– PRESENTAZIONE AZIENDALE –
GEO.COIL SRL A S.U.
HEAT EXCHANGERS
SOLUTIONS
GEO.COIL S.R.L. A SOCIO UNICO
VIA BUJA 6 – 33011 ARTEGNA (UD)
TEL. 0432 977135 – FAX 0432 977528
COD. FISC. E P.IVA 02098420306
e-mail [email protected]
Artegna - Novembre 2013
Artegna - Novembre 2013
Indice
1. L’azienda
pag. 1
2. La produzione
pag. 4
2.1 Generalità
pag. 4
2.2 Scambiatori a pacco alettato
pag. 4
2.2.1 Progettazione degli scambiatori
pag. 8
2.2.2 Il ciclo produttivo
pag. 10
2.3 Recuperatori di Calore Rotativi
2.3.1 I recuperatori rotativi – Geo.Coil
2.3.2 Analisi delle prestazioni
Geo.Coil Srl a Socio Unico
pag. 21
pag. 22
pag. 23
Geo.Coil Srl a Socio Unico
1 . L’azienda
Nascita e sviluppo
La GEO.COIL Srl a Socio Unico è una realtà industriale che ha maturato un
esperienza più che decennale nel campo della produzione e
commercializzazione di scambiatori di calore a pacco alettato, impiegati in
sistemi di refrigerazione o condizionamento, e di Recuperatori di Calore
Rotanti, costruiti secondo le specifiche del cliente.
L'azienda è nata nel 1999 da un'idea del Signor Ennio Bertolo, nei pressi di
Artegna, a pochi chilometri da Udine vicino ai confini con Austria e Slovenia.
Nati come una piccola realtà e con una manciata di persone a comporne
l'organico, nel corso di un decennio l'azienda ha saputo ingrandirsi
progressivamente fino a raggiungere le dimensioni attuali che vedono:
 uno stabilimento produttivo che ha raggiunto i 10.000 m2, su una
superficie utile di terreno pari a 62.000 m2
 un personale che conta nelle sue fila 76 unità suddivisi fra produzione e
amministrazione
 una produzione che ha raggiunto i 23469 scambiatori di calore e 215
recuperatori di calore rotativi
Ciò è stato possibile grazie a continui investimenti in macchinari, nuove
tecnologie, all'impiego di personale qualificato che ha saputo nel corso degli
anni dare un contributo fondamentale allo sviluppo e all'esperienza
trentennale del titolare, proprietario di un secondo stabilimento dislocato in
provincia di Novara.
Geo.Coil si presenta quindi come una società solida, all’avanguardia e in
costante crescita dal punto di vista della produzione, del fatturato e del
personale impiegato. Nonostante la depressione economica dilagata a livello
internazionale, l'andamento del fatturato ha visto sempre un segno positivo
risultando a fine del 2012 essere 52 volte maggiore rispetto al fatturato degli
inizi e con un incremento di quasi il 20% rispetto all'anno precedente.
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Geo.Coil Srl a Socio Unico
Tab. 1.1 Dipendenti e fatturato su base 2000 per anno
Anno
Dipendenti
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
6
13
15
14
27
37
50
59
56
56
58
64
71
Fatt base
Anno 2000
1,00
2,78
4,88
6,47
8,24
11,93
16,38
23,93
26,45
25,70
31,55
43,43
51,87
Fig. 1.1 Dipendenti e fatturato su base 2000 per anno
Strategia produttiva
L’azienda produce esclusivamente su commessa ed elabora la soluzione più
economica e funzionale valutando di volta in volta il dimensionamento delle
caratteristiche tecniche sulla base delle specifiche progettuali e costruttive
del cliente.
Ogni prodotto è un pezzo unico pensato, progettato e ottimizzato per
soddisfare al meglio le necessità della clientela. Ciò significa che ogni
soluzione offerta risulta sempre quella ottimale sia dal punto di vista tecnico
che economico. Il risultato finale è un prodotto che presenta standard
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Geo.Coil Srl a Socio Unico
qualitativi elevati, personalizzato e che soddisfa pienamente i requisiti
richiesti.
Il cliente risulta di conseguenza il perno cardine su cui si basano tutti i
processi aziendali ed è per questo che esso viene costantemente seguito
attraverso una continua e attenta analisi delle sue richieste. In quest’ottica è
fondamentale instaurare con i clienti rapporti di lunga durata, basati su una
collaborazione reciproca, fiducia e disponibilità.
