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Il raffreddamento efficiente è il battito cardiaco di un sistema di propulsione marina e dei relativi sistemi ausiliari. Il calore deve essere dissipato dall’acqua di raffreddamento del motore principale, dal refrigeratore dell’aria di sovralimentazione, dal refrigeratore dell’olio lubrificante, dal generatore di acqua dolce e dai circuiti di raffreddamento a bordo verso il mare, senza compromettere le temperature di riferimento essenziali in condizioni di carico variabile. Gli scambiatori di calore a piastre (PHE) sono preferiti in tali applicazioni grazie alla loro compattezza, alle caratteristiche prestazionali e alla facilità di configurazione.
Dimensionamento adeguato e margini di progettazione termica
Durante la progettazione e l’installazione di una nuova nave, lo scambiatore di calore a piastre non deve considerare esclusivamente i dati pubblicati dal costruttore del motore, ma deve sempre tenere conto di qualsiasi margine marino aggiuntivo che, in base alla vostra esperienza operativa, si svilupperà nel tempo. In ogni nuova costruzione o sostituzione, si raccomanda di prevedere un margine minimo del 10–15% per lo sporco marino nello scambiatore di calore a piastre, in modo da garantire il raggiungimento delle temperature di uscita previste dalla progettazione fin dallo stato nuovo e durante tutti gli intervalli di pulizia, anche in presenza di incrostazioni. Temperatura di avvicinamento: si può valutare l’adozione di un valore inferiore, richiesto dalle elevate prestazioni, ma occorre considerare attentamente l’energia aggiuntiva richiesta dalle pompe. Gli ingegneri termici di SME modelleranno l’intero campo operativo, dalla navigazione a bassa velocità con temperatura del mare di –5 °C fino al carico massimo con temperatura dell’acqua dolce di 35 °C, per assicurare che lo scambiatore di calore a piastre proposto sia correttamente dimensionato.
Ottimizzazione della distribuzione del flusso e della gestione della caduta di pressione
È fondamentale che le portate sia del flusso di acqua di mare sia di quello di acqua dolce siano ripartite in modo uniforme su tutte le piastre di un determinato gruppo di piastre per scambiatori a piastre (PHE), al fine di garantire che ogni sezione dello scambiatore funzioni nelle condizioni ottimali. Il progettista deve inoltre concentrarsi sulla definizione di un regime di flusso che, sul lato acqua di mare, minimizzi la caduta di pressione assicurando una progettazione adeguata in termini di numero di passaggi e numero di piastre; mentre sul lato acqua dolce è necessario bilanciare l’efficienza dello scambio termico con il raggiungimento di una buona temperatura di avvicinamento. Il monitoraggio delle cadute di pressione su entrambi i lati dello scambiatore a piastre (PHE) è diventato un metodo per interventi proattivi sui circuiti di raffreddamento. I team di SME installano regolarmente trasmettitori permanenti di differenza di pressione, controllati in continuo, per consentire interventi tempestivi di pulizia.
Strategie intelligenti di controllo e regolazione della temperatura
Sebbene il controllo tramite una valvola di by-pass a tre vie funzioni, spesso comporta uno spreco di energia pompata preziosa. Il controllo a portata variabile tramite la pompa principale con azionamenti a velocità variabile (VSD) può migliorare il trasferimento di calore nel PHE mantenendo costante la velocità di flusso dell’acqua di mare anche in presenza di carichi variabili. Ciò consente un trasferimento di calore più efficace attraverso tutte le piastre, anziché dover ricircolare tutta l’acqua raffreddata attraverso il bacino della pompa di raffreddamento. I sensori di temperatura devono essere installati sia all’ingresso che all’uscita di entrambi i fluidi per fornire loop di retroazione accurati nel sistema di controllo della nave. SME è specializzata nella sostituzione di pannelli di controllo del raffreddamento obsoleti con soluzioni più intelligenti e automatizzate, in collaborazione con il vostro fornitore di VCU / automazione.
Regimi di manutenzione e mitigazione dell’incrostazione
Senza una pulizia regolare dello scambiatore di calore a piastre (PHE), il sistema di raffreddamento marino subirà naturalmente una riduzione delle prestazioni e dell’efficienza. La crescita di organismi e depositi nell’acqua di mare sul lato mare dello scambiatore e il conseguente incrostamento inizieranno a isolare la superficie di scambio termico. Sulla base di risultati effettivi di monitoraggio, il ciclo di manutenzione viene pianificato in modo ottimizzato, non secondo un calendario fisso. Tipicamente, è necessario procedere alla pulizia quando la caduta di pressione sul lato acqua di mare aumenta del 20% rispetto al valore di riferimento pulito, oppure quando la temperatura dell’acqua dolce in uscita sale di oltre 2 °C a carico massimo. Se si è formato un incrostazione di calcare, una pulizia chimica in situ rimuoverà generalmente tale deposito in modo facile ed efficiente; tuttavia, se materiale estraneo si è incastrato tra le piastre o se l’incrostazione biologica persiste, sarà necessaria una pulizia ad alta pressione con getto d’acqua eseguita a scambiatore smontato in cantiere.
Per le navi che subiscono ripetuti fenomeni di bioincrostazione, l’installazione di un sistema MGPS potrebbe rappresentare una soluzione efficace. Offriamo un servizio economico, sicuro, rapido e disponibile in loco in tutto il mondo, in qualsiasi cantiere e in qualsiasi momento, anche durante il normale funzionamento (in navigazione), garantendo così la continuità operativa delle vostre navi. Prestazioni ottimali di raffreddamento nei circuiti di raffreddamento per PHE si basano su un approccio integrato equilibrato: progettazione ottimale del sistema, processi controllati, monitoraggio regolare, concetti di manutenzione affidabili e approfondita conoscenza delle caratteristiche operative delle vostre imbarcazioni. L’esperienza maturata da SEM Group nel settore marittimo, accumulata in due decenni, e la sua clientela globale — composta da decine di migliaia di navi e armatori — vi affiancano per massimizzare le prestazioni dei vostri sistemi di raffreddamento. Il nostro personale è costituito da un team di oltre 100 ingegneri specializzati e tecnici esperti, supportati da un laboratorio di 5.000 m² (Nantong, Cina), certificato ISO 9001/14001/45001 (ANAB / IAF / UKAS), nonché dalla nostra rete globale. Quando entrano in gioco soluzioni marittime altamente efficienti e ottimizzate dal punto di vista dei costi, scegliete l’esperienza SME!