Chiller ad assorbimento: cosa sono, come funzionano, vantaggi e applicazioni industriali
Nei processi industriali che generano grandi quantità di calore di scarto — dalla cogenerazione alla lavorazione dei materiali, fino ai fumi di scarico di un impianto produttivo — trasformare quel calore in energia frigorifera utile è una delle strategie di efficientamento energetico più concrete a disposizione delle aziende.
È esattamente questo il compito dei chiller ad assorbimento: macchine frigorifere che, invece di consumare elettricità come i tradizionali gruppi frigo a compressione, funzionano grazie a una fonte termica.
In questa guida analizziamo nel dettaglio cosa sono, come funzionano, quali vantaggi offrono e in quali settori vengono impiegati i gruppi frigo ad assorbimento, con un confronto diretto rispetto ai chiller a compressione e alcune indicazioni pratiche sulla manutenzione.
Indice dei contenuti
- Cos'è un chiller ad assorbimento
- Il potenziale del calore di scarto industriale
- Come funziona un chiller ad assorbimento
- I vantaggi dei sistemi ad assorbimento
- Applicazioni degli assorbitori
- Chiller ad assorbimento vs chiller a compressione: confronto diretto
- Manutenzione degli impianti ad assorbimento
- Domande frequenti sui chiller ad assorbimento
Cos'è un chiller ad assorbimento
Un chiller ad assorbimento è una macchina frigorifera in grado di produrre acqua refrigerata utilizzando energia termica al posto dell'energia elettrica come principale fonte di alimentazione.
Al posto del compressore meccanico — cuore dei chiller tradizionali — un assorbitore sfrutta un ciclo termodinamico basato sull'affinità chimica tra due sostanze: un fluido refrigerante (solitamente acqua) e una soluzione assorbente (nella configurazione più diffusa, il bromuro di litio).
Per questo motivo, nel linguaggio tecnico del settore HVAC industriale, i chiller ad assorbimento vengono chiamati anche:
- assorbitori
- gruppi frigo ad assorbimento
- assorbitori a bromuro di litio (quando utilizzano questa specifica soluzione salina)
- refrigeratori ad assorbimento
Il principio fisico alla base di questa tecnologia non è nuovo: il ciclo frigorifero ad assorbimento fu osservato sperimentalmente già nella prima metà dell'Ottocento e messo a punto industrialmente pochi decenni dopo, prima ancora della diffusione dei compressori elettromeccanici.
Oggi, in un contesto di transizione energetica e recupero degli sprechi termici, questa tecnologia sta vivendo una nuova centralità.
La differenza chiave: energia termica al posto dell'elettricità
Mentre un chiller a compressione trasforma energia elettrica in energia frigorifera tramite un compressore, un assorbitore utilizza calore come input primario — acqua calda, vapore, fumi di scarico o fiamma diretta a gas — richiedendo elettricità solo per il funzionamento di pompe di circolazione e sistemi ausiliari, con consumi elettrici ridotti di circa il 90% rispetto a un chiller elettrico equivalente.
Il potenziale del calore di scarto industriale
Il settore industriale è responsabile di circa il 25% dei consumi finali di energia e di oltre il 50% delle emissioni di CO₂ a livello europeo. A livello globale, l'industria pesa per circa un terzo del consumo energetico complessivo, e ne spreca quasi la metà sotto forma di flussi di calore inutilizzati (ENEA, Laboratorio Soluzioni Energetiche Integrate, 2020).
Per quanto riguarda nello specifico l'Italia, lo studio ENEA condotto in collaborazione con le Università di Roma Tor Vergata, dell'Aquila e di Udine stima che il calore di scarto industriale disponibile sia pari a circa 26 TWh/anno (dato GSE, 2016). Un valore che colloca il nostro Paese in una posizione intermedia rispetto agli altri principali paesi europei: ben al di sotto di Francia (100 TWh/anno) e Germania (87,8 TWh/anno), ma superiore a mercati come Austria, Regno Unito e Norvegia.
A confermare la centralità del tema anche a livello continentale, l'EHPA (European Heat Pump Association) riporta che in Europa oltre il 60% dei consumi industriali è destinato alla produzione di calore, in gran parte ancora da fonti fossili, un dato che rende evidente quanto il recupero di questo calore rappresenti oggi una delle leve di efficientamento energetico più concrete a disposizione delle imprese italiane.
