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Risparmio energetico nella produzione di oggetti in lattice

In questo nuovo video sul nostro canale YouTube di Tempco torniamo a parlare di una applicazione molto interessante, per una macchina per vulcanizzare progettata e costruita dalla società HERUX Suisse di Locarno sviluppata in collaborazione con Tempco e con Giovanni Caschetto, progettista con un’ampia esperienza nel settore del lattice.

nostra macchina per vulcanizzare, che la stessa è stata progettata e costruita dalla nostra società HERUX Suisse di Locarno in collaborazione con Caschetto e certamente anche con voi.

Si tratta infatti di una applicazione per la vulcanizzazione del lattice. Nella produzione di materassi, cuscini o di qualsiasi altro prodotto in lattice, si impiegano stampi per dare la forma definitiva al prodotto, e questi stampi vengono vulcanizzati all’interno di autoclavi alimentate a vapore.

Il lattice liquido, o la mescola contenente il lattice liquido, viene in pratica iniettata all’interno degli stampi, e lo stampo viene riscaldato per ottenere l’espansione della mescola e avere il prodotto finito.
Tradizionalmente il processo avveniva in autoclavi in cui si iniettava vapore per riscaldare lo stampo. L’interessante soluzione è stata di far circolare all’interno dello stampo un fluido caldo che riscaldasse direttamente il prodotto. Similmente a quanto si fa nello stampaggio delle materie plastiche.

Questa soluzione è quindi veramente molto interessante in quanto consente di avere dei risparmi energetici fino al 50% nella quantità di potenza termica richiesta per riscaldare lo stampo e portare a compimento il processo di vulcanizzazione del prodotto finale in lattice.

 

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Raffreddamento ad acqua in elettronica di potenza

Per un produttore di switch rectifier di potenza, o raddrizzatori di corrente, che opera nel settore del trattamento galvanico, in Tempco abbiamo sviluppato uno speciale modulo di raffreddamento ad acqua (sì, proprio ad acqua) della componentistica elettronica di potenza.

Si tratta di un tipo di applicazione per la quale abbiamo già accumulato un grande know-how, con progetti sviluppati per altri clienti nel settore nautico e industriale di potenza.

Tempco raffreddamento ad acqua elettronica di potenza

Per questo importante cliente abbiamo quindi realizzato un modulo integrato e compatto, studiato per essere inserito nelle loro tower, alla stregua di un modulo rack. La soluzione è completamente autonoma e completa di sistema di pompaggio, scambio termico e regolazione della temperatura. L’intero progetto è stato quindi realizzato grazie a un profondo studio in 3D della disposizione interna di tutti i componenti, allo scopo di ridurre al minimo le dimensioni del sistema e renderlo compatibile con l’apparecchiatura esistente del cliente.

Tempco raffreddamento ad acqua elettronica di potenza power rectifiers

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Riscaldamento elettrico in termoregolazione monofluido in modello 3D

Termoregolazione monofluido in modalità riscaldamento nelle centraline di termoregolazione TREG con riscaldamento elettrico. Il video in animazione 3D mostra il circuito di ingresso dell’acqua da riscaldare e il flusso dell’acqua riscaldata in uscita dall’alto della centralina.

Le centraline TREG HCE sono apparecchiature chiavi in mano per la termoregolazione di fluidi, acqua, olio diatermico o altro, mediante riscaldamento elettrico che impiegano batterie di resistenza e/o scambiatori di calore a resistenze elettriche.

Alla pagina dedicata sul sito Tempco, grazie alla tecnologia web-based Sketchfab che consente di realizzare asset 3D configurabili che possono essere animati in real-time, gli utenti possono esplorare liberamente le nostre centraline di termoregolazione in maniera interattiva per comprenderne in maniera semplice il funzionamento, ruotando a 360° la centralina e zoomando a piacimento sui dettagli costruttivi grazie a modelli 3D delle unità. E’ anche possibile selezionare la visualizzazione per ciclo di riscaldamento o di raffreddamento, a seconda delle specifiche necessità di regolazione della temperatura nel proprio processo di produzione.

Centraline TREG HCE termoregolazione monofluido riscaldamento elettrico asset 3D

Centraline TREG HCE termoregolazione monofluido riscaldamento elettrico asset 3D interattivo

Centraline TREG HCE termoregolazione monofluido riscaldamento elettrico asset 3D zoom

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Scambiatori saldobrasati FULL INOX nel pharma

Dopo diverso tempo, siamo lieti di annunciare che Tempco ha arricchito la propria offerta di scambiatori con gli scambiatori saldobrasati FULL INOX, ovvero con costruzione completamente in acciaio inox senza materiale di apporto.

