Torri di Raffreddamento: cosa sono e come funzionano

Cosa sono le torri di raffreddamento

Quando in un processo industriale ci sono dei cicli termici (necessari allo svolgersi del processo stesso es. tempera; o generati dal processo es. riscaldamento olio di presse) è necessario asportare il calore non utilizzato o prodotto in eccesso per poter continuare il processo. Il calore non asportato si accumulerebbe dove prodotto, e renderebbe impossibile continuare la produzione.

Forse non sono molti i casi nei quali la temperatura è davvero importante, importante è stabilizzare termicamente l'utenza per consentire di continuare a produrre.
I fluidi più utilizzati per il raffreddamento di processi industriali, perché più economici e anche i più disponibili, sono di gran lunga, l'aria e l'acqua.
Sono utilizzati sia in modo diretto; raffreddano direttamente l'utenza sia in modo indiretto: raffreddano altri fluidi (es. olio) che poi raffreddano l'utenza.

Quali sono le applicazioni delle torri di raffreddamento?

Settori che prevedono un ciclo termico nel loro processo produttivo

• Raffinerie
• Zuccherifici (Industria saccarifera)
• Distillerie
• Produzione di energia (Turbogas, motori alternativi ecc. utilizzatori)
• Industrie chimiche
• Industrie farmaceutiche
• Industrie alimentari
• Industrie conserviere e succhi di frutta
• Vetrerie
• Industrie siderurgiche
• Industria materie plastiche
• Laminatoi e trafilerie
• Fonderie di ghisa
• Metalli non ferrosi (produzione)
• Trattamenti termici
• Cartiere
• Industria del legno (pannelli nobilitati ecc. fatti con resine)
• Smaltimento Rifiuti (RSU Rifiuti solidi urbani)
• Depuratori (di liquidi)
• Grossisti materiale termoidraulico

Come funzionano le torri di raffreddamento?

L'acqua può essere raffreddata fondamentalmente in tre modi:
- A secco (radiatori; dry cooler)
- Per mezzo di gruppo refrigeratore
- A umido, per mezzo di ciclo evaporativo

A secco il trasferimento di calore avviene se c'è differenza di temperatura tra due fluidi, uno interno ai tubi (di solito acqua ma non solo) e l'altro esterno ai tubi, di solito alettati per aumentare la superficie di scambio. Il fluido esterno di solito è l'aria.

La cessione del calore dal fluido più caldo a quello più freddo avviene finché c'è una differenza tra le due temperature e per quanto lo consente il mezzo (efficienza e grandezza dello scambiatore).
Il calore deve essere ceduto all'aria e quindi anche questa deve essere in quantità sufficiente a riceverlo.
Un flusso d'aria mosso da ventilatori, investe una batteria di tubi alettati, o a pacco, dove il fluido da raffreddare (acqua ma non solo) circola all'interno dei tubi.

La differenza di temperatura tra l'aria in ingresso e quella in uscita, e la portata dell'aria stessa, determinano la quantità di calore asportata.

Raffreddamento per mezzo di ciclo frigorifero
È quello che permette di raggiungere la temperatura che si vuole anche di molto sotto lo zero, non è influenzato dalla temperatura esterna, purtroppo è abbastanza costoso, sia come investimento iniziale, sia come costo di esercizio e viene di norma utilizzati solo quando non se ne può fare a meno.

Raffreddamento a umido o evaporativo
È, in assoluto il sistema più flessibile ed economico per raffreddare l'acqua industriale; infatti è quello di gran lunga più utilizzato nelle industrie che devono raffreddare grossi quantitativi di acqua. Il raffreddamento dell'acqua si ottiene favorendo l'evaporazione di una piccola quantità dell'acqua stessa.
Il valore di riferimento che limita il processo è quello relativo al bulbo umido dell'aria; in Italia il valore medio massimo estivo varia da 24°C al Nord, a 25,5°C al Sud.

Con questi valori, l'acqua può essere raffreddata fino a 27/28°C. Anche nelle torri di raffreddamento acqua, se voluto, la temperatura dell'acqua raffreddata può diminuire al diminuire del valori dell'aria esterna. Ovvero si può realizzare un risparmio energetico riducendo il portata dell' aria.

