Utilizzo di energia alternativa con le pompe di calore industriali

Generazione di calore sostenibile per il teleriscaldamento e il riscaldamento di processo

Gli impianti industriali e le reti di teleriscaldamento in tutto il mondo devono far fronte a una crescente pressione per sostituire la generazione di calore a base fossile con alternative sostenibili. Le moderne pompe di calore industriali consentono un uso efficiente del calore sprecato da processi, acqua di mare, acqua di fiume o acqua di processo come fonti di energia rinnovabile. In combinazione con l'elettricità prodotta da fonti rinnovabili, forniscono grandi quantità di calore di processo a zero emissioni di CO₂ per applicazioni industriali e municipali.

HTT Heat Transfer Technology AG offre soluzioni collaudate per il recupero energetico e il riscaldamento sostenibile con i suoi sistemi BUCO Falling Film Evaporator. Questi scambiatori di calore a film cadente, che fungono da evaporatori all'interno di impianti a pompa di calore su larga scala, sono tra i componenti più efficienti per l'utilizzo di fonti energetiche alternative e ambientali.

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Evaporatori a film cadente BUCO in sistemi a pompa di calore ad alta temperatura

Glievaporatori a film cadente BUCO di HTT sono utilizzati con successo in tutto il mondo come evaporatori nelle pompe di calore industriali ad alta temperatura. Si basano sulla tecnologia degli scambiatori di calore a piastre Pillow Plate o Thermo-Plate, che garantiscono coefficienti di trasferimento del calore (valori U) eccezionalmente elevati.

Durante il funzionamento, l'acqua di processo o ambientale - ad esempio proveniente da fiumi, laghi o acqua di mare - viene distribuita uniformemente su superfici a film aperto. Lo scambiatore di calore trasferisce l'energia termica al refrigerante (ad esempio, NH₃ (ammoniaca), CO₂ (anidride carbonica) o R1234ze) in condizioni di evaporazione ottimizzate. Ne derivano sistemi robusti ed efficienti dal punto di vista energetico, ideali per il recupero del calore di scarto e la fornitura di energia a distanza.

Vantaggi principali degli evaporatori a film cadente BUCO

Il design Falling Film di BUCO offre eccezionali vantaggi termodinamici e operativi per i sistemi industriali a pompa di calore:

- Coefficiente di trasferimento del calore molto elevato grazie alla geometria strutturata delle piastre
- Temperature di evaporazione regolabili che minimizzano le perdite di energia[S1 ]
- Capacità di trasferimento del calore fino a diversi megawatt per ogni scambiatore
- Funzionamento affidabile anche con temperature dell'acqua prossime allo zero
- Nessun danno da gelo grazie al design a superficie aperta
- Facile pulizia durante il funzionamento e bassi requisiti di manutenzione
- Efficienza stabile in presenza di portate e livelli di temperatura variabili
- Basso sforzo di controllo con elevato COP (Coefficient of Performance)
- Lunga durata grazie al design in acciaio inossidabile resistente alla corrosione (V4A), adatto anche all'acqua di mare

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Flusso di energia e integrazione del sistema nelle pompe di calore industriali

Nel ciclo della pompa di calore, l'evaporatore a film cadente assorbe il flusso di calore ambientale (Q₋u) dalle fonti circostanti. Ciò consente un efficiente recupero di calore da sistemi idrici naturali o industriali.

Scenari applicativi tipici:

• Utilizzo di acqua di mare, di fiume o di lago come fonti di calore.
• Recupero del calore di scarto da fasi di raffreddamento o condensazione di processo
• Integrazione in reti di tel eriscaldamento o energia di prossimità
• Contributo ai sistemi energetici industriali a zero emissioni di carbonio

Questa tecnologia costituisce un componente chiave delle moderne infrastrutture sostenibili, consentendo alle industrie e ai servizi pubblici di decarbonizzare le catene di fornitura del calore.

Esempio di applicazione: Pompe di calore nei sistemi di teleriscaldamento

Un esempio reale illustra il potenziale delle prestazioni:
In un quartiere residenziale costiero, l'acqua di mare fredda a circa 5 °C viene utilizzata come fonte di calore. Gli evaporatori a film cadente BUCO estraggono energia da quest'acqua, fornendo calore a bassa temperatura (circa 12-15 °C) a una rete primaria.

Questa energia termica viene poi valorizzata da pompe di calore decentralizzate all'interno di ogni edificio per produrre acqua calda sanitaria (45 °C) e acqua di servizio (60 °C). Il risultato: un sistema di riscaldamento completamente neutrale dal punto di vista delle emissioni di CO₂, sicuro ed efficiente dal punto di vista dei costi.

