Non a caso, le torri di raffreddamento sono anche dette “torri evaporative”.

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• Torre di raffreddamento a circuito aperto: l’acqua scorre verso il basso attraverso un materiale di riempimento, distribuendosi in una sottile pellicola. Ventole all’interno della torre aspirano aria fredda dall’esterno, la quale attraversa il materiale di riempimento, a contatto con l’acqua “calda”. Una minima parte di acqua evapora, assorbendo il calore dall’aria, mentre la parte residua si raffredda e viene raccolta in un bacino per il suo riutilizzo. Video di funzionamento della torre evaporativa a circuito aperto.
• Torre di raffreddamento a circuito chiuso: l’acqua “calda” del processo industriale non entra in contatto diretto con l’aria, ma circola invece in un circuito chiuso all’interno della torre. Un fluido secondario scorre in un circuito separato, adiacente al circuito primario: questo viene “spruzzato” sul circuito primario a tubi lisci e asporta il calore del liquido ivi contenuto. Il contatto tra l’aria, prelevata dai ventilatori, e l’acqua spruzzata fa sì che quest’ultima si raffreddi a sua volta. Video di funzionamento della torre evaporativa a circuito chiuso.

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• Costi di installazione e manutenzione contenuti.
• Efficienza di raffreddamento molto elevata.

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• Nessuna contaminazione del circuito primario.
• Riduzione del rischio di congelamento, potendo inserire nel circuito ad esempio del glicole etilenico.
• Un sistema più semplice, grazie a tipo di layout e ai ridotti ingombri.

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Componenti comuni a torri di raffreddamento aperte e chiuse:

• corpo torre,
• bacino di raccolta dell’acqua,
• uno o più ventilatori,
• pacco separa-gocce (per evitare il trascinamento di gocce di acqua),
• sistema di pompaggio,
• sistema di controllo elettrico (opzionale).

Dato il differente sistema di scambio termico, il componente deputato a questa funzione è naturalmente peculiare per i due sistemi: pacco di scambio termico (nel caso della torre di raffreddamento a circuito aperto) e batterie di scambio termico (per la torre di raffreddamento a circuito chiuso, nonché per il condensatore evaporativo).

Sia i componenti comuni sia quelli peculiari necessitano di una manutenzione periodica, pertanto, sono sempre preferibili design che consentono un semplice accesso alle parti interne alla macchina: le scadenze sono precise e possono essere indicate dal produttore o dal consulente del raffreddamento.

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In generale, i costi di una torre di raffreddamento a circuito aperto si aggirano da poche migliaia di euro a centinaia di migliaia di euro: un buon consulente del raffreddamento può aiutare a selezionare la torre migliore per le proprie esigenze, anche grazie al supporto di software avanzati di calcolo e dimensionamento. In questo modo, si ottimizzano i costi di acquisizione e il ROI.

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Esistono tre tipi principali di sistemi di raffreddamento evaporativo: torri di raffreddamento a circuito aperto, torri di raffreddamento a circuito chiuso, condensatori evaporativi.

Nelle torri a circuito aperto, l’acqua da raffreddare entra in diretto contatto con l’aria ambiente, evaporando in minima quantità e cedendo calore. Nelle torri a circuito chiuso, l’acqua da raffreddare non entra in contatto diretto con l’aria: scorre in un circuito chiuso all’interno di uno scambiatore di calore, dove cede calore ad un secondo circuito di acqua che evapora parzialmente. Il principio di funzionamento del condensatore evaporativo è lo stesso di una torre di raffreddamento a circuito chiuso. Come unica differenza strutturale, il fluido di processo da raffreddare è un gas (spesso ammoniaca) invece che acqua.

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Durante il periodo freddo del giorno e/o dell’anno, l’aria fredda esterna viene aspirata dai ventilatori e viene a contatto con una batteria alettata in cui è presente il fluido di processo (acqua o gas): in questo modo, l’aria stessa assorbe il calore. Invece, durante il periodo caldo del giorno e/o dell’anno, un diverso funzionamento è impostato grazie al sistema di controllo elettronico: l’aria esterna, infatti, viene pre-raffreddata tramite il passaggio attraverso un pacco adiabatico impregnato d’acqua. Da questo punto, le operazioni sono le medesime di un dry cooler semplice. La risorsa idrica utilizzata è comunque molto contenuta.

Video di funzionamento di un raffreddatore o condensatore adiabatico.

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• richiedono l’utilizzo di acqua (ma in quantità differenti);
• possono essere utilizzati per raffreddare processi industriali e impianti di climatizzazione civile;
• hanno un impatto ambientale contenuto grazie a una serie di specifiche tecniche e rappresentano ottimi sistemi per il ricircolo di risorse preziose in ambito industriale.

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