Fondamentale perciò non è solo il fornire un prodotto dagli alti standard
qualitativi, aderente a delle particolari esigenze tecniche, ma offrire anche un
servizio. E il servizio si esplica attraverso:
 Brevi tempi di gestione, produzione e consegna pari a due o tre
settimane lavorative
 grande flessibilità
 possibilità di eseguire sopralluoghi presso impianti, cantieri e navi per
rilevare ed esaminare scambiatori di calore da sostituire o riparare
 fornitura di parti di ricambio o ristrutturazione di impianti di
condizionamento, ventilazione o di altro tipo
 installazione di scambiatori di calore o altri componenti di nostra
costruzione o fornitura
 problem solving
 rintracciabilità del prodotto e del materiale utilizzato
 emissione di documentazione associata al prodotto (certificati di
collaudo, dichiarazioni di conformità PED, etichette personalizzate)
In tale contesto dove il cliente è il soggetto principale la direzione ha definito
degli obiettivi prioritari quali:
 garantire la sicurezza, l’affidabilità e la durata nel tempo del prodotto
 adottare strategia di tipo pull per adeguare il prodotto alle richieste del
mercato
 migliorare la qualità dei processi aziendali e dei prodotti
 ampliare la crescita aziendale erodendo quote di mercato ai
concorrenti e ricercando nuove opportunità
 ottimizzare i processi di controllo e di pianificazione della produzione
 monitorare le competenze del personale
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Geo.Coil Srl a Socio Unico
Il cliente Geo.Coil
La Geo.Coil si rivolge ad una clientela costituita da aziende di grosse
dimensioni operanti nel settore del condizionamento dell’aria e dislocate sia
sul territorio italiano che estero. La maggior parte dei prodotti (oltre il 70% del
fatturato) è però destinato all’esportazione verso paesi europei quali
Germania, Austria, Francia, Inghilterra, Irlanda, Spagna, Olanda, Slovenia
Croazia e Lituania. Non mancano esportazioni verso territori extra-Cee come
Svizzera, Ucraina, Arabia Saudita, Norvegia e Stati Uniti.
La flessibilità di cui la Geo.Coil è dotata, la porta a soddisfare anche le
esigenze delle piccoli costruttori o di aziende che necessitano la sostituzione
degli scambiatori nei loro impianti industriali.
I prodotti Geo.Coil, scambiatori di calore e recuperatori rotativi, ad oggi sono
presenti in tutto il modo, dalle navi da crociera e militari alle centrali nucleari,
idroelettriche e termoelettriche, dalle industrie alimentari alle acciaierie, dalle
camere bianche per la microelettronica alle piattaforme petrolifere
Applicazioni
Le applicazioni sono in ambito civile, industriale e navale. Nel settore
terziario: per gli impianti di condizionamento di hotel, teatri, supermercati,
uffici, ospedali, ristoranti, banche ecc. Nel settore industriale: per gli impianti
di ventilazione e di condizionamento dell’aria ambiente e di processo. Nel
settore agricolo e agro-alimentare, per rimpianti di essiccazione e
conservazione.
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2. La Produzione
2.1 Generalità
Attualmente la GEO.COIL SRL dispone di due famiglie di prodotti:
 gli scambiatori a pacco alettato dotati di quattro linee di produzione
 i recuperatori rotativi con una linea di produzione frutto di un progetto
di innovazione tecnologica.
Particolare attenzione è stata dedicata alla tecnologie impiegate nelle linee di
produzione, che utilizzano i più moderni ed efficienti macchinari disponibili sul
mercato, al fine di garantire e soddisfare le specifiche tecniche del cliente,
minimizzare gli errori ed imperfezioni in tutti i processi industriali e ridurre al
minimo il lead time di consegna.
Tutti gli scambiatori di calore vengono sottoposti ad un severo controllo di
qualità prima di essere spediti al cliente. In caso di problemi, l’azienda è in
grado di sostituire lo scambiatore in garanzia entro le 48 ore.
2.2 Scambiatori a pacco alettato
Gli scambiatori di calore a pacco alettato sono dei circuiti ermetici dove
circolano fluidi frigoriferi o riscaldanti. Sono impiegati in sistemi di
condizionamento, di refrigerazione, di riscaldamento e, in genere, in tutte
quelle applicazioni dove venga richiesto lo scambio termico tra due fluidi che
non possono stare a contatto fra di loro. Si possono distinguere due parti
funzionali del prodotto: il circuito che costituisce la superficie primaria dello
scambio e il pacco alettato, ovvero la superficie secondaria.
