Raffreddamento di un impianto industriale: 12 + 1 cose da considerare prima di cercare un produttore

È la prima volta che ti devi occupare del raffreddamento del tuo impianto industriale? O forse vuoi avere un quadro di riferimento completo per svolgere questo compito per la tua Azienda?

Questa guida ti darà un primo vademecum nella scelta della migliore tecnologia di raffreddamento per le esigenze di progetto specifiche del tuo impianto.

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di Giorgio Lorenzetti, Technical Advisor di MITA Cooling Technologies

1. Che fluido devi raffreddare? Acqua, gas, altro fluido?

La decisione su quale tecnologia di raffreddamento acquisire deve necessariamente partire dalla tipologia di fluido da raffreddare: acqua, fluido refrigerante, vapore…

In generale, fluidi differenti necessitano di sistemi di raffreddamento differenti; o, meglio, alcuni sistemi sono preferibili ad altri in funzione del tipo di fluido da raffreddare.

Ad esempio, un raffreddamento diretto di acqua di processo, magari anche parzialmente sporca o aggressiva, potrebbe orientare la scelta verso una torre evaporativa a circuito aperto costruita con materiali idonei allo scopo. La condensazione di un gas refrigerante, al contrario, potrà essere meglio realizzata mediante un condensatore evaporativo o di tipo adiabatico.

2. Che impianto è? Alimentare, metallurgico, energia…

Il contesto nel quale si deve realizzare l’impianto di raffreddamento è un altro elemento che condiziona la scelta: possono esserci sia problemi legati alla natura del fluido da raffreddare che agli spazi disponibili per l’installazione del sistema di raffreddamento, elementi di cui è bene tenere conto.

Anche gli aspetti legati all’impatto visivo-ambientale (dimensioni dell’apparecchiatura) o acustico hanno la loro importanza e non vanno assolutamente trascurati nell’indirizzare la scelta. Oggi esistono accorgimenti tecnici per ridurre i livelli di rumorosità sia di raffreddatori evaporativi c adiabatici.

3. Abbinato a quale altro macchinario industriale? Refrigeratore, compressore …

Un ulteriore elemento indirizza la scelta verso la tipologia di apparecchiatura più adatta al singolo caso: ossia la tipologia di raffreddamento dell’utenza che si vuole realizzare. Per esempio, raffreddamento diretto o indiretto (in questo caso tramite scambiatore).

Bisogna anche considerare quanto sia “delicato” l’impianto, sia a livello di gestione che di eventuali interventi di manutenzione: un impianto di tipo industriale deve garantire continuità produttiva ed intervalli di manutenzione medio-lunghi. Questo al contrario, ad esempio, di un impianto di condizionamento o a funzionamento stagionale che solitamente è soggetto a verifiche e controlli programmati nei periodi di fermo.

In tal senso, una torre evaporativa a circuito aperto o chiuso o (nel caso di gas refrigeranti) un condensatore evaporativo, possono risultare sistemi più “robusti” rispetto a un raffreddatore ad aria o di tipo adiabatico. Quest’ultimo, in ambito industriale, può essere più soggetto a sporcarsi nella zona delle batterie alettate.

4. Qual è il punto principale di attenzione? Performance, risparmi, footprint, …

Un sistema di raffreddamento “economico” può non essere, allo stesso tempo, il più efficiente. Occorre fare un’attenta valutazione complessiva e preventiva sia dell’investimento iniziale che del ritorno in termini di benefici diretti (efficienza del sistema) che indiretti (ridotta necessità di manutenzione).

In tal senso, meglio optare per un sistema più efficiente ed idoneo alle proprie necessità in prospettiva, che lasciarsi condizionare dal costo dell’apparecchiatura.

L’elemento determinante, oltre alla potenza termica da dissipare, è la temperatura alla quale si desidera raffreddare il fluido o condensare il gas: inutile eccedere verso il basso se non è strettamente necessario. Molti processi necessitano infatti solo di dissipare quantità più o meno elevate di calore: quindi senza dover raggiungere limiti inferiori che risulterebbero stressanti per l’apparecchiatura.

5. A che latitudine sei? Bulbo umido e secco…

Le condizioni termo-igrometriche del luogo di installazione devono indirizzare in modo deciso la scelta verso il miglior sistema di raffreddamento. Un’area geografica caratterizzata da basse temperature, anche se umidità elevata, condizionerà la scelta verso sistemi ad aria, mentre zone con elevate temperature ed umidità medie veicoleranno la scelta verso sistemi evaporativi o, al limite, adiabatici.

Questa non è, ovviamente, una regola assoluta: vale quanto detto più sopra relativamente al limite inferiore di temperatura del fluido o gas richiesta e la dimensione dell’impianto. Tuttavia, una scelta appropriata in tal senso permette di raggiungere più facilmente quegli obbiettivi di efficienza e ottimizzazione dei costi di installazione e di gestione del sistema.

6. Che temperatura in output desideri (latitudine a parte)?

Come per il punto precedente, le caratteristiche termo-igrometriche forniscono un riferimento preciso relativamente al limite inferiore raggiungibile dall’acqua di raffreddamento o, quantomeno, a quale sistema utilizzare per raggiungere tale limite.

Alcuni processi, ad esempio lo stampaggio delle materie plastiche, richiedono in genere temperature dell’acqua di raffreddamento piuttosto basse: al punto di necessitare di gruppi frigoriferi eventualmente combinati con sistemi evaporativi o dry nelle stagioni fredde. Si tratta quindi di impianti piuttosto complessi, che riescono a combinare situazioni di raffreddamento differenti e che sono in grado di offrire il massimo dell’efficienza nelle varie condizioni climatiche annuali.

