I Sistemi di Freecooling si suddividono tra la Torre Evaporativa, il Raffreddatore a ventilatore e il Drycooler Adiabatico
Scopri cos'è la Torre Evaporativa in questo articolo
Cos'è il Raffreddatore?
Il sistema più semplice di free cooling è quello di raffreddare acqua, o qualsiasi fluido, attraverso il semplice scambio di calore tra il fluido che passa all'interno dello scambiatore, generalmente una batteria alettata, e l'aria, forzatamente convogliata attraverso lo scambiatore mediante ventilatori.
Cos'è il Drycooler Adiabatico?
Il Drycooler adiabatico mi permetto di definirlo come una Torre evaporativa specifica per alcuni utilizzi.
Con il Drycooler adiabatico, l'aria non incontra direttamente lo scambiatore, in cui c'è l'acqua da raffreddare, bensì, lambisce una parete adiacente allo stesso. La parete, che è a contatto con l’aria, viene bagnata. Quindi, il dry cooler sfrutta anche il calore latente dell’acqua: infatti, l'aria si carica di vapor d’acqua fino a percentuali prossime al 90%, raffreddando così il fluido nello scambiatore (c'è anche da considerare l'effetto efficienza di scambio dello scambiatore).
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Vediamo le differenze tra la torre evaporativa ed il drycooler adiabatico attraverso degli esempi
Come utilizzare il grafico psicometrico per la torre evaporativa: prendi la temperatura che devi raggiungere e segnala sulla linea della temperatura. Sali fino alla curva dell'umidità relativa del 100%, quindi spostati lungo la diagonale che porta all'umidità assoluta fino ad incrociare la curva dell'umidità relativa che hai in ambiente. Infine, scendi in verticale fino alla linea della temperatura e quella sarà la temperatura ambiente.
Per il Drycoller Adiabatico alla temperatura di set devi aggiungere i 5°C di scambio termico, e invece di arrivare alla curva del 100% di umidità relativa ti fermi a quella del 90%.
Esempio 1: Temperatura ambiente 40°C e umidità relativa 50%, potenza 100kW
La torre evaporativa può raffreddare l'acqua fino ai 30°C 😳 (un bel salto vero?), se vogliamo fare un esempio, non di parte, consideriamo una torre con scambiatore annegato per cui occorre aggiungere 5°C per via dell’efficienza di scambio, quindi si ottengono 35°C. Il consumo di acqua si calcola Q = 100kW x 860kcal/kW / 540kcal/kg = 159lt/h al quale si aggiunge il consumo dovuto allo spurgo.
Prendiamo ora il drycooler adiabatico. Innanzi tutto, considerando un livello di saturazione del 90%, la temperatura limite è di 37°C (32°C per l'effetto adiabatico + 5°C per lo scambio termico). Il consumo di acqua è il 90% rispetto la torre e quindi 135lt/h e non ha spurghi.
Conclusione: in questo caso la differenza non è molta, converrebbe il drycooler adiabatico soprattutto se non si hanno particolari esigenze di temperatura.
Esempio 2: Temperatura acqua di mandata 22°C e umidità relativa ambiente 50%, potenza 100kW
La torre evaporativa riesce a raffreddare l'acqua fino ai 22°C con quell'umidità se la temperatura ambiente è di 30°C (senza scambiatore intermedio). Il consumo di acqua si calcola Q = 100kW x 860kcal/kW / 540kcal/kg = 159lt/h al quale si aggiunge il consumo dovuto allo spurgo.
Con il drycooler adiabatico, considerando un livello di saturazione del 90%, la temperatura ambiente dovrà essere al massimo di 35°C. Il consumo di acqua è il 90% rispetto la torre e quindi 135lt/h e non ha spurghi.
Conclusione: in questo esempio invece la torre mi permette un funzionamento decisamente maggiore durante l'anno e quindi con un opportuno sistema di automazione risparmi considerevoli rispetto al chiller.
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