Le apparecchiature che svolgono questo tipo di raffreddamento sono conosciute come "torri evaporative" o "torri di raffreddamento".
Essenzialmente sono costituite da un involucro di contenimento dei componenti, da un sistema di distribuzione dell'acqua, da un "riempimento", da una vasca di raccolta dell'acqua raffreddata e da un ventilatore che genera un flusso d'aria attraverso il "riempimento"

Nel riempimento, dove l'acqua da raffreddare e l'aria entrano in intimo contatto, una piccola parte di acqua (circa il 4 ÷ 5% della portata) evapora sottraendo calore alla restante massa d'acqua.

Quali sono i vantaggi delle torri di raffreddamento?

Grazie alla capacità di raffreddamento, gli impianti di raffreddamento a torri evaporative permettono una produzione più lineare, senza interrompere i processi di lavoro. Le nostre torri di raffreddamento inoltre sono progettate per ridurre l'impatto ambientale (acustico ed energetico): rappresentano infatti uno dei metodi di raffreddamento più efficienti, consentendo alle aziende di risparmiare sui costi energia.

Le principali industrie che utilizzano le torri di raffreddamento:

Torri di raffreddamento per Industria alimentare

Boldrocchi TE progetta e costruisce sistemi di torri di raffreddamento per le industrie alimentari di tutto il mondo. Per quanto riguarda l'industria alimentare, i sistemi di raffreddamento sono utilizzati anche per i processi di pastorizzazione e sterilizzazione. Nel settore alimentare e delle bevande, molti tipi di industrie utilizzano torri di raffreddamento e scambiatori di calore. Ad esempio:
- industria dello zucchero
- distillerie
- industrie casearie (durante il processo di raffreddamento del latticello)
- industrie vinicole
- industrie di succhi di frutta

Torri di raffreddamento per Industria chimica

Nell'industria chimica non è raro imbattersi in torri di raffreddamento, che fanno parte di particolari processi industriali in cui è necessario rimuovere il calore per continuare il processo: se il calore non viene rimosso, si accumulerebbe rendendo difficile - se non impossibile - continuare la produzione. Le torri di raffreddamento si distinguono dagli altri metodi di raffreddamento perché sono la soluzione più tecnologica ed efficiente disponibile sul mercato.

Torri di raffreddamento per Industria plastica

Boldrocchi TE progetta e costruisce sistemi di torri di raffreddamento per le industrie termoplastiche e della gomma in tutto il mondo. Le nostre efficienti torri di raffreddamento sono impiegate in molti di questi settori per diversi scopi, dal raffreddamento dell'acqua per lo stampaggio a iniezione della plastica allo stampaggio del polistirolo. In particolare, molti dei nostri prodotti forniscono soluzioni ottimali e personalizzate per la termoformatura e lo stampaggio a iniezione.

L'uso delle torri di raffreddamento è fondamentale in molte situazioni e industrie come l'industria siderurgica, il settore metallurgico, le raffinerie, le vetrerie, il settore dello smaltimento dei rifiuti solidi urbani, le industrie chimiche, l'industria della plastica, i depuratori, ecc.
Le torri di raffreddamento sono ampiamente utilizzate nelle acciaierie perché le temperature in gioco sono così elevate da richiedere un raffreddamento costante. Le torri di raffreddamento, contribuendo a mantenere la temperatura del processo a un livello stabile, aiutano anche a svolgere altre operazioni. Ad esempio, consentono un processo di lavoro molto stabile e continuo, migliorando la produttività.

Torri di raffreddamento per Industria acciaio e fonderie

Le torri di raffreddamento per l'industria dell'acciaio e fonderie sono un elemento essenziale della catena di raffreddamento.
Infatti la fusione dei metalli comporta il raggiungimento di temperature molto elevate in questi complessi industriali, e la capacità di raffreddare i macchinari attraverso torri di raffreddamento per fonderie adeguate diventa fondamentale. Lo scopo fondamentale di una torre di raffreddamento per l'industria dell'acciaio è quello di aiutare i macchinari a mantenere una temperatura specifica che ne consenta la massima efficienza, oltre alle indispensabili caratteristiche di sicurezza.

Torri di raffreddamento per Sterilizazione alimentare

Le torri evaporative vengono utilizzate anche per i processi di sterilizzazione alimentare e sempre con lo stesso scopo: il raffreddamento del calore accumulato durante i processi produttivi, onde evitare il fermo macchine o altre conseguenze anche in termini di sicurezza.

Torri di raffreddamento per Pastorizzatori

In modo analogo, le torri di raffreddamento per pastorizzatori sono indispensabili per garantire la continuità delle operazioni. Queste sono sono alcune delle svariate applicazioni delle nostre torri evaporative nell'industria.