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RISPARMIO ENERGETICO NEGLI SCAMBIATORI DI CALORE CON Una presentazione di : Ahmad Farzaneh Researcher Elce International Corp. Edificio Proconsa Piso once.

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Presentazione sul tema: "RISPARMIO ENERGETICO NEGLI SCAMBIATORI DI CALORE CON Una presentazione di : Ahmad Farzaneh Researcher Elce International Corp. Edificio Proconsa Piso once."— Transcript della presentazione:

1 RISPARMIO ENERGETICO NEGLI SCAMBIATORI DI CALORE CON Una presentazione di : Ahmad Farzaneh Researcher Elce International Corp. Edificio Proconsa Piso once Calle 51 este y Manuel Maria Icaza Campo Alegre - Ciudad de Panama- Republica de Panama Mario Buzzi Representative for Italy Cliccare per lavanzamento

2 Quando si usa lacqua come come componente di un sistema di scambio termico, bisognerebbe trattarla adeguatamente al fine di evitare la formazione di incrostazioni saline, che costituiscono il problema maggiore in ogni sistema di questo tipo.

3 Il coefficiente di conduttività termica dovuto ad acqua dura varia tra 1,2 e 1,4 W/m.K, che è 40 volte meno della conduttività dei tubi dacciaio e 300 volte meno della conduttività delle tubazioni in rame. Perciò le incrostazioni sugli scambiatori termici ne aumentano enormemente lisolamento, diminuendo rapidamente lintensità del trasferimento di calore. Il grafico seguente mostra la correlazione tra lo spessore delle incrostazioni sugli scambiatori e laumento di energia necessaria a mantenere lo scambio termico.

4 Relazione tra lo spessore delle incrostazioni e il consumo di energia

5 CALCARE Causato dalla precipitazione del calcio e altri sali a limitata solubilità, il calcare, oltre ad isolarle, restringe progressivamente il diametro interno delle tubature e lo irruvidisce, impedendo in tal modo un corretto scorrimento dei fluidi. Nei sistemi di raffreddamento con compressori, il calcare si traduce in maggiori pressioni necessarie, aumentando la richiesta d energia e i costi. Ad esempio, in ununità refrigerante da 100 ton, 1/8 di calcare rappresenta un aumento della richiesta di energia pari al 22% rispetto allo stesso impianto privo di depositi. Similmente, negli impianti ad assorbimento, il calcare crea una maggiore pressione sul condensatore, aumentando il consumo di energia. Mentre la formazione del calcare è più rapida negli impianti aperti, a causa degli effetti dellevaporazione sulla concentrazione dei sali, i sistemi a ciclo chiuso non sono esenti da depositi, se alle alte temperature si combinano limo o sedimenti e ferro.

6 PROPRIETA ISOLANTI DEL CALCARE NELLE CALDAIE Spessore delle incrostazioni Media della perdita di efficienza Spreco di combustibile ogni 1000 Galloni Spreco di carbone ogni tonnellata Spreco di gas ogni 1000 piedi Cubici 1/64 4%4080 lbs.40 1/32 7%70140 lbs.70 1/16 11% lbs.110 1/8 18% lbs.180 3/16 27% lbs.270 1/4 38% lbs.380 3/8 48% lbs.480 1/2 60% lbs.600 5/8 74% lbs.740 3/4 90% lbs.900 La composizione chimico-minerale dei differenti tipi di acqua varia le proprietà di isolamento da calcare nelle caldaie. Questo rende difficile misurare esattamente il valore disolamento per tutti gli spessori del deposito. La perdita di efficienza può arrivare al 15% per ogni 1/16 di pollice di normali depositi di calcio e magnesio e più del doppio con depositi di ferro e silice. La tabella qui sopra illustra la media di perdita di efficienza causata da depositi di vario tipo. QUANTO IL CALCARE CONDIZIONA LA TRASMISSIONE DEL CALORE Il vostro programma di trattamento dell acqua dovrebbe ottenere le migliori prestazioni dalla caldaia, per cui è importante quanto anche piccole quantit à di calcare possono condizionare l efficiente trasmissione del calore della caldaia. Quando la trasmissione è al suo massimo, sono necessarie solo piccole quantit à di combustibile per ottenere la quantit à di energia richiesta dalla produzione. L aumento del calcare impedisce la trasmissione del calore, richiedendo quindi pi ù carburante per ottenere la necessaria quantit à di energia per riscaldamento o produzione. La seguente tabella illustra la quantit à di combustibile necessaria a bilanciare lo sporcamento da calcare. Tale diminuzione di efficienza ha un impatto diretto sui conti economici.

