Come funziona una torre evaporativa e quanta acqua consuma
La torre refrigerante evaporativa è una macchina molto semplice, che serve per raffreddare acqua mediante lo scambio diretto con l’aria.
Ci possono essere differenti tipologie di torre evaporativa:
- indotte, con ventilatori in aspirazione
- forzate, con ventilatori in mandata
- counter flow, con flusso di acqua e di aria in controcorrente
- cross flow, con flusso di acqua e di aria a correnti incrociate
in ogni caso tutte funzionano sul medesimo concetto.
La tipologia decisamente più diffusa è quella counter-flow, che sia essa forzata od indotta, in quanto presenta una maggiore efficienza di funzionamento.
EVAPORAZIONE…EVAPORATIVA, perchè:
Rispetto ad un tradizionale radiatore, l’efficienza è maggiore, in quanto trattandosi di scambio diretto, viene sfruttato anche l’effetto di evaporazione dell’acqua stessa, sfruttando così il calore latente di evaporazione.
Il parametro di riferimento quindi non è la temperatura ambiente, ma la temperatura ambiente al bulbo umido, ovvero quella temperatura che possiamo determinare con il diagramma psicrometrico, conoscendo la temperatura ambiente e l’umidità relativa.
La temperatura ambiente è solitamente da 4°C a 6°C (o anche valori maggiori) in meno rispetto alla temperatura ambiente, quindi una torre evaporativa, permette di raffreddare l’acqua, ad una temperatura inferiore alla temperatura ambiente.
Inoltre sfruttando il calore latente di evaporazione, si ha un notevole incremento di efficienza, infatti bisogna considerare che mediamente per ogni chilogrammo di acqua evaporata, si ha una dispersione di 600 Kcal/h (valore medio). Questo dato ci sottintende ovviamente che una torre evaporativa, per sua stessa natura, consuma acqua, di conseguenza non possiamo considerare il circuito di una torre evaporativa come un circuito chiuso, infatti c’è un costante consumo di acqua, legato alla potenzialità dissipata.
IL CONSUMO DI ACQUA
Una formula che ci permette di valutare il consumo di acqua medio di una torre evaporativa è la seguente:
Qc = P / 600
dove:
- Qc è la quantità di acqua consumata espressa inKg/h
- P è la potenzialità termica della torre espressa in Kcal/h
- 600 è la quantità di calore aspportata da ogni chilo di acqua evaporata (KCal/Kg) mediamente…il valore coretto andrebbe rilevato dal diagramma del vapore, in base alle condizioni effettive di funzionamento, ma in fase di prima approssimazione, questo valore permette una discreta accuratezza, anche in funzione di quanto andremo a definire qui sotto.
Il risultato di questa semplice formula, ci da il valore della sola acqua consumata per evaporazione.
A questo valore dobbiamo aggiungere:
- quantità di acqua persa per trascinamento
- quantità di acqua di spurgo
Le perdite per trascinamento, con gli attuali separatori di gocce, assumono un valore quasi irrilevante, si parla di perdite pari a circa lo 0,1-0,05% del valore complessivo della portata ricircolata.
La quantità di acqua di spurgo, invece dipende da diversi fattori:
- qualità dell’acqua di reintegro
- tipo di condizionamento applicato all’acqua
- cicli di concentrazione
in buona sostanza questi tre parametri sono strettamente legati fra di loro e dipendono principalmente dalla qualità dell’acqua di reintegro.
In ogni caso per effetto della continua evaporazione dell’acqua, avremo un fenomeno di concentrazione progressiva, che porterà anche una buona acqua di partenza, ad uno stato non accettabile da circuiti di raffreddamento, cosa che obbligherà a reintegrare, spurgare e condizionare.
Al di là di una trattazione particolareggiata di questi aspetti diciamo che in prima approssimazione, soprattutto se si devono fare delle considerazioni sui consumi di acqua di un impianto di raffreddamento, potremo considerare la portata di acqua di spurgo pari alla portata di acqua persa er evaporazione. Per brevità quindi possiamo dire che il consumo medio di acqua in una torre evaporativa è dato dalla somme delle perdite di acqua per trascinamento più due volte le perdite per evaporazione.
ACCESSORI PER IL CONDIZIONAMENTO DELL’ACQUA
Una corretta ed attenta gestione dell’impianto, completata dall’implementazione di un valido sistema di condizionamento dell’acqua, permetterà in seguito di ottimizzare tali consumi.
