Definizione della torre di raffreddamento

Candela Rocio Barbisan
Ingegnere chimico

Una torre di raffreddamento/refrigerazione è una tipologia di scambiatore di calore diretto in cui i fluidi che si scambiano energia sono in pieno contatto tra loro. In generale, sono progettati per raffreddare l'acqua, estraendo energia sotto forma di calore dall'evaporazione del acqua, formando vapore, quindi, in una torre di raffreddamento c'è un trasferimento di calore e massa. Vale a dire, il trasferimento di calore avviene per meccanismo convettivo e trasferimento di vapore dall'acqua all'aria (che esce dalla torre con un'alta percentuale di umidità). Lì viene prodotta una corrente di servizio largamente utilizzata nell'industria, che è “l'acqua di torre”.

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Una torre di raffreddamento è un'apparecchiatura sempre in termini di componenti e design. Consiste in un involucro che circonda il riempimento o gli evaporatori, attraverso i quali circolerà l'acqua. Allo stesso modo, sono presenti una o più ventole, che possono anche diventare pale a seconda delle dimensioni e delle esigenze di raffreddamento. Questi ventilatori sono azionati da un motore. In generale il flusso all'interno della torre è controcorrente, questo implica che l'acqua entri dalla parte superiore, si distribuisca ed entri in contatto con l'aria, che entra dal basso, inducendone la circolazione attraverso i ventilatori posti nella parte superiore o inferiore, a seconda del tipo di Torre.

Quando l'acqua entra, lo fa attraverso un sistema di distribuzione con irrigatori, in modo da distribuire efficacemente il fluido all'interno. Per questo sono presenti canali aperti (generalmente in vetroresina) o piastre disperdenti, che assicurano una distribuzione uniforme del fluido all'interno del riempimento. L'acqua può provenire da un serbatoio o da un circuito chiuso, essendo stata precedentemente utilizzata in un processo e reindirizzata, dopo essere passata attraverso la torre, ad un'altra apparecchiatura.

Quando l'acqua cade, lo fa attraverso un riempitivo, che consente di espandere l'area di contatto e migliorare il trasferimento di calore. Esistono quindi molti tipi di filler, a seconda del tipo di acqua da trattare. In generale si consiglia: riempimento laminare se il servizio è pulito o acqua per uso industriale; riempimento misto se l'acqua può contenere tracce di solidi e riempimento a spruzzi quando si lavora con un servizio con elevate probabilità di intasamento, solidi in sospensione, contenuto di oli, grassi, paraffine e/o fibre. Il materiale di imbottitura può variare dal legno al PVC.

I separatori di gocce in genere sono formati anche da fogli di PVC o PP, che riducono al minimo le perdite di acqua per trascinamento. I separatori di gocce sono anche conosciuti come eliminatori di rugiada, nome che deriva dalla loro funzione.

Tipi di torre a seconda dello scatto

Esistono tre tipi di torri: a tiraggio naturale, a tiraggio indotto, a tiraggio forzato o a flusso incrociato. Come indica il nome, ogni caso è facilmente identificabile.

Nel primo caso si dice che la torre ha tiraggio naturale quando non ha ventole o pale, in quanto, per la semplice differenza della densità dell'aria, l'aria umida che lascia la torre e assorbe l'umidità dall'acqua è più densa dell'aria più fredda, l'aria atmosfera. È il caso delle torri delle centrali termiche, dove le taglie per ottenere il raffrescamento desiderato sono elevate e richiedono elevate portate d'acqua.

Quando nella torre di raffreddamento viene indotto un tiraggio, viene posizionato un ventilatore nella parte superiore, che induce la corrente d'aria fluire dal fondo, attraverso il riempimento, entrando in contatto con l'acqua e lasciando sul fondo aria satura superiore. È il tipico modello a torre per essere considerato il più efficiente in termini di design.

Le torri a tiraggio forzato individuano il ventilatore nella parte inferiore. L'aria lavora contro corrente, poiché il ventilatore ne induce l'uscita attraverso la parte superiore. L'acqua, come nel caso del tiraggio indotto, entra dall'alto attraverso i distributori e scende verso il basso, dove viene raccolta.

Infine, le torri a flusso incrociato funzionano con flusso perpendicolare tra i corsi d'acqua. L'acqua entra dall'alto e si raccoglie nella parte inferiore della torre, mentre l'aria entra orizzontalmente e attraversa l'acqua perpendicolarmente.