Quando sono necessarie temperature elevate in un processo industriale, due opzioni comuni sono i sistemi a vapore e ad olio diatermico. Quando il vapore si condensa, trasferisce una grande quantità di calore; L’olio diatermico, invece, può raggiungere temperature elevate con una pressione del sistema relativamente bassa. La scelta giusta dovrebbe essere fatta in base alla temperatura target, al controllo del processo, alla distanza dalla struttura, alla sicurezza, alla manutenzione e al costo totale di proprietà.
Nessun singolo sistema è superiore in tutte le applicazioni. Il vapore e l’olio diatermico possono anche essere utilizzati insieme per processi diversi nello stesso stabilimento.
Caratteristiche operative del riscaldamento a vapore
L’acqua viene evaporata sotto pressione nella caldaia a vapore. Quando il vapore si condensa nel punto di utilizzo, trasferisce il suo calore latente. Poiché la temperatura del vapore saturo dipende dalla pressione, è possibile ottenere una temperatura di processo stabile mediante il controllo della pressione.
Vapore; È comune negli alimenti, nel tessile, nella carta, nella chimica, nella sterilizzazione e in molti processi di riscaldamento a causa del rapido trasferimento di calore, del trasporto di energia a lunga distanza e dell’uso diretto. Sistema; Richiede la preparazione dell’acqua, il ritorno della condensa, lo spurgo e il controllo periodico.
Carattere operativo del riscaldamento ad olio diatermico
Nella caldaia a gasolio, il fluido termico viene fatto circolare da una pompa in un circuito chiuso. L’olio si riscalda nella caldaia, cede la sua energia al processo e ritorna per essere riscaldato.
Il sistema ad olio diatermico può fornire temperature elevate a una pressione inferiore rispetto al sistema acqua-vapore. Questa caratteristica; Può creare un vantaggio in reattori chimici, essiccatoi, presse, asfalto-bitume, pannelli di legno, forni tessili e industriali.
Confronto di base
| Criteri | Sistema a vapore | Sistema ad olio diatermico |
|---|---|---|
| Scambio termico | Elevato con calore latente di condensazione | Con calore sensibile; a seconda del flusso dell’olio e della differenza di temperatura |
| Controllo della temperatura | Relativo alla pressione, può essere stabile | La temperatura di ingresso-uscita può essere controllata con precisione |
| Pressione ad alta temperatura | La pressione aumenta all’aumentare della temperatura | L’alta temperatura è possibile a una pressione relativamente bassa |
| Pompaggio | Il vapore avanza con la pressione; la condensa viene pompata indietro | L’olio viene pompato continuamente |
| Preparazione del fluido | Il condizionamento e il disaeratore dell’acqua sono importanti | La selezione dell’olio, il riempimento e l’analisi delle condizioni sono importanti |
| Punti di perdita | Perdite, spurgo, vapore flash, condensa | Elettricità della pompa, perdita superficiale, degrado dell’olio |
| Rischio per la sicurezza | Recipiente a pressione, vapore caldo e colpo d’ariete | Olio infiammabile, perdite, temperatura eccessiva e flusso basso |
| Utilizzo diretto del processo | Possibile con qualità adeguata | Di solito riscaldamento indiretto |
Selezione in termini di temperatura e pressione
All’aumentare della temperatura del processo, aumenta la pressione richiesta per il vapore saturo. Alta pressione; influisce sulla classe di pressione della caldaia, delle tubazioni, delle valvole e delle apparecchiature di controllo. L’olio diatermico può sopportare temperature elevate con una pressione del circuito inferiore; Tuttavia, la temperatura della pellicola e il limite operativo massimo dell’olio non devono essere superati.
Basta guardare la temperatura target del prodotto non è sufficiente. È necessario calcolare la temperatura di avvicinamento sulla superficie di trasferimento del calore, la temperatura del film d’olio, la perdita di pressione del vapore e il carico di processo.
Efficienza energetica e costi operativi
Il vapore può fornire un elevato flusso di calore nello scambiatore compatto grazie alla condensazione. L’acqua e il calore possono essere riutilizzati se la condensa viene recuperata. D’altro canto, gli spurghi, le perdite e le perdite di vapore evaporato dovrebbero essere gestiti bene.
