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Vapore e condensa negli scambiatori di calore

Gli scambiatori di calore, vengono spesso utilizzati per riscaldare un fluido o produrre un fluido caldo, mediante l’utilizzo di vapore.

Gli scambiatori di calore a piastre, con le peculiarità che li contraddistinguono, sono sicuramente un’ottima scelta per questo genere di applicazione:

  • compatti
  • efficienti
  • economici

permettono di sfruttare anche il vapore esausto a bassa pressione, proveniente da cicli di lavoro, per produrre comunque fluidi caldi (acqua, olio ecc…), ancora ottimamente sfruttabili e fruibili.

Effetti di uno scarico condense errato su uno scambiatore di calore a piastre

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Condizionamento e risparmio energetico (2)

Impianti di condizionamento posizionati in copertura

Mi è capitato spesso di chiedere ai clienti di installare i gruppi frigoriferi o le torri evaporative, in posizione ombreggiata e comunque non in pieno sole.

Potrebbe apparire una richiesta folcloristica, ma ha un suo significato, legato sia funzionale che energetico.

Dal punto di vista della funzionalità, risulta evidente, senza bisogno di troppo supporto tecnico, che una apparecchiature che deve produrre “freddo”, lavori meglio se installata in zona fresca, che non in pieno sole.

Energeticamente poi il discorso assume una rilevanza legata al rendimento e quindi ai consumi elettrici (parlando soprattuto di chiller e gruppi frigoriferi).

 

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Riempimenti speciali per torri evaporative

Spesso ho affrontato l’argomento dei pacchi di riempimento (filling) delle torri evaporative.

Solitamente questi “riempimenti“, si distinguono in due grandi famiglie:

  • FILM, alto rendimento, compatto, buona resistenza, facile intasabilità, diversi passi disponibili
  • SPLASH, rendimento inferiore, meno compatto, elevata resistenza meccanica, inintasabile

 

 In funzione delle applicazioni e dei processi, si sceglie il tipo di filling e si dimensiona di conseguenza la torre evaporativa.

Torri evaporative per centrale produzione energia

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Gli aerorefrigeratori o free cooler

Il principale vantaggio delle torri e dei condensatori evaporativi è il risparmio d’acqua. Queste macchine hanno però il difetto di essere ingombranti e di richiedere un trattamento chimico dell’acqua di reintegro.

 

Recentemente si tende ad utilizzare un condensatore multitubolare classico alimentato con acqua raffreddata in ciclo chiuso da un aerorefrigeratore.

FREE COOLER T FIN

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I condensatori evaporativi

 

Nei condensatori evaporativi (v. fig. 3), la condensazione del refrigerante avviene all’interno di un serpentino (1), sulla cui superficie esterna, investita dalla corrente d’aria prelevata dal ventilatore (7) attraverso la presa (9), evapora una frazione dell’acqua spruzzata dagli ugelli (2) e riciclata dalla pompa (5). Lo scambio termico avviene quindi in prevalenza sotto forma latente.

 COndensatori evaporativi

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Le torri evaporative negli impianti frigoriferi

Vorrei proporre alcuni cenni basilari sulle macchine termiche, iniziando dalle torri evaporative.

Quando l’acqua di condensazione dei gruppi frigoriferi condensati ad acqua,  deve per necessità essere riciclata occorre provvedere al suo raffreddamento. Servono allo scopo le torri evaporative.

In esse (v. fig. 1), l’acqua proveniente dal condensatore viene spruzzata mediante ugelli (2) su un pacco costituito da lamelle in legno o lamiera zincata (1), oppure da una struttura alveolare in polistirene. Scorrendo in un velo sottile lungo le lamelle e gli alveoli, l’acqua incontra la corrente d’aria attivata dal ventilatore (6). A seconda della posizione del ventilatore, detta corrente può procedere trasversalmente al percorso dell’acqua oppure dal basso verso l’alto, in controcorrente con la stessa (v. fig. 2).

In ogni caso, una piccola frazione dell’acqua in circolazione evapora a contatto con l’aria; l’evaporazione avviene a spese del calore sottratto alla massa liquida che, così raffreddata, si raccoglie sul fondo della torre (3).

torri evaporative

 

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Scambiatori di calore a fascio tubiero o a piastre

Questa è la classica domanda che mi viene posta almeno due o tre volte la settimana…è meglio uno scambiatore di calore a fascio tubiero o uno scambiatore di calore a piastre?

Scartabellando fra i miei documenti ho trovato una sorta di tabella che avevo creato allo scopo, da lasciare ai clienti, con le motivazioni che permettono di valutare un tipo di soluzione o un’altra.

Ovviamente tutto è discutibile e passibile di interpretazione personale, ma sicuramente quanto c’è scritto è realistico.

Scambiatore a fascio tubiero scambiatori di calore a piastre scambiatori di calore a fascio tubiero

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Condizionamento e risparmio energetico

Durante l’estate ho trascorso una settimana in un hotel della catena Grecotel, su di un isola greca, dove mi sono trovato particolarmente bene.

Ho apprezzato l’attenzione all’ambiente nella realizzazione degli impianti.

In pratica le sale da pranzo non hanno aria condizionata, in quanto il posto è ventilato e secco per via delle condizioni ambientali, inoltre la progettazione prevede una sistemazione a terrazze, mantenendo così una buona esposizione al vento, con una serie di piscine esterne, che favoriscono un raffrescamento naturale.

Nelle camere invece l’aria condizionata è presente, ma ci sono dei sensori posizionati su tutte le finestre: nel caso vengano aperte le stesse o le vetrate che si affacciano sull’esterno, i condizionatori si spengono.

Per poter riaccendere il condizionamento bisogna aver chiuso le finestre.

E’ ovviamente una soluzione molto semplice, poco costosa, che onestamente è la prima volte che vedo applicata.

condizionatori

Torri evaporative nelle cartiere

Nell’industria cartaria, vengono utilizzate normalmente torri evaporative per il raffreddamento di diverse utilities.

Fra queste una importante sezione di carico termico, è rappresentata dal raffreddamento delle pompe da vuoto.

La particolare tipologia di utenza, unita all’ambiente decisamente critico, richiedono l’impiego di torri evaporative speciali, con sistemi di riempimento (filling) anti-intasamento.

Torri evaporative anti intasamento

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