Questi speciali scambiatori saldobrasati impiegano una particolare tecnologia di saldatura delle piastre chiamata Diffusion bonding, o saldatura per diffusione, un processo di trasformazione allo stato solido che permette di unire materiali simili e dissimili tra loro, soprattutto metallici, sottoponendoli contemporaneamente ad alta temperatura e pressione. La giunzione avviene per diffusione atomica degli elementi, per cui gli atomi interfacciati dei due componenti si muovono, scambiando e legandosi tra loro, facendo così scomparire l’interfaccia di separazione.

Malgrado non siano disponibili ancora tutte le taglie, siamo in grado di produrre con questa tecnologia scambiatori con connessioni da 1/2” a 2”. La tecnologia è quindi molto interessante e la stiamo già applicando per alcune forniture di centraline di termoregolazione nel settore pharma.

Tempco saldobrasati per full inox

 

In particolare, un importante e rinomato costruttore di sistemi di reazione e filtrazione in ambito farmaceutico ha deciso di affidarsi a Tempco per la realizzazione delle TCU (thermal control unit) ovvero le nostre TREG, grazie all’esperienza in questo tipo di applicazioni che siamo in grado di mettere a disposizione con le nostre soluzioni.

Queste centraline di termoregolazione saranno quindi equipaggiate con scambiatori saldobrasati FULL INOX, continuando naturalmente a offrire il massimo supporto a livello di standarizzazione.

 

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Impianti e componentistica speciale a CO2 per sostenibilità nella refrigerazione

Anidride carbonica e CO2, se ne parla molto e spesso in relazione al buco nell’ozono e altre ragioni. Ma forse non tutti sanno che la CO2 è un eccellente gas che può sostituire i classici fluidi impiegati come refrigeranti, i tradizionali freon che a ragione sono ritenuti causa del buco dell’ozono.

Negli ultimi anni il settore della refrigerazione ha spinto sempre più la ricerca verso l’impiego di gas nuovi alternativi che limitino l’effetto serra. Un esempio è anche l’ammoniaca, che però di contro ha risvolti negativi sul fronte della tossicità e infiammabilità. Ultimo nato è invece la CO2.

Si stanno infatti sempre più sviluppando impianti di condizionamento, refrigerazione e raffreddamento che nel loro ciclo termico impiegano la CO2, l’anidride carbonica. La CO2 è un gas naturale con quindi risvolti decisamente green. Vi sono però naturalmente anche delle implicazioni e difficoltà, legate al fatto che la CO2 ha dei passaggi di stato che avvengono a pressioni molto elevate, e parliamo di 100, 120, 130 o 140 bar. Basti pensare che un impianto di refrigerazione che impiega il classico freon lavora in fase di condensazione a pressioni al massimo di 40-45 bar.

Pertanto tutta la componentistica che viene utilizzata negli impianti di refrigerazione necessita di un importante upgrade tecnologico per poter lavorare con la CO2. Impianti funzionanti a CO2 esistono già sul mercato, per cui la componentistica già esiste, magari non per tutte le taglie e le potenze. Ad esempio però i compressori per CO2 sono già disponibili sul mercato, in un’ampia gamma anche se magari non proprio a coprire tutte le taglie e potenze.

Sorgono difficoltà invece a livello di raccorderia e tubazioni, in quanto occorre studiare raccordi e tubazioni in grado di resistere a queste pressioni. Di contro, lavorando a pressioni tanto elevate si hanno alti volumi specifici, consentendo di ridurre i diametri delle tubazioni.

Sul fronte dello scambio termico è quindi anche necessario studiare scambiatori di calore, in funzione di condensatori ed evaporatori, che siano appositamente pensati per lavorare con queste pressioni elevate nelle applicazioni a CO2. Scambiatori che possono essere dei saldobrasati come evaporatori o condensatori, oppure batterie di scambio termico quando abbiamo scambiatori ad aria. Ad ogni modo, si tratta di apparecchiature studiate ad hoc per poter lavorare con la CO2 ad alta pressione. Una gamma ampia è già disponibile fino a potenze interessanti, ma quella in cui attualmente ci troviamo è sicuramente ancora una fase di forte studio e sviluppo.

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E-fuels, l’alternativa sostenibile per i motori endotermici in automotive

Per il futuro del settore automotive, normative e decisori politici puntano fortemente verso motore elettrico ed elettrificazione, ma una alternativa che consentirebbe di mantenere le auto tradizionali con motori endotermici esiste: sono i cosiddetti E-Fuels, carburanti sintetici e carbon neutral. Occorre innanzitutto dire che gli e-fuels sono un’altra cosa rispetto ai biocarburanti che sono ottenuti da rifiuti organici e da oli esausti.