La superficie primaria di scambio viene percorsa da un fluido quale acqua
vapore, olio o gas, cedendo calore alla superficie secondaria, le alette.
Quest'ultime a loro volta cedono calore al flusso di aria che le investe.
Nello specifico il circuito è costituito da più tubazioni allineate o sfalsate. La
disposizione a tubi sfalsati è quella preferibile ai fini dello scambio termico.
Generalmente la scelta del materiale per i tubi ricade sul rame, vista la sua
elevata conducibilità termica. In casi particolari vengono utilizzati anche altri
materiali quali l’acciaio inox, ferro o processi di stagnatura dei circuiti. I tubi a
loro volta vengono inseriti in un pacco alettato in alluminio composto da
alette stampate ricavate da un unico nastro di piccolo spessore. L’alluminio
non è il solo materiale utilizzato per la fabbricazione delle alette; a seconda
delle applicazioni la scelta può ricadere anche su altri materiali quali
alluminio preverniciato, alluminio idrofilico, alluminio al magnesio, rame,
acciaio inox.
Il tutto viene completato da un telaio esterno, il cui compito è conferire rigidità
all’intera struttura.
Il circuiti infine fanno capo ad uno o più collettori di mandata e di ritorno.
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Caratteristiche di ogni batteria sono le distanze tra tubo e tubo misurate in
direzione longitudinale e trasversale, lo spessore dell’aletta e la distanza,
passo, tra un aletta e la successiva. In base alla distanza fra le tubazioni si
può eseguire una prima distinzione definendo quattro geometrie
fondamentali prodotte dalla Geo.Coil: P30, P60, P40 e P3012.
 Geometria P60: tubi sfalsati con interasse di 60 mm sull'altezza e 30
mm sulla distanza fra i ranghi. Fori Ø 16,4 mm
Fig. 2.1 Geometria P60
 Geometria P30: tubi allineati con interasse pari a 30 mm in entrambe le
direzioni. Fori Ø 16,4 mm
Fig. 2.2 Geometrie P30
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 Geometria P3012: tubi sfalsati con interasse pari a 30 mm in altezza e
26 mm sulla distanza fra i ranghi. Fori Ø 12,4 mm
Fig. 2.2 Geometrie P3012
 Geometria P40: tubi sfalsati con interasse pari a 40 mm in altezza e
34,6 mm sulla distanza fra i ranghi. Fori Ø 16,4 mm
Fig. 2.2 Geometrie P40
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In base invece al fluido interno utilizzato e alla tipologia di impiego è possibile
eseguire una seconda distinzione fra batterie:
 AC
Acqua calda
 AR
Acqua refrigerata
 AS
Acqua surriscaldata
 COND
Condensazione
 ED
Espansione diretta
 HP
Heat pipe (tubo di calore)
 OIL
Olio diatermico
 VAP
Vapore
Quattro geometrie possibili, otto tipologie disponibili, diversi materiali da poter
selezionare e libera scelta sulle dimensioni; si comprende quindi come le
combinazioni possibili siano innumerevoli. Ciò si riflette positivamente sul
campi di applicazione degli scambiatori Geo.Coil, che trovano posto in:
 Centrali di trattamento aria: batterie di raffreddamento, ad acqua o
espansione diretta, di riscaldamento e di recupero
 Impianti di ventilazione: batterie con esecuzione del telaio a tenuta
(senza trafilamenti d'aria)
 Pompe di calore: batterie per pompe di calore a refrigerante con
inversione di ciclo
 Applicazioni navali off-shore: condizionamento dell'aria, raffredamento
sala macchine, pre-trattamento aria in ingresso ai motori
 Impianti tessili: scambiatori con alette rinforzate a passo largo o tubi
lisci, adatti a funzionare con aria sporca contenente fibre o residui
 Industria cartaria: scambiatori per riscaldamento dell'aria di processo
 Refrigerazione
 Essicatoi
 Liquid coolers e condensatori
 Recupero energetico per impianti di condizionamento
 Recupero energetico da fumi: scambiatori con esecuzione a tenuta
interamente saldati per generazione di acqua calda o surriscaldata
mediante fumi ad alta temperatura provenienti da caldaie e motori
 Camere bianche
 Processi industriali (lavorazioni di materie plastiche macchine per il
trattamento delle superfici, cabine di verniciatura, concerie)
 Raffrescamento o pre-riscaldamento di aria comburente per motori e
turbogas
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2.2.1 Progettazione degli scambiatori
Le applicazioni e le condizioni di esercizio degli scambiatori alettati risultano
essere molteplici. Diverse e complesse sono poi le richieste del cliente che
Geo.Coil deve soddisfare. È per questo che la fase di progettazione diventa
cruciale. Per far fronte nel maniera più flessibile possibile la Geo.Coil ha
sviluppato un software di calcolo (GEOCALC 2002) con il supporto del
Dipartimento di Fisica Tecnica dell’Università di Ingegneria di Milano, al fine
di fornire tutte le informazioni tecniche e prestazionali degli scambiatori ai
propri clienti. Questo software, nella logica di co-progettazione, è stato
distribuito ai clienti principali, che così possono effettuare direttamente
l’ordine dello scambiatore scegliendo le specifiche a loro più consone.
