Come funzionano insieme un refrigeratore, una torre di raffreddamento e un'unità di trattamento dell'aria

Come funzionano insieme un refrigeratore, una torre di raffreddamento e un'unità di trattamento aria per fornire aria condizionata (HVAC) a un edificio? In questo articolo affronteremo questo argomento per comprendere le basi di un impianto centralizzato HVAC.

Come funzionano insieme una torre di raffreddamento e un'unità di trattamento dell'aria

I principali componenti del sistema di raffreddamento centrale sono:

• Refrigeratore
• Unità di trattamento aria (UTA)
• Torre di raffreddamento
• Pompe

Il refrigeratore sarà solitamente posizionato nel seminterrato o sul tetto, a seconda del tipo di refrigeratore utilizzato. I refrigeratori sul tetto sono solitamente "raffreddati ad aria", mentre quelli nel seminterrato sono solitamente "raffreddati ad acqua", ma entrambi svolgono la stessa funzione: generare acqua fredda per il condizionamento dell'aria rimuovendo il calore indesiderato dall'edificio. L'unica differenza è il modo in cui il refrigeratore smaltisce il calore indesiderato.

I refrigeratori raffreddati ad aria utilizzano ventilatori per soffiare aria fredda dall'ambiente sul condensatore per rimuovere il calore dal sistema; questa tipologia non utilizza una torre di raffreddamento. Puoi scoprire di più su questo sistema e guardare il video tutorial cliccando qui. Nel resto di questo articolo ci concentreremo sui refrigeratori raffreddati ad acqua e sulle torri di raffreddamento.

Il refrigeratore raffreddato ad acqua è dotato di due grandi cilindri, uno chiamato evaporatore e l'altro condensatore.

Acqua refrigerata:
L'evaporatore del refrigeratore è il luogo in cui viene generata l'"acqua refrigerata". L'"acqua refrigerata" esce dall'evaporatore a circa 6 °C (42,8 °F) e viene spinta all'interno dell'edificio dalla pompa dell'acqua refrigerata. L'acqua refrigerata scorre lungo l'altezza dell'edificio fino a ogni piano in tubi chiamati "montanti". Questi tubi sono chiamati "montanti" indipendentemente dal fatto che l'acqua scorra verso l'alto o verso il basso al loro interno.

L'acqua refrigerata si dirama dalle colonne montanti in tubi di diametro inferiore che si dirigono verso le unità fan coil (FCU) e le unità di trattamento aria (UTA) per il condizionamento dell'aria. Le UTA e le FCU sono fondamentalmente scatole con ventilatori al loro interno che aspirano l'aria dall'edificio e la spingono attraverso le serpentine di riscaldamento o raffreddamento per modificarne la temperatura, per poi reimmetterla nell'edificio. L'acqua refrigerata entra nell'UTA/FCU e passa attraverso la serpentina di raffreddamento (una serie di tubi sottili) dove assorbe il calore dell'aria che la attraversa. L'acqua refrigerata si riscalda e l'aria che la attraversa si raffredda. Quando l'acqua refrigerata lascia la serpentina di raffreddamento, la sua temperatura è più alta, circa 12 °C (53,6 °F). L'acqua refrigerata calda torna quindi all'evaporatore, attraverso la colonna montante di ritorno, e una volta entrata nell'evaporatore, un refrigerante assorbe il calore indesiderato e lo trasferisce al condensatore. L'acqua refrigerata tornerà quindi a essere fredda, pronta a circolare nell'edificio e ad accumulare altro calore indesiderato. Nota: l'acqua refrigerata viene chiamata "acqua refrigerata" indipendentemente dal fatto che sia calda o fredda.

Acqua del condensatore:
Il condensatore del refrigeratore è il luogo in cui il calore indesiderato viene raccolto prima di essere inviato alle torri di raffreddamento. Un refrigerante passa tra l'evaporatore e il condensatore per spostare tutto il calore indesiderato. Un altro circuito d'acqua, noto come "acqua del condensatore", passa in un circuito tra il condensatore e la torre di raffreddamento. Il refrigerante raccoglie il calore dal circuito dell'"acqua refrigerata" nell'evaporatore e lo trasferisce al circuito dell'"acqua del condensatore" nel condensatore.

L'acqua del condensatore entra nel condensatore a circa 27 °C (80,6 °F) e lo attraversa, accumulando calore lungo il percorso. Quando esce dal condensatore, la sua temperatura sarà di circa 32 °C (89,6 °F). L'acqua del condensatore e il refrigerante non si mescolano mai, sono sempre separati dalla parete del tubo; il calore si trasferisce semplicemente attraverso la parete. Una volta che l'acqua del condensatore ha attraversato il condensatore e ha assorbito il calore indesiderato, si dirige verso le torri di raffreddamento per smaltirlo e tornare più fredda, pronta a raccogliere altro calore.

Torre di raffreddamento:
La torre di raffreddamento è solitamente situata sul tetto ed è la destinazione finale del calore indesiderato nell'edificio. La torre di raffreddamento contiene un grande ventilatore che soffia aria attraverso l'unità. L'acqua del condensatore viene pompata verso l'alto nelle torri di raffreddamento e spruzzata nel flusso d'aria. L'aria ambiente fredda entra e entra in contatto diretto con lo spruzzo d'acqua del condensatore (in una torre di raffreddamento aperta), consentendo al calore dell'acqua del condensatore di trasferirsi all'aria, che viene poi espulsa nell'atmosfera. L'acqua del condensatore si raccoglie e torna al condensatore del refrigeratore, pronta per raccogliere altro calore. Consulta il nostro tutorial speciale sulle torri di raffreddamento qui.