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Raffreddamento nella metallurgia

Nelle applicazioni metallurgiche, ci sono tantissimi processi che necessitano di raffreddamenti, partendo dalla produzione dell’acciaio o di qualsiasi altro materiale metallico, fino ad arrivare alla sua lavorazione, passando per i relativi trattamenti termici, galvanici ecc…

Quasi tutti i processi legati alla lavorazione dei metalli, prevede dei cicli di riscaldamento e di conseguente raffreddamento, per ottenere certe lavorabilità o caratteristiche tecnico/fisiche dei metalli che subiscono questi trattamenti.

Mentre per il riscaldamento, anche sui banchi di scuola, vengono trattati i vari tipi di forno (partendo dagli altoforni, ai forni ad induzione ecc…), non si fa mai menzione dei sistemi di raffreddamento che sono deputati alla fase finale delle lavorazioni, nemmeno si parla del raffreddamento o termoregolazione dei vari particolari meccanici di impianto interessati a queste lavorazioni.

Scambiatori di calore in acciaieria

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Olio di palma negli impianti di cogenerazione e T COIL

L’utilizzo dell’olio di palma negli impianti di cogenerazione sta diventando piuttosto comune per una serie di motivazioni differenti.

Il problema di questo combustibile è che a temperatura ambiente ha una viscosità molto elevata, presentandosi in forma quasi gelatinosa. Infatti spesso questi impianti hanno una doppia alimentazione, vengono cioè fatti partire a gasolio, quindi si passa alla alimentazione ad olio di palma.

In ogni caso l’olio di palma va mantenuto caldo nel serbatoio, le soluzioni possono essere diverse, con resistenze elettriche immerse direttamente nel serbatoio oppure con serpentini alimentati ad acqua calda.

motore per impianto di cogenerazione con olio di palma

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Manutenzione di uno scambiatore a piastre

Una delle caratteristiche peculiari degli scambiatori di calore a piastre è la facile manutenzione.

In effetti guardando la cosa dal punto di vista teorico e sulla carta, sembrerebbe proprio così, all’atto pratico come si procede? Dopo aver determinato che lo scambiatore non rende in quanto è “sporco”, ci sono due modi per pulirlo:

  • CIP (cleaning in place) o lavaggio chimico
  • Smontaggio e lavaggio completo (rigenerazione)

Il primo sistema è decisamente più semplice, ma non sempre permette di ottenere l’effetto desiderato, provate a guardare queste fotografie e datemi il vostro parere su cosa potrebbe sortire un lavaggio chimico…

Scambiatore di calore a piastre sporco ed intasato da sedimenti Scambiatore di calore a piastre sporco ed intasato da sedimenti 2

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Torri evaporative silenziate

Le torri evaporative di raffreddamento, vengono utilizzate in modo sistematico, nei grandi impianti di raffreddamento, per ricircolare l’acqua fredda che alimenta i condensatori dei gruppi frigoriferi.

Una delle applicazioni tipiche di queste apparecchiature è legata ai grandi impianti tecnologici residenziali, commerciali o ospedalieri.

Proprio in questi ultimi casi, le potenzialità richieste sono elevate, unitamente a livelli di rumore estremamente bassi, in virtù di installazioni in zone tipicamente urbane, ma comunque di rispetto.

Le torri evaporative come detto in un articolo precedente, sono macchine rumorose, ma soprattutto emettono un rumore nella gamma di frequenza bassa, che arriva anche molto lontano.

TORRE evaporativa in vetroresina a bassissima rumorosità

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Impianti di cogenerazione a biocarburante (2)

Mi riallaccio brevemente ad un precedente argomento, per pubblicare un paio di fotografie di un impianto di cogenerazione alimentato a biodiesel attualmente in marcia insieme ad altri dodici impianti gemelli.

Nelle immagini si vede benissimo lo scambiatore a piastre di tipo saldobrasato serie T PLATE B, dedicato al recupero di calore sull’acqua del motore, mentre in basso si vedono i due scambiatori “tubo in tubo” della serie T COIL, per il preriscaldamento del biocarburante, prima dell’immissione all’impianto di iniezione; il preriscaldamento avviene grazie alla stessa acqua calda del motore.

impianto di cogenerazione a biocarburante impianto di cogenerazione a biocarburante, scambiatore a piastre

Condensatori evaporativi negli impianti di raffreddamento

Gli impianti di raffreddamento di grossa potenzialità, che lavorano soprattutto a condizioni di bassa temperatura, per processi che devono garantire tassativamente delle prestazioni costanti ed affidabili, utilizzano come fluido refrigerante ammoniaca (NH3) e sono nella quasi totalità dei casi condensati ad acqua.

Essendo l’acqua un bene prezioso e costoso, quasi sempre si utilizzano torri evaporative, per ricircolare l’acqua che raffredda i condensatori dell’ammoniaca.

Esistono però anche delle macchine che uniscono i due apparecchi:

  • il condensatore
  • la torre evaporativa

in un unico macchinario

Condensatore evaporativo assiale

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Deumidificazione del biogas

Come avevo parlato in un precedente argomento, negli impianti di cogenerazione realizzati con motori endotermici, funzionanti a biogas, è molto importante che il combustibile derivante dalla discarica, dall’allevamento o dagli scarti biologici, venga deumidificato prima di essere inviato al motore.

Questi sistemi si compongono da un

  • gruppo frigorifero, che deve essere dimensionato adeguatamente, per poter funzionare con soluzioni incongelabili aventi temperature prossime agli 0°C,

abbinato ad uno

Le prestazioni dovranno essere garantite durante tutto l’arco dell’anno, in quanto questi gruppi devono funzionare sempre, in qualsiasi stagione.

gruppi frigoriferi per deumidificazione biogas

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L’antigelo negli impianti di raffreddamento

Come ricordavo lo scorso anno in questo periodo, attenzione all’antigelo.

Infatti ancora è presto per temere le prime gelate notturne, ma più si procede con la stagione fredda, maggiori sono i rischi di congelamento degli impianti installati all’aperto, con relativi problemi di rottura, talvolta difficilmente riparabili e comunque fronte di interventi costosi e di urgenza.

tubazioni di uno scambiatore danneggiate dal ghiaccio

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Scambiatori a piastre acqua olio

Negli impianti idraulici, oleodinamici e di lubrificazione è comune l’impiego di scambiatori di calore a piastre.

Le principali caratteristiche che ne rendono interessante l’utilizzo in questo ambito sono:

  • dimensioni compatte
  • elevata efficienza termica
  • basso consumo di acqua di raffreddamento
  • coefficienti di scambio più elevati rispetto ai classici scambiatori a fascio tubiero
  • versatilità di installazione
  • semplicità di collegamento
  • espandibilità facilitata

Le caratteristiche riassunte qui sopra, sono peculiarità tipiche degli scambiatori a piastre, che nel caso di impianti oleodinamici, vengono esaltate dalle richieste di dimensioni sempre più compatte.

scambiatore a piastre chocolate pattern nella zona di distribuzione

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Il biogas negli impianti di cogenerazione

L’applicazione di gruppi di cogenerazione nelle discariche di rifiuti e negli allevamenti è diventata una applicazione comune ed energeticamente valida.

Risulta evidente che il biogas generato dai rifiuti o dai reflui degli allevamenti animali, sia una ottima fonte di energia alternativa.

Tuttavia il biogas non può essere impiegato direttamente nel motore.

impianto di cogenerazione a biogas

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