Torri evaporative: cosa sono?

Le torri di raffreddamento, o torri evaporative, hanno come funzione la dissipazione di calore proveniente da un liquido attraverso un gas. Il più delle volte la fase gassosa è costituita da aria o vapore d’acqua e la fase liquida da acqua. In sintesi uno scambiatore di calore tra acqua e aria, che attraverso la sottrazione di calore dal liquido conduce all’evaporazione di una minima quantità di acqua, rispetto al totale in circolo.

All’interno dei processi industriali, nell’ambito HVAC e della produzione energetica spesso viene prodotto del calore in esubero che deve essere in qualche modo smaltito. Tra le diverse alternative disponibili a raggiungere questo obiettivo, le torri evaporative costituiscono una delle soluzione efficiente ed economica presenti sul mercato.

Torri evaporative: quali sono i vantaggi?

La semplicità strutturale delle torri, unita alla loro efficienza in termini di rapporto costo/kW dissipati rendono questi impianti ampiamente utilizzati sia in ambito civile che industriale.

L’utilizzo di torri di raffreddamento evaporativo è più efficace rispetto all’utilizzo di raffreddamento con aria secca, se si desidera una temperatura finale del fluido, al si sotto della temperatura ambiente. Infatti, come Assoclima conferma, con 1 Kg di acqua il calore sottratto è di 2.200 kJ per °C, invece con 1 Kg di aria il calore rimosso è di circa 1 kJ per °C. Fra l’altro grazie al raffreddamento evaporativo è possibile ridurre la temperatura dell’acqua in uscita fino a circa la temperatura del bulbo umido, che è inferiore rispetto alla temperatura a bulbo secco. La temperatura di bulbo umido, difatti, è la temperatura più bassa che si può ottenere per evaporazione dell’acqua nell’aria, a pressione costante.

In termini di consumi energetici, una torre riesce a consumare fino a quattro volte in meno, rispetto ad altri sistemi di raffreddamento. Se si considera la sempre maggiore attenzione al tema del surriscaldamento del pianeta, oltre che del consumo energetico, è chiaro che l’utilizzo di una torre evaporativa rappresenta una delle soluzioni più vantaggiose.

Torri di raffreddamento: come funzionano?

Il principio di funzionamento di una torre evaporativa a circuito aperto forzato, il modello più comunemente usato. Nelle torri evaporative il fluido di processo (acqua) viene raffreddato tramite un flusso di aria fredda in controcorrente. L’acqua (4) viene spruzzata dagli ugelli posizionati sopra il pacco di scambio termico (3), dove entra in contatto con il flusso di aria fredda aspirata dalle griglie (2). Durante il passaggio nel pacco di scambio termico una parte dell’acqua evapora e le gocce più grandi vengono separate dal flusso di aria grazie ai separatori di gocce sovrastanti il distributore (5). L’aria calda satura viene immessa in atmosfera dalla parte alta della torre (6). L’acqua raffreddata si raccoglie nel bacino e viene aspirata dall’uscita predisposta munita di filtro. Il circuito è di tipo aperto in quanto l’acqua da raffreddare entra a contatto con l’atmosfera.

Torre evaporativa

Sistema di funzionamento torre evaporativa

Come dimensionare una torre di raffreddamento?

I parametri da tenere a mente nel momento in cui si sceglie di adoperare una torre sono i seguenti:

  • Potenza termica da dover dissipare
  • Temperatura dell’acqua in ingresso
  • Temperatura dell’acqua in uscita
  • Temperatura del bulbo umido nel luogo in cui deve esser installata una torre

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