Nell'ambito dello stesso studio, ENEA ha costruito un database di oltre 200 casi reali di recupero di calore industriale a bassa e bassissima temperatura, ottenuto anche dall'analisi di oltre 500 diagnosi energetiche inviate da grandi aziende e aziende energivore ai sensi del D.Lgs. 102/2014. I settori emersi come più promettenti per il recupero sono quello alimentare (in particolare caseario e prodotti da forno) e quello tessile; tra le tecnologie di recupero già commercializzate nei rispettivi campi di potenza, lo studio cita esplicitamente impianti ORC, pompe di calore e macchine frigorifere ad assorbimento.
Un dato utile a inquadrare correttamente il tema: secondo le conclusioni dello studio ENEA, le barriere che oggi frenano la diffusione di questi interventi non sono tecnologiche, ma organizzative, informative, comunicative e finanziarie; un aspetto che rende ancora più strategico affidarsi, fin dalla fase di progettazione, a un partner con competenza tecnica consolidata sui sistemi di recupero.
Il quadro normativo italiano: cogenerazione, trigenerazione e incentivi GSE
In Italia, gli impianti di trigenerazione che integrano un assorbitore per la produzione di energia frigorifera da calore recuperato possono rientrare nella disciplina della Cogenerazione ad Alto Rendimento (CAR), regolata dal D.Lgs. 20/2007 (recepimento della direttiva europea sulla cogenerazione) e gestita dal GSE (Gestore dei Servizi Energetici).
Un impianto è riconosciuto CAR quando il risparmio di energia primaria (PES) è almeno del 10% per le unità di potenza superiore a 1 MWe, oppure semplicemente positivo per la microcogenerazione (sotto i 50 kWe) e la piccola cogenerazione (sotto 1 MWe).
Gli impianti qualificati CAR possono accedere ai Certificati Bianchi (TEE), titoli negoziabili che remunerano il risparmio energetico conseguito.
Solo nel primo semestre 2025 il GSE ha avviato 2.482 procedimenti per il riconoscimento CAR, con oltre 1.079.000 TEE rilasciati o ritirati, un segnale della crescente diffusione di questi impianti anche in Italia.
Come funziona un chiller ad assorbimento
Il ciclo di un assorbitore a bromuro di litio si sviluppa attraverso quattro componenti principali, che lavorano in sequenza continua.
- Generatore
È qui che entra il calore che alimenta il ciclo. La soluzione di acqua e bromuro di litio viene riscaldata fino a portare l'acqua all'ebollizione. Il vapore acqueo che si forma viene separato dal bromuro di litio, il quale rimane concentrato e pronto per essere ricircolato.
- Condensatore
Il vapore acqueo proveniente dal generatore viene raffreddato e condensato grazie all'acqua di raffreddamento, tipicamente proveniente da una torre evaporativa. Il risultato è acqua allo stato liquido, pronta per la fase successiva.
- Evaporatore
L'acqua condensata viene fatta evaporare in condizioni di forte vuoto, a temperature molto basse (intorno ai 4°C). Evaporando, sottrae calore all'acqua dell'impianto da raffreddare, che tipicamente entra a circa 14°C ed esce a circa 7°C: è questa l'acqua refrigerata che verrà poi utilizzata per il raffrescamento degli ambienti o per i processi produttivi.
- Assorbitore
Il vapore d'acqua a bassa temperatura generato nell'evaporatore viene assorbito dalla soluzione concentrata di bromuro di litio, che ha una forte affinità igroscopica con l'acqua. Questo assorbimento genera calore, che viene ceduto al circuito di raffreddamento e smaltito, ad esempio, tramite una torre evaporativa.
A questo punto la soluzione, ormai diluita, viene ripompata nel generatore, dove il ciclo ricomincia.
Assorbitori a singolo e doppio effetto
Esistono due configurazioni principali:
- Assorbitori a singolo effetto: un solo generatore, alimentati da acqua calda a temperature relativamente basse (70-100°C). Sono la soluzione ideale per il recupero di calore di scarto a bassa temperatura o per il solar cooling.
