Le torri di raffreddamento: scambi di calore

La trasmissione del calore è un principio conosciuto e utilizzato sin dai tempi della Roma antica: si pensi alle terme e alle suspensure utilizzate nei calidari.

Al giorno d’oggi il principio della trasmissione del calore viene utilizzato, in maniera scientificamente e tecnologicamente più raffinata, nello scambiatore di calore e nelle torri di raffreddamento, che grazie ai ricambi torri si mantengono sempre in funzione, sfruttando un trasferimento di massa evaporativo, quindi l’acqua cede parte della sua energia all’aria, abbassando conseguentemente la sua temperatura.

I calidari e i tepidari delle terme romane invece mettevano in atto il principio dello scambio di calore grazie alle suspensure, che erano dei pilastri di circa mezzo metro su cui poggiava il pavimento, che veniva riscaldato dall’aria sottostante che circolava grazie allo spazio creato dalle suspensure e che usciva da un forno, il praefurnium.

La suspensura quindi era un antenato dei moderni scambiatori di calore, da cui provengono gli attuali  scambiatori ad aria; nel caso delle suspensure che venivano costruite nelle terme romane e in alcune ville, la rigenerazione scambiatori era determinata semplicemente dall’alimentazione del forno che serviva a riscaldare l’aria necessaria a generare il meccanismo di riscaldamento.

Per permettere all’aria di circolare liberamente negli scambiatori moderni è necessario effettuare una pulizia scambiatori regolare: i tubi devono essere liberi da eventuali residui per evitare di limitare il passaggio dell’aria che, circolando, permette lo scambio di energia termica. Le torri di raffreddamento sono anch’esse degli scambiatori di calore: il loro funzionamento segue il principio dello scambio di calore tra gas e liquidi, per cui l’acqua che entra ad una data temperatura la modificherà in seguito all’incontro con il gas (che può essere vapore acqueo), arrivando all’uscita con una temperatura più bassa. Lo scambio avviene con l’utilizzo di ventole, che spingono l’aria all’incontro con l’acqua, anche se ciò può avvenire anche senza le ventole, nel caso delle torri più grandi, che sono in grado di sfruttare l’evaporazione dell’acqua stessa risparmiando così energia, ma la conformazione fisica delle torri dovrà permetterlo: dovranno quindi essere verticali perché gas e liquidi possano incontrarsi nei loro rispettivi tragitti.

Per poter funzionare a dovere, le torri di raffreddamento hanno bisogno che l’aria non sia satura in vapore acqueo: ad esempio, possono avere delle difficoltà di funzionamento in un giorno di pioggia, perché l’aria è già satura e lo scambio tra gas e liquidi non è quindi possibile. Gioca tutto sullo stato dell’aria, che più è secca più può scambiare calore con l’acqua e farle perdere quindi temperatura; le torri di raffreddamento sono un esempio di sfruttamento delle leggi fisiche della natura nei prodotti dell’industria per arrivare allo scopo, come in realtà ce ne sono tanti: si pensi, ad esempio, ai termosifoni, che sfruttano anch’essi lo scambio di calore tra l’interno del tubo dove circola l’acqua e l’esterno. L’acqua fredda infatti viene riscaldata alla base e, calda, sale verso l’alto, come accade all’acqua che bolle nella pentola, che si riscalda in basso, vicino al fuoco, sale verso l’alto, si raffredda e scende di nuovo, circolando in questo modo finché la fonte di calore rimane accesa.

A cura di Lia Contesso

Prima Posizione srl - pay per performance

Comunicato di Lia | Pubblicato Giovedì, 08-Lug-2010 | Categoria: Aziende