile navigare il modello 3D interattivo della centralina, che consente di ruotare a piacere la macchina e di effettuare zoom altamente dettagliati per studiare in maniera approfondita la costruzione e l’ingegneria di queste centraline.

Tempco TREG HCE monofluido modello 3D circuiti

Tempco TREG HCE monofluido modello 3D scambiatore

Tempco TREG HCE monofluido modello 3D raffreddamento

Per restare informato ogni mese sulle ultime applicazioni di gestione dell’energia termica, iscriviti alla Newsletter – Solid Temperature di Tempco.

Caldo e freddo nei banchi prova di componenti automotive

La termoregolazione è un requisito cruciale nelle applicazioni con banchi prova in generale, e nello specifico come nel caso dei sistemi di controllo della temperatura che abbiamo sviluppato di recente per banchi prova di componenti per automotive. Il sistema è stato sviluppato per servire il banco di test dei componenti per il settore auto di un cliente, regolando le temperature in un ampio range che va dai -15° C ai +130° C.

La soluzione sviluppata impiega centraline della serie TREG con resistenze di riscaldamento pilotate da tristori. Questo consente di ottenere un’ottima modulazione della potenza termica, consumando energia solo quando e nella misura necessaria, assicurando inoltre una tolleranza molto fine nella regolazione dei livelli di temperatura.

Tempco termoregolazione banchi prova componenti automotive

 

Le centraline di termoregolazione sono quindi abbinate a chiller TCHIL, che forniscono l’energia fredda per completare l’ampio range di termoregolazione in cui lavora la soluzione per banchi prova di componenti per auto.

Tempco termoregolazione banchi prova componenti auto

Tempco termoregolazione banchi prova parti automotive

 

Per restare informato ogni mese sulle ultime applicazioni di gestione dell’energia termica, iscriviti alla Newsletter – Solid Temperature di Tempco.

Caro energia e riscaldamento, le aziende passano dal gas all’elettrico

La crisi energetica, il caro energia e le problematiche geopolitiche che in Europa si ripercuotono sulle forniture di gas dall’est, stanno facendo muovere molte grandi aziende oggi verso l’elettrificazione nei loro processi di riscaldamento. Problemi che si ripercuotono negli aumenti dei costi per la produzione di energia, e di conseguenza nei costi per la produzione di calore.

Il passaggio cui stiamo assistendo è quello dal riscaldamento a gas a quello in elettrico, e sono giornaliere le chiamate che arrivano in Tempco con richieste di questo tipo. Ciò vale soprattutto per le aziende che hanno una auto produzione di energia elettrica, da fonti rinnovabili come il fotovoltaico ad esempio. In particolare vale quindi per grandi aziende con grandi impianti centralizzati per la produzione di vapore o di olio diatermico ad alta temperatura per il riscaldamento di determinati processi.

Queste realtà stanno di fatto ‘splittando’ questo tipo di riscaldamento su centraline più piccole riscaldate elettricamente. A differenza che in passato, infatti, dove in Italia il costo dell’energia elettrica era superiore al gas, oggi la situazione corrente rende questo tipo di scelta conveniente e preferibile specialmente se in azienda, come detto, è presente una auto produzione di energia da fonti rinnovabili.

Inoltre, questo tipo di centraline consente di implementare sistemi che impiegano relè statici o tiristori, quindi con modulazione della potenza sulla reale richiesta di riscaldamento nell’impianto di produzione, limitando così il consumo di energia solo laddove richiesto. Potendo così utilizzare piccole centraline dedicate a piccole parti di impianto, raffinando il consumo di energia riscaldando quella parte specifica di impianto solo quando è realmente necessario. Eliminando i consumi elevati legati a un sistema unico centralizzato che serve tutte le utilities.

 

Per restare informato ogni mese sulle ultime applicazioni di gestione dell’energia termica, iscriviti alla Newsletter – Solid Temperature di Tempco.

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

 

Per restare informato ogni mese sulle ultime applicazioni di gestione dell’energia termica, iscriviti alla Newsletter – Solid Temperature di Tempco.

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.

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.

Crescita investimenti data center temi ESG sostenibilità DLA Piper

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.

 

DLA Piper crescita investimenti data center fattori ESG Investimenti data center raffreddamento a liquido ESG

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.

 

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!

 

 

Per restare informato ogni mese sulle ultime applicazioni di gestione dell’energia termica, iscriviti alla Newsletter – Solid Temperature di Tempco.