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Potenziamento degli scambiatori a piastre

Uno degli argomenti a favore degli scambiatori di calore a piastre è relativo al fatto che possono essere facilmente potenziati in opera, per adeguarne le caratteristiche alle mutate condizioni di progetto.

Si tratta effettivamente di una prerogativa di sicuro interesse, che permette facilmente di adeguare uno scambiatore progettato per determinate condizioni, a condizioni di lavoro più onerose, senza stravolgere l’impianto e soprattutto senza modificare tubazioni, valvole ed accessori vari.

Ovviamente è una operazione che presenta dei limiti, infatti se il livello di potenziamento richiesto è molto elevato e comporta un incremento di portata dei fluidi più che doppio, potrebbe essere il caso che i diametri delle connessioni di progetto, non siano più adeguati, causa eccessive velocità, richiedendo di conseguenza interventi ben più impegnativi.

pompe in line multistadio lato processo Scambiatore a piastre da potenziarepompe in line lato utilities acqua di torreScambiatore di calore a piastre potenziato

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Scambiatori di calore a canale libero per fluidi sporchi

Ho parlato spesso di scambiatori di calore a piastre e ne sono un convinto assertore.
Al di là del fatto che li venda e quindi possa avere degli interessi economici nel promuoverli, ritengo sinceramente che siano un prodotto estremamente valido tecnicamente, che permetta di risolvere moltissimi problemi legati allo scambio termico ed al recupero energetico, consentendo una efficienza ineguagliabile da parte di altri sistemi di scambio termico.

Purtuttavia devo ammettere che gli scambiatori hanno alcuni limiti tecnici:

si può obiettare che stiamo all’interno di queste condizioni ci sono sicuramente una serie di applicazioni elevatissima, che comunque ci sono poi gli scambiatori all welded. Sono d’accordo, ma in ogni caso arriva un momento in cui bisogna trovare altre soluzioni.

Un altro problema che pone delle limitazioni all’impiego degli scambiatori a piastre è quello relativo allo sporcamento, ovvero quando si hanno particelle in sospensione con una granulometria elevata, dove l’applicazione di filtri autopulenti non è sufficiente a garantire l’efficienza e l’affidabilità del processo, lo scambiatore a piastre può diventare un problema.

La soluzione è quella di utilizzare gli scambiatori a piastre di tipo free flow, ovvero gli scambiatori di calore a piastre a canale largo, senza punti di contatto.

canali larghi di uno scambiatore a piastre free flowscambiatore di calore a piastre tradizionale ad alta efficienzapiastre free flow e piastre tradizionali

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Riempimento film nelle torri evaporative e relativo rewamping

Ritorno su questo argomento, nonostante abbia lo abbia affrontato poco tempo fa:
riempimento delle torri evaporative e rendimento termico
perchè con l’avvicinarsi della stagione calda, diventa estremamente importante valutare il corretto funzionamento torri evaporative delle e l’efficienza del pacco di riempimento, nelle varie versioni:

  • film passo 13
  • film passo 19
  • film passo 27

Pacco di riempimento film intasato

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Centraline di termoregolazione e relè statici SCR

Le centraline di termoregolazione, sono unità package premontate, dedicate alla termoregolazione fine di determinati processi industriali.
I processi produttivi che richiedono l’impiego di questi sistemi sono tipicamente:

  • industria farmaceutica
  • laboratori di ricerca
  • industria chimica
  • stampaggio di materie plastiche
  • stampaggio della gomma

Per la verità il numero di processi che richiede una regolazione accurata della temperatura di lavoro è in costante aumento, soprattutto legato alla richiesta di sempre maggiore affidabilità e ripetitività del prodotto finale.

relè statici SCR per comando resistenze su centraline di termoregolazione

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Scambiatori ad immersione e serpentini

Piastre T COIL per immersione in vasche impianti di verniciatura

Una applicazione molto diffusa nei processi con fluidi corrosivi o “sporchi” è quella che prevede l’immersione del sistema di scambio termico, sia esso per riscaldare o per raffreddare, direttamente nella vasca del prodotto.

Le applicazioni che tipicamente prevedono di adottare questo sistema si ritrovano soprattutto su:

  • impianti di verniciatura
  • impianti di osidazione anodica dura
  • impianti cataforetici
  • impianti di lavaggio/sgrassaggio

questo perchè su questo genere di applicazioni i fluidi sono sporchi, corrosivi e difficilmente trattabili con sistemi di pompaggio affidabili ed economici, quindi la soluzione più semplice è quella di immergere direttamente lo scambiatore nella vasca contenente il fluido.

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Scambiatori di calore a piastre, i materiali delle piastre

Piastre verificate con liquidi penetranti

Solitamente gli scambiatori di calore a piastre vengono utilizzati per semplici recuperi di calore o comunque scambio termico, fra acqua ed al massimo acqua glicolata.

Per questo tipo di fluidi, evidentemente non ci sono particolari problemi di compatibilità o di resistenza alla corrosione, infatti i materiali tipici degli scambiatori di questo tipo

AISI 304

AISI 316

sono perfettamente compatibili, anche nel caso in cui si debba utilizzare acqua demineralizzata (AISI 316).

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Torri evaporative e legionella

Torri package silenziate

Un problema che viene spesso associato alle torri evaporative ed ai condensatori/raffreddatori evaporativi, è quello relativo alla legionella.

La legionella è un batterio che vive e prolifera nell’acqua in presenza di aria, l’habitat ideale è dato da acqua a temperature comprese da 25 a 50°C, nutrendosi di scorie, microorganismi, ioni di ferro, calcare.

Tale batterio è largamente diffuso in natura, negli ambienti dove è presente acqua, mentre negli ambienti antropici, può essere presente in quelle parti di impianto con presenza di acqua (docce, umidificatori, tubature…) tipicamente anche nei macchinari di raffreddamento/condizionamento come le torri evaporative e comunque in tutti i luoghi dove ci può essere presenza di acqua (tiepida) nebulizzata.

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Gruppi frigoriferi per applicazioni di processo

chiller per impieghi industriali

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…

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)

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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