Teoria delle Tecnologie di Raffreddamento

Come funzionano le torri di raffreddamento a circuito aperto e chiuso, i condensatori evaporativi e i sistemi adiabatici: una rapida guida alla conoscenza delle tecnologie di raffreddamento.

Raffreddamento evaporativo a circuito aperto: come funziona

Sfruttando un semplice principio naturale secondo il quale l’evaporazione forzata di una minima quantità d’acqua provoca un abbassamento della temperatura della massa d’acqua principale, il raffreddamento evaporativo rappresenta ancora oggi il sistema di raffreddamento più largamente utilizzato nel campo civile ed industriale.

Il limite minimo di temperatura teoricamente raggiungibile da una torre evaporativa è rappresentato dalla temperatura al bulbo umido dell’aria atmosferica misurata nella zona di installazione, che è solitamente di molto inferiore rispetto a quella del bulbo asciutto.

In realtà, per effetto di fattori di rendimento legati alla saturazione dell’aria, una torre adeguatamente dimensionata riesce a raffreddare l’acqua sino a temperature di appena 2-3°C sopra la temperatura al bulbo umido.

Su questa base molti impiantisti e costruttori di macchine dimensionano i circuiti di raffreddamento e gli scambiatori di calore, prevedendo già in origine l’utilizzo di acqua di torre e potendo quindi garantire rendimenti ottimali degli impianti e un consumo di energia ridottissimo.

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Theory of Cooling Technologies_Open-Circuit Cooling Towers
MCC Closed Cooling Tower

Raffreddamento evaporativo a circuito chiuso: come funziona

La torre a circuito chiuso, per lo smaltimento del calore, sfrutta lo stesso principio fisico della torre di raffreddamento a circuito aperto: l’evaporazione forzata di una minima quantità d’acqua provoca un abbassamento della temperatura della massa d’acqua principale.

Il fluido da raffreddare è introdotto nel collettore superiore di una batteria di tubi sulla quale viene spruzzata continuamente acqua ricircolata dal piccolo circuito di raffreddamento evaporativo, premontato sull’apparecchio.

L’evaporazione di una parte dell’acqua in ricircolo asporta il calore da smaltire tramite la superficie di scambio della batteria. La resa di una torre a circuito chiuso dipende dalla temperatura ambiente a bulbo umido.

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Condensatori evaporativi: come funzionano

Il condensatore evaporativo è un tipo particolare di condensatore di refrigerante che sfrutta lo stesso tipo di smaltimento di calore che avviene nella torre di raffreddamento.

Il refrigerante (alo-idrocarburo o ammoniaca) da condensare, è introdotto nel collettore superiore di una batteria di tubi. Come per le torri di raffreddamento a circuito chiuso, sulla batteria viene spruzzata continuamente acqua ricircolata dal piccolo circuito di raffreddamento evaporativo, premontato sull’apparecchio.

L’evaporazione di una parte dell’acqua in ricircolo asporta il calore da smaltire tramite la superficie di  scambio della batteria. La resa di un condensatore evaporativo dipende, come al solito per un’unità evaporativa, dalla temperatura ambiente a bulbo umido.

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MCE_Your Process Cooling Advisor
PAD-V Adiabatic Dry Cooler

Raffreddamento adiabatico: come funziona

Il raffreddatore adiabatico sfrutta il fenomeno del raffreddamento adiabatico per migliorare l’efficienza della batteria alettata utilizzata per raffreddare miscele di acqua e glicole o per condensare gas frigoriferi.

Il fenomeno termodinamico definito “raffreddamento adiabatico” consiste nell’abbassamento della temperatura dell’aria mediante la sua umidificazione.

La temperatura raggiungibile è detta “temperatura di saturazione adiabatica” e, in funzione dell’efficienza del sistema di umidificazione utilizzato, può essere di diversi gradi centigradi inferiore rispetto alla temperatura dell’aria “secca”.

MITA ha sviluppato un sistema di raffreddamento dell’aria che permette di sfruttare al massimo le caratteristiche dei ventilatori in termini di portata, unitamente ad un altissima efficienza di umidificazione.

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