Attenzione agli elementi che consentono di portare il rendimento delle caldaie a vapore a livelli vicini al 95%: dispositivi per il recupero energetico, isolamento integrale e raffreddamento ad acqua.
AGGIORNATO 12 FEBBRAIO 2021
Il vapore è un vettore energetico “intrinsecamente” molto vantaggioso per quanto riguarda le prestazioni e il risparmio e, non a caso, viene utilizzato in molti settori industriali sia per particolari processi che per riscaldare gli ambienti: oltre ad essere caratterizzato da un’altissima efficienza nel trasporto di energia termica, non ha necessità di utilizzare pompe o compressori per il trasporto nelle reti di distribuzione, perché viaggia grazie alla sua pressione. L’utilizzo di generatori di vapore (o caldaie a vapore) obsolete o progettate nel modo scorretto, però, può ridurre questi vantaggi. Vediamo allora quali sono le caratteristiche da considerare per una produzione del vapore davvero efficiente mediante macchine di ultima generazione caratterizzate da un alto rendimento.
I generatori di vapore sono caldaie di grande potenza, alimentate generalmente da combustibili fossili (gas, gasolio) che producono vapore saturo scaldando l’acqua all’interno di un serbatoio chiuso. In ambito industriale si utilizzano prevalentemente caldaie della tipologia a “tre giri di fumo”, dove i fumi di combustione transitando nei tubi cedono calore all’acqua contenuta in un grande serbatoio: questi sistemi, rispetto ad altre tipologie, garantiscono un migliore rendimento stagionale e minori emissioni allo scarico. L’efficienza di un generatore di vapore dipende poi da alcuni elementi particolari, che qui analizziamo.
Recupero energetico
La presenza di differenti dispositivi chiamati recuperatori permette di recuperare il calore dai fumi e dalle condense degli scarichi, che altrimenti andrebbe disperso, innalzando così il rendimento globale dell’impianto. Si tratta di dotazioni standard o opzionali che funzionano a tre livelli e che è sempre bene considerare. In particolare:- l’economizzatore o recuperatore, recupera il calore dai fumi di scarico per preriscaldare l’acqua in ingresso alla caldaia tramite uno scambiatore fumi/acqua, incrementando il rendimento dell’impianto fino al 5% (e conseguente risparmio sui consumi di combustibile); le sue ridotte dimensioni consentono l’installazione integrata nel corpo caldaia, così da diminuire lo spazio necessario nel locale della centrale termica;
- il condensatore, installabile come secondo livello di recupero termico a valle dell’economizzatore, sfrutta uno scambiatore che recupera calore a bassa temperatura dalla condensazione dei fumi, aumentando il rendimento del 7%. Il calore, in questo caso, non viene utilizzato direttamente per incrementare il rendimento del generatore di vapore, ma può essere convogliato ad altri processi industriali facendo risparmiare energia (ad esempio per riscaldare l’acqua nelle lavanderie industriali);
- accessori al bruciatore; si tratta di alcuni elementi che migliorano la combustione, regolando la velocità del ventilatore e il livello di ossigeno residuo nell’aria, ottenendo un ulteriore risparmio energetico.
Isolamento integrale del generatore di vapore
Per evitare dispersioni termiche che, a causa delle alte temperature, possono essere rilevanti, l’isolamento del generatore di vapore dev’essere “globale”, quindi esteso non solamente al corpo caldaia ma anche alla cassa fumi, alle porte interiori e agli allacciamenti idraulici. Nei generatori a tubi di fumo l’isolamento del fasciame del corpo cilindrico viene realizzato con materassini in lana minerale dello spessore di 80-100 mm trapuntati con rete metallica zincata ricoperti con lamierini di rivestimento in acciaio.Raffreddamento delle componenti del generatore
L’impiego di cementi e materiali refrattari per ridurre le dispersioni termiche deve essere ridotto al minimo, per evitare l’effetto di “volano termico” causato dall’accumulo di calore. Il raffreddamento del corpo caldaia e delle altre parti dell’impianto (ad esempio le parti frontali delle porte di ispezione e del focolare) deve essere effettuato ad acqua.
Produzione di vapore efficiente per Fonti Pineta in Val Seriana
Fonti Pineta è un’importante azienda nel settore delle acque minerali con sede a Clusone, in provincia di Bergamo, caratterizzata da diverse linee di produzione per l’imbottigliamento in vetro e in plastica. L’ampliamento delle linee produttive, effettuato qualche hanno fa, ha comportato l’installazione un generatore di vapore industriale Viessmann Vitomax HS tipo M73B, che viene utilizzato per il processo di sterilizzazione delle bottiglie e per il riscaldamento. Questo modello, caratterizzato da una tipologia costruttiva particolarmente compatta, vanta un rendimento che arriva al 95% grazie proprio alla presenza di dispositivi per il recupero del calore, all'isolamento termico in doppio strato di spessore 120 mm e al raffreddamento ad acqua.
