Faq sul raffrescamento evaporativo

Si tratta di uno scambio termico tra aria ed acqua che causa una parziale evaporazione dell’acqua ed un conseguente raffreddamento dell’aria. Poiché il fenomeno avviene sulla superficie di contatto tra questi due elementi, l’efficienza dello scambio termico è tanto maggiore quanto più ampia è la superficie di contatto tra essi. Un esempio tangibile degli effetti di tale fenomeno è la brezza fresca che possiamo percepire sulle rive di uno specchio d’acqua, dove c’è un continuo scambio termico che abbassa la temperatura dell’aria.

Perché si riesce ad avere un ottimo rapporto tra benefici e costi, sia dell’impianto che dell’operatività e manutenzione.

Con un impianto di raffrescamento evaporativo è possibile ricreare le condizioni per massimizzare lo scambio termico naturale aria-acqua e produrre una significativa portata d’aria fresca da immettere nei locali da climatizzare. Attraverso un sistema di canalizzazione studiato “ad hoc” è quindi possibile garantire le condizioni di massima miscelazione dei fluidi e una distribuzione mirata dell’aria negli ambienti caldi.

I due sistemi non sono paragonabili dal punto di vista delle prestazioni. Un chiller rende disponibile energia termica sotto forma di acqua o fluido frigorigeno a bassa temperatura e le condizioni dell’ambiente esterno influenzano solo parzialmente la “quantità di freddo prodotta”.

La prestazione di un sistema di raffrescamento evaporativo, invece, è direttamente correlata alle condizioni termoigrometriche dell’aria esterna. In questo caso, il consumo di energia impiegato rimane costante ed estremamente ridotto in tutto il range di lavoro, mentre la “quantità di freddo prodotta” può variare a seconda delle condizioni climatiche.

Un impianto di raffrescamento adiabatico è l’ideale per abbattere il carico termico sensibile di ambienti con dimensioni medio-grandi. Sebbene in determinate situazioni non si possano raggiungere prestazioni paragonabili a quelle di un impianto di climatizzazione con chiller, il beneficio in termini di comfort è comunque importante e i costi energetici sono decisamente inferiori.

In virtù del ridottissimo fabbisogno energetico richiesto, tale impianto risulta il compromesso ideale per permettere di mantenere condizioni di comfort termoigrometrico in linea con le esigenze di un ambiente produttivo nell’arco di tutta la stagione estiva.

Come già visto, il sistema opera grazie allo scambio termico che avviene tra aria ed acqua. La movimentazione dell’aria avviene attraverso l’impiego di uno o più ventilatori che aspirano l’aria esterna, le permettono di attraversare i pannelli evaporativi carichi d’acqua e la convogliano ad un sistema di distribuzione canalizzato. Il fabbisogno elettrico dei ventilatori costituisce quindi il consumo prevalente del sistema. Proprio per questo sono stati utilizzati ventilatori con specifiche caratteristiche fluidodinamiche ed un sistema di regolazione multi-velocità per limitare ulteriormente gli assorbimenti. Gli altri elementi quali la pompa, le valvole e il generatore di ozono determinano un consumo praticamente trascurabile, che può essere oltremodo ridotto nella modalità di funzionamento “free-cooling” (pompa di pescaggio dell’acqua inattiva).

Il sistema prevede l’installazione di una o più unità raffrescanti all’esterno dei fabbricati, poste in copertura, a parete o a livello del terreno ed un apposito sistema di distribuzione dell’aria.

Completano il sistema eventuali estrattori, serrande a gravità o finestrature ad apertura comandata utili a favorire l’espulsione dell’aria calda.

Per una maggiore efficienza degli impianti di raffrescamento adiabatici è necessario creare le condizioni per agevolare l’ingresso di aria fresca e l’espulsione contestuale di quella calda. A tal proposito è possibile sfruttare aperture quali finestre, porte e portoni per migliorare il rendimento complessivo e favorire anche il raffreddamento della copertura con conseguente abbattimento della componente radiante.

A volte risulta necessario utilizzare l’impianto anche durante le ore notturne, durante le quali risulta difficile se non impossibile mantenere i locali aperti. In questi casi è consigliabile installare sistemi passivi a sovrappressione o appositi dispositivi per l’estrazione forzata dell’aria.

I raffrescatori sono concepiti per poter funzionare in modo molto semplice. A partire da un sistema di base che prevede solamente l’accensione e lo spegnimento di ogni singolo raffrescatore tramite interruttori del tipo ON/OFF, è possibile arrivare alla gestione remota dell’intero impianto attraverso un’interfaccia centralizzata e la relativa rete cablata.