Fig. 2.5 Software GEOCALC
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Fig 2.6 Software GEOCALC: specifiche tecniche
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2.2.2 Il ciclo produttivo
Fig. 2.7 Schema flusso produttivo
Tubo
Fe/Inox/Ottone
Taglio
Attacco
Tubo Cu
Tubo Cu
per batterie
Taglio
Tronchetto
Taglio
Collettore
Forcellatrice
Filettatura
Tronchetto
Foratura
Taglia tubi
Tornitura
Tronchetto
Bombat
ura o
Tubo
Produzion
Foratura/
Filettatura
Tronchetto
Nastro
Al - Cu
Lamiera
Fe/Zn – Inox- Al -Cu
Punzonaturae
taglio lamiera
Tranciatura
Stampa alette
Assemblaggio
e
Rivettatura
Piegatura telaio
Assemblaggio MOA
Rivettatura
Mandrinatura
Mandrinatura
manuale
Costruzione
Collettore
(aggiunta accessori)
Asciugatura
(ED – COND)
Posizionamento e
Saldobrasatura
curvette
Saldatura curvette
e collettori
su batteria
Collaudo in acqua
Rilavorazione
Applicazione
Accessori
Controllo Finale
Imballo
Spedizione
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Stampaggio e assemblaggio delle alette in “pacchi”
Bobine di Cu, Al, AlPr, Almg e Alluminio Idrofilico di vari spessori vengono
introdotte in speciali presse idrauliche. Queste mediante degli stampi
progressivi imprimono il nastro creando dei turbolenziatori e dei collarini, la
cui funzione è distanziare un’aletta dall’altra (ovvero determinano il passo
delle alette) e dei fori ove verranno successivamente infilati i tubi. Il nastro
viene inoltre tagliato a seconda della misura richiesta in fase di progetto. Alla
fine della lavorazione il semilavorato uscente prende il nome di aletta.
Le alette vengono impilate una sopra l’altra in pacchi fino a raggiungere
l’altezza desiderata. Successivamente vengono spostate su appositi banchi
ove vengono fissate in modo provvisorio attraverso l’utilizzo di spine (aste in
ferro).
Fig. 2.8 Pressa per stampaggio alette
Taglio e preparazione di tubi e forcelle
Ogni scambiatore di calore ha bisogno di un determinato numero di tubi o
forcelle. Il numero di tubi totale è dato dal numero dei tubi in altezza
moltiplicato per il numero delle file di tubi o ranghi della batteria.
I tubi sono inizialmente avvolti in rotoli. Vengono srotolati e tagliati a misura
con delle macchine a controllo numerico automatiche. Ad un’estremità del
tubo la stessa macchina crea anche un bicchiere ovvero un rigonfiamento
della parte terminale. Lo scopo del bicchiere è quello di permettere
l’inserimento delle sfere che serviranno poi per espandere il tubo stesso.
Le forcelle sono create da un’apposita forcellatrice, anch’essa automatica e a
controllo numerico. Gli scambiatori di calore possono usare tubi, forcelle o
tubi e forcelle a seconda del disegno del circuito.
I tubi vengono visivamente controllati alla termine del processo al fine di
individuare eventuali difetti.