- Assorbitori a doppio effetto: prevedono due generatori in cascata termica, richiedono fonti di calore a temperatura più elevata (fino a 160°C) ma raggiungono coefficienti di prestazione (COP) più alti, fino a circa 1,4.
I vantaggi dei sistemi ad assorbimento
Confrontati con i chiller elettrici tradizionali, i gruppi frigo ad assorbimento offrono una serie di vantaggi che li rendono particolarmente interessanti per il settore industriale.
- Consumi elettrici trascurabili: le uniche parti in movimento sono le pompe di circolazione della soluzione e del refrigerante; non essendoci un compressore elettrico, il fabbisogno di energia elettrica è drasticamente ridotto.
- Recupero del calore di scarto: possono essere alimentati da scarti termici provenienti da cogeneratori, forni industriali, turbine a gas, processi produttivi o pannelli solari, trasformando un costo energetico disperso in energia frigorifera utile.
- Nessun impatto sull'ozono: non utilizzano refrigeranti sintetici a base di clorofluorocarburi (CFC) o HFC ad alto potenziale di riscaldamento globale, ma acqua come fluido refrigerante primario.
- Funzionamento silenzioso e senza vibrazioni: l'assenza di un compressore meccanico riduce drasticamente rumore e vibrazioni rispetto a un chiller a compressione.
- Affidabilità e lunga durata: la ridotta presenza di componenti meccanici in movimento si traduce in minore usura e minor necessità di interventi correttivi nel tempo.
- Idonei alla trigenerazione (CCHP): si integrano naturalmente in impianti di cogenerazione, permettendo di produrre elettricità, calore per il riscaldamento invernale e freddo per il raffrescamento estivo dalla stessa fonte energetica primaria.
Applicazioni dei chiller ad assorbimento
Grazie alla capacità di sfruttare fonti termiche diverse, gli assorbitori trovano impiego in un'ampia gamma di contesti industriali e commerciali.
- Trigenerazione (CCHP): abbinati a un cogeneratore, permettono di ottenere climatizzazione estiva a partire dal calore recuperato dai gas di scarico o dall'acqua di raffreddamento del motore.
- Recupero di calore di processo: in settori come la lavorazione della plastica, l'industria alimentare, la siderurgia o la chimica, dove grandi quantità di calore residuo vengono normalmente disperse in atmosfera.
- Solar cooling: accoppiati a collettori solari termici, producono raffrescamento estivo sfruttando l'energia solare, proprio nel periodo dell'anno in cui la disponibilità di calore dal sole è massima.
- Teleriscaldamento e reti di calore: integrati nelle centrali di teleriscaldamento per fornire anche un servizio di teleraffrescamento nei mesi estivi.
- Ambienti industriali di grandi dimensioni: capannoni, magazzini logistici, officine ferroviarie, hangar e strutture sportive, dove il raffrescamento estivo si accompagna spesso a impianti di riscaldamento radiante nella stagione invernale.
- Data center e strutture con carichi termici continui: dove l'affidabilità e la possibilità di recuperare calore di scarto rappresentano un vantaggio economico ed energetico significativo. (Maggiori informazioni in merito a questo tema fortemente attuale ai seguenti link: https://www.enertechsolution.it/recupero-di-calore-e-raffreddamento-nei-data-center/ e https://www.edilportale.com/news/2025/07/focus/recupero-calore-da-data-center-per-teleriscaldamento-urbano_106309_67.html )
Chiller ad assorbimento vs chiller a compressione: confronto diretto
Comprendere le differenze tra le due tecnologie è fondamentale per scegliere la soluzione più adatta al proprio contesto produttivo.
