Nei complessi sistemi di automazione e meccanici moderni, la gestione della temperatura è cruciale per il mantenimento dell'efficienza e della longevità delle macchine. La temperatura del fluido in un circuito idraulico aumenta durante il funzionamento a causa delle perdite di attrito nei condotti e delle inefficienze nelle trasformazioni energetiche.
Se la temperatura supera i limiti consentiti, può compromettere le caratteristiche del fluido e danneggiare il sistema e le guarnizioni di tenuta. Pertanto, è essenziale mantenere l’olio idraulico alla temperatura definita dal progettista.
Chiller Industriali per il Raffreddamento di Olio
Attraverso un chiller industriale è possibile raffreddare acqua e olio; in base alle necessità il sistema di refrigerazione dovrà essere ad aria o ad acqua.
Con differenti tipologie di macchine utensili si ha la necessità di raffreddare l’olio per il mandrino o quello idraulico. I chiller industriali ad acqua basano il loro funzionamento sulla condensazione sfruttando la compressione di gas come freon, ammoniaca, composti a base di etano e metano.
Associati a macchine utensili permettono di controllare in modo efficiente la temperatura dell’olio del mandrino e dell’olio idraulico, prevenendo fenomeni di deformazione.
Come Funziona un Chiller Olio?
Un chiller olio è un tipo di refrigeratore industriale che utilizza un circuito chiuso per raffreddare l'olio in applicazioni industriali, inclusi i sistemi idraulici. Il processo di raffreddamento in un chiller olio inizia quando l'olio caldo proveniente dalla macchina entra nel chiller.
L'olio passa attraverso uno scambiatore di calore, dove cede il suo calore al refrigerante circolante all'interno del chiller. Questo trasferimento di calore raffredda l'olio, che viene poi reimmesso nel sistema a una temperatura sicura e gestibile.
I chiller olio svolgono un ruolo cruciale nel proteggere le macchine dal surriscaldamento. Il surriscaldamento può causare danni significativi ai componenti della macchina, riducendone l'efficienza e la durata. L'uso dei chiller olio contribuisce anche a migliorare l'efficienza energetica dei sistemi.
I chiller olio rappresentano una componente fondamentale per il corretto funzionamento delle centraline idrauliche e di altri sistemi industriali. Attraverso il loro meccanismo di raffreddamento, questi dispositivi assicurano che l'olio mantenga una temperatura ottimale, proteggendo così le macchine dal surriscaldamento e contribuendo alla loro efficienza energetica e longevità.
Tra tutte le apparecchiature che forniscono utilities di riscaldamento e/o raffreddamento dell’olio, CHILLER FLUX 35 trova la sua applicazione più comune nel raffreddamento di impianti idraulici o di lubrificazione, ad esempio in impianti oleodinamici per gli organi in movimento, su macchine utensili e operatrici che utilizzano azionamenti idraulici oppure anche nelle lavorazioni meccaniche, dove sono presenti diverse tipologie di impianto che necessitano di sistemi di raffreddamento (laminazione, fresatura, marcatura ecc).
Scambiatori di Calore: Tipi e Funzionamento
Gli scambiatori di calore sono dispositivi che permettono il trasferimento di calore tra fluidi a temperature diverse. Ecco alcuni tipi:
- Scambiatori Aria-Olio: Utilizzano l’aria per raffreddare l’olio.
- Scambiatori Acqua-Olio: Utilizzano l’acqua per raffreddare l’olio.
Un’applicazione molto comune degli scambiatori di calore è il loro utilizzo per il raffreddamento di impianti idraulici o di lubrificazione, ad esempio su macchine utensili e operatrici che utilizzano azionamenti idraulici e impianti oleodinamici per gli organi in movimento.
In tutti questi settori, l’olio utilizzato per gli attuatori idraulici o semplicemente per la lubrificazione assorbe il calore ceduto dalle pompe e/o dal movimento meccanico generato.
Il calore accumulato dall’olio idraulico deve essere smaltito affinché l’olio mantenga le adeguate proprietà lubrificanti e di viscosità, in quanto una sua alterazione farebbe venir meno la corretta azione lubrificante con gravi danni per macchinari e impianti.
Tutti gli impianti di questo genere sono pertanto dotati di un sistema di raffreddamento dell’olio mediante scambiatore di calore.
