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Produzione di calore per i processi industriali

18 Marzo 2005 - Il settore alimentare, delle bevande, il tessile e il cartiero potrebbero vantaggiosamente utilizzare il solare termico a bassa temperatura. L’attività di ricerca in Italia è svolta nell’ambito del Task 33 della IEA. Enerpoint fornirà il suo contributo al gruppo di lavoro.

 

Un’altra applicazione molto promettente del solare termico è la produzione di calore da utilizzare nei processi industriali. La domanda di calore per tali applicazioni rappresenta nei paesi europei circa il 7% dei consumi energetici finali complessivi e dunque questo potrebbe essere per il solare termico un ampio spazio aggiuntivo di mercato.

Affinché il solare termico possa essere utilizzato in questo campo è necessario che:
 la temperatura del calore richiesto non superi i 250 °C;
 la domanda di calore sia continua e costante (si escludono a priori le attività industriali a forte carattere stagionale, dove, ad esempio, si verificano periodi di inattività di 4¸6 mesi);
 vi sia la possibilità tecnica di inserimento del sistema solare nel processo.

I settori industriali che risultano più adatti sono pertanto quello alimentare (preparazione cibi in scatola, trasformazione della carne, oleifici, caseifici, ecc.), quello delle bevande (birra, bibite gassate, distillazione vini e liquori, ecc.), quello tessile, quello cartiero e una parte dell’industria chimica.

Si stima che più del 50% del calore necessario a questi processi sia richiesto a temperature inferiori a 200 °C. A tali temperature, il calore può essere impiegato nei processi di lavaggio e sterilizzazione (bottiglie, altri contenitori, vestiti o cibi), cottura dei cibi, pastorizzazione del latte, fermentazione dell’alcool, pigmentazione e lavaggio dei vestiti, essiccazione dei prodotti e trattamenti chimici.

In genere gli impianti solari per queste applicazioni hanno superfici dei collettori installati variabile tra i 100 e i 3.000 m2 e, in alcuni impianti, il calore solare copre fino al 60% della domanda complessiva di energia termica.

In generale l’impianto solare può essere accoppiato direttamente al processo specifico, oppure può “aiutare” il sistema centrale di produzione di calore, preriscaldando l’acqua in ingresso ad una caldaia a vapore oppure generando vapore in maniera diretta.
Questa ultima circostanza è molto rara ed è possibile solo quando viene richiesto calore a bassa pressione (2¸3 bar) e in climi con elevata disponibilità di radiazione solare, altrimenti il sistema solare risulta eccessivamente costoso.
Il caso di accoppiamento diretto, quando possibile, è sempre da preferire, poiché consente di sfruttare in modo ottimale l’impianto solare durante le fasi del processo a temperatura più bassa. Si può fornire energia termica preriscaldando, tramite uno scambiatore, un fluido circolante oppure direttamente, ad esempio mantenendo ad una data temperatura una vasca per il lavaggio dei vestiti.

Una differenza fondamentale dei sistemi solari per applicazioni industriali rispetto ai “tradizionali” impianti solari termici, è la necessità di una più attenta coibentazione delle tubazioni e del serbatoio di accumulo, date le più alte temperature in gioco e, quindi, il maggiore rischio di dispersioni termiche verso l’esterno.
In Italia l’attività di ricerca nel settore è svolta a livello europeo nell’ambito del Task 33 della International Energy Agency (Task 33: www.iea-ship.org).

Per l’Italia i lavori sono seguiti dal Dipartimento di Meccanica e Aeronautica dell’Università di Roma “La Sapienza”. Tra le aziende che hanno manifestato l’intenzione di collaborare alle attività del gruppo di lavoro c’è anche Enerpoint srl.

 

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