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Fig 2.9 Linee taglio tubi
Fig 2.10 Linea forcellatrice
Telai
Ogni scambiatore di calore è racchiuso in un telaio che ha lo scopo di
irrobustire la struttura ed evitare che il pacco alettato si possa danneggiare. Il
telaio è costituito da due elementi principali: spalle e piastre. Le piastre sono
quelle parti del telaio dove passano i tubi, sono forate allo stesso modo delle
alette e presentano dei collarini. Se sono in acciaio inox lo loro struttura è
doppia: la parte esterna è in Inox mentre quella interna, a contatto con i tubi
è in Al o Cu. In questo modo i tubi saranno a contatto con un materiale
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"morbido" e si eviterà il tranciamento degli stessa a causa di vibrazioni e
dilatazioni prolungate. Le spalle sono invece le pareti laterali del telaio,
parallele ai tubi scambio.
Fig 2.11 Punzonatura e taglio telaio
Fig. 2.12 Piegatura telaio
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Assemblaggio dello scambiatore di calore
Una volta che tubi, alette e telaio sono pronti vengono assemblati.
Il pacco alettato viene posto su particolari banchi e racchiuso all’interno del
telaio che può essere saldato, rivettato o imbullonato. Si controlla che il telaio
sia in squadra.
Successivamente vengono infilati tutti i tubi all’interno del pacco alettato
controllando visivamente che siano esenti da difetti.
Fig 2.13 Semilavorato in fase di assemblaggio
Mandrinatura dei tubi
Quando tutti i tubi sono stati infilati si procede con la fase di espansione
meccanica, detta mandrinatura. Vengono introdotte delle sfere nei bicchieri
dei tubi; esse hanno un diametro esterno superiore a quello interno del tubo .
Le sfere vengono spinte all’interno dei tubi attraverso speciali pistole
collegate a delle pompe che sparano all’interno di essi acqua con una
percentuale minima di olio. La pressione massima di espansione è di 50 bars
per tutti i tipi di tubo. Il risultato è un aumento del diametro esterno del tubo
che in questo modo dopo l’espansione aderisce perfettamente alle alette.
La procedura sopradescritta viene utilizzata per l’espansione dei tubi. Per le
forcelle l’espansione viene effettuata dalla M.O.A. (Mandrinatrice Orizzontale
Automatica).
Dopo l’espansione lo scambiatore di calore viene rimosso dal bancone e
posto sul pavimento in attesa di essere “lamato”.
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Fig. 2.14 Mandrinatura ad acqua
Fig. 2.15 Mandrinatura ad aste
Lamatura
Tutte le estremità dei tubi sia anteriormente che posteriormente allo
scambiatore (stiamo parlando della parte dei tubi che sporge dal pacco
alettato) vengono lavorate con uno speciale attrezzo collegato ad un
trapano. Scopo di tale lavorazione è rendere tutti i tubi della stessa
lunghezza e fare in modo che le loro estremità siano equidistanti dal pacco
alettato e dalle piastre. Inoltre lo stesso attrezzo crea dei nuovi bicchieri sui
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tubi che serviranno a facilitare e rendere più sicura la successiva brasatura
tra tubi e curvette.
Fig. 2.16 Lamatura
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Curvette
I tubi vengono uniti alle estremità tra di loro, a formare circuiti tramite delle
curvette di dimensioni standard. Esse vengono acquistate esternamente, non
sono prodotte o lavorate internamente.
Lo spessore minimo all’estradosso non è mai inferiore allo spessore del tubo
di scambio.
Fig. 2.17 Circuitazione curvette
Preparazione collettori e attacchi
La prima fase è il taglio secondo specifiche di progetto di collettori e attacchi.
Successivamente si procede alla loro foratura. I tubi infatti in parte sono
saldati a delle curvette e in parte arrivano, tramite tubetti con varie
inclinazioni, ai collettori. Ad un collettore saranno collegati tutti i tubi dei
circuiti in entrata (alimentazioni) mentre nell’altro avremo tutte le uscite.
Alla foratura segue la pulizia del pezzo al fine di rimuovere tutti i residui di
metalli che si producono durante la foratura e che potrebbero compromettere
la durata e il funzionamento dello scambiatore. La pulizia viene effettuata
tramite aria compressa e un apposito attrezzo che rimuove il metallo ancora
aderente ai fori.
Dopo la foratura vengono saldati (o brasati) i fondelli e/o gli attacchi. I fondelli
per i collettori in rame sono eseguiti in modo automatico da una bombatrice.
