La corretta installazione di un chiller industriale è strettamente legata alla conoscenza dei fattori di prestazione dello stesso, nello specifico: la temperatura di raffreddamento del processo, il tipo di fluido utilizzato per il raffreddamento, l’ambiente dove il chiller sarà installato, i requisiti di pressione e flusso, le dimensioni del chiller e il suo ingombro.
Insieme a Proservice, azienda specializzata nella progettazione di sistemi di raffreddamento industriale abbiamo creato la guida che segue: qui troverai un’analisi dei fattori appena elencati.
#1 Caratteristiche e prestazioni del fluido
Partiamo proprio dal fluido utilizzato per il raffreddamento.
Di questo primo fattore è necessario conoscere le caratteristiche in termini di prestazioni ed il livello di compatibilità con il macchinario.
Quando si valutano le prestazioni del fluido di raffreddamento è opportuno concentrarsi sulle caratteristiche e proprietà ad una specifica temperatura, analizzando i seguenti parametri:
- Viscosità
- Punti ebollizione e congelamento
- Calore specifico
Nei sistemi che presentano un dimensionamento sbagliato tra le cause più diffuse di guasti e malfunzionamenti troviamo la corrosione delle guarnizioni.
Per prevenire questi episodi è consigliato chiedere il supporto di professionisti capaci di analizzare e verificare la compatibilità tra materiali di costruzione e natura dei fluidi.
Per contrastare il problema della corrosione il serbatoio di stoccaggio ed i componenti delle pompe vengono realizzati in acciaio inox: questo permette di evitare che l’acqua di processo venga contaminata con particelle di ruggine o altro.
#2 Temperatura di raffreddamento del fluido
Le capacità di raffreddamento di un chiller industriale vengono influenzate dalla temperatura impostata.
In generale, una temperatura bassa aumenta il carico sul sistema di refrigerazione: il contrario si ottiene con valori più alti. Anche questo parametro influisce sulle capacità di raffreddamento del chiller: in questo caso è necessario studiare e valutare con attenzione le caratteristiche dell’ambiente di utilizzo del chiller.
Nel caso in cui, per esempio, questo venga posizionato in un luogo esposto è necessario rispettare il livello di protezione antigelo consigliato.
Il livello di antigelo corrisponde alla temperatura più bassa del fluido in uscita durante il funzionamento del chiller.
Un approfondimento sull’ambiente operativo del chiller
Consideriamo il caso di un chiller raffreddato ad aria.
La capacità di dissipare calore dipende dalla temperatura dell’ambiente circostante: il funzionamento del sistema di refrigerazione sfrutta infatti il gradiente di temperatura aria / refrigerante ambiente per favorire il trasferimento di calore per il processo di condensazione
Con l’aumentare della temperatura dell’aria dell’ambiente diminuisce il differenziale e quindi il trasferimento di calore complessivo.
Destinare al chiller industriale lo spazio giusto è importante per favorire la circolazione dell’aria intorno alla macchina.
In generale, lasciare il giusto quantitativo di spazio intorno alla macchina è fondamentale perché in assenza di ricircolo il surriscaldamento della macchina è più veloce.
#3 Pressione di processo e requisiti di flusso
La portata e la perdita di pressione nel sistema di refrigerazione devono essere definite sulla base delle dimensioni e delle prestazioni della pompa.
Analizziamo separatamente i due parametri.
Iniziamo dalla pressione: in presenza di una pompa sottodimensionata rispetto alla pressione richiesta abbiamo una portata ridotta attraverso tutto il circuito di raffreddamento.
Nel caso in cui il chiller di raffreddamento sia attrezzato di un bypass una parte della portata viene spostata