7 Ci sono diversi trattamenti usati per combattere l insorgere di incrostazioni nei sistemi di scambio termico. I pi ù comuni sono i trattamenti chimico-fisici e fisici. I metodi chimici maggiormente usati sono: -A scambio ionico mediante sodio -Addolcitori chimici aggiunti all acqua per controllarne la durezza. -Metodi puramente fisici per eliminare le incrostazioni e i depositi.

8 ELCE I metodi fisici, economici ed eco- compatibili, stanno gradualmente rimpiazzando i metodi chimici, più costosi, dannosi per lambiente e per la longevità di apparecchiature e componenti. La tecnologia ELCE offre il vantaggio di un trattamento fisico, senza utilizzare prodotti chimici.

9 Cosè e come funziona lattivatore dacqua ELCE ?

10 ELCE significa Electrical Ceramics ELCE è un attivatore dacqua che sfrutta la fluidizzazione elettrolitica per mezzo di speciali ceramiche. Questo sistema di trattamento dellacqua ne modifica le proprietà senza togliere o aggiungere impurità chimiche, ioni o minerali. Lelemento fondamentale del dispositivo di attivazione dellacqua ELCE si basa sulle proprietà delle sfere ceramiche (temperatura di fusione di 1200 o C, durezza 6,8 mhos) estratte da rocce naturali. ELCE garantisce unalta resistenza e durata dei materiali usati nellunità. Grazie a queste sue caratteristiche uniche, il processo di attivazione ELCE può raggiungere i massimi risultati in una vasta gamma di applicazioni.

11 PRINCIPI DELLATTIVATORE DACQUA ELCE Le sfere di ceramica, collocate allinterno dellattivatore, ruotano e sfregano luna contro laltra grazie al flusso dellacqua che passa attraverso il dispositivo ELCE. Questo movimento delle sfere genera deboli correnti elettriche di seguito specificate: Piroelettricità: Sono correnti elettriche che si generano a causa della differenza di temperatura esistente fra la superficie delle sfere di ceramica e lacqua, o fra le sfere interne e quelle esterne. Questo flusso di elettroni (corrente elettrica) interagisce con lacqua. Piezoelettricità: Sono correnti elettriche generate dal cambiamento di pressione che avviene al passaggio dellacqua attraverso le sfere o generate dalla differenza di pressione che si verifica fra le sfere in movimento. Triboelettricità (elettricità di attrito): Queste correnti elettriche sono generate dagli urti e dallo sfregamento delle sfere di ceramica tra di loro e fra le sfere, lacqua e le pareti dellattivatore.

12 Esami al microscopio hanno mostrato che il carbonato di calcio, nellacqua non trattata, ha una struttura ramificata a bastoncino. Le prove effettuate con lattivatore dacqua ELCE ci consentono di dimostrare che i cristalli di carbonato di calcio hanno assunto, nellacqua attivata, una forma cuboide o quasi completamente sferica. Lalterazione della struttura impedisce il legame tra i cristalli, allorigine delle particelle in grado di aderire alla superficie dello scambiatore di calore. Contemporaneamente, tali nuove strutture hanno effetto abrasivo sulla superficie del calcare, riducendone le dimensioni. Per questo lattivatore dacqua ELCE è in grado di rimuovere i depositi di calcare e prevenirne lulteriore formazione. Lacqua attivata inoltre previene la corrosione delle superfici con le quali entra in contatto.

13 Confronto fra le strutture delle molecole di carbonato di calcio prima e dopo il trattamento con lattivatore dacqua ELCE. La struttura delle molecole di CaCO3 in acqua normale La struttura delle molecole di CaCO3 in acqua attivata ELCE.

14 Effetti di ELCE sulla tensione superficiale: Lattivatore ELCE modifica la tensione superficiale dellacqua. Normalmente al rubinetto essa misura 72 dyne/cm. Nellacqua attivata da ELCE la tensione si riduce fra i 50 e 60 dyne/cm. Come risultato, lacqua attivata ha una maggiore attività di superficie, con un significativo aumento del potere detergente. Queste superiori caratteristiche detergenti generano una maggior capacità di penetrazione, che forza gli interstizi formati dalle incrostazioni e dai depositi, dispersi poi mediante la pressione osmotica.

15 Modifiche delle proprietà fisiche dellacqua. Le condizioni dei grappoli molecolari prima e dopo lattivazione. Lacqua normale consiste di 40 grappoli allinterno del nucleo. Lacqua attivata ha ridotto a 6 il numero dei grappoli allinterno del nucleo.

