Funzionamento a freddo: perché la temperatura è fondamentale per i produttori di apparecchiature

Le pale del ventilatore reversibili sono un potente strumento di pulizia per le macchine che lavorano in aree con elevati livelli di particolato

È giusto affermare che è improbabile che i sistemi di raffreddamento siano in cima all'agenda dei produttori di apparecchiature originali (OEM).

Tuttavia, il raffreddamento gioca un ruolo fondamentale nelle prestazioni, nell'affidabilità e nella manutenzione delle macchine. I progressi nella tecnologia dei ventilatori dovrebbero suscitare sempre maggiore interesse nei produttori che desiderano offrire ai clienti un maggiore ritorno sull'investimento.

L'espulsione automatica del particolato dai radiatori è uno degli aspetti altamente vantaggiosi dell'automazione delle macchine

Con ulteriori normative sulle emissioni apparentemente sospese, gli OEM hanno l'opportunità di tornare a concentrarsi sulle funzionalità essenziali delle macchine. Innovazioni come le ventole autopulenti potrebbero essere fondamentali per migliorare prestazioni, tempi di attività ed efficienza.

Automazione e raffreddamento

La spinta verso l'autonomia – che oggi si traduce in larga parte in automazione funzionale – sta già migliorando le prestazioni delle macchine nel settore edile. Questo aspetto diventerà sempre più importante man mano che gli operatori esperti andranno in pensione o abbandoneranno il settore.

Mark MacDonald, responsabile vendite di Cleanfix Fans, azienda che produce ventilatori reversibili per attrezzature pesanti in diversi settori, afferma: "In media, ritengo che l'automazione delle funzioni delle macchine stia aumentando la produttività e questo può essere significativo per le aziende che gestiscono flotte pesanti".

Un certo livello di autonomia è chiaramente vantaggioso, ma i veicoli completamente autonomi introducono nuove sfide, in particolare in termini di manutenzione. Ad esempio, senza un operatore presente per risolvere i problemi al volo, un semplice radiatore intasato può trasformarsi in perdite di tempo critiche dovute al surriscaldamento o a un flusso d'aria insufficiente.

Premendo un pulsante, un operatore può invertire le pale della ventola, per espellere polvere e altre particelle dal radiatore

"Un problema che avrebbe richiesto a un operatore pochi minuti per essere risolto, ora potrebbe richiedere ore, se si deve aspettare che qualcuno si rechi fisicamente sul posto", spiega MacDonald.

Questo potenziale cambiamento nella manutenzione delle macchine implica che le soluzioni preventive, come la pulizia automatica del sistema di raffreddamento, avranno un valore ancora maggiore.

Raffreddamento: una sfida progettuale

"Per gli OEM, provare a confezionare i sistemi di raffreddamento è stata una sfida, probabilmente da quando sono entrate in vigore le normative sulle emissioni Tier 2", afferma MacDonald.

"Francamente, è abbastanza facile specificare una ventola in grado di fornire il flusso d'aria richiesto. Ora, si tratta più che altro di adattare il sistema a un'architettura di macchina con vincoli di spazio e costi contenuti."

Se a ciò si aggiunge la necessità di mantenere la visibilità dell'operatore, di garantire che la manutenzione possa essere eseguita facilmente e di ridurre al minimo peso e complessità, risulta evidente l'importanza di una progettazione più intelligente delle ventole.

"I refrigeratori puliti sono più efficienti. Non c'è dubbio", afferma Shayne Rose, responsabile tecnico di Cleanfix. "L'introduzione di un ciclo di pulizia regolare migliora l'efficienza complessiva del sistema di raffreddamento. Riduce il fabbisogno energetico della ventola e aumenta le prestazioni della macchina".

La potente ventola autopulente può espellere foglie e altri materiali da attrezzature pesanti

Questo, unito a tecnologie come il passo variabile delle pale, aumenta i vantaggi della ventola, poiché i sistemi più puliti richiedono un flusso d'aria inferiore. La ventola non deve lavorare così intensamente, il che consente di risparmiare energia e potenzialmente prolungare la durata dei componenti della macchina.

Ventilatori autopulenti

I tradizionali ventilatori reversibili azionati idraulicamente funzionano rallentando e invertendo la rotazione del ventilatore per espellere i detriti dai nuclei di raffreddamento.

Sebbene un tempo questo approccio fosse all'avanguardia, comporta dei compromessi.

"Invertire la ventola richiede tempo", afferma Rose, "durante il quale le prestazioni di raffreddamento diminuiscono, e questo può rappresentare un potenziale problema in condizioni di carico elevato e temperature elevate.

"Non è possibile ripristinare le prestazioni di raffreddamento, poiché la ventola ora gira al contrario e la pulizia non è più efficace."

L'effetto di resistenza dovuto all'inversione della rotazione di una ventola è uno spreco di potenza, che viene dispersa nella macchina anche quando il motore non richiede un elevato grado di raffreddamento. Cosa si può fare, quindi, per ridurre questa perdita parassitaria?

