Andrea Verondini |
||||
|
GESTIRE L’ ACQUA
Acqua a perdere vs torri evaporative All’ uscita dal condensatore, la temperatura dell’ acqua è più elevata rispetto all’ ingresso e questo riscaldamento compromette la possibilità di riutilizzare l’ acqua per il medesimo scopo, rendendola inadatta a garantire un’ efficienza energetica ottimale del sistema. Di fronte a questa situazione, si possono adottare due soluzioni principali per gestire l’ acqua: Il sistema ad acqua a perdere prevede di convogliare l’ acqua riscaldata direttamente verso un circuito di scarico, dove viene eliminata dal ciclo operativo. Solitamente, tale soluzione viene impiegata in impianti di dimensioni contenute, soprattutto laddove si abbia accesso a fonti come pozzi o sorgenti naturali, che garantiscono un approvvigionamento sufficiente di acqua fresca. Per gli impianti di dimensioni più grandi o per situazioni in cui l’ acqua disponibile deve essere ottimizzata e riutilizzata, si ricorre alle torri evaporative. Questi dispositivi riducono la temperatura dell’ acqua, riportandola a valori che ne consentono il riutilizzo efficace all’ interno del processo di condensazione. Grazie a questo metodo, si ottimizza l’ efficienza del sistema e si riduce lo spreco d’ acqua
|
Una torre di raffreddamento rappresenta uno strumento essenziale per la dissipazione del calore, utilizzando l’ acqua come mezzo principale per trasferire l’ energia termica in eccesso di un processo termico direttamente nell’ atmosfera. In particolare, il funzionamento di una torre di raffreddamento si basa sul principio della rimozione del calore dall’ acqua attraverso l’ evaporazione di una piccola quantità della stessa, che viene successivamente reintrodotta nel circuito operativo della macchina. Il processo avviene grazie alla miscelazione dell’ acqua calda con aria più fredda, un’ interazione che permette il rilascio del calore latente di vaporizzazione e produce un evidente abbassamento della temperatura dell’ acqua stessa. Se vi capitasse di osservare un panorama urbano dall’ altezza di un grattacielo, potreste distinguere delle strutture di forma generalmente quadrata, spesso dotate di grandi ventilatori collocati sulla sommità degli edifici. Questi impianti sono, a tutti gli effetti, torri di raffreddamento ad acqua che svolgono il loro compito senza sosta. La qualità del sistema di climatizzazione di un edificio ha un impatto diretto sull’ esperienza vissuta al suo interno. Risulta evidente che nessuno apprezza soggiornare in ambienti con impianti di condizionamento malfunzionanti o inefficaci, almeno non per periodi prolungati. Al contrario, strutture dotate di sistemi di raffreddamento avanzati e ben progettati regalano una sensazione di comfort tale da essere spesso motivo per cui ci si sente invogliati a frequentarle nuovamente, talvolta anche solo per godere della piacevole frescura offerta. Questo livello di comfort, apparentemente semplice ma in realtà frutto di notevoli progressi tecnologici, è il risultato delle continue innovazioni e della modernizzazione applicata ai sistemi di climatizzazione commerciale. CATEGORIE DI T ORRI Le torri di raffreddamento si suddividono prin-
|
cipalmente in due categorie basate sul meccanismo di flusso dell’ aria: tiraggio naturale e tiraggio meccanico. Inoltre, possono essere classificate per il metodo di trasferimento del calore( umido, secco o ibrido) e la configurazione del contatto tra acqua e aria( circuito aperto o chiuso). Di seguito viene proposta una spiegazione più approfondita:
Classificazione per flusso d’ aria Torri di raffreddamento a tiraggio naturale: sfruttano la convezione naturale, utilizzando grandi camini per far fluire l’ aria verso l’ alto attraverso la torre. Si trovano spesso in impianti industriali di vasta scala, come le centrali elettriche. Torri di raffreddamento a tiraggio meccanico: ricorrono a ventilatori per muovere l’ aria attraverso la struttura, e si distinguono ulteriormente in: Tiraggio forzato: i ventilatori sono posizionati all’ ingresso dell’ aria, spingendo il flusso d’ aria nella torre. Tiraggio indotto: i ventilatori si trovano in corrispondenza dell’ uscita della torre, aspirando l’ aria attraverso di essa.
Classificazione per metodo di scambio termico Torri di raffreddamento a umido: utilizzano il processo di evaporazione per raffreddare l’ acqua; una parte dell’ acqua evapora nel flusso d’ aria, assorbendo il calore. Torri di raffreddamento a secco: qui l’ acqua viene raffreddata senza evaporazione, trasferendo il calore all’ aria in assenza di contatto diretto con l’ acqua. Torri di raffreddamento ibride: combinano i principi del raffreddamento a umido e a secco, offrendo una maggiore versatilità operativa.
Classificazione per contatto acqua-aria Torri di raffreddamento a circuito aperto: in questo tipo, l’ acqua entra direttamente in contatto con l’ aria, favorendo sia l’ evaporazione che lo scambio termico.
|
Torri di raffreddamento a circuito chiuso: in queste torri, l’ acqua circola dentro un sistema chiuso; il calore viene scambiato con l’ aria tramite uno scambiatore di calore classico. Oltre alle classificazioni fondamentali, vi sono ulteriori suddivisioni che si basano su configurazioni specifiche, come il tipo di flusso d’ aria o la disposizione delle ventole, che determinano se l’ aria viene aspirata o espulsa. A queste si aggiungono anche altre variabili rilevanti. Il funzionamento di una torre evaporativa a circuito aperto forzato, il modello più diffuso, si basa su un processo di raffreddamento del fluido( acqua) mediante un flusso di aria fredda che viaggia in controcorrente( figura 2). L’ acqua viene distribuita tramite ugelli( 4) collocati sopra il pacco di scambio termico( 3), dove si mescola con l’ aria fredda aspirata attraverso le griglie( 2). Durante il passaggio nel pacco, una parte dell’ acqua evapora mentre le gocce più grandi vengono trattenute grazie ai separatori di gocce posizionati sopra il distributore( 5). L’ a- ria calda satura prodotta durante questo processo viene espulsa nella parte superiore della torre( 6) verso l’ atmosfera. L’ acqua raffreddata si deposita nel bacino, da cui viene periodicamente estratta, per manutenzione, attraverso un’ uscita dotata di filtro( 1). Il circuito è definito aperto poiché l’ acqua da raffreddare interagisce direttamente con l’ atmosfera esterna.
IL CONDENSATORE EVAPORATIVO Un condensatore evaporativo è un innovativo scambiatore di calore progettato per condensare gas refrigeranti naturali, come l’ ammoniaca, o quelli appartenenti alla famiglia dei sintetici, sfruttando il principio del raffreddamento evaporativo. Questo processo si basa sul calore latente di evaporazione dell’ acqua, il quale permette di rimuovere il calore dal gas refrigerante contenuto nello scambiatore di calore e di causare l’ evaporazione di una piccola quantità dell’ acqua spruzzata sulla serpentina. La riduzione del calore nel condensatore evaporativo avviene mediante uno spruzza-
|
|
20 TIS n. 426 DICEMBRE 2025 I www. infoimpianti. it |