7. Quali accorgimenti devi considerare?

Parliamo in questo caso di una serie di fattori peculiari dell’impianto o della zona di installazione: ghiaccio, acque aggressive o da mantenere pulite, silenziosità per edifici civili vicini, …

Altri elementi di scelta importanti: il tipo di impianto-utenza nel quale il sistema di raffreddamento va installato (ossia civile, commerciale, industriale) così come la dimensione dell’impianto. Le utenze civili o commerciali di piccola e media potenza termica (fino a 1 MW) sono preferibilmente servite da sistemi ad aria o adiabatici. Le rimanenti utenze di tipo industriale e/o di potenza termica medio-alta sono generalmente asservite a sistemi di raffreddamento di tipo evaporativo: più compatti, economici ed efficienti.

Le condizioni operative specifiche dell’impianto, poi, costituiscono un altro elemento determinante: un funzionamento continuo, ad esempio, implica che l’apparecchiatura debba operare senza problemi in condizioni climatiche opposte. Invece, un’installazione in un contesto urbano, o comunque sensibile all’aspetto “rumore”, deve poter garantire livelli di emissioni sonore molto basse e nel rispetto delle normative vigenti in materia.

8. Che ingombro ha il tuo impianto (e il tuo futuro raffreddatore)?

Le dimensioni “fisiche” del raffreddatore necessario vanno considerate non solo per valutare se lo spazio che si pensa di dedicare è sufficiente, ma anche per limitare impatti visivi che a volte possono rappresentare un vincolo.

Naturalmente, gli altri fattori precedentemente elencati hanno priorità nell’orientare la scelta della migliore tecnologia di raffreddamento.

9. Quali aspetti logistici considerare?

Anche la logistica ha la sua importanza nella scelta della soluzione migliore. La disponibilità di acqua o meno può indirizzare verso un sistema ad acqua o ad aria. Inoltre, la presenza di un impianto precedentemente realizzato (come nel caso di una sostituzione), può condizionare la scelta allo scopo di ottimizzare i costi di realizzazione.

Nel termine “logistica” rientra anche la scelta del posizionamento fisico del sistema di raffreddamento: alcune installazioni, per problemi di spazio, vengono realizzate sui tetti degli edifici sia industriali che commerciali: questo implica di portare alimentazioni elettriche ed idrauliche in quota.

10. Quali servizi ti occorrono? Gestione totale delle acque, gestione da remoto, parti di ricambio, …?

Acquistare un “impianto di raffreddamento” necessita un adeguato supporto di consulenza pre-vendita e della garanzia di un sevizio post-vendita reattivo ed efficiente.

Alcune Aziende si sono strutturate per fornire al Cliente “pacchetti” completi che includono, oltre al sistema di raffreddamento in sé, anche locali tecnici all’interno dei quali sono inseriti: le pompe di circolazione, il quadro elettrico, il sistema di trattamento dell’acqua e le vasche di raccolta delle acque calde e di quelle raffreddate.

Il Cliente deve solamente portare la tubazione dell’acqua calda e quello dell’acqua raffreddata al sistema offerto. In seguito, l’intera gestione del “kit” di raffreddamento è affidata al quadro che gestisce il sistema. Tutto ciò, in genere, può essere dotato di connessione per controllo da remoto in ottica di industria 4.0.

11. Che livello di manutenzione ti occorre?

Altro punto da considerare, nell’ambito del servizio post-vendita citato precedentemente, è l’assistenza relativa a manutenzione programmata e straordinaria dell’impianto che si intende realizzare. Fermo restando che ogni apparecchiatura deve essere dotata di un piano di controllo e manutenzione programmata, la soluzione migliore è affidarsi ad un’Azienda che contempli, tra le sue attività, anche quella del Service: intendendo questo come una presenza a fianco del Cliente a scadenze periodiche onde verificare lo stato del raffreddatore.

Non è fuori luogo affermare che il servizio di assistenza post-vendita ha la medesima importanza, se non addirittura superiore, del supporto che occorre nella fase di consulenza tecnica in fase di proposta commerciale: se questa, infatti, si esaurisce con la stipula del contratto di vendita e la consegna della soluzione, il servizio post-vendita deve essere continuativo e sempre rapido ed efficace. Una sorta di presenza costante a fianco del Cliente per una conduzione ottimale dell’impianto.

12. Il fornitore che sceglierai ha delle buon referenze?

Nell’era della ricerca web per qualsiasi tipo di articolo o componente, le recensioni lasciate dai precedenti utenti e le referenze riconducibili ad impianti realizzati, meglio se nello stesso settore di appartenenza, costituiscono un importante biglietto da visita che non si può trascurare.

Le referenze del settore specifico di appartenenza sono importanti sia per avere la garanzia che il Fornitore ha già esperienza nell’applicazione, sia perché eventuali criticità connesse sono già state affrontate e risolte in occasione di precedenti installazioni.

13. … Le altre domande te le fa un (buon) consulente del raffreddamento!

Il fornitore del sistema di raffreddamento o dell’impianto deve anzitutto essere un buon consulente del raffreddamento, prima ancora che un buon produttore e venditore.

La consulenza è un aspetto importante, garantisce supporto tecnico in fase di scelta ed è indice di conoscenza del settore specifico: il che costituisce elemento distintivo e preferibile in tutte le fasi del processo di acquisto.