|
Caratteristica |
Chiller ad assorbimento |
Chiller a compressione |
|---|---|---|
|
Fonte di energia primaria |
Energia termica (acqua calda, vapore, fumi, gas) |
Energia elettrica |
|
Consumo elettrico |
Molto ridotto (solo pompe ausiliarie) |
Elevato |
|
Refrigerante |
Acqua (con bromuro di litio come assorbente) |
Gas refrigeranti sintetici (HFC, HFO) |
|
Componenti in movimento |
Pochissimi (solo pompe) |
Compressore ad alta velocità |
|
Rumorosità e vibrazioni |
Molto contenute |
Più elevate |
|
Impatto sull'ozono |
Nullo |
Dipende dal refrigerante utilizzato |
|
Ideale per |
Recupero calore di scarto, cogenerazione, solar cooling |
Contesti senza disponibilità di calore residuo |
|
Ingombro e peso |
Generalmente maggiore |
Più compatto |
|
Investimento iniziale |
Più elevato |
Generalmente inferiore |
|
Costi operativi |
Bassi se alimentato da calore di recupero |
Legati al costo dell'energia elettrica |
In sintesi: il chiller a compressione resta la scelta più semplice ed economica in assenza di fonti di calore recuperabile. Il chiller ad assorbimento diventa invece estremamente conveniente ovunque sia già disponibile calore di scarto, trasformando un costo energetico disperso in un vantaggio competitivo, con un ritorno dell'investimento tanto più rapido quanto maggiore è il valore del calore recuperato.
Manutenzione degli impianti ad assorbimento
Per garantire efficienza e durata nel tempo, un assorbitore a bromuro di litio richiede un piano di manutenzione programmata specifico, diverso da quello di un chiller a compressione tradizionale.
Manutenzione predittiva: raccolta dati e intelligenza artificiale
L’assorbitore può essere collegato a Internet tramite un sistema di monitoraggio remoto, che raccoglie in tempo reale i principali parametri di funzionamento dell'impianto (temperature, pressioni, livello di vuoto, concentrazione della soluzione, portate) e li rende disponibili attraverso una dashboard consultabile da chi gestisce o assiste l'impianto.
I dati raccolti vengono elaborati, anche con l'ausilio di algoritmi di intelligenza artificiale, per individuare anomalie in corso o scostamenti che possono anticipare un guasto.
Questo approccio, noto come manutenzione predittiva, permette all'operatore di:
- intervenire prima che un'anomalia si trasformi in un fermo impianto;
- capire con precisione dove e come intervenire, riducendo i tempi diagnostici;
- stabilire il livello di urgenza di ogni intervento, dando priorità alle criticità reali.
Il risultato è un piano di manutenzione costruito sui dati effettivi dell'impianto, anziché su intervalli fissi stabiliti a priori: un approccio che riduce i tempi di fermo macchina e, di conseguenza, anche i costi legati agli interventi di assistenza.
Interventi di manutenzione programmata
- Controllo del vuoto e sistema di spurgo: il corretto funzionamento dell'evaporatore dipende dal mantenimento di condizioni di vuoto molto spinte; un sistema di spurgo (purge) rimuove i gas incondensabili che si accumulano nel tempo e che ne comprometterebbero le prestazioni.
- Prevenzione della cristallizzazione: la soluzione di bromuro di litio, se eccessivamente concentrata o raffreddata, può cristallizzare all'interno dei circuiti; i sistemi di controllo moderni monitorano costantemente questo rischio.
- Inibitori di corrosione: il bromuro di litio ha proprietà corrosive nei confronti di alcuni metalli; la soluzione viene quindi additivata con inibitori specifici, il cui livello va controllato periodicamente.
- Trattamento dell'acqua di raffreddamento: la qualità dell'acqua della torre evaporativa incide direttamente sulle prestazioni del condensatore e dell'assorbitore; è quindi necessario un piano di trattamento anticalcare e antibatterico (es. controllo della legionella).
- Verifica periodica del COP: un calo del coefficiente di prestazione è spesso il primo segnale di un problema (vuoto insufficiente, concentrazione errata della soluzione, sporcamento degli scambiatori) e va monitorato con continuità.
- Manutenzione professionale programmata: per la natura chimica e termodinamica del ciclo, gli interventi di manutenzione su un assorbitore richiedono personale specializzato con competenze specifiche sulla tecnologia a bromuro di litio.
Un piano di manutenzione ben strutturato non solo prolunga la vita utile dell'impianto, ma consente di mantenere nel tempo i vantaggi in termini di efficienza energetica che rendono questa tecnologia conveniente.
Domande frequenti sui chiller ad assorbimento
È un chiller ad assorbimento che utilizza una soluzione di acqua e bromuro di litio come fluido di lavoro: l'acqua funge da refrigerante, il bromuro di litio da sostanza assorbente, permettendo di produrre acqua refrigerata a partire da una fonte di calore anziché da energia elettrica.
