La torre di raffreddamento – talvolta chiamata anche torre evaporativa - è un sistema di smaltimento del calore che, sfruttando il principio naturale di funzionamento del raffreddamento evaporativo, consente di raffreddare una massa d’acqua (o acqua e glicole) mediante lo scambio con l’aria ambiente.
Il raffreddamento evaporativo - impiegato ormai da tempo nel mercato dell’industria e del condizionamento (HVAC) - è infatti un principio piuttosto semplice che, sfruttando il calore latente di evaporazione dell’acqua, permette di ridurre la temperatura la temperatura dell’acqua di processo facendone evaporare una piccola parte. A titolo esemplificativo si può considerare che, tramite l’evaporazione di un kg di acqua, vengono mediamente dissipate 600 kcal/h (per maggiori dettagli leggi anche: Torre evaporativa: quali fattori influenzano le prestazioni?).
Il parametro di riferimento per lo scambio termico, quindi, non è la temperatura ambiente, ma la temperatura ambiente al bulbo umido, ovvero quella temperatura che può essere determinata con il diagramma psicrometrico, conoscendo la temperatura ambiente e l’umidità relativa. La temperatura al bulbo umido è solitamente inferiore alla temperatura ambiente di circa 4÷6°C (o anche valori maggiori): una torre di raffreddamento acqua permette quindi di raffreddare l’acqua a una temperatura inferiore alla temperatura ambiente.
Le torri evaporative sono pertanto fondamentali in quei processi industriali o di condizionamento dove sono presenti dei cicli termici (come ad esempio il settore alimentare, ospedaliero, chimico-farmaceutico, automotive, …) per i quali diventa fondamentale, al fine del completamento del ciclo stesso e del proseguimento della produzione industriale, che la massa d’acqua di processo venga raffreddata e reintegrata nel processo di produzione.
Come ben spiegato nel video realizzato da Assoclima, l’Associazione dei costruttori di Sistemi di Climatizzazione federata ad ANIMA Confindustria Meccanica Varia di cui anche Decsa fa parte, “Le torri di raffreddamento sono il sistema di smaltimento del calore più affidabile, consolidato ed efficiente tra quelli disponibili sul mercato”. Infatti, rispetto ad altri sistemi di raffreddamento, le torri evaporative hanno consumi fino a quattro volte inferiori, assicurando così un significativo risparmio energetico.
Poiché inoltre la quantità d’acqua evaporata in una torre evaporativa varia normalmente dal 3% al 4%, questi sistemi di raffreddamento assicurano un recupero dell’acqua ricircolata del 96-97% e quindi un basso consumo di acqua.
Nell'ambito delle torri di raffreddamento industriali, è possibile suddividere gli impianti in due famiglie:
Vediamo nel dettaglio come funzionano queste torri evaporative.
Come anticipato, le torri evaporative a circuito aperto sono impianti di raffreddamento che, mettendo a contatto diretto l’acqua e l’aria , sfruttano il principio di funzionamento del raffreddamento evaporativo, assicurando bassi consumi energetici. Le torri di raffreddamento acqua funzionano come uno scambiatore di calore:
Si noti che l’evaporazione – pur contenuta – di una parte di acqua nelle torri di raffreddamento a circuito aperto, impone il reintegro della stessa all'interno del processo.
Come detto, il processo di raffreddamento è favorito dalla grande superficie di scambio termico fornita dai pacchi di scambio presenti all'interno della torre. Decsa, grazie alla possibilità di disporre di un dipartimento di Ricerca e Sviluppo all'avanguardia, è riuscita a migliorare lo scambio termico all'interno delle proprie torri evaporative utilizzando dei pacchi di scambio sempre più performanti e bilanciando al meglio il rapporto L/G. In questo modo è possibile ottenere delle temperature di uscita dell’acqua raffreddata sempre più vicine ai valori di temperatura a bulbo umido di riferimento.
È bene precisare che l’aria all'interno della torre evaporativa può essere aspirata - tramite ventilatori assiali - oppure può essere spinta, per mezzo di ventilatori centrifughi . Al fine di andare incontro a tutte le esigenze, Decsa offre ai propri Clienti una vasta gamma di soluzioni, con modelli di torri evaporative aperte sia di tipo assiale che centrifugo.
Per maggiori dettagli, visita le pagine dedicate alle nostre torri di raffreddamento a circuito aperto SQA , TMA-EU, TMR .
Anche le torri di raffreddamento a circuito chiuso sono sistemi che sfruttano il principio del raffreddamento evaporativo per raffreddare un flusso di acqua di processo mediante l’aria.
A differenza di un impianto a circuito aperto tuttavia, le torri evaporative a circuito chiuso non mettono a contatto diretto l’acqua di processo con l’aria. In questo caso, infatti, l’acqua rimane all'interno di uno scambiatore di calore, isolandola dall'ambiente esterno; l’acqua di processo rimane così in un sistema chiuso, pulito e libero da possibili contaminazioni.
Nelle torri evaporative a circuito chiuso si generano pertanto due circuiti separati:
Isolando l’acqua dall'ambiente esterno, le torri evaporative a circuito chiuso sono particolarmente adatte in contesti in cui l’acqua di processo non può essere inquinato da agenti esterni. Evitando l'evaporazione dell’acqua e della conseguente necessità di reintegrarlo, queste torri consentono di non contaminare il liquido né danneggiare le componenti del processo industriale.
Ciò premesso, il processo tradizionale di una torre evaporativa a circuito chiuso prevede le seguenti fasi:
Utilizzando batterie di scambio termico in HDGS “full surface” ad alta efficienza ed ottimizzando al meglio il bilanciamento L/G, le torri evaporative Decsa assicurano elevate performance di efficienza ed affidabilità.
Disponibili sia nei modelli con ventilatori assiali (REF-A) sia nei modelli con ventilatori centrifughi (REF-C), queste torri evaporative si integrano al meglio dove silenziosità ed affidabilità sono un punto fondamentale nella selezione delle apparecchiature.
Per maggiori dettagli, visita le pagine dedicate alle nostre torri di raffreddamento a circuito chiuso: REF-A e REF-C.
Leggi anche: Cos'è e come funziona un condensatore evaporativo?
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