Per completare rapidamente il quadro di questa breve trattazione, diciamo che un impianto di condizionamento dell’acqua di una torre evaporativa, dovrà essere completo di:
- prodotto disperdente antiincrostante con relativa pompe di dosaggio
- prodotto alghicida con reltiva pompa di dosaggio
- elettrovalvola di spurgo automatico
- conduttivimetro con relativa sonda
- contalitri
- centralina di gestione
Commenti
8 risposte a “Come funziona una torre evaporativa e quanta acqua consuma”
Lascia anche tu un commento
Alla cortese attenzione di Valter Biolchi
Sono una studentessa di Ing. Chimica del Politecnico di Torino. Io e il mio gruppo di lavoro stiamo progettando, per scopo didattico, un bioreattore. La T dell’acqua all’interno è di 30°C e dato che insuffliamo 44vvh di aria attraverso la massa di reazione dobbiamo stimare l’acqua che perdiamo per evaporazione per poi poterla reintegrare. Non possiamo però usare la formula da Lei data perchè non abbiamo alcuna potenzialità termica. Il volume di acqua è di 40 m3 ed il reattore ha un’altezza di 3,5 m e un diametro di 4m. Saprebbe dirmi come poter stimare il quantitativo di acqua evaporata? La ringrazio per la Sua disponibilità.
Cordiali saluti,
Anita Incontro
Gent.ma Anita,
procederei in modo empirico:
considerata la temperatura della massa, l’aria che viene insufflata, entrerà ad una temperatura (ambiente) per uscire alla temperatura della massa che viene attraversata…in pratica acquisirà energia termica che si può comodamente calcolare (stimare). A questo punto considerando il calore latente di evaporazione può fare una stima dell’acqua consumata.
Può anche fare una ulteriore considerazione, conoscendo l’umidità relativa dell’aria in ingresso, a pari temperatura, consideri che l’aria che uscirà dalla massa sarà satura (ovvero con u.r. al 100%), a questo punto facendo la differenza tra il contenuto di acqua assoluto (da diagramma di mollier) prima e dopo,
potrà calcolare quanta acqua è stata portata via dall’aria.
Attenzione che ci sarebbe da considerare anche l’acqua perduta per trascinamento, inserendo magari un separatore di gocce (per limitarne appunto i consumi).
Att.ne Sig. Valter Biolchi
Buongiorno
Le chiedo troppo se mi puo’ indicare alcune ditte che producono sistemi di condizionamento dell’acqua per torri evaporative ?
Comunque grazie
G.Scalvi
può rivolgersi direttamente a Tempco.
Att.ne Sig. Valter Biolchi
Buongiorno sono un tecnico che lavora con una azienda a Roma :Calor clima spa.,lavoriamo molto nel settore della climatizzazione e del riscaldamento come assistenza tecnica e progettazioni o installazioni.
Le volevo solo chiedere ,se lei poteva farmi avere degli schemi molto semplici(se non le crea perdita di tempo) ,di come si effettua un impianto con torre evaporativa,anche perchè abbiamo impianti in manutenzione e vorrei “capirci” un pò di più.
La ringrazio e le invio i miei saluti.
O.Piero
Gent.mo Pierino buongiorno,
per poterle fornire degli schemi tipici, avrei bisogno di sapere su che tipo di installazione sono le sue torri.
In ogni caso qualche informazione la può trovare ai seguenti link:
schede tecniche
manuali
se poi mi da informazioni più dettagliate, vedo di farle avere qualche cosa di specifico.
Alla cortese attenzione di Valter Biolchi
Saprebbe cortesemente consigliarmi relativamente all’analisi tecnico-economica della bontà delle soluzioni impiantistiche con Torri Evaporative (rispetto ad altre soluzioni, ad esempio in condensatori ad aria non evaporativi)?
In particolare i seguenti aspetti:
costi di investimento
costi operativi
costi evitati (risparmi)
ingombri (spazi tecnici dei macchinari)
altri eventuali aspetti caratteristici della singola soluzione tecnica analizzata
Ringrazio anticipatamente
Non è un problema fare una analisi del genere.
Mi contatti gentilmente tramite http://www.tempco.it con i dati di funzionamento.
Cordiali saluti,