Il consumo elettrico è ridotto di circa il 90% rispetto a un chiller a compressione equivalente, poiché l'energia elettrica serve solo per alimentare pompe di circolazione e sistemi ausiliari, non per un compressore.
Sì. Esistono unità "small size", pensate per applicazioni di micro-cogenerazione e solar cooling, oltre a soluzioni di grande potenza per applicazioni industriali estese.
Gli assorbitori a singolo effetto utilizzano calore a temperatura più bassa (70-100°C) e sono ideali per il recupero di calore di scarto; quelli a doppio effetto richiedono fonti termiche più calde (fino a 160°C) ma raggiungono efficienze superiori, con COP fino a circa 1,4.
Richiedono un tipo di manutenzione diverso, focalizzato sul controllo del vuoto, sulla prevenzione della cristallizzazione della soluzione e sul trattamento dell'acqua di raffreddamento, più che sulla componentistica meccanica.
Conclusione
In sintesi, i chiller ad assorbimento rappresentano oggi una delle soluzioni più concrete per conciliare efficienza energetica, riduzione dei consumi elettrici e sostenibilità ambientale nei contesti industriali e commerciali di grandi dimensioni.
Che si tratti di recuperare il calore di scarto di un processo produttivo, di integrare un impianto di trigenerazione o di sfruttare l'energia solare per il raffrescamento estivo, gli assorbitori a bromuro di litio offrono un vantaggio che i chiller a compressione tradizionali non possono replicare: trasformare un costo energetico disperso in una risorsa.
Una tecnologia affidabile, che con la giusta progettazione e manutenzione rappresenta una delle leve più efficaci per la decarbonizzazione industriale.
Carlieuklima, azienda specializzata in soluzioni di riscaldamento radiante, raffrescamento evaporativo per ambienti industriali, commerciali e sportivi di medie e grandi dimensioni, si occupa anche di gruppi frigo ad assorbimento a bromuro di litio. Per approfondire la gamma di assorbitori Euchill e valutare la soluzione più adatta al tuo impianto, contatta il nostro team commerciale, il quale saprà fornirgli tutte le informazioni e la documentazione di cui hai bisogno.
Assorbitori a bromuro di litio Euchill
Gli assorbitori a bromuro di litio rappresentano una soluzione sostenibile e ad alta efficienza per la produzione di acqua refrigerata per il comparto industriale e la climatizzazione degli ambienti. Trasformano l’energia termica in energia frigorifera riducendo consumi ed emissioni.
Fonti/Bibliografia
- ENEA — Miriam Benedetti, Lorena Giordano, Alessandra Gugliandolo (Laboratorio Soluzioni Energetiche Integrate) — Soluzioni per il recupero del calore a bassa temperatura nell'industria, Energia, Ambiente e Innovazione, 3/2020, DOI 10.12910/EAI2020-084: eai.enea.it
- GSE — Gestore dei Servizi Energetici — Valutazione del potenziale nazionale e regionale di applicazione della cogenerazione ad alto rendimento e del teleriscaldamento efficiente, 2016 (fonte del dato sui 26 TWh/anno di calore di scarto disponibile in Italia, citato in ENEA 2020)
- QualEnergia.it — Efficienza energetica industriale: occhio ai consumi termici e al recupero del calore (dato EHPA: oltre il 60% dei consumi industriali europei destinato alla produzione di calore): qualenergia.it
- Cornell University, eCommons — Absorption Chilling: Part 1 (valori di COP per cicli a singolo, doppio e triplo effetto): ecommons.cornell.edu
- U.S. Department of Energy — Combined Heat and Power Technology Fact Sheet Series: Absorption Chillers (dati COP): energy.gov/eere/amo/articles/absorption-chillers-chp-systems-doe-chp-technology-fact-sheet-series-fact-sheet
- GSE — Gestore dei Servizi Energetici — Cogenerazione ad Alto Rendimento: gse.it/servizi-per-te/efficienza-energetica/cogenerazione-ad-alto-rendimento
- Normativa — Decreto Legislativo 8 febbraio 2007, n. 20 (recepimento Direttiva 2004/8/CE sulla cogenerazione ad alto rendimento): normattiva.it