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Efficienza energetica e vantaggi ambientali

Le pompe di calore industriali utilizzano il calore ambientale e l'energia elettrica per generare calore in modo molto più efficiente rispetto ai sistemi basati sulla combustione. Rispetto alle caldaie a combustibile fossile, riducono il fabbisogno di energia primaria fino al 70%, raggiungendo un'efficienza complessiva del sistema (COP) pari a 3 o superiore.

I moderni sistemi di monitoraggio e controllo assicurano un funzionamento stabile, una rapida individuazione delle anomalie e prestazioni ottimizzate per tutta la durata del sistema, garantendo affidabilità e massima efficienza energetica.

HTT Heat Transfer Technology AG – Competenza e innovazione nelle soluzioni di riscaldamento industriale

HTT Heat Transfer Technology AG combina decenni di esperienza ingegneristica nella refrigerazione industriale e nel riscaldamento di processo con una continua innovazione. Nel campo degli evaporatori a film cadente per pompe di calore industriali, HTT è tra i fornitori leader in Europa e non solo.

Un progetto vetrina a Kiel, in Germania, dimostra il potenziale del teleriscaldamento su larga scala a zero emissioni di CO₂ che utilizza l'acqua di mare come fonte di calore, grazie alla tecnologia BUCO Falling Film.

HTT sviluppa sistemi di evaporazione su misura per fornitori di energia, utility e clienti industriali di tutte le scale, sostenendo la transizione verso infrastrutture di calore sostenibili e resilienti.

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Panoramica tecnica dei sistemi a pompa di calore industriali

Parametro tecnico	Descrizione
Tipo di scambiatore di calore	Scambiatore di calore a film cadente (Le piastre Pillow Plate, design a superficie aperta)
Applicazione	Evaporatore in sistemi centralizzati a pompa di calore
Fonti di calore	Acqua di mare, acqua di fiume, calore di scarto industriale
Refrigeranti	NH₃ (ammoniaca), CO₂ (anidride carbonica), R1234ze o altri
Gamma di capacità	Prestazioni termiche multi-megawatt
Materiali	Acciaio inox (V4A) fino al titanio, resistente all'acqua di mare
Modalità di funzionamento	Inondazione, pompaggio o evaporazione ad espansione a secco
Caratteristiche uniche	Nessuna formazione di ghiaccio, facilità di pulizia, basso sforzo di controllo
Industrie target	Teleriscaldamento, settore chimico, alimentare ed energetico

Domande frequenti (FAQ)

A cosa servono le pompe di calore industriali?

Le pompe di calore industriali sono progettate per recuperare e potenziare il calore da fonti rinnovabili o di scarto come l'acqua di mare, l'acqua di processo o l'aria di scarico. Forniscono calore efficiente e a zero emissioni di CO₂ per i processi industriali e i sistemi di teleriscaldamento, riducendo in modo significativo il consumo di energia fossile e le emissioni.

Che cos'è un evaporatore a film cadente BUCO?

Un evaporatore a film cadente BUCO di HTT è uno scambiatore di calore ad alta efficienza, a superficie aperta, che trasferisce l'energia termica dall'acqua ambientale o di processo a un refrigerante. Consente un funzionamento stabile e sostenibile nei sistemi di pompe di calore industriali ad alta temperatura e supporta un efficiente recupero del calore residuo.

Quali refrigeranti sono adatti agli evaporatori a film cadente BUCO?

Gli evaporatori a film cadente HTT funzionano in modo efficiente con refrigeranti naturali come l'ammoniaca (NH₃) e l'anidride carbonica (CO₂), nonché con i moderni refrigeranti a basso GWP come l'R1234ze, a seconda del progetto specifico del sistema e dell'intervallo di temperatura.

In che modo gli scambiatori di calore a film cadente migliorano l'efficienza energetica?

Mantenendo un sottile film liquido continuo sulla superficie di trasferimento del calore, gli scambiatori di calore a film cadente ottengono prestazioni di trasferimento del calore superiori con perdite energetiche minime. Ciò si traduce in una maggiore efficienza del sistema, in una riduzione dei costi operativi e in una maggiore affidabilità a lungo termine.

Gli evaporatori a film cadente possono essere utilizzati in acqua di mare o in condizioni di quasi congelamento?

Sì. Grazie al design a superficie aperta e alla struttura in acciaio inossidabile resistente alla corrosione (V4A), gli evaporatori a film cadente BUCO possono operare in sicurezza con acqua di mare e a temperature prossime allo zero, senza il rischio di formazione di ghiaccio o di danni.