Tempco Blog articoli

Torri evaporative modulari package per produzione farmaceutica

Recentemente abbiamo fornito una serie di torri evaporative a circuito aperto per la nuova sede in Italia di una importante società farmaceutica. Le torri nel loro insieme hanno una potenzialità di circa 10 MW per il sistema di raffreddamento dei nuovi impianti produttivi green dell’azienda.

Le torri di raffreddamento realizzate da Tempco sono di tipo modulare package, e sono state fornite in versione speciale, con vasche di raccolta progettate per essere installate in quota con scarichi a gravità per raccogliere l’acqua raffreddata nei vasconi esistenti in cemento armato, con l’obiettivo di contenere i costi delle opere civili e diminuire i tempi di messa in servizio del nuovo impianto.

La fornitura delle torri di raffreddamento comprendeva anche i quadri di controllo, dotati di inverter per la gestione energetica dei ventilatori, che consentono di ottenere un risparmio energetico grazie all’utilizzo mirato e intelligente della potenza.

Tempco torri evaporative modulari produzione farmaceutico

Tempco torri evaporative modulari impianto farmaceutico

Tempco torri evaporative modulari produzione farmaceutico ventilatori

Tempco torri evaporative modulari produzione settore farmaceutico

Data Center green a ridotto impatto ambientale e scambiatori TCOIL

La rapida e continua evoluzione delle tecnologie di AI, reti 5G e sistemi di calcolo ad alte prestazioni, o high performance computing (HPC) richiedono in parallelo la disponibilità di data center sempre più efficienti e performanti, per soddisfare il forte aumento della domanda.

La crescita dei data center spinge quindi la richiesta di tecnologie di raffreddamento più efficienti, tra cui emergono le più innovative soluzioni di raffreddamento a liquido o per immersione. Un esempio italiano prestigioso è il recente Green Data Center inaugurato ad aprile scorso presso l’Università di Pisa, che ha consentito di raddoppiare la capacità computazionale disponibile adottando tecnologie di ultima generazione e soluzioni di raffreddamento a liquido, incrementando l’efficienza energetica dell’infrastruttura.

Gli scambiatori di calore svolgono un ruolo chiave nei sistemi di raffreddamento dei server nei data center. In particolare, gli scambiatori a immersione TCOIL di Tempco possono offrire soluzioni personalizzate per integrarsi con i sistemi di raffreddamento esistenti. Questi speciali scambiatori possono infatti essere utilizzati per ottimizzare il raffreddamento a liquido dei data center, anche ad esempio in applicazioni che sfruttano il sistema Liebert® XDU di Vertiv o la soluzione HyperCool di Zutacore, entrambe impiegate nel Green Data Center nell’ateneo pisano, utilizzando i TCOIL in funzione di free cooling, immersi in fiumi, laghi o bacini in prossimità dei data center.

Tempco scambiatori a immersione TCOIL raffreddamento a liquido green data center AI HPC 5G

Tempco scambiatori a immersione TCOIL raffreddamento a liquido green data center

Tempco scambiatori a immersione TCOIL raffreddamento a liquido green data center free cooling

Refrigerazione a CO2 per condizionamento sostenibile

In Tempco abbiamo recentemente concluso la fornitura di una quantità di scambiatori per CO2, per un importante cliente che opera nel settore del district heating e delle tecnologie per il raffreddamento, impegnato nel fornire soluzioni sostenibili e innovative per il riscaldamento e il condizionamento.

In questo contesto, una tecnologia altamente innovativa pertiene l’utilizzo della CO2 come refrigerante, in sostituzione dei fluidi refrigeranti tradizionali, offrendo una valida alternativa per conformarsi alle nuove normative nel comparto della refrigerazione volte a ridurre l’impatto ambientale del settore. La CO2 infatti è una risorsa naturale, disponibile in atmosfera e ma anche come prodotto di scarto in numerosi processi industriali. Molto in crescita sono a tale riguardo anche le tecnologie che provvedono alla cattura, stoccaggio e utilizzo della CO2, chiamate CCS o CCUS (Carbon Capture and Storage e Carbon Capture Utilization and Storage).

Le proprietà della CO2 rendono infatti questo gas una risorsa rinnovabile che offre un elevato tasso di efficienza nel trasferimento termico, che aumenta la sicurezza delle applicazioni in caso di perdite negli impianti e garantisce al contempo un alto potenziale di abbattimento delle emissioni, con un valore di Global Warming Potential pari a 1.

