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Le organizzazioni industriali possono accelerare la decarbonizzazione modificando l’alimentazione dei riscaldatori di processo, passando dall’uso di combustibili fossili ai sistemi elettrici. Questo tipo di elettrificazione deve essere applicato adottando un approccio sistemico, tenendo conto dell’intero circuito termico. Di tutti i componenti necessari per passare all’alimentazione elettrica, i pannelli di controllo sono tra i più importanti. I pannelli di controllo utilizzati per le applicazioni su larga scala devono essere progettati in modo da ottimizzare affidabilità, accessibilità e sicurezza. In questo articolo Jeff McClanahan, responsabile del segmento business presso Watlow, prestigiosa società che sviluppa tecnologie industriali, spiega per quale motivo l’approccio sistemico sia essenziale nella realizzazione dei componenti per l’elettrificazione.
Quando si parla di elettrificazione non è importante capire se o quando, ma piuttosto come verrà implementata. In tutto il mondo, le aziende si impegnano a ridurre la propria impronta ecologica. Vari settori industriali puntano a “passare all’elettrico” nell’ambito di un programma più vasto di decarbonizzazione. Ma i dettagli pratici di questa trasformazione non sono immediatamente chiari. Non si tratta semplicemente di sostituire dei riscaldatori a gas con altrettanti riscaldatori elettrici, in quanto è indispensabile tenere conto anche dei requisiti di ingombro, posizionamento e connettività del pannello di controllo che verrà utilizzato per regolare tali riscaldatori elettrici. Queste considerazioni, a loro volta, influiranno sulle modalità e sulla tempistica di manutenzione dell’impianto, sulla durata dei tempi di inattività e sulle prospettive di espansione futura.
L’approccio sistemico consente di fare un passo indietro, per valutare quale impatto potrebbero avere complessivamente, sull’impianto e sui processi, considerazioni progettuali diverse, anziché concentrarsi sul funzionamento o sulla sostituzione di un singolo componente. Inoltre, l’approccio sistemico influisce sugli aspetti commerciali di un processo industriale, in quanto invita i progettisti a confrontare le diverse opzioni tenendo conto del costo totale di proprietà.
Vincere le sfide su larga scala
L’applicazione di un approccio sistemico al riscaldamento dei processi è alla base delle considerazioni che hanno portato alla progettazione dei pannelli di controllo WATCONNECT L e XL di Watlow. Questo articolo approfondisce il processo di creazione di tale design, per meglio illustrare la potenza di questo approccio.
Adottare un approccio sistemico non significa individuare una o due soluzioni per vincere una specifica sfida, ma trovare tutte le soluzioni possibili in grado di ottimizzare un determinato esito. Prendiamo ad esempio l’affidabilità. Come si può intervenire per ottimizzare l’impianto e assicurare il quasi 100% di operatività? Per quanto riguarda il design dei pannelli WATCONNECT, la soluzione adottata partiva dall’analisi del funzionamento termico dell’impianto. Tutti gli impianti generano calore e il calore eccessivo è il nemico giurato dei componenti elettronici. Pertanto, era essenziale ottimizzare l’impianto mantenendo sotto controllo il calore generato.
La soluzione dei progettisti di Watlow prevedeva maggiore isolamento dell’impianto, meno energia ove possibile e un flusso d’aria ottimizzato in tutto l’impianto. In particolare, il miglioramento del flusso d’aria ha richiesto l’uso di ventole per componenti elettronici ad alta affidabilità, in ingresso e in uscita, dotate di funzione di monitoraggio avanzato, che forniscono fino al doppio del flusso d’aria rispetto alle ventole standard in uso nel settore. In questo modo, ossia ottimizzando il controllo della dispersione di calore all’interno del pannello, Watlow è in grado di prolungare la vita dei componenti elettronici, aumentando notevolmente il livello di affidabilità.
Altre considerazioni progettuali includono le opzioni di accessibilità. Un apposito portello presente nell’unità consente di accedere al 90% dell’impianto, proteggendo al tempo stesso l’utente dai componenti ad alta tensione. Questa caratteristica permette a un addetto di individuare eventuali problemi all’impianto in funzione, evitando qualsiasi rischio derivante dall’apertura del pannello “a caldo”. In più, aumenta l’operatività in quanto non è strettamente necessario disattivare il pannello per indagare sui guasti di minore entità.
Inoltre, i pannelli WATCONNECT sono stati progettati con interconnessioni interne in rame pieno, per contenere i fenomeni di espansione e contrazione. Questa soluzione si dimostra particolarmente valida per quanto riguarda i giunti ad alta resistenza, in quanto più questo componente si riscalda, se realizzato con materiali diversi dal rame, maggiore è la probabilità che si verifichino guasti.
Infine, nonostante questi pannelli rientrino nella categoria “grandi componenti”, occupano solo il 50% dello spazio richiesto dai pannelli della concorrenza. Ciò può agevolare l’installazione dei pannelli in caso di limitazioni di spazio. Oppure, se vengono utilizzati per sostituire delle apparecchiature esistenti, lo spazio risparmiato consente di installare altre apparecchiature di importanza critica, agevolando l’espansione futura.
Le organizzazioni industriali possono accelerare la decarbonizzazione modificando l’alimentazione dei riscaldatori di processo, passando dall’uso di combustibili fossili ai sistemi elettrici. Tuttavia, non si tratta semplicemente di sostituire una tecnologia con un’altra. È necessario adottare un approccio sistemico per valutare l’impatto dei singoli componenti sull’intero impianto.
La tecnologia dei pannelli di controllo non è una novità, ma esistono nuove problematiche associate alla realizzazione di pannelli di controllo per applicazioni su larga scala. Per risolvere in modo efficace le problematiche legate all’elettrificazione, il design di questi pannelli di controllo deve ottimizzare caratteristiche quali affidabilità, accessibilità e sicurezza, e offrire un’impronta ecologica ridotta.
Per ottenere maggiori informazioni sulle soluzioni di elettrificazione Watlow, visitate watlow.com