Quelli in ferro sono saldati da operatori.
Successivamente si procede con la svasatura dei fori, ovvero si sagomano in
modo da facilitarne la brasatura con i tubetti che andranno poi a loro volta
brasati con i tubi di alimentazione e di espulsione.
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Assemblaggio dei collettori
Una volta pronti i collettori vengono collegati allo scambiatore di calore. La
loro altezza dal telaio è variabile. La brasatura è eseguita manualmente.
Test di pressione
Tutti gli scambiatori di calore da noi prodotti prima di essere spediti devono
superare un rigoroso test di pressione. Scopo di tale test è verificare che non
ci siano perdite all’interno dello scambiatore. Le batterie vengono portate ad
una pressione interna di 20-30 bar a seconda dei materiali e dell’applicazione
utilizzando aria secca. Vengono inoltre immerse in una vasca contenente
acqua a temperatura ambiente per un tempo variabile tra i 2 e i 15 minuti a
seconda delle dimensioni.
La procedura è la seguente: si porta lo scambiatore ad una pressione di 5
bar fuori dalla vasca; se tutto è regolare si procede con l’immersione; a
questo punto la pressione viene gradatamente portata alla pressione
nominale di collaudo.
Tecnici specializzati controllano che non ci siano perdite (che si manifestano
attraverso la formazione di bolle nella vasca). Se non ne vengono riscontrate
la batteria viene tolta dalla vasca e riportata alla pressione ambiente. In caso
contrario si riparano le perdite attraverso saldature o brasature con leghe
speciali. Dopo ogni riparazione la batteria viene sempre ritestata fino a
quando non risulterà essere perfettamente a tenuta.
Fig. 2.18 Collaudo in pressione
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Montaggio accessori
La maggior parte degli accessori vengono montati sulla batteria prima del
collaudo. Questo è sempre vero per tutti quei componenti che sono collegati
al circuito acqua o gas (ovvero la parte sotto pressione dello scambiatore)
tipo valvole, distributori, flange ecc. Alcuni particolari come coperchi di
protezione, piastre alte o separatori di gocce possono essere montati dopo il
collaudo.
Fig. 2.19 Montaggio accessori
Imballaggio
Dopo l’eventuale montaggio degli accessori le batterie vengono imballate. Gli
imballi possono essere di tre tipi: imballo leggero, imballo in gabbie di legno,
imballo in casse di legno completamente chiuse.
La prima opzione è usata solo per il mercato domestico quando la merce
viene portata da noi al cliente o viene ritirata direttamente da esso, ovvero
quando la merce non subisce molteplici spostamenti. La seconda opzione è
utilizzata per le spedizioni all’estero. Offre un’ottima protezione per le
operazioni di trasporto, carico e scarico. Gli scambiatori sono bloccati
all’interno di queste gabbie con opportuni supporti in legno. Le gabbie sono
costruite con assi di legno non adiacenti l’una all’altra. La terza opzione è
usata per spedizioni via mare o verso luoghi lontani dove ci sono molteplici
operazioni di carico scarico. E’ completamente chiusa e offre la massima
protezione possibile.
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Fig. 2.20 Imballo in gabbia
Etichettatura
Tutte le batterie prima della spedizione vengono etichettate. Le etichette
sono di tre tipi: descrittive del funzionamento, descrittive del modello e del
cliente, dichiarative di rischi insiti nel prodotto.
Le prime sono opzionali e indicano come lo scambiatore deve essere
collegato nell’impianto (indicano ingresso fluido interno, uscita fluido interno,
direzione flusso dell’aria). Le seconde sempre presenti variano da cliente a
cliente. In genere riportano la sigla identificativa della batteria (Geometria e
tipo di funzionamento, materiale tubi e alette ranghi, tubi, lunghezza pacco
alettato, passo alette, numero di alimentazioni, diametro esterno dei collettori
e posizione di funzionamento), il numero di ordine a cui si riferiscono e il
nome o l’identificativo del cliente.
Le terze indicano invece che lo scambiatore viene spedito in pressione, con
una pressione minima di 0.5 bar (solo per condensatori di gas, tubi di calore,
batterie ad espansione diretta).
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2.3 Recuperatori di Calore Rotativi
Il diffondersi e consolidarsi dell’esigenza del risparmio energetico spingono
tutti verso la continua ricerca di prodotti che garantiscano all’utente finale
standard qualitativi migliori al minor costo.