16 È desiderabile che i liquidi impiegati nelle operazioni di pulizia abbiano una tensione superficiale ridotta, in quanto, frammentandosi più facilmente in minutissime gocce, il liquido si distribuisce con maggior facilità sul materiale che s'intende pulire.

17 La tabella in basso a sinistra mostra i valori della tensione superficiale di alcune sostanze. Il grafico in basso a destra illustra la variazione della tensione superficiale con la temperatura. La tensione superficiale dell'acqua è 72 dine/cm a 25 0 C. Questo significa che per rompere la pellicola superficiale è necessario applicare una forza di 72 dine su un tratto di 1 cm. L'elevata tensione superficiale dell'acqua è legata alla sua natura polare. L'acqua calda ha migliori proprietà detergenti giacché la sua minor tensione superficiale la rende un agente bagnante più efficace, in quanto permette di penetrare in porosità e fessure piuttosto che aggirarle per effetto dell'elevata tensione superficiale. sostanzadine/cmsostanzadine/cm benzene23,70n-ottano21,78 etanolo22,75metanolo22,71 glicerina63,40mercurio435,50 acqua72,75

18 ELCE ottiene la tensione superficiale dellacqua calda a temperatura ambiente.

19 H 2 O 2 + Fe 2+ Fe 3+ + OH - + OH Una volta che lacqua attivata ha rimosso le incrostazioni esistenti, essa crea un processo ossido-riduttivo allinterno della struttura metallica. Lequazione di Fenton spiega lossidazione del ferro che si trasforma da Fe 2+ a Fe 3+. Ilprocesso di ossidazione non si esaurisce in questa fase. Il flusso costante di elettroni, prodotto dallattività delle ceramiche, avvia una reazione che normalmente inizia a 100° C e termina a 200° C. Con ELCE lossidazione può avvenire a temperatura ambiente, convertendo Fe2 in magnetite. La magnetite costituisce una robusta barriera alla corrosione, proteggendo le superfici metalliche. Il processo di ossidazione non si esaurisce in questa fase. Il flusso costante di elettroni, prodotto dallattività delle ceramiche, avvia una reazione che normalmente inizia a 100° C e termina a 200° C. Con ELCE lossidazione può avvenire a temperatura ambiente, convertendo Fe2 in magnetite. La magnetite costituisce una robusta barriera alla corrosione, proteggendo le superfici metalliche. 3 Fe (OH) 2 Fe 3 O 4 + H H 2 O3 Fe (OH) 2 Fe 3 O 4 + H H 2 O

20 ELCE ELCE In aggiunta alla prevenzione permanente dalle incrostazioni sulla superficie di apparecchiature e tubazioni, ELCE previene la corrosione di Evan (laccumulo di sedimenti su superfici metalliche in una zona corrosiva appena dietro i depositi. Questo effetto è dovuto allassenza di ossigeno disciolto nellacqua). ELCE può anche ridurre lo sviluppo di corrosioni galvaniche. (lacqua attivata arresta le correnti galvaniche e previene la corrosione o, comunque, riduce sensibilmente la velocità di tali correnti).

21 Allinizio della prova Dopo 17 giorni Dopo 30 giorni 49 giorni sono bastati a ripulire tutto 49 giorni sono bastati a ripulire tutto ELCE Gli effetti dellacqua attivata con ELCE su tubature e strutture di condensatori già colpiti da rilevanti depositi calcarei.

22 Prima di installare ELCE 30 giorni dopo linstallazione di ELCE ELCE I risultati di ELCE nei condensatori evaporativi

23 ELCE La tecnologia ELCE si armonizza nei sistemi di evacuazione del calore che sfruttano levaporazione dellacqua in torri di raffreddamento e condensatori evaporativi.

24 Lattivatore dacqua ELCE si integra perfettamente nei condensatori evaporativi e sfrutta la stessa pompa di raffreddamento per produrre i propri positivi effetti. Non necessita nessuno spazio addizionale per ulteriori pompe di ricircolo o altre attrezzature per il trattamento dellacqua.

25 Lattivatore ELCE assicura lottimale capacità di trasferimento termico dei condensatori. I costi energetici sono sensibilmente ridotti, come pure si riducono al minimo i costi di manutenzione.

26 Linstallazione di ELCE in torri di raffreddamento che usano condensatori può essere progettata sia come sistema indipendente, sia accoppiato ad un sistema di ricircolo già esistente. Questo significa che un piccolo, compatto attivatore dacqua ELCE riesce a soddisfare le necessità di un efficace schema di ricircolo.

