Impianti tecnologici

Raffreddamento

Attraverso una progettazione ingegnosa dell’impianto di raffreddamento e l’integrazione di diverse utenze è possibile sfruttare l’energia eccedente in modo versatile e ottimizzare il fabbisogno energetico. In questo senso la macchina frigorifera, in gergo chiller, non serve solo a raffreddare gli ambienti, ma il suo calore di scarico viene utilizzato anche per riscaldare.

Roland Obkircher

Tecnico del freddo da Schmidhammer

Quando abbiamo caldo, sudiamo. La temperatura del sudore però è identica a quella del corpo. Quindi non è il sudore in sé a raffreddare, come invece farebbe l’acqua fredda del rubinetto: il processo di raffreddamento avviene mediante l’evaporazione, cioè nel momento in cui il sudore cambia stato e da fluido diventa gassoso.

In un impianto di raffreddamento succede la stessa cosa, ma in un sistema a circuito chiuso. Un mezzo di raffreddamento sottoposto ad alta pressione viene portato a un livello di pressione inferiore attraverso una piccola valvola (valvola a farfalla) e fatto evaporare (evaporatore). Durante questa operazione all’ambiente viene sottratta energia sotto forma di calore, raffreddandolo. Il mezzo di raffreddamento evaporato viene risucchiato e compresso (compressore). Ora, posto nuovamente sotto pressione, ha però una temperatura molto più elevata di quella ambientale e quindi cede all’aria l’energia accumulata tornando allo stato liquido (condensatore). E il ciclo ricomincia.

Il chiller a compressione utilizza come mezzo di raffreddamento l’ammoniaca, l’anidride carbonica, l’idrocarburo o il fluorocarburo.

Raffreddamento
Raffreddamento
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Progettazione scrupolosa

Gli impianti di raffreddamento devono essere progettati bene, visto che l’energia frigorifera costa tre volte di più dell’energia termica.

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Freddo, che più freddo non si può

La temperatura più bassa mai misurata è di 100 picokelvin. Mediante la refrigerazione magnetica e a laser si è riusciti a limitare quasi del tutto i movimenti del gas.

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Caldo e freddo

Una coppia inseparabile: il principio che sta dietro al raffreddamento poggia sul fatto che il calore di processo viene sottratto e ceduto all’ambiente.

Per rendere disponibile il calore di scarico per il riscaldamento dei locali, l’impianto di raffreddamento può essere integrato con una pompa di calore. La pompa di calore non è altro che un chiller a compressione a ciclo inverso che consente di aumentare il livello di temperatura del calore che riceve. La bassa temperatura così generata produce quel gradevole calore radiante degli impianti riscaldamento a pavimento e di raffrescamento/riscaldamento a soffitto.

Negli impianti industriali esiste anche la possibilità di sfruttare il cascame di vapore in sovrapressione per il raffreddamento. Questa energia frigorifera, tuttavia, è meno fredda del freddo industriale. In questo ambito si utilizzano speciali chiller ad assorbimento che, a seconda di come vengono impostati, alternano fasi di riscaldamento e di raffreddamento. Il calore residuo nel vapore saturo viene impiegato per scaldare il mezzo di assorbimento. Grazie alla rigida separazione tra la fase di riscaldamento e quella di raffreddamento, accumulatori di questo tipo sono adatti come tamponi per l’energia frigorifera che serve nel raffrescamento degli edifici.

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