Nei cicli termici di compressione, condensazione ed evaporazione della CO2 occorre tuttavia lavorare con pressioni di esercizio molto elevate, che arrivano fino a 140 bar. Ambito che apre nuove interessanti prospettive applicative per gli scambiatori saldobrasati, che grazie al particolare ciclo di saldobrasatura sono in grado di resistere a elevatissime pressioni di lavoro.

Tempco scambiatori T Plate B C refrigerazione CO2

Propulsione ibrida, elettronica e raffreddamento negli yacht di lusso di Baglietto

Dall’acqua all’energia, il costruttore di yach di lusso Baglietto porta il settore nautico nella transizione green sull’onda dell’elettrificazione e dell’idrogeno. Una rivoluzione in cui Tempco è coinvolta nella collaborazione con Baglietto, non solo nel progetto Baglietto Bzero, che impiega idrogeno green come fonte principale di energia per una navigazione a zero emissioni (il prototipo di power unit è attualmente in fase di test in porto), ma anche grazie alla propulsione ibrida in elettrico. Obiettivo, implementare la sostenibilità nella navigazione e nel comparto marittimo.

Il video sotto ci accompagna in un tour esclusivo nel nuovo modello T52 Hydrid Luxury di Baglietto, yacht dal design rivoluzionario in cui, oltre ai dettagli di stile tutto italiano, è anche possibile apprezzare le dotazioni tecnologiche all’avanguardia. Sembra davvero di entrare nella sala comando di Star Trek, ma siamo nella cabina di pilotaggio dello yacht, con avanzatissime strumentazioni elettroniche a bordo che comandano i sistemi di propulsione, pannelli touchscreen per il monitoraggio di tutti i sistemi e grandi pannelli con il sistema elettrico, radar e sistema AIS (Automatic identification system) per il check dello stato di navigazione.

Tempco raffreddamento elettronica di potenza yacht Baglietto T52 hybrid

Elettronica a bordo in quantità enorme dunque, anche nella sala motori, in cui si viene accompagnati verso la fine del video, e che necessita di sistemi di raffreddamento adeguati. L’incursione consente di apprezzare le caratteristiche della propulsione ibrida dello yacht, che impiega due motori elettrici e consente la navigazione in modalità ibrida o full electric.

Al minuto 42.40, vediamo quindi le unità di termoregolazione Tempco installate a bordo, dedicate al raffreddamento degli azionamenti elettrici di potenza (ovvero motori elettrici, inverter di potenza ecc…).

Quali scambiatori di calore nelle tecnologie per idrogeno

Scambiatori di calore a piastre e idrogeno. Tutti parlano di idrogeno ultimamente, in ogni campo. Questo perché l’idrogeno rappresenta una valida fonte di energia e di propulsione per il prossimo futuro all’insegna della sostenibilità. Chiaramente parliamo di idrogeno verde.

Parliamo allora delle applicazioni di raffreddamento, riscaldamento, termoregolazione e termostatazione dell’idrogeno, solitamente attività di raffreddamento, utilizzando scambiatori di calore a piastre.
La molecola dell’idrogeno è una molecola ‘furba’. È una molecola molto piccola che può passare attraverso qualsiasi cosa, quindi è necessaria la massima attenzione per garantirne la tenuta.

Innanzitutto diciamo che solitamente l’idrogeno viene trattato a temperature molto basse per garantirne lo stoccaggio, con livelli di pressione molto elevati. Pertanto sono necessari scambiatori con un ampio intervallo di temperature di esercizio e anche un ampio intervallo di pressioni di esercizio. Tipicamente questi possono essere scambiatori di calore a piastre.

Come visto in altri video nel nostro canale Tempco YouTube, i PCHE, scambiatori di calore a circuito stampato, realizzati con l’innovativa tecnologia diffusion bonding, sono la soluzione ideale per questo tipo di applicazioni. Soprattutto quando le pressioni in gioco sono molto elevate.

Ma esiste anche una serie di altre applicazioni che possono essere realizzate con gli scambiatori di calore a piastre tradizionali, simili a quelli di tipo saldobrasato. Simili perché infatti devono avere una serie di caratteristiche peculiari per resistere a pressioni più elevate. In Tempco disponiamo di una serie di scambiatori a piastre saldobrasati utilizzati per applicazioni con la CO2 in grado di sopportare un livello di pressione di esercizio di 140 bar, ottimi anche per le tecnologie dell’idrogeno. Chiaramente, impiegati a determinati livelli di pressione e temperatura.

Sicuramente l’argomento meriterebbe una discussione più approfondita e più ampia, ma voglio stimolare la vostra curiosità e i vostri commenti per vedere se c’è interesse a riguardo, in modo poi da approfondire discutendo anche delle varie tipologie di scambiatori di calore.