L’olio diatermico funziona in un circuito chiuso e non richiede lo spurgo. Tuttavia, le pompe di circolazione consumano costantemente elettricità; Con l’invecchiamento dell’olio, la viscosità e il trasferimento di calore possono cambiare. L’elevata temperatura superficiale accelera la decomposizione termica.
Il confronto va fatto sul costo totale annuo del calore utile:
- Carburante ed elettricità,
- Acqua, prodotti chimici e acque reflue,
- Rinnovamento/filtrazione dell’olio termico,
- Manutenzione e ispezione,
- Perdita di isolamento e distribuzione,
- Tempi di inattività non pianificati e ridondanza.
Controllo del processo
Sul lato del vapore, la selezione della valvola di controllo della pressione, della scaricatore di condensa e dello scambiatore di calore determina la temperatura del processo. Il mancato scarico della condensa dallo scambiatore a basso carico può causare instabilità della temperatura.
Nell’olio diatermico vengono utilizzate la valvola a tre vie, la portata della pompa e la modulazione della caldaia. L’inerzia termica del sistema può essere elevata; I processi che richiedono un raffreddamento rapido richiedono una valutazione separata.
Differenze di sicurezza
I rischi principali sono alta pressione, basso livello dell’acqua, valvola di sicurezza e colpo d’ariete nel sistema a vapore. L’interruzione del flusso di olio diatermico, il raggiungimento di una temperatura eccessiva della pellicola d’olio, l’ossidazione, gli errori del serbatoio di espansione e le perdite di olio sulla superficie calda comportano il rischio di incendio.
Non si può dire che “l’olio diatermico è completamente sicuro perché è a bassa pressione” o “il vapore è privo di rischi perché utilizza acqua”. Entrambi i sistemi devono essere gestiti con progettazione, automazione, formazione e manutenzione adeguate.
In quale situazione il vapore risalta?
- Se il processo utilizza direttamente il vapore,
- Se è richiesto un trasferimento di calore rapido ed elevato mediante condensazione,
- Se più di un utente remoto verrà alimentato dallo stesso centro energetico,
- Se è necessaria la sterilizzazione, l’umidificazione o la reazione con vapore,
- Se la condensa può essere recuperata in modo efficace.
In quale situazione risalta l’olio bollente?
- Se si desidera una temperatura elevata con una bassa pressione del sistema,
- Se è necessaria una temperatura superficiale precisa e omogenea,
- Se il processo non entra in contatto diretto con il fluido,
- Se si desidera un circuito chiuso senza spurgo,
- Se appropriata è possibile installare pompe, espansione e infrastrutture di sicurezza antincendio.
Dati di elaborazione necessari per la decisione
Le temperature target di ingresso-uscita, l’energia termica, il tempo di funzionamento giornaliero, il tasso di variazione del carico, la distanza di distribuzione, il carburante disponibile, la qualità dell’acqua, l’infrastruttura elettrica, le possibilità di manutenzione e i requisiti di sicurezza dovrebbero essere valutati insieme.
Hisarmak si occupa di sistemi a vapore e ad olio diatermico in base alle esigenze di processo prima del nome del prodotto. I sottomodelli possono essere esaminati nelle pagine caldaie a vapore e caldaie a olio diatermico.
Domande frequenti
Il sistema ad olio diatermico è più economico del vapore?
Non sempre. È necessario calcolare il costo annuale comprendente temperatura, carico, elettricità della pompa, recupero della condensa, durata dell’olio e manutenzione.
Non c’è pressione nel sistema dell’olio diatermico?
Sono presenti pressione della pompa, carico statico ed espansione termica. Il fatto che sia possibile raggiungere temperature elevate con una pressione inferiore rispetto al vapore non significa che il sistema sia privo di pressione.
Il sistema a vapore non riesce a raggiungere temperature elevate?
Potrebbe venire fuori; Nel vapore saturo, all’aumentare della temperatura, aumenta la pressione. È possibile utilizzare anche vapore surriscaldato o caldaie di diversa concezione.
È possibile utilizzare due sistemi nella stessa struttura?
Sì. Se la temperatura e i modelli di utilizzo dei processi sono diversi, una configurazione di struttura ibrida può aumentare l’efficienza totale.