I carburanti sintetici, o e-fuels o anche electrofuels, vengono ottenuti per un processo sintetico che parte dall’estrazione dell’idrogeno tramite elettrolisi sfruttando energia rinnovabile, in maniera pertanto completamente sostenibile. L’idrogeno si combina quindi con la CO2 contenuta nell’aria creando un vettore di energia liquida. Gli e-fuels vengono considerati decarbonizzati in quanto la loro combustione emette la stessa quantità di CO2 che viene assorbita per produrli, in un processo circolare a impatto zero e di fatto più sostenibile della produzione di batterie per i veicoli elettrici.

Il più comune è la benzina sintetica, base poi di quasi tutti gli e-fuels, che si ottiene combinando idrogeno e CO2, dalla cui reazione di ottiene metanolo sintetico. Si procede quindi alla miscelazione per ottenere e-benzina, in grado di alimentare i motori endotermici ma senza produzione di ossido di zolfo o altre sostanze nocive.

La tecnologia power to liquids è anche alla base del diesel sintetico, ottenuto da idrogeno impiegato per trasformare biossido di carbonio in monossido di carbonio, con quindi aggiunta di altro idrogeno.

Tempco efuels alternativa carburanti sostenibili motore endotermico automotive

Esistono poi il kerosene sintetico, che viene oggi già impiegato in aviazione, e il metano sintetico, il più semplice di tutti in quanto non è un derivato dal petrolio, è un gas naturale e potrebbe essere più semplice ed economico da produrre non richiedendo raffinazione. Non dimentichiamo poi l’idrogeno, idrogeno verde che si ottiene per elettrolisi dell’acqua, e idrogeno blu, che deriva dalla scomposizione di gas fossile utilizzando un processo inverso a quello impiegato per produrre i carburanti sintetici.

Importante è sottolineare ancora una volta che gli e-fuel così ottenuti sono compatibili con i motori endotermici tradizionali, senza quindi richiedere il passaggio a veicoli a powertrain elettrico. Ma non solo, il loro utilizzo è compatibile anche con gli attuali impianti di distribuzione di carburanti tradizionali. Purtroppo la produzione di questi carburanti alternativi e sostenibili è ad oggi ancora molto costosa, sebbene in prospettiva un loro diffuso utilizzo su larga scala potrebbe abbassarne il costo a livelli pari a quelli attuali della benzina.

Secondo stime della eFuel Alliance, la produzione degli e-fuel dovrebbe avere inizio già a partire dal 2025, con un costo al litro che potrebbe essere poco al di sopra di 1,60 euro. Guardando quindi al 2050, quando si potrebbe giungere a un costo al litro compreso tra 0,70 euro e un massimo di 1,33 euro.

 

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Peculiarità costruttive degli scambiatori saldobrasati per refrigerazione a CO2

Cosa rende tanto speciali gli scambiatori a piastre saldobrasati per applicazioni di refrigerazione a CO2? All’apparenza sono del tutto simili a tradizionali scambiatori a piastre saldobrasati.

La differenza inizia già a notarsi dal peso allorché se ne prende uno in mano, ed è dovuta a ragioni di tipo costruttivo. La differenza di peso è infatti legata al particolare ciclo di saldobrasatura che consente allo scambiatore di resistere a pressioni di lavoro alquanto elevate, che nelle applicazioni di refrigerazione con CO2 possono arrivare fino a 140 bar. Livelli di pressione quindi davvero notevoli.

Altra differenza concerne quindi le connessioni, che dal di fuori appaiono come normali connessioni filettate esternamente. Ma guardando con maggior attenzione, da vicino mostrano un’altra parte interna, ovvero una connessione a saldare. Sono connessioni combi, ovvero di tipo combinato, dove la filettatura esterna può essere utilizzata per acqua o soluzione incongelabile, mentre internamente la connessione a saldare ha diametri standard tipici delle applicazioni legate alla refrigerazione.

 

 

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Fibra di carbonio e controllo della temperatura nelle supercar Dallara

Se siete appassionati di macchine da corsa e supercar, a Varano de’ Melegari, nella provincia di Parma, presso la Dallara Academy è possibile visitare l’esposizione delle auto da corsa prodotte negli anni dalla prestigiosa casa automobilistica italiana.

Se si ha la fortuna di essere guidati in un tour nello stabilimento produttivo dell’azienda, è anche possibile vedere la struttura che ospita le modellerie, la galleria del vento e l’area di produzione di alcuni dei componenti per i prototipi che vengono stampati in 3D con tecnologia additiva stereolitografica. Di particolare interesse, per i delicati processi termici coinvolti, è quindi il reparto dove si realizzano componenti, telai e scocche in fibra di carbonio.

Materiale ultra leggero e resistente, Dallara ha realizzato la sua prima monoscocca in fibra di carbonio nel lontano 1985. Oggi i componenti vengono creati stendendo più pelli di fibra di carbonio all’interno di stampi, preimpregnate con una speciale resina che polimerizza già a temperatura ambiente, e che pertanto vengono conservate a temperature comprese tra i -18 e i -20° C.

