Ottimizzazione di un sistema di controllo della temperatura

Ottimizzazione di un sistema di controllo della temperatura

Ottimizzare un sistema di controllo della temperatura e come eliminare le valvole

Nelle applicazioni industriali, assicurare la temperatura di processo corretta è essenziale per l’efficienza e l’affidabilità della produzione e per la qualità del prodotto finale.

Questa attività è una breve introduzione al controllo della temperatura: spiega i benefici dell’ottimizzazione del sistema e offre allo stesso tempo una soluzione intelligente. Ma cominciamo con una rapida definizione:

Il controllo della temperatura nelle applicazioni industriali si riferisce sia alla regolazione della temperatura ambiente, per esempio i tunnel di raffreddamento rapido nei macelli, sia alla regolazione della temperatura di sostanze specifiche, per esempio, il riscaldamento del latte nei processi di pastorizzazione. Il controllo della temperatura copre il riscaldamento, il raffreddamento e la refrigerazione fino a -123°C.

L’anatomia generale dei sistemi di controllo della temperatura è abbastanza simile tra le applicazioni. In tutti i casi, la pompa è soltanto un componente in un grande sistema di condensatori, evaporatori, refrigeratori, tubi, valvole e torri di raffreddamento.

Per poter ottimizzare tali sistemi, è necessario prendere in considerazione tutti i componenti, non solo le pompe. Gli studi internazionali hanno dimostrato che, se ci si concentra solo sulle pompe, la riduzione del consumo di energia si aggirerà intorno al 10%; se invece ci concentriamo sull’ottimizzazione dell’intero sistema, è possibile ottenere un risparmio energetico del 30%.

Ottimizzazione significa anche adottare una prospettiva a lungo termine. Nel controllo della temperatura, i costi di gestione superano l’investimento di capitale in un rapporto di 20 a 1, il che significa che un forte focus sui costi totali del ciclo di vita porterà a grandi risparmi su tutta la linea.

Con questa premessa, scegliere la giusta strategia di controllo della temperatura diventa sempre più importante.

Vi sono fondamentalmente tre modi per controllare un impianto di riscaldamento, raffreddamento o refrigerazione:

Uno dei modi più comuni è utilizzare pompe a velocità costante con valvole di regolazione che limitano la quantità di acqua in ingresso nello scambiatore di calore. Tuttavia, questa non è una strategia efficiente, in quanto la valvola genera una perdita di carico sostanziale quando si chiude, e la perdita di carico corrisponde sempre a sprechi energetici. Inoltre, la valvola è rumorosa e richiede una manutenzione regolare.

Un’altra strategia è utilizzare un convertitore di frequenza e un sensore, il quale controlla e regola la pressione differenziale. In questo modo si evita l’alta pressione nella valvola e quindi la perdita di carico. Mentre questa soluzione riduce il consumo di energia, l’impianto fa tuttavia ancora affidamento su una valvola di regolazione per controllare il flusso di acqua allo scambiatore di calore.

Esiste tuttavia una terza modalità. Grundfos consiglia di ricorrere a sistemi basati dalla domanda. Questa soluzione richiede l’installazione di pompe intelligenti dotate di sensori di temperatura che misurano la temperatura di mandata e segnalano alla pompa di regolare il flusso di conseguenza. Questa soluzione rende le valvole di regolazione ridondanti e assicurano un funzionamento efficiente in ogni momento, indipendentemente dal profilo di carico.

Ricapitoliamo:

• Per ottenere un controllo intelligente della temperatura, è necessario guardare al di là della pompa e concentrarsi sull’intero sistema

• Per assicurare un sistema ottimizzato, è necessario concentrarsi sui costi complessivi del ciclo di vita, e non solo sull’investimento del capitale

• Progettando sistemi basati sulla domanda, sarà possibile semplificare l’impianto, ridurre i costi di manutenzione, minimizzare il rumore e aumentare l’efficienza