Torri evaporative: cosa sono e come funzionano

Le torri evaporative sono una soluzione tecnologica chiave per la gestione efficiente del calore negli impianti industriali e di climatizzazione, essenziali per il riutilizzo dell’acqua riscaldata in processi come la condensazione. L’acqua che esce da un condensatore ha una temperatura elevata, rendendone necessario il raffreddamento prima del reimpiego.

Gestione dell’acqua e i vantaggi delle Torri evaporative

La necessità di raffreddare l’acqua riscaldata da un condensatore può essere gestita in due modi: il sistema ad “acqua a perdere”, dove l’acqua viene scaricata, adatto a impianti piccoli o con abbondante disponibilità idrica; oppure, per impianti di maggiori dimensioni e per ottimizzare le risorse, si impiegano le torri evaporative. Questi dispositivi sono fondamentali per abbassare la temperatura dell’acqua, consentendone il riutilizzo nel ciclo di raffreddamento e migliorando l’efficienza energetica del sistema, riducendo significativamente gli sprechi idrici.

Principio di Funzionamento Il funzionamento di questi sistemi si basa sul principio dell’evaporazione. L’acqua calda entra in contatto con un flusso d’aria più fredda; una piccola quantità di acqua evapora, assorbendo il calore latente e raffreddando la massa d’acqua restante. Questo processo permette di dissipare efficacemente il calore in eccesso nell’atmosfera. Queste strutture, spesso riconoscibili sui tetti degli edifici per la loro forma e i grandi ventilatori, sono cruciali per mantenere il comfort climatico e l’efficienza dei sistemi di climatizzazione.

Tipologie di Torri evaporative

Le torri evaporative si classificano in base a diversi fattori:

1. Flusso d’aria

Tiraggio Naturale: Sfruttano la convezione (per es. in grandi centrali elettriche).
Tiraggio Meccanico: Usano ventilatori per forzare o indurre il flusso d’aria.

2. Metodo di scambio termico

A Umido: Raffreddano tramite evaporazione diretta dell’acqua.
A Secco: Raffreddano senza evaporazione, attraverso uno scambiatore.
Ibride: Combinano i due metodi per maggiore versatilità.

3. Contatto acqua-aria

A Circuito Aperto: L’acqua da raffreddare è a diretto contatto con l’aria.
A Circuito Chiuso: L’acqua circola in un sistema sigillato, e il calore viene scambiato indirettamente. Il funzionamento di una torre a circuito aperto, il modello più comune, implica la distribuzione dell’acqua su un pacco di scambio dove incontra l’aria in controcorrente; l’acqua raffreddata viene quindi raccolta nel bacino.

Il condensatore evaporativo

Un condensatore evaporativo è uno scambiatore di calore specializzato per la condensazione di gas refrigeranti (come l’ammoniaca o sintetici), impiegando un processo di raffreddamento evaporativo simile a quello delle torri a circuito chiuso. A differenza di queste, il fluido da condensare è il gas refrigerante, che scorre all’interno di serpentine. L’acqua viene spruzzata esternamente sulle serpentine mentre l’aria fresca passa in controcorrente, facilitando la condensazione del gas. L’efficienza è legata alla temperatura al bulbo umido, permettendo temperature di condensazione inferiori. Il sistema prevede un circuito primario (gas) e uno secondario (acqua).