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Riempimenti filling di tipo FilmRiempimenti filling di tipo IbridoRiempimento filling di tipo SplashSeparatori di gocce

SISTEMI DI DISPERSIONE E SEPARATORI DI GOCCE PER TORRI REFRIGERANTI D'ACQUA A CIRCUITO APERTO

Sistemi di dispersione

La selezione del più idoneo riempimento è essenziale per un corretto punto di lavoro e per risparmiare materiali e denaro. Sostanzialmente i fattori che incidono sulla selezione tecnica sono:

  • - Area geografica di utilizzo
  • - Settore di appartenenza
  • - Tipologia di impianto a cui sono dedicate le macchine e quindi la quantità di solidi disciolti TDS (Total dissolved solids)  e sospesi TSS (Total Suspended Solids) derivante.

Esistono tre tipi di dispersione o “filling”, la cui distinzione si basa sul principio di funzionamento, “Splash”, “Film” o “Ibridi”, con cui si incontrano i fluidi aria ed acqua variando il rapporto L/G (rapporto tra portata liquida e quantità di aria) e quindi l’efficienza. Genericamente effettueremo la ns. scelta basilarmente come sotto:

  • - dispersione Film: TSS < 120 PPM
  • - dispersione Splash:TSS > 600 PPM
  • - dispersione Ibrida:TSS da 120 a 600 PPM

Funzionamento “Splash” (scarica la scheda in PDF): La pioggia d’acqua creata dal sistema di distribuzione composto da tubi di distribuzione e ugelli (ugelli rotanti a distribuzione quadra, vedi scheda specifica) l'acqua da raffreddare rimbalza su una serie di superfici piane incave (listelli, griglie), frantumandosi in goccioline di dimensione variabile in discesa; queste ultime aumentano artificialmente la superficie di contatto tra aria e acqua, inoltre la loro velocità elevata rispetto a quella dell’aria aumenta il coefficiente di scambio. 

Il pregio principale di questo tipo di funzionamento è l’ottimo tra efficienza e quantità di materiale impiegato. Altri pregi non secondari, sono un rapporto vuoto-pieno molto elevato che limita al minimo le possibilità di intasamento con una quantità TSS e TDS quasi illimitata come capita nell’industria alimentare (per esempio i circuiti dedicati ai concentratori utilizzati per la produzione di concentrato di pomodoro).

Le caratteristiche meno positive principali sono due: l’elevata altezza necessaria per lo scambio termico (occorrono in genere almeno 1,8 - 3,5 mt di altezza di riempimento) che talvolta risulta un problema per i trasporti e l’efficienza che va a inquinare il rapporto dimensione/prezzo a causa del ridotto sviluppo superficiale per ogni metro cubo di riempimento che si attesta intorno a 70 m2/m3.

Tra i materiali comunemente usati per questo tipo di riempimento troviamo:

  • - Il PP (Polipropilene) con una temperatura di utilizzo fino a 85-90°C che presenta caratteristiche di stabilità chimica e rigidità anche alle alte temperature, ma persistono dei difetti quali la difficoltà di incollaggio e l’infiammabilità.
  • - Il PP additivato con polimeri non infiammabili, con una temperatura di utilizzo fino a 85-90°C che presenta caratteristiche di stabilità chimica e rigidità anche alle alte temperature con doti di autoestinguenza grazie agli additivi chimici utilizzati. Purtroppo il prezzo di acquisto è elevato e per questo si tende a rientrare nelle soluzioni standard PP o PVC facendo delle scelte impiantistiche (e di sicurezza) che possano minimizzare i limiti del materiale scelto.

Funzionamento “Film” (scarica la scheda in PDF): La pioggia d’acqua in questo caso l'acqua da raffreddare si distribuisce su superfici verticali incrociate, ricoprendole con un velo uniforme, che costituisce la superficie di scambio, con ridotta resistenza aerauica (con il riempimento a canali larghi verticali per esempio si arriva a selezionare fino a 4 m/s di velocità di attraversamento dell’aria nel filling con doti antintasamento apprezzabili). L’introduzione di materie plastiche ha portato allo sviluppo di nuovi filling, fino ad ottenere sistemi che rappresentano vere e proprie evoluzioni in materia, con efficienze elevate e relativa compattezza dell’impianto.

Un altro pregio oltre a quello evidenziato è l’elevato rapporto tra superficie e volume occupato con uno sviluppo superficiale sino da 140 a 240 m2/m3 (in base alla tipologia utilizzata) con un’altezza della dispersione ridotta in genere sotto 1,2 mt.

Qualche controindicazione si evidenzia nella quantità di solidi sospesi in circolazione TSS e solidi disciolti TDS smaltibili (si richiede come evidenziato un’acqua con buone caratteristiche chimico fisiche) e ridotta durezza. Per questo motivo è richiesta in genere un’attenta analisi della composizione chimica dell’acqua e/o un trattamento specifico allo scopo di prevenire eventuali intasamenti. Tra i materiali comunemente usati per questo tipo di riempimento troviamo:

  • - il PVC-U (Polivinilcloruro) con una temperatura di utilizzo massima di 55-60°C, che presenta caratteristiche di tenacia e resistenza oltre a essere facilmente termoformabile. Altre doti sono una buona stabilità chimica, l’autoestinguenza e la facilità di incollaggio ed estrusione.
  • - Il PVC-C (Polivinilcloruro Surclorato) utilizzato in sostituzione del comune PVC-U laddove siano rilevate temperature di utilizzo più elevate o ambienti corrosivi. Mostra elevate resistenze a trazione e compressione e mantiene ottime proprietà di inerzia chimica con una temperatura massima di utilizzo di 80-85°C. Altre doti sono l’autoestinguenza e la facilità di incollaggio ed estrusione. Purtroppo l'elevato peso specifico (con un ridotto ritorno elastico) ne riduce l'economicità e per questo si tende a considerare il successivo materiale.
  • - Il PP (Polipropilene) con una temperatura di utilizzo fino a 85-90°C che presenta caratteristiche di stabilità chimica e rigidità anche alle alte temperature, ma persistono peculiarità quali la difficoltà di incollaggio e l’infiammabilità.
  • - Il PP additivato con polimeri non infiammabili, con una temperatura di utilizzo fino a 90°C che presenta caratteristiche di stabilità chimica e rigidità anche alle alte temperature con doti di autoestinguenza grazie agli additivi chimici utilizzati.

Funzionamento “Ibrido” (scarica la scheda in PDF): La pioggia d’acqua in questo caso si distribuisce su superfici verticali incrociate complesse verticali e rimbalza su quelle oblique e orizzontali frantumandosi e distribuendosi in goccioline di dimensione variabile in discesa con ridotta resistenza aeraulica. Pregio sostanziale è creare idealmente una “via di mezzo” tra il riempimento “Film” e quello “Splash” per tutte quelle applicazioni che hanno una qualità dell’acqua non ideale, ma nemmeno intasante (TSS da 120 a 600 PPM). 

Altro pregio, oltre a quello evidenziato, è l’elevato rapporto tra efficienza e volume occupato con uno sviluppo superficiale di 130 m2/m3 (HYBRID SPLASH TCK) con un’altezza della dispersione ridotta in genere sotto 1,8 mt.

Tra i materiali comunemente usati per questo tipo di riempimento troviamo:

  • - Il PP (Polipropilene) con una temperatura di utilizzo fino a 85-90°C che presenta caratteristiche di stabilità chimica e rigidità anche alle alte temperature.
  • - Il PP additivato con polimeri non infiammabili, con una temperatura di utilizzo fino a 90°C che presenta caratteristiche di stabilità chimica e rigidità anche alle alte temperature con doti di autoestinguenza grazie agli additivi chimici utilizzati.

Separatori di gocce (scarica la scheda in PDF): Servono principalmente a trattenere le gocce di acqua presenti nel flusso dell’aria in uscita dalla torre evaporativa trascinate verticalmente. E’ da considerarsi che una delle cause del consumo di acqua in una torre di raffreddamento è quella dovuta ai “trascinamenti”. Mentre sulla componente “evaporazione” non è possibile intervenire, poiché insita nel processo fisico del raffreddamento, per i trascinamenti, la tecnologia moderna, ha raggiunto traguardi eccezionali. Le percentuali di trascinato si attestano oggi sotto lo 0,002 % del volume di acqua ricircolato riferito chiaramente alla torre evaporativa. Distinguiamo 2 tipologie di separatori:

  • - Separatori a pannello
  • - Separatori ad alette

I vantaggi dei due tipi di soluzione sono simili:

  • - Riduzione fenomeni impatto ambientale
  • - Riduzione consistente uscita gocce di acqua dall’impianto
  • - Recupero acqua
  • - Risparmio energetico
  • - Bassissime perdite di carico
  • - Alta resistenza meccanica
  • - Manutenzione semplificata
  • - Posizionamento dei pannelli strategico grazie anche alla loro leggerezza
  • - Resistenza a quasi tutti gli agenti chimici e biologici (inclusi raggi UV)

Tra i materiali comunemente usati per questo tipo di riempimento troviamo:

  • - il PVC-U (Polivinilcloruro) con una temperatura di utilizzo massima di 55-60°C, che presenta caratteristiche di tenacia e resistenza oltre a essere facilmente termoformabile. Altre doti sono una buona stabilità chimica, l’autoestinguenza e la facilità di incollaggio.
  • - Il PP (Polipropilene) con una temperatura di utilizzo fino a 85-90°C che presenta caratteristiche di stabilità chimica e rigidità anche alle alte temperature.