In GFT - Global Filtration Technology, su richiesta di alcuni clienti, è stato realizzato un sistema di raffreddamento aria-olio a elevata efficienza, con massa radiante ad aria forzata tramite ventola. CHILLER FLUX 35 raffredda l'olio a ciclo continuo utilizzando l’aria dell’ambiente, pertanto il rischio che l'olio venga raffreddato più del necessario è pressoché inesistente, ed ecco perché il sistema nasce naturalmente privo del sensore che arresta il sistema al raggiungimento della temperatura desiderata.
Termoregolazione dell'Olio Idraulico
Termoregolazione olio idraulico e controllo delle temperature di processo sono fattori indispensabili per la continuità produttiva nell’industria. La temperatura di lavoro ideale di un sistema idraulico dovrebbe essere compresa tra i 45 e i 50 gradi: tutti gli oli idraulici, infatti, cambiano viscosità al variare della temperatura, diventando più viscosi quando questa scende e più fluidi quando invece sale.
E dato che la temperatura influisce sulla viscosità dell’olio, per mantenere efficiente il processo di lavoro è opportuno controllarla e regolarla, mantenendola attorno al valore di viscosità corrispondente e pensato in fase di progettazione del sistema.
Durante le stagioni più fredde, quando l’olio idraulico dei nostri sistemi è sottoposto a temperature più rigide, può capitare che la partenza dell’impianto sia rallentata dall’alta viscosità del fluido idraulico. Evitare l’aumento di viscosità mantenendo una temperatura costante e corretta dell’olio in fase di avviamento consente dunque all’impianto di poter iniziare la produzione immediatamente e a pieno regime, senza ritardi legati alla perdita di efficienza per l’elevata viscosità del fluido.
Manutenzione degli Scambiatori di Calore
Una manutenzione preventiva e regolare degli scambiatori di calore è fondamentale per mantenerne l’efficienza e prolungarne la vita operativa. Le operazioni di manutenzione includono la pulizia delle superfici di scambio termico da impurità come grasso, polvere e foglie, che possono ridurre la resa del radiatore e portare al surriscaldamento del sistema.
Applicazioni Industriali
Le diverse soluzioni costruttive fornite dall’industria consentono la massima libertà progettuale, rispondendo alle esigenze operative più varie. Alcune applicazioni industriali includono:
- Settore Edile: Le macchine da costruzione, come autogrù, gru su camion, autobetoniere e pompe calcestruzzo, utilizzano impianti oleodinamici per la movimentazione delle parti mobili.
- Macchine Utensili: Includono tutte le macchine che trasformano il materiale per deformazione o per asportazione di truciolo, come torni, rettificatrici e presse idrauliche.
Tra le numerose applicazioni realizzate in questo settore, vediamo un caso esemplificativo di sistema di raffreddamento realizzato per un cliente che opera nel comparto della meccanica di precisione, realizzando macchinari di lavorazione a elevata precisione e ripetibilità.
Nella fattispecie, è stato realizzato un sistema di raffreddamento integrato a elevata efficienza, che prevede l’impiego di una serie di apparecchiature per garantire il corretto livello di temperatura, sia dell’olio idraulico che dell’olio da taglio. Il sistema si avvale di un gruppo frigorifero centralizzato, condensato ad aria, quindi con un circuito perfettamente sigillato, senza consumo di acqua.
Entrambe sono poi state sottoposte a una analisi dei tempi di lavoro e dei tempi morti, ottimizzando la capacità del serbatoio volano.
Problematiche e Soluzioni
L’olio che si surriscalda durante le ore lavorative o che è invece troppo freddo all’avviamento del macchinario rappresenta una difficoltà molto diffusa, trasversale a tutti i settori dell’industria.
Sempre nel caso del raffreddamento ad acqua, occorre inoltre pensare alla possibile rottura meccanica di un tubo e di una piastra, che porterebbe alla miscelazione di acqua e olio. Se l’acqua entra nel circuito dell’olio, i danni causati alle macchine asservite ai circuiti idraulici possono essere molto gravi se non addirittura irrecuperabili.
Per evitare questo genere di problemi, si utilizza un metodo molto semplice, ovvero mantenere la pressione dell’olio circolante nel circuito idraulico maggiore di quella dell’acqua presente nel circuito di raffreddamento. In questo modo nella eventualità di una rottura può al limite avvenire un trafilamento di olio nell’acqua, che verrà intercettato da un calo del livello di olio nel serbatoio, monitorato da appositi livellostati.
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