27 Con ELCE la concentrazione totale di solidi nellacqua delle torri di raffreddamento può arrivare sino a 1500 mg/l. Il sistema ELCE può consentire risparmi nei consumi dacqua variabili tra il 40 e il 60%

28 Una valvola di controllo assicura un corretto flusso nellapparato di attivazione. Il flusso può essere istantaneamente visualizzato e controllato manualmente. Una volta stabilito il corretto flusso, non servono altri controlli o altre misurazioni.

29 Perché si risparmia energia 1-Il risparmio primario deriva dalla riduzione dellenergia utilizzata per riscaldare o raffreddare. Questo risparmio si ottiene con la prevenzione del calcare o la sua rimozione dalla superficie dello scambiatore, in cui anche una sottile pellicola di 0,8mm può aumentare il consumo del 10%. 2-Un secondo risparmio di energia deriva dalla riduzione del carico della pompa, o della pressione dellimpianto, consentito da tubature libere e senza depositi e restringimenti.

30 Percentuale della perdita di efficienza generata dal calcare

31 Conduttività termica dei depositi

32 Processo tecnologico (fase) Variazione delle caratteristiche del liquidoEffetti economici e tecnici Riscaldamento delle acque. Produzione di energia termica. Raffreddamento Cambiamento della struttura dell acqua raffreddata. Risparmio di risorse: Prevenzione dai sedimenti di sali nelle tubature e negli scambiatori di calore. Aumento della resa di compressori e pompe. Aumento delle resa dell impianto. Cambiamento delle propriet à fisiche dell acqua. Risparmio energetico: La prevenzione dei depositi di sali riduce il consumo specifico di combustibile dell %. Riduzione dei costi generali per l energia. ELCE Alcuni esempi di applicazione del sistema ELCE in processi industriali

33 I condizionatori d aria realizzano lo scambio di calore mediante la circolazione di acqua fredda all interno dello scambiatore (condensatore). Tuttavia, con il trascorrere del tempo, il calcare si deposita sulla parete interna del tubo dello scambiatore di calore (depositi di minerali come Si e Ca), riducendone l efficienza. Di conseguenza la pressione necessaria aumenta, aumentando di conseguenza i consumi. Se non si interviene, la pressione aumenta ulteriormente, arrivando a provocare l arresto dell apparecchiatura da parte dell interruttore di sicurezza. Per ripristinarne l efficienza, l interno del tubo dello scambiatore deve essere pulito e scrostato. È, pertanto, auspicabile identificare un ciclo di pulizia ottimale e costante, che tagli gli aumenti di costo provocati dai maggiori consumi.

34 I benefici ambientali ed economici della tecnologia ELCE si possono così riassumere:

35 ELCE garantisce: Massima efficacia nelleliminazione e nella prevenzione dei depositi sedimentari. Massima efficacia nelleliminazione e nella prevenzione dei depositi sedimentari. Una tecnologia amica dellambiente. Una tecnologia amica dellambiente. La totale eliminazione della perdita di energia. La totale eliminazione della perdita di energia. Un risparmio dacqua tra il 40 e il 60% rispetto ai sistemi a scambio ionico. Un risparmio dacqua tra il 40 e il 60% rispetto ai sistemi a scambio ionico.

36 Non sono necessari agenti chimici per la rigenerazione. Non sono necessari agenti chimici per la rigenerazione. Requisiti minimi di manutenzione. Requisiti minimi di manutenzione. Facile assemblaggio e installazione con requisiti minimi di spazio e risorse. Facile assemblaggio e installazione con requisiti minimi di spazio e risorse. Un periodo medio di recupero dellinvestimento inferiore a 12 mesi. Un periodo medio di recupero dellinvestimento inferiore a 12 mesi. 10 anni di garanzia dei ricambi. 10 anni di garanzia dei ricambi.

37 La tecnologia ELCE offre una soluzione concreta ed economica per lefficienza dei sistemi di raffreddamento a torre e condensatori evaporativi. Larmonica integrazione del sistema ELCE, i benefici derivanti dal risparmio energetico, la riduzione dei costi aggiuntivi, i minimi costi operativi e di manutenzione richiesti, il rapido ammortamento, lampio periodo di garanzia e la compatibilità con lambiente, ci consentono di raccomandarne luso come ideale sistema di trattamento delle acque. Apr. 12, 2007 Grazie.


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