Più pelli vengono stese nello stampo a seconda dello spessore richiesto dal componente, e gli stampi vengono poi chiusi e passati sottovuoto per eliminare eventuali bolle d’aria. Si passa quindi alla fase di cottura nei forni: il processo avviene a temperatura controllata tra 100 e 150° C, e in pressione. Le temperature impiegate non sono eccessivamente elevate, in quanto come detto il materiale tende a polimerizzare già a temperatura ambiente.

Dallara supercar fibra di carbonio

Segue una fase di raffreddamento dei componenti, che avviene a livelli di temperatura e in tempi controllati. Infine, i pezzi in fibra di carbonio passano alle fasi di finitura e controllo qualità, essenziali in quanto la fibra di carbonio una volta processata non può essere riutilizzata né subire il processo di produzione inverso. Inoltre, l’intero processo di lavorazione è gestito manualmente, il che spiega i costi elevati della fibra di carbonio.

Dallara impiega infine la fibra di carbonio anche per realizzare speciali strutture sandwich, che offrono una resistenza alla deformazione con forze fino a 175 kg, e strutture in carbon sandwich honeycomb con anima in alluminio, che aumentano la resistenza alla deformazione fino a 500 kg di forza applicata.

Dallara supercar fibra di carbonio controllo temperatura

Dallara supercar esposizione Varano

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Presente e futuro dell’energia termica nel secondo e-book Tempco

E’ dedicato a quello che sarà il Futuro dell’energia termica il secondo e-book che abbiamo realizzato in Tempco (il primo, dedicato a Energia termica e processi industriali è disponibile nella sezione Risorse della pagina Tempco ufficiale), dal titolo Presente e Futuro dell’Energia Termica.

Sviluppi futuri nella gestione dell’energia termica che riguardano però anche già il presente, con tecnologie innovative volte a introdurre e rafforzare efficienza energetica, sostenibilità ed energie rinnovabili nelle applicazioni industriali. Sfruttando anche le potenzialità date dalla digitalizzazione dei processi relativi all’energia di secondo livello e all’Industria 4.0.

Il piccolo e-book, si tratta infatti di poche pagine, tratta quindi delle più recenti tecnologie che si stanno diffondendo nei diversi ambiti applicativi, parlando quindi di scambiatori di calore, scambiatori di calore a piastre speciali per alte temperature e alte pressioni, impiegati nella refrigerazione a CO2 in ambito HVAC. Ma anche di applicazioni a idrogeno nelle celle a combustibile, pompe di calore che sfruttano la geotermia e gli scambiatori TCOIL a immersione e, infine, del raffreddamento a liquido nei Data Center.

Non resta allora che augurarvi una Buona lettura!

https://www.tempco.it/download/e-book/e-book_Tempco_2022.pdf

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Termoregolazione ed efficienza energetica nella vulcanizzazione del lattice

Nuova interessante applicazione Tempco in impianti per la vulcanizzazione del lattice, nella produzione di cuscini e materassi, dove abbiamo implementato una nostra piccola centralina di termoregolazione.
Questi impianti tradizionalmente hanno una sezione di vulcanizzazione a vapore, all’interno di una camera, che comporta però una notevole dispersione di vapore ed energia.

Per incrementare l’efficienza del processo di vulcanizzazione abbiamo quindi realizzato il riscaldamento e la termoregolazione diretta dello stampo mediante acqua pressurizzata, consentendo in tal modo una regolazione della temperatura molto più efficace e un più efficiente utilizzo dell’energia. Il processo prevede in particolare di riscaldare lo stampo (peso di 1.000 kg in alluminio) e il suo contenuto (35 kg di gomma e 25 kg di acqua) utilizzando acqua pressurizzata da una temperatura di 50 a 100° C, in un tempo ciclo di 30 min.

Nel caso specifico, il riscaldamento viene ottenuto tramite scambiatore di calore alimentato a vapore, ma è possibile impiegare anche centraline con riscaldamento elettrico.

Tempco centralina termoregolazione stampo vulcanizzazione lattice

Il progetto è stato sviluppato da Giovanni Caschetto, progettista di lunga esperienza nel campo della produzione di prodotti in lattice (materassi e cuscini), in Italia prima e poi in Cina. Il sistema nel complesso consente di ottenere un risparmio di energia del 50% per la produzione del calore richiesto per la vulcanizzazione. Si tratta quindi di una tipologia di impianto che consente anche a piccole realtà di poter avere una propria linea di produzione, con investimenti sia energetici che di installazione molto limitati.

Tempco centralina termoregolazione riscaldamento stampo vulcanizzazione lattice

Tempco centralina termoregolazione vulcanizzazione lattice

Tempco centralina termoregolazione impianto vulcanizzazione lattice

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