In questo ultimo periodo, i recuperatori rotativi si stanno imponendo per le
loro elevate efficienze globali negli impianti di trattamento aria sia per usi
civili che in quelli di processo, perciò siamo orgogliosi di poter offrire anche
questo nostro nuovo prodotto.
Il Recuperatore di Energia Rotativo è un apparecchio che incorpora un
rotore a nido d'ape in alluminio il quale ruota lentamente all'interno di un
telaio di contenimento. Un setto centrale lo divide in due parti uguali; l'aria più
calda attraversa metà sezione e cede calore alla massa di metallo investita.
Questa, ruotando lentamente, si porta nella zona attraversata dall'aria più
fredda e le cede il calore accumulato in precedenza.
Aria di
rinnovo
Aria viziata
in estrazione
Aria ripresa
esterna
Aria viziata
espulsa
Fig. 2.21 Schema di funzionamento recuperatore rotativo
Questi apparecchi offrono una maggiore efficienza rispetto ad un
recuperatore statico a flusso incrociato, arrivando a rese comprese tra 70 e
90%.
Nella versione igroscopica, viene recuperato non solo il calore sensibile, ma
anche il calore latente. Questo è estremamente importante negli impianti
frigoriferi, nei quali, grazie alla presenza del recuperatore di calore, può
essere drasticamente ridotto il costo di gestione di altri componenti come
chillers, compressori, batterie, ecc.
Questi apparecchi sono disponibili in varie configurazioni, anche con
regolatore ad inverter della velocità di rotazione, per modularne l'efficienza in
base alle condizioni termoigrometriche dell'aria in uscita o a parametri
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predefiniti dall'utente (variando il numero di giri del rotore, si varia la quantità
di calore scambiata).
I pannelli dell'involucro sono facilmente smontabili, ciò permette una comoda
manutenzione e pulizia. Un apposito settore di spurgo evita la miscelazione
tra l'aria di espulsione e l'aria di rinnovo.
Perchè utilizzare un recuperatore rotativo?
 la più alta efficienza
 basse perdite di carico
 ridotti ingombri e facilità di installazione
 possibilità di modulare il calore scambiato
 facile adattabilità ad ogni condizione di esercizio
 pulizia agevole ed automatizzabile - programmabile
 prodotti con materiali adeguati alle caratteristiche dei diversi ambienti
 bassissimo cross-over fra i flussi
Fig. 2.22 Schema istallazione in impianto
2.3.1 I recuperatori rotativi - Geo.Coil
Nel gennaio 2003, dopo un’attenta analisi del mercato di riferimento e delle
proprie strategie di marketing, la Geo.Coil srl ha deciso di mettere a frutto la
sua esperienza, maturata nel campo della costruzione delle batterie alettate,
e di intraprendere la produzione di scambiatori rotativi.
E’ stata attivato un progetto di ricerca fra il gruppo della Geo.Coil e la CMS –
Costruzioni Macchine Speciali- per la realizzazione del macchinario per la
produzione degli scambiatori e con l’Università di Padova - facoltà di
Ingegneria Dipartimento di Tecnica e Gestione dei sistemi industriali- per la
loro verifica delle prestazioni.
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Geo.Coil Srl a Socio Unico
Fig. 2.23 Avvolgimento rotore
Le principali caratteristiche innovative degli scambiatori rotativi GEO.COIL
sono:
Specifico profilo della Ondulazione
Il profilo del nastro ondulato è stato studiato ed ottimizzato per le applicazioni
tipiche degli impianti di trattamento aria per usi civili: massime efficienze a
parità di perdite di carico.
Fig. 2.24 Profilo rotore
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Materiale standard e igroscopico
La continua ricerca delle prestazioni ha necessariamente un impatto nella
ricerca di nuovi materiali. I rotori Geo.Coil sono realizzati sia con Alluminio
tradizionale (rotori per lo scambio di calore Sensibile) che con Alluminio
Igroscopico (rotori per lo scambio di calore Sensibile e Latente).
Il materiale Igroscopico per Recuperatori Energetici è un nuovo rivestimento
su Alluminio in grado di assorbire e rilasciare l’umidità dell’aria.
Periodo Invernale
Lo scambiatore è riscaldato dall’aria
esausta proveniente dall’interno.
Intanto l’aria di ventilazione,
proveniente dall’esterno, viene
riscaldata dallo scambiatore ed
anche arricchita di umidità rilasciata
dal rivestimento igroscopico.