Quando il tuo impianto è dotato di un sistema di controllo centralizzato, il tuo compito è semplicemente configurare l’interfaccia utente: puoi impostare in autonomia parametri come i set-point e le fasce orarie della programmazione settimanale. Inoltre, grazie alla nostra rete di Centri Assistenza Tecnica, hai la possibilità di personalizzare ulteriormente la gestione: dai cicli di pulizia dei pannelli evaporativi, alle tempistiche di ricambio dell’acqua del serbatoio, fino ad altri parametri che ti permettono di massimizzare l’efficienza e ridurre i consumi.

Sì! Quando definiamo insieme la soluzione impiantistica più adatta alle tue esigenze, teniamo sempre in considerazione anche le modalità di gestione centralizzata dell’impianto. Se hai già un sistema di supervisione generale o di ordine superiore, possiamo integrare senza problemi anche la gestione dei tuoi raffrescatori adiabatici.

Assolutamente sì. Le prestazioni degli impianti di raffrescamento adiabatico dipendono in gran parte dalle condizioni termoigrometriche dell’aria esterna, e in particolare dal suo tasso di umidità relativa. Un’umidità elevata riduce infatti la quantità di calore che può essere asportata nello scambio aria-acqua.

Spesso si pensa che nelle giornate estive l’umidità relativa sia sempre alta, ma non è così: al crescere della temperatura dell’aria, l’umidità relativa tende a diminuire. I dati orari raccolti dal CTI (Comitato Termotecnico Italiano) lo confermano: nelle ore più calde delle giornate estive i valori di umidità rimangono generalmente contenuti, garantendo condizioni favorevoli per il funzionamento dell’impianto.

Nelle rare giornate in cui l’umidità resta elevata anche di giorno, le prestazioni possono ridursi e il salto termico dell’aria trattata limitarsi a pochi gradi. Nonostante questo, l’impianto continua a offrire un beneficio percepibile: anche un abbassamento di 2–3 °C comporta un netto miglioramento del comfort.

Di sera e di notte, invece, quando l’umidità relativa cresce, il sistema lavora in modalità free-cooling: sfrutta direttamente l’aria esterna, più fresca, senza bisogno di ulteriori trattamenti e senza consumo d’acqua.

In un edificio industriale, il raffrescamento adiabatico funziona immettendo in ambiente grandi volumi di aria trattata, pari a circa 10–15 ricambi all’ora. Questo garantisce una distribuzione omogenea e costante del fresco. Naturalmente, considerando le dinamiche della diffusione dell’aria, nelle zone colpite direttamente dal flusso si registrano temperature molto vicine a quelle di immissione, mentre nelle aree circostanti la temperatura risulta leggermente più alta, accompagnata da un livello di umidità relativa inferiore. Questo fenomeno è dovuto anche ai carichi termici presenti, come macchinari in funzione, illuminazione e altre sorgenti di calore interne.

Per poter determinare il corretto abbassamento della temperatura è importante tenere in considerazione che esso è influenzato dalla percentuale di umidità presente nell’aria in entrata. Più la giornata è calda e secca (quindi con una percentuale bassa di umidità) più elevate saranno le prestazioni dell’impianto di raffrescamento. Viceversa, con l’aumentare del tasso di umidità, l’efficienza si abbasserà.

Facciamo un esempio pratico: un’aria esterna di 32 °C con un grado di umidità pari al 45% potrà raffrescarsi anche di 8-10 °C, immettendosi nell’ambiente di lavoro ad una temperatura pari a 24 °C circa.

Durante la fase di dimensionamento del sistema vengono analizzati i dati climatici orari della località di installazione, così da definire le condizioni medie di lavoro e stimare le prestazioni attese delle unità di raffrescamento. Parallelamente si calcola il carico termico dei locali da trattare, determinato principalmente dall’irraggiamento solare (su coperture, pareti ed elementi vetrati) e dal calore generato internamente dalle macchine operatrici. Sulla base di queste valutazioni si definisce il numero di unità necessarie e si dimensiona il sistema di distribuzione dell’aria, tenendo conto anche delle condizioni micro-localizzate e delle relative tolleranze.

Durante la stagione invernale, quando la temperatura interna è superiore a quella esterna, può accadere che i canali di distribuzione convoglino l’aria calda verso le unità di raffrescamento, con conseguente dispersione termica. Per evitarlo è possibile applicare una copertura dedicata che, oltre a sigillare il passaggio dell’aria, protegge l’unità dagli agenti atmosferici.