Scambiatori, idrogeno, raffreddamento e celle a combustibile

Lo sviluppo di soluzioni per il raffreddamento efficiente nelle applicazioni con celle a combustibile a idrogeno è emblematico del forte impegno green di Tempco profuso a sostegno delle rinnovabili e per accelerare la transizione energetica nel mondo industriale. Un impegno che porta a un livello ancora più avanzato lo studio di soluzioni volte a massimizzare l’efficienza energetica nei processi di gestione dell’energia termica e di termoregolazione nell’industria di processo, abbracciando anche nuove applicazioni nella mobilità sostenibile.

A questo riguardo, tratta degli scambiatori PCHE (printed circuit heat exchangers) l’articolo dedicato a Tempco nel numero dello scorso gennaio della rivista ICP magazine. Questi speciali scambiatori a spiastre saldobrasati, ottenuti grazie a un innovativo processo di saldatura per diffusione allo stato solido, chiamato diffusion bonding, consentono di ottenere scambiatori di calore molto compatti, ad altissima efficienza e caratterizzati da una estrema robustezza del pacco piastre. Gli scambiatori PCHE sono pertanto in grado di soddisfare gli sfidanti requisiti applicativi delle tecnologie che sfruttano l’idrogeno nelle celle a combustibile, potendo lavorare a livelli estremi di pressione e temperatura, in un range che va da temperature criogeniche a -250° C fino a +400° C, o anche oltre utilizzando leghe molto particolari.

A prescindere dal tipo di tecnologia di elettrolisi impiegata, Tempco è quindi in grado di fornire soluzioni termiche di alto valore per apparecchiature di elettrolisi, elettroliti, raffreddamento di fluidi di lavoro e recupero di calore del sistema. Un interessante progetto in corso riguarda l’implementazione di questi scambiatori per il raffreddamento dell’elettronica di potenza nello yacht a zero emissioni Bzero realizzato da Baglietto, che impiega la tecnologia fuel cell con idrogeno green ricavato dall’acqua di mare.

Tempco scambiatori idrogeno ICP gennaio

articolo Tempco scambiatori idrogeno ICP gennaio

Perché e come si sporcano gli scambiatori di calore

Uno dei principali problemi legati agli scambiatori di calore sono le incrostazioni delle superfici di scambio termico. Come già visto in altri video sul nostro canale YouTube di Tempco, quando si progetta uno scambiatore di calore bisogna considerare il fattore di sporcamento (fouling factor), o comunque un sovradimensionamento della superficie di scambio termico in modo da tenere conto del possibile sporcamento dello scambiatore.

Chiaramente, il fouling factor dipende dal tipo di fluidi che circolano all’interno dello scambiatore: avendo fluidi puliti ovviamente non ci sono problemi di sporcamento e quindi è possibile dimensionare lo scambiatore in modo molto preciso sulle condizioni di lavoro, non considerando troppo il possibile effetto di sporcamento con la conseguente riduzione della superficie di scambio termico.

Quando invece i fluidi impiegati possono essere sporchi, allora occorre considerare attentamente il fattore di sporcamento. Esistono quindi diversi tipi di fouling: c’è il fouling che comporta un effetto incrostante, tipicamente in presenza di fluidi che si attaccano sulle superfici di scambio termico. E questo è probabilmente il caso peggiore. Altrimenti, si può avere uno sporcamento dovuto a particelle solide nei fluidi che circolano nello scambiatore. Quando sono coinvolti fluidi con particelle solide in sospensione esiste una serie di strategie da attuare per evitare l’intasamento dello scambiatore. Su tutte, la filtrazione. Chiaramente i filtri rappresentano un collo di bottiglia per lo scambio termico in quanto riducono la portata dell’acqua, comportano perdite di carico e quindi richiedono una maggiore pressione di pompaggio, ma sicuramente proteggono lo scambiatore dallo sporcamento.

Ovviamente, ci sono anche particelle solide sospese che possono essere molto piccole e che rappresentano una sfida anche per un buon filtro. Ad esempio quando si utilizza un tipo di acqua con particelle solide in sospensione piuttosto pesanti, come sabbia, trucioli metallici o pulviscolo. Quello che si può fare è cercare di ridurre lo sporcamento interno dello scambiatore, e parliamo di scambiatori a piastre, facendo entrare il fluido dal basso. In questo modo le particelle pesanti tendono a depositarsi sul fondo del bocchello, non sporcando quindi tutta la piastra e consentendo pertanto di allungare i periodi di manutenzione.

