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Gruppi frigoriferi per applicazioni di processo

04/04/2008

I gruppi frigoriferi o chiller, sono genericamente macchinari che servono per asportare calore, ovvero per raffreddare fluidi a temperature “decisamente più basse” rispetto alla temperatura ambiente.

Vengono utilizzati in modo massivo ed ormai generalizzato per il condizionamento di ambienti, siano essi di lavoro o semplicemente per uso abitativo, ma anche per raffreddare processi industriali produttivi.

In questo piccolo articolo vorrei proprio parlare di queste ultime applicazioni e delle caratteristiche tipiche di chiller che devono operare in questo ambito.

Un gruppo frigorifero asservito ad un impianto di condizionamento, infatti lavora:

con un range di temperature ben definito (acqua in arrivo dagli impianti a circa 12°C da raffreddare a 7°C)
in condizioni tutto sommato costanti (temperature ambientali estive dai 30 ai 40°C a seconda delle latitudini)
per un periodo di tempo limitato durante l’anno (estate e qualche mese di mezza stagione)
con pendolazioni di carico termico tutto sommato poco importanti.

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Recupero termico, meglio poca acqua calda che tanta tiepida…

03/04/2008

Il recupero dell’energia termica è un tema certamente interessante, soprattutto in questi periodi nei quali il costo del petrolio è in costante e vertiginoso aumento.

Come più volte citato nelle mie precedenti elucubrazioni, sempre più spesso mi vengono sottoposte richieste di sistemi di recupero energetico, da processi industriali. Devo dire che ci sono casi eclatanti, dove il recupero termico è sensibile, efficace, e remunerativo, purtroppo ci sono tantissimi casi dove invece, nonostante ci siano in gioco quantità di calore rilevanti, il basso livello termico al quale questa energia si trova, non ne peremette uno sfruttamento proficuo.

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Lo scambiatore non rende (2)

02/04/2008

Proprio pochi giorni dopo aver pubblicato “lo scambiatore non rende…“, ecco che mi arriva una telefonata classica.

Un cliente mi chiama dall’estero, stanno mettendo in marcia l’impianto dove hanno installato uno scambiatore di calore a piastre, praticamente nuovo, asservito al raffreddamento di un forno fusorio per acciaieria.

Lo scambiatore è molto semplice, raffredda l’acqua in circuito chiuso della camicia del forno, tramite l’acqua di una rete di raffreddamento, le portate in gioco sono importanti, si parla di circa 250 mc/h.

I valori di perdita di carico che il cliente registra sono di circa 3 bar sia sul primario che sul secondario, contro un valore di progetto di circa 0,5 bar. Questa variazione, non permette alle pompe installate di mandare l’acqua con sufficiente pressione alle utenze.

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Regolazione fine dell’energia

29/03/2008

Molti processi produttivi necessitano di sistemi di riscaldamento e/o raffreddamento, ma altrettanti necessitano di una termoregolazione o termostatazione, ovvero di un corretto controllo della temperatura durante alcune fasi delicate dei cicli di lavorazione.

Alcuni esempi sono:

cicli di pastorizzazione alimentare
cicli produttivi nell’industria chimico/farmaceutica
stampaggio delle materie plastiche e della gomma
cicli termici di tempra dei metalli
processi di spalmatura dei tessuti
lavorazioni di accoppiamento nei settori plastici e/o tessili
calandratura di laminati plastici

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Lo scambiatore non rende…

20/03/2008

Lo scambiatore non rende…non scambia…

Questa affermazione l’ho sentita ormai migliaia di volte e tutte le volte mi fa sorridere.
Mi spiego meglio, senza voler offendere la sensibilità di nessuno.
Gli scambiatori di calore sono apparecchiature “statiche“, praticamente senza parti in movimento, che svolgono la semplice funzione di trasferire energia (termica), da un fluidi ad un altro, aventi potenziali differenti, ovvero aventi tale energia a due livelli differenti, determinati dalla temperatura dei relativi fluidi.

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Free cooling integrato, separato e retrofit

19/03/2008

Ho scritto ormai diverse volte a proposito di free cooling, solitamente di impianti che nascono con un sistema integrato nel progetto di base.

Esistono diversi sistemi di free cooling integrato, tutti i costruttori di chiller annoverano nella loro gamma, gruppi frigoriferi con il sistema di raffreddamento in free-cooling completamente inserito nelle dimensioni della macchina stessa. Si tratta di soluzioni compatte, ma che a mio avviso mal si sposano con il concetto di recupero energetico.

Infatti personalmente intendo il free-cooling non come una appendice commerciale da dare ad un impianto per vendere di più, ma come un vero e proprio sistema di raffreddamento a risparmio energetico, che venga progettato ad hoc per le esigenze del cliente.

Quindi un sistema integrato a livello di progetto, ma che preveda l’installazione di un vero e proprio free-cooler adeguato alla potenzialità termica da dissipare.

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Scambiatori di calore: i materiali costruttivi

15/03/2008

I materiali costruttivi con i quali vengono realizzati gli scambiatori di calore, non vengono spesso presi in considerazione, in quanto la semplicità della duty, non ci mette nella condizione di porci problemi. Ferro, rame, acciaio inossidabile, tutto va bene quando i fluidi sono l’acqua, l’aria, o l’olio.

Ci sono però casi specifici nei quali cominciano ad insorgere problemi di compatibilità tra i materiali costituenti le parti dello scambiatore ed i fluidi con i quali esse vengono a contatto:

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Torri evaporative package o in cemento

14/03/2008

Torri evaporative package o in cemento…nelle installazioni piccole o grandi il problema non si pone proprio:

piccole installazioni, torri package

grandi installazioni, torri in cemento

…ma quale è il limite che segna il passaggio tra piccola installazione e grande installazione?

Tipicamente fino a qualche tempo fa si parlava di 2000/3000 mc/h, ovvero la soglia dove cominciava a diventare interessante pensare a due piccole celle in cemento armato, forzate o anche già indotte.

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Una torre evaporativa in cantina

13/03/2008

Una torre evaporativa in cantina ed una sottoterra…sembra strano ma non è così.

Le torri evaporative non sono proprio il massimo dell’estetica, anche se ultimamente alcuni costruttori hanno affinato la costruzione, dopo qualche mese di funzionamento, le torri evaporative diventano veramente “brutte” a vedersi:

esposizione ad agenti atmosferici
colature di umidità
gocciolamenti di acqua da vento
incrostazioni di carbonati sulle serrande
alghe

questo sono solo alcuni esempi di quello che si presenta a prima vista.

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Riempimento delle torri evaporative e rendimento termico.

08/03/2008

Oggi una importante industria farmaceutica dell’hinterland milanese, mi ha chiamato per un sopralluogo su di un gruppo di torri evaporative, fornite ormai più di dieci anni fa, in quanto durante l’ultimo periodo estivo hanno lamentato un decadimento delle prestazioni, faticando a raggiungere le temperature di progetto.

Il responsabile degli impianti, ha confessato che dopo oltre dieci anni di lavoro ininterrotto, forse è arrivato il momento di metterci mano. Le torri refrigeranti in questione infatti funzionano a pieno regime durante il periodo estivo, in quanto sono asservite a dei gruppi frigoriferi, per il condizionamento dei reparti produttivi. Durante la stagione fredda in ogni caso, rimangono in funzione a regimi ridotti, in pratica viene messo in marca a rotazione un gruppo su cinque, cercando di pareggiare le ore di lavoro, per soddisfare la richiesta di climatizzazione di alcuni locali produttivi, dove praticamente il condizionamento serve anche nei mesi invernali.

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