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