Periodo Estivo
Lo scambiatore è raffreddato
dall’aria esausta, proveniente
dall’interno. L’aria di ventilazione,
proveniente dall’esterno, è
raffreddata e anche impoverita
d’umidità perché adsorbita dallo
strato dal rivestimento igroscopico
Il recupero energetico è basato su un trasferimento di calore sensibile, legato
alla differenza tra le temperature esterna ed interna e su un trasferimento di
calore latente, legato alla condensazione-vaporizzazione dell’umidità dell’aria
adsorbita-desorbita dalla vernice igroscopica che ricopre il supporto
metallico. Il funzionamento è illustrato nella figura sovrastante:
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Fig. 2.25 Recupero Energetico
Tra i vantaggi di tale rivestimento si può aggiungere una migliore resistenza
alla corrosione del rotore, in ambienti marini (500 ore in nebbia salina norma ASTM B117 ); mediante aggiunta di specifici prodotti antibatterici e
fungicidi, il rotore può limitare nel tempo, la formazione e la crescita di batteri
e funghi.
La sperimentazione condotta su PSEUDOMONAS AERUGINOSA,
ESCHERICHIA COLI, STAFILOCOCCUS AUREUS, ASPERGILLUS NIGER,
CANDIDA ALBICANS e BORDETELLA BRONCHISEPTICA hanno dato
ottimi risultati valutando la diminuzione della carica batterica inoculata sul
materiale in funzione del tempo (da 0 a 35 giorni).
Fig. 2.26 particolare nastro alluminio igroscopico
Il rivestimento, utilizzato da Geo.Coil nei suoi rotori igroscopici, viene
applicato su laminati d’alluminio sgrassati e opportunamente pre-trattati
superficialmente, è costituito da un componente igroscopico in una matrice
polimerica spugnosa. L’igroscopicità è evidenziata dalla struttura cavernosa
della superficie (vedi figura sopra indicata) e l’idrofilia di tale rivestimento è
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denotata dai valori di angoli di contatto praticamente non misurabili perché
molto bassi. In opposizione i rivestimenti a base di zeoliti utilizzati come
setacci molecolari hanno un carattere fortemente idrofobo denotato da un
angolo di contatto >50°.
2.3.2 Analisi delle prestazioni presso il laboratorio del Dipartimento di
Tecnica e Gestione dei sistemi industriali dell’Università di Padova Facoltà di Ingegneria
Per testare le prestazioni degli scambiatori Geo.Coil è stata realizzata una
convenzione di ricerca con l’Università di Padova. Questa collaborazione ha
permesso di instaurare un rapporto di fiducia fra i due gruppi di lavoro che
hanno lavorato in simbiosi reciproca anche nello sviluppo e nelle applicazioni
di questo nuovo prodotto.
Fig 2.27 Apparecchiatura per i test presso il laboratorio
Diagramma delle prestazioni energetiche e perdite di carico / Software
di selezione
Il risultato più appariscente della collaborazione con l’Università di Padova è
stato la realizzazione della banca dati dei test che sono alla base del calcolo
delle prestazioni energetiche e delle perdite di carico dei rotori Geo.Coil.
Poiché la scelta e il dimensionamento del recuperatore rotativo è un
processo complesso e dipendente da numerosi fattori, sono stati messi a
punto un software di selezione e dei diagrammi delle prestazioni per
agevolare l’utente in questa importante e determinante fase. Inoltre i tecnici
della Geo.Coil sono disponibili per particolari problemi e chiarimenti.
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Fig. 2.28 Software di selezione recuperatore rotativo
Parametri che caratterizzano un recuperatore rotativo Geo.Coil:
 Matrice standard o igroscopica;
 Diametro della Ruota : scelta da catalogo (diametro da 600 a 2450
mm) , oppure si realizzano misure speciali su diverse specifiche ;
 Larghezza Matrice 200 mm;
 Angolo di pulizia: se realizzato generalmente si utilizza un angolo di
pulizia pari a 5°;
 Numero di giri costanti o variabili (Generalmente si calcola matrice
igroscopica rpm = 15 e per matrice standard rpm = 10. Se la velocità è
costante verrà installato un controllo ON-OFF altrimenti verrà installato
una scheda di controllo con Inverter)
 Installazione della ruota verticale o orizzontale;
 Ruota completa o rotore singolo.
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