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Scambiatori ad immersione e serpentini

16/04/2008

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

11/04/2008

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

07/04/2008

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

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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