Mark MacDonald

I ventilatori Cleanfix adottano un approccio fondamentalmente diverso. Invece di invertire la direzione della ventola, sono le pale stesse a ruotare, invertendo il flusso d'aria. "In questo modo", afferma, "la ventola è in grado di mantenere un elevato livello di efficienza di raffreddamento e di fornire al contempo prestazioni di pulizia di alta qualità".

Si tratta di un'elegante soluzione ingegneristica per una sfida prestazionale del mondo reale.

Sostenibilità e ciclo di vita

Anche i ventilatori autopulenti hanno un chiaro impatto sulla sostenibilità. "Che si tratti di costi di investimento o di sostenibilità derivante dalla maggiore durata della macchina, un ventilatore all'avanguardia migliorerà entrambi gli aspetti", afferma MacDonald.

“La pulizia regolare del radiatore riduce al minimo lo stress termico sul motore, diminuisce il rischio di surriscaldamento e diminuisce la probabilità di guasti catastrofici, il che prolunga la durata dei componenti principali e riduce i tempi di fermo.”

Un motore più performante consumerà anche meno carburante.

Le pale della ventola ruotano attraverso il mozzo della ventola sui propri assi, consentendo loro di essere ruotate nella posizione migliore per il raffreddamento e la pulizia

Per gli OEM con obiettivi di sostenibilità, o per gli utenti finali che puntano a ottenere di più dalla propria flotta riducendo al minimo i tempi di inattività, questa è una situazione vantaggiosa per tutti.

Le ventole autopulenti sembrerebbero adatte ad ambienti come cave e agricoltura, in cui i detriti sono un problema costante. In questi settori, la pulizia quotidiana dei radiatori è più o meno la norma.

"Non vorrai certo dover pulire manualmente i radiatori una volta al giorno. Non è un lavoro divertente e a nessuno piace farlo", dice MacDonald. "Se riesci ad arrivare a fine giornata, premere un pulsante e il radiatore è pulito, chi non lo vorrebbe?"

Ma i vantaggi non si limitano ai casi d'uso estremi. In ambienti più moderati, dove l'accumulo di polvere non sempre attiva spie di allarme o problemi immediati, le macchine che funzionano con un'efficienza inferiore al 100% possono spesso passare inosservate.

"Dal punto di vista dell'efficienza dei consumi, è difficile per gli utenti finali quantificare le perdite di prestazioni delle loro macchine", afferma Rose. In questi casi, le ventole autopulenti potrebbero offrire una soluzione proattiva per ridurre i problemi che si accumulano.

Il grafico mostra il semplice processo mediante il quale è possibile ottenere inversioni temporizzate del passo delle pale del ventilatore

Rose afferma che la tecnologia ha apportato enormi benefici al processo di produzione dell'unità Cleanfix, contribuendo a ridurne la massa per garantire la massima efficienza del carburante, e sottolineando al contempo l'impiego di materiali robusti che le conferiscono una resistenza e una durata impressionanti.

Integrazione intelligente

Secondo MacDonald, gli OEM otterranno il massimo valore interagendo fin da subito con i team di progettazione delle ventole. "Questo potrebbe comportare una riconsiderazione degli altri sistemi", afferma, "ma l'obiettivo è apportare valore e vantaggi agli OEM".

Per quanto riguarda la tecnologia integrata nei sistemi di ventilazione, afferma che offrono molteplici opzioni di controllo e possono essere attivati tramite timer, logica di macchina o manualmente dall'operatore. "Per quanto riguarda il raffreddamento, il sistema utilizza un sistema di controllo elettronico a circuito chiuso per variare il passo delle pale in base ai dati di temperatura in tempo reale.

Responsabile tecnico Cleanfix, Shayne Rose

Questo controllo può essere integrato nella centralina OEM oppure tramite un modulo di controllo che controlla il passo delle pale tramite i dati provenienti dal bus CAN del veicolo.

Questo livello di integrazione consente alla ventola di adattarsi dinamicamente alle mutevoli esigenze di raffreddamento, migliorando ulteriormente l'efficienza.

MacDonald descrive anche un'alternativa unica al controllo elettronico del passo: il sistema Cleanfix Variable-Pitch.

Questa soluzione utilizza celle termiche montate su ventole per ruotare meccanicamente la pala all'angolazione desiderata in base alla temperatura dell'aria di raffreddamento. Questa soluzione elimina tutti i requisiti aggiuntivi di programmazione, hardware e sensori.

vantaggio competitivo

Le ventole autopulenti sono ormai meno un componente aggiuntivo di nicchia e più un componente pratico che migliora le prestazioni e affronta le crescenti sfide del settore, come la carenza di manodopera, i tempi di attività delle macchine, la sostenibilità e il costo totale di proprietà delle macchine.

Per gli OEM, l'integrazione della tecnologia delle ventole autopulenti è un modo per differenziare le proprie macchine e allo stesso tempo ridurre i costi per gli utenti finali.

"Alla fine", afferma MacDonald, "funziona per tutti".

--------

Questo articolo è stato prodotto da Content Studio di KHL, in collaborazione con gli esperti di Cleanfix North America

--------

Tutte le immagini sono per gentile concessione di Cleanfix North America

--------