Se invece l’impianto deve rimanere in funzione anche in inverno per garantire la portata minima di aria di rinnovo prevista dal DLgs 81/08, esso opererà in modalità di sola ventilazione. In questo caso il circuito idrico viene svuotato, così da prevenire il rischio di congelamento dell’acqua.

Per garantire una manutenzione corretta ed efficace, le unità di raffrescamento devono essere sottoposte ad almeno una pulizia all’anno. In presenza di acqua con elevata durezza, è consigliabile controllare con maggiore frequenza lo stato dei pannelli evaporativi, così da prevenire la formazione di calcare e mantenere l’efficienza dello scambio aria-acqua.

In linea generale è buona pratica programmare due interventi l’anno: uno al momento del primo avviamento stagionale, per rimuovere il telo di protezione, e uno alla messa fuori servizio invernale, per riposizionarlo.

Un ulteriore vantaggio di questo sistema è che non utilizza fluidi frigorigeni: di conseguenza non richiede alcuna certificazione F-Gas da parte del manutentore.

Il serbatoio dell’acqua si svuota automaticamente ogni 4 ore con un ciclo di autolavaggio per garantire la pulizia dei pannelli evaporanti e del circuito di raffrescamento. Inoltre, quando il raffrescatore si spegne, viene eseguito un ulteriore ciclo di lavaggio per prevenire ristagni d’acqua. Questo processo ripetitivo impedisce la cristallizzazione dei minerali e assicura una lunga durata e un’alta efficienza del sistema di raffrescamento.

Per garantire le migliori prestazioni dei raffrescatori d’aria, è consigliabile utilizzare acqua potabile a basso contenuto di minerali per ridurre la formazione di calcare. Evitare assolutamente l’uso di acqua salata o con sostanze chimiche, poiché potrebbero danneggiare i componenti interni del raffrescatore. In caso di elevata durezza dell’acqua, si consiglia l’installazione di un addolcitore all’ingresso dell’acqua.

I filtri anti-polvere del raffrescatore possono essere puliti con un tubo dell’acqua in gomma, senza detergenti. Questa procedura è consigliata prima e dopo la stagione estiva. Durante l’estate, una pulizia più frequente può essere effettuata con un compressore d’aria.

Per il loro funzionamento, i raffrescatori evaporativi sfruttano il principio naturale dell’evaporazione dell’acqua. Quest’ultima funge infatti da refrigerante naturale.

Le singole unità prelevano l’aria calda dall’esterno che, filtrata, passa attraverso dei pannelli alveolari intrisi d’acqua. L’aria, spinta dal ventilatore, cede parte del suo calore all’acqua racchiusa nei pacchi evaporativi, abbassando così la propria temperatura.

L’aria viene poi immessa nell’ambiente di lavoro a temperature più confortevoli.

Il raffrescatore evaporativo può essere installato a tetto o a parete. Quelli a tetto sono montati sulla copertura del fabbricato. Ideali per ambienti industriali, commerciali, sportivi, ferroviari e allevamenti fino a 6 metri di altezza, offrono un raffrescamento uniforme ed efficiente senza dispersioni. I raffrescatori a parete sono perfetti per ambienti industriali e commerciali con altezze superiori a 6-8 metri. Consentono un’installazione con distribuzione dell’aria ad altezza ottimale senza creare disagi termici interni, sono versatili e richiedono solo una finestra per l’uscita dell’aria esausta.

Nel caso di un edificio di grandi dimensioni con aperture frequenti dei portoni, il raffrescatore utilizza solo 4.85 kW di energia elettrica. L’acqua necessaria per il suo funzionamento non viene sprecata, poiché evapora durante il processo di raffrescamento e ritorna naturalmente all’ambiente attraverso il ciclo idrologico.

La frequenza di sostituzione dei pacchi evaporativi dipende da molteplici elementi: la durezza dell’acqua utilizzata per il processo evaporativo, la presenza di elementi esterni nell’aria che viene prelevata e che potrebbero depositarsi all’interno dei pannelli, le ore di utilizzo dell’impianto e la manutenzione effettuata. Di solito, i pannelli evaporativi durano da due a quattro anni; se è passato del tempo, è consigliabile sostituirli anche se non presentano segni evidenti di sporco.

Il raffrescamento evaporativo migliora notevolmente la qualità dell’aria negli ambienti di lavoro grazie alla continua immissione di aria di rinnovo. A differenza dei sistemi tradizionali, i raffrescatori industriali funzionano al meglio con porte e finestre aperte, facilitando così l’espulsione dell’aria viziata e assicurando un ambiente fresco e pulito durante tutto il giorno.