In altro caso, lo sporcamento può essere dovuto a incrostazione, pensiamo ad esempio al calcare o alle resine, nonché a prodotti grassi che si attaccano alle superfici di scambio termico delle piastre. In questo caso l’unica soluzione possibile è un intervento di lavaggio. Un lavaggio che può essere effettuato in diversi modi, ad esempio con un cleaning in place o anche smontando lo scambiatore per una pulizia più accurata utilizzando un’idropulitrice, una spazzola o con dei prodotti detergenti.

Raffreddamento ad acqua e ad aria nei raddrizzatori di corrente

I raddrizzatori di corrente sono componenti essenziali nei moderni sistemi elettrici, dove sono preposti a convertire la corrente alternata (CA) in corrente continua (CC). Il processo può tuttavia generare calore in eccesso, che deve essere dissipato onde non mettere a rischio la loro efficienza e affidabilità.

Il raffreddamento ad aria è generalmente la soluzione più comune per dissipare il calore generato dai raddrizzatori di corrente. Questo metodo sfrutta il principio del trasferimento di calore mediante contatto diretto con l’aria ambiente. In questo caso, componenti chiave del sistema sono ventole e dissipatori di calore. Le ventole aspirano l’aria ambiente, che attraversa i dissipatori di calore, rimuovendo così il calore in eccesso generato dal raddrizzatore.

Questo sistema di raffreddamento porta con sé vantaggi e svantaggi. I vantaggi del raffreddamento ad aria sono i seguenti:

  • Economico: i sistemi di raffreddamento ad aria sono generalmente più economici da implementare rispetto a quelli ad acqua.
  • Manutenzione semplice: la manutenzione di sistemi ad aria è spesso più agevole, poiché non coinvolge liquidi e tubazioni complesse.

Di contro, il raffreddamento ad aria comporta anche alcuni svantaggi:

  • Limite di efficienza: i sistemi di raffreddamento ad aria possono raggiungere un limite di efficienza in situazioni di carico intenso, limitando la loro capacità di dissipare grandi quantità di calore.
  • Livelli di rumore: le ventole possono produrre rumore, il che potrebbe essere un fattore indesiderato in ambienti sensibili al rumore.

Una valida alternativa per dissipare il calore generato dai raddrizzatori consta quindi nel raffreddamento ad acqua. Si tratta di una tecnologia più avanzata che utilizza liquido refrigerante per assorbire e trasferire il calore lontano dai raddrizzatori di corrente. Questo metodo coinvolge un sistema di tubazioni, una pompa e un radiatore che consentono al liquido di circolare attraverso il sistema, raffreddando il raddrizzatore.

 

Tempco raffreddamento ad acqua efficienza dissipazione calore raddrizzatori di corrente

Vantaggi del raffreddamento ad acqua:

  • Elevata efficienza: il raffreddamento ad acqua è generalmente più efficiente rispetto a quello ad aria, consentendo la gestione di carichi di lavoro più intensi.
  • Silenzioso: a differenza delle ventole, il raffreddamento ad acqua può essere notevolmente più silenzioso, fornendo una soluzione ideale per ambienti sensibili al rumore.

Gli svantaggi del raffreddamento ad acqua sono invece i seguenti:

  • Costoso: l’implementazione di sistemi di raffreddamento ad acqua è solitamente più costosa a causa della complessità delle componenti coinvolte.
  • Manutenzione complessa: i sistemi ad acqua richiedono una manutenzione più attenta e periodica, soprattutto per prevenire problemi legati alla corrosione e perdite di liquido.

In conclusione, la scelta tra raffreddamento ad aria e ad acqua per i raddrizzatori di corrente dipende pertanto da vari fattori, tra cui l’ambiente operativo, la potenza del sistema e il budget disponibile. Mentre il raffreddamento ad aria offre un approccio economico e di facile manutenzione, il raffreddamento ad acqua si distingue per la sua elevata efficienza, specialmente in ambienti ad alta intensità di lavoro e gravosi. In ultima analisi, la decisione dipenderà dalle esigenze specifiche del sistema elettrico in questione.

Tempco raffreddamento ad acqua raddrizzatori di corrente

Nel caso di raffreddamento ad acqua, interponendo uno scambiatore con un sistema dedicato, è infine possibile eliminare i problemi di manutenzione dovuti alle incrostazioni. Un’interessante applicazione è quella relativa alle moderne esigenze dei sistemi di produzione di idrogeno per elettrolisi.

Termoregolazione full inox per impianti di produzione pharma e food

Nuova importante partnership tecnologica in Tempco con un costruttore specializzato nella progettazione e realizzazione di apparecchiature e impianti in acciaio inox, destinati alla produzione, preparazione e stoccaggio di prodotti nei settori alimentare e farmaceutico, per la fornitura di centraline di termoregolazione.

La collaborazione implica nello specifico da parte di Tempco la fornitura di tutta la parte di regolazione della temperatura delle apparecchiature di costruzione del cliente. Tutte le tecnologie fornite hanno pertanto finitura full inox per applicazione nel comparto pharma, e impiegano scambiatori di calore a piastre in costruzione completamente in acciaio inox.

Tempco termoregolazione full inox pharma food

Tempco termoregolazione full inox pharma alimentare

Tempco termoregolazione full inox pharma alimentare rendering 3D

Rendering 3D centralina di termoregolazione Tempco con finitura full inox nel settore pharma

Tempco termoregolazione full inox pharma food rendering 3D

Rendering 3D centralina di termoregolazione full inox Tempco per produzione pharma e alimentare

Idrogeno per l’energia pulita del futuro, i brevetti nel mondo

Un nuovo report elaborato dalla International Energy Agency e dallo European Patent Office offre una panoramica molto interessante su quella che è l’attività brevettuale nell’industria dell’idrogeno nel mondo. La ricerca e l’innovazione tecnologica sull’idrogeno come vettore di energia pulita è un tassello fondamentale per la transizione energetica, nel passaggio a forme di energia sostenibile e rinnovabile per il futuro dell’economia mondiale.

Una prospettiva in cui anche Tempco crede molto, lavorando allo sviluppo di soluzioni tecnologiche innovative ad esempio nel comparto navale per una navigazione a zero emissioni e per la produzione di idrogeno e alimentazione mediante elettrolisi, grazie all’impiego degli innovativi scambiatori PCHE.

Lo studio rileva quindi che l’innovazione nell’industria dell’idrogeno è molto attiva in una varietà di ambiti: dalla produzione per elettrolisi dell’acqua allo sviluppo di serbatoi in grafene, dalla tecnologia delle celle a combustibile nel trasporto aereo e non solo allo stoccaggio criogenico dell’idrogeno, e fino alla riduzione del minerale di ferro.

Idrogeno brevetti mondo innovazione EPO IEA transizione green Tempco

L’indagine copre tutte e tre le principali aree dell’industria dell’idrogeno, ovvero produzione e approvvigionamento, stoccaggio, distribuzione e trasformazione dell’idrogeno e applicazioni finali. Nel periodo 2011-2020 circa la metà delle famiglie di brevetti internazionali (IPF) era legata alla produzione di idrogeno, mentre gli altri IPF erano divisi tra applicazioni finali dell’idrogeno e tecnologie per il suo stoccaggio, distribuzione e trasformazione. A guidare le attività per numero di brevetti è l’Europa, con il 28% di tutti gli IPF nel periodo considerato, con vantaggi tecnologici trasversali a tutti e tre i segmenti della catena del valore dell’idrogeno, con l’11% dei brevetti depositati in Germania e il 6% in Francia. Secondo è il Giappone, con il 24% dei brevetti, seguito dagli Stati Uniti, che hanno contribuito per il 20% dei brevetti pubblicati. Mentre però Europa e Giappone hanno registrato un incremento annuo rispettivamente del 6,2% e del 4,5% nel decennio, gli Stati Uniti sono l’unico Paese ad aver avuto un rallentamento. Ancora poco rilevante l’attività brevettuale in Corea e Cina, che hanno però mostrato i tassi di incremento maggiori, con crescita annue medie del 12,2% e del 15,2% rispettivamente, con una forte focalizzazione sulle tecnologie emergenti per applicazioni finali dell’idrogeno nel caso della Corea.

Idrogeno brevetti mondo innovazione EPO IEA transizione green Tempco trend attività

Il report opera inoltre una distinzione tra l’attività brevettuale correlata al miglioramento di tecnologie già esistenti e quella legata a tecnologie emergenti che puntano a utilizzare l’idrogeno come fonte alternativa contro il cambiamento climatico. Le innovazioni nelle tecnologie già esistenti provengono per la maggioranza da industrie nel settore chimico, concentrandosi sulla produzione e gestione dell’idrogeno, con diversificazione su tecnologie emergenti di carbon capture usage & storage (CCUS). Tra le più attive, figurano i nomi di Air Liquide, Linde, Air Products e BASF. I brevetti in tecnologie emergenti legate alla transizione energetica sono invece a opera soprattutto di società in ambito automotive, con nomi quali Toyota, Hyundai, Honda e Panasonic, concentrate in particolare sulla produzione di idrogeno per elettrolisi e applicazioni finali tramite celle a combustibile.