Selezione di un sistema di raffreddamento a liquido


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Considerazioni per la scelta di un sistema in base all'applicazione

Sistemi di raffreddamento ambiente, refrigeratori a ricircolo, sistemi di raffreddamento da liquido a liquido... sono così tante le tecnologie di raffreddamento che sceglierne una può essere un compito arduo. Questa guida dettagliata illustra le varie tipologie di sistemi di raffreddamento disponibili e spiega come selezionare il prodotto giusto per l'applicazione desiderata.

La prima domanda da porsi è se è necessario regolare con precisione la temperatura o raffreddare portandola al di sotto della temperatura ambiente. Se la risposta è no per entrambi, è bene optare per un sistema di raffreddamento che si limiti a eliminare grandi quantità di calore. La soluzione più conveniente è un sistema di raffreddamento ambiente.




Sistemi di raffreddamento ambiente



I sistemi di raffreddamento ambiente sono i più semplici ed economici. Contengono uno scambiatore di calore, una ventola, una pompa e un serbatoio, il tutto in uno spazio ridotto. La pompa fa sì che il fluido circoli verso il sistema e poi di nuovo nello scambiatore di calore, mentre la ventola soffia aria ambiente in tutto lo scambiatore per raffreddare il liquido.

I sistemi di raffreddamento ambiente non dispongono di un circuito di regolazione della temperatura, quindi non sono in grado di mantenere una temperatura prestabilita. Dato che il raffreddamento si ottiene mediante aria ambiente, la temperatura ambiente rappresenta la temperatura minima del fluido in uscita.

Per quanto sembrino semplici, i sistemi di raffreddamento ambiente sono progettati per garantire la massima capacità. Grazie alle vaste conoscenze dei produttori di sistemi di raffreddamento in merito alle prestazioni degli scambiatori di calore, la velocità del flusso del liquido e quella del flusso d'aria offrono prestazioni identiche per garantire la massima capacità di raffreddamento del sistema. Le tubazioni sono progettate per la massima affidabilità e i componenti vengono accuratamente selezionati per evitare le problematiche dovute alla corrosione galvanica. I sistemi di raffreddamento ambiente standard sono estremamente semplici da usare: basta collegare la raccorderia di ingresso e uscita del fluido alle attrezzature, riempire il serbatoio e accenderli.

E se invece è necessario regolare la temperatura o raffreddare portandola al di sotto della temperatura ambiente? I refrigeratori a ricircolo e i sistemi di raffreddamento da liquido a liquido sono entrambi valide alternative.




Refrigeratori a ricircolo



I refrigeratori a ricircolo consentono di regolare con precisione la temperatura (con uno scarto di 0,1°C) e di raffreddare ottenendo una temperatura inferiore a quella ambiente. Sono silenziosi, offrono una vasta gamma di capacità di raffreddamento e sono disponibili con varie opzioni e funzionalità aggiuntive, oltre a essere compatti e semplici da installare.

I refrigeratori a ricircolo raffreddano tramite un refrigerante. Funzionano in modo simile ai frigoriferi domestici, ma raffreddano l'acqua invece dell'aria. Il circuito dell'acqua di processo comprende un evaporatore, un serbatoio e una pompa. L'acqua viene raffreddata dal refrigerante mentre attraversa l'evaporatore. All'estremità opposta dell'evaporatore, il refrigerante evapora per raffreddare l'acqua, poi passa attraverso un compressore e un condensatore. Infine, espelle il calore nell'aria ambiente.

Quando il carico termico si innalza, i refrigeratori possono provocare il sovraccarico del sistema di condizionamento della stanza in seguito all'emissione del calore di scarto. Una soluzione potrebbe essere l'uso di refrigeratori con un condensatore dotato di raffreddamento a liquido. In tal caso, il refrigerante viene raffreddato dall'acqua dell'impianto raffreddata, invece che dall'aria, quindi i refrigeratori risultano più silenziosi e si evitano problemi di riscaldamento della stanza.

Un'altra alternativa, in caso di carichi termici elevati, sono i sistemi di raffreddamento da liquido a liquido.




Sistemi di raffreddamento da liquido a liquido (LCS)



I sistemi di raffreddamento da liquido a liquido portano la temperatura al di sotto di quella ambiente e offrono una stabilità della temperatura simile a quella dei refrigeratori a ricircolo. Invece di espellere il calore di scarto nella stanza, grazie a uno scambiatore di calore da liquido a liquido lo trasferiscono all'acqua dell'impianto raffreddata.

Il circuito di processo è completamente isolato dall'acqua dell'impianto, quindi le attrezzature risultano protette dalle variazioni di temperatura, dalla velocità del flusso dell'acqua dell'impianto e da eventuali contaminanti. Dato che il raffreddamento avviene tramite l'acqua dell'impianto, la temperatura di quest'ultima rappresenta la temperatura minima del fluido in uscita.

I sistemi di raffreddamento da liquido a liquido sono rinomati per le applicazioni ad alto carico termico, viste le dimensioni ridotte (1/3 di quelle di refrigeratori a base di refrigerante con capacità simile). Privi di compressore, sono inoltre molto silenziosi e a basso consumo energetico.

Refrigeratori a ricircolo o sistemi di raffreddamento da liquido a liquido?

Per carichi termici ridotti, i refrigeratori a ricircolo di solito sono la soluzione più semplice, poiché l'installazione è davvero rapida. In caso di carichi termici elevati, i sistemi di raffreddamento da liquido a liquido sono più convenienti. Tuttavia, il loro uso è limitato dalla disponibilità di acqua dell'impianto raffreddata. La necessità di collegarli all'acqua dell'impianto tramite tubazioni può incidere sulla posizione di utilizzo e sulla portabilità delle attrezzature.

In caso di carichi termici elevati e qualora sia necessario espellere il calore nell'acqua dell'impianto, la scelta tra gli LCS e i refrigeratori a ricircolo con condensatore raffreddato ad acqua dipende dalla temperatura di riferimento. Se la temperatura di riferimento è più alta della temperatura massima dell'acqua dell'impianto, gli LCS sono più economici. Tuttavia, se è necessario raffreddare raggiungendo una temperatura prossima o inferiore a quella dell'acqua dell'impianto, sarà necessario dotarsi di refrigeratori a base di refrigerante con condensatore raffreddato ad acqua.




Conclusioni sulla scelta dei sistemi a liquido

Fondamentalmente, la scelta del sistema da utilizzare dipende dalle esigenze in termini di capacità di raffreddamento, stabilità della temperatura, temperatura di riferimento e disponibilità di acqua dell'impianto raffreddata. Se hai bisogno di ulteriore assistenza durante la scelta del sistema di raffreddamento, contatta i nostri ingegneri progettisti termici per parlare delle esigenze specifiche legate all'applicazione. In base a dati quali il carico termico e la velocità del flusso necessaria, ti consiglieranno il prodotto più adatto.


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