In collaborazione con Mario Lonardi Dav Coil srl

La gestione dell’energia termica ha un ruolo fondamentale nell’industria. Soprattutto oggi, con le oscillazioni del costo dell’energia poco prevedibili, il recupero di calore nei processi termici industriali non è semplicemente un’opportunità di efficientamento, ma una vera e propria necessità strutturale. Ogni flusso termico non ottimizzato si traduce infatti in una perdita di potenziale energetico e in un incremento delle emissioni, in altre parole: uno spreco.

Intercettare, trasferire e riutilizzare tale energia consente non solo di migliorare il rendimento complessivo degli impianti, ma anche di contribuire in modo concreto alla sostenibilità ambientale e alla competitività delle imprese.

Come funziona il recupero del calore

Il principio alla base del recupero termico è relativamente semplice: prima che i fumi esausti vengano rilasciati in atmosfera da un generatore di calore (caldaia o forno), viene inserito un sistema di scambio termico che trasferisce energia a un fluido vettore (acqua, aria o fluido di processo). In questo modo, i fumi si raffreddano fino a temperature più basse, mentre il fluido recupera energia utile che può essere reimpiegata nel processo produttivo.

Dal punto di vista ingegneristico, il cuore del sistema è lo scambiatore di calore, progettato in funzione delle caratteristiche dei fumi (puliti o carichi di particolato), delle temperature operative e degli spazi disponibili. Dove c’è calore, infatti, è potenzialmente possibile installare uno scambiatore.

Le principali tecnologie di recupero

All’interno delle centrali termiche industriali, il recupero del calore si realizza attraverso diverse soluzioni tecnologiche:

• Economizzatori: recuperano il calore sensibile dei fumi per preriscaldare l’acqua di alimento della caldaia, aumentando il rendimento complessivo del sistema.
• Condensatori: permettono di recuperare anche il calore latente dei fumi, sfruttando la condensazione del vapore acqueo contenuto nei gas di combustione.

Scambiatori aria-fumi: utilizzati per preriscaldare l’aria comburente del bruciatore, migliorando l’efficienza della combustione.

Recuperatori di calore: sistemi più generici che trasferiscono energia tra fluidi diversi, spesso integrati in configurazioni compatte con bypass.

La scelta della soluzione più idonea non è mai standardizzata (ne parleremo tra poco): ogni sistema di recupero può essere progettato in modo custom in funzione delle specifiche caratteristiche del processo, dell’impianto e del contesto operativo, con l’obiettivo di massimizzare l’efficienza energetica garantendo al contempo affidabilità e durabilità nel tempo.

Detto questo, una configurazione particolarmente diffusa prevede una sequenza di recupero: prima un economizzatore (temperature più elevate), seguito da un condensatore (temperature più basse), massimizzando così il recupero energetico.

Sfide applicative e soluzioni avanzate

Non tutti i contesti industriali consentono l’adozione di soluzioni standard. Ad esempio, i fumi derivanti dalla combustione di oli pesanti o biomasse possono essere altamente contaminati. In questi casi, soluzioni economiche rischiano di compromettere l’affidabilità e la durata degli impianti. Si ricorre quindi a superfici di scambio più ampie e a tecnologie avanzate, come gli scambiatori con piastre pillow plate, che consentono una maggiore resistenza allo sporco e una migliore gestione dei flussi termici.

Un’altra sfida riguarda gli spazi limitati, tipici degli impianti esistenti. In ottica di retrofit degli impianti termici industriali, è fondamentale adottare soluzioni compatte e integrate, come scambiatori con sistema di bypass. Questi permettono di escludere temporaneamente il recupero senza interrompere il processo, garantendo flessibilità operativa e continuità produttiva.

Recupero del calore oltre i fumi

Il recupero termico non si limita ai gas di combustione. In ambito industriale è possibile recuperare energia anche da materiali solidi, come le sabbie di fonderia, che tradizionalmente venivano raffreddate all’aria aperta dissipando grandi quantità di energia. Oggi, grazie a soluzioni innovative, è possibile intercettare questo calore e riutilizzarlo, contribuendo a recuperare migliaia di kW altrimenti dispersi.

Integrazione con cogenerazione e trigenerazione

Il recupero del calore trova piena espressione nei sistemi di cogenerazione e trigenerazione. Nel primo caso, si produce simultaneamente energia elettrica e termica; nel secondo, si aggiunge anche la produzione di energia frigorifera. In quest’ottica, il calore recuperato può alimentare pompe di calore, chiller ad assorbimento o sistemi di raffrescamento, riducendo ulteriormente i consumi energetici complessivi.

Il ruolo dei sistemi di combustione avanzati

Un elemento chiave per massimizzare l’efficienza del recupero termico è rappresentato dai sistemi di combustione. I bruciatori industriali Weishaupt, ad esempio, integrano sistemi di controllo digitale della combustione che consentono un monitoraggio continuo e una regolazione precisa dei parametri operativi. Questo si traduce in una combustione più efficiente, minori perdite e condizioni ottimali per il recupero del calore.

Inoltre, l’intervento di efficientamento può partire proprio dal bruciatore, come primo passo di un percorso di riqualificazione energetica dell’impianto. L’integrazione tra bruciatori ad alte prestazioni e sistemi di recupero consente di ottenere risultati significativi in termini di risparmio energetico e riduzione delle emissioni.

Benefici del recupero del calore

Implementare sistemi di recupero del calore nei processi termici industriali comporta numerosi vantaggi:

• Riduzione del consumo di combustibile
• Diminuzione delle emissioni di CO₂
• Miglioramento del rendimento energetico degli impianti
• Ottimizzazione dei costi operativi
• Maggiore sostenibilità ambientale

Il recupero del calore è la strategia più efficace per migliorare l’efficienza energetica nei processi industriali. Grazie all’evoluzione delle tecnologie di scambio termico e all’integrazione con sistemi avanzati di combustione, oggi è possibile applicare queste soluzioni anche in contesti complessi e precedentemente non sfruttabili.

Per realtà come Weishaupt Italia e Dav Coil, impegnate nello sviluppo di soluzioni innovative per la combustione industriale, il recupero del calore è un elemento centrale nella progettazione di impianti sempre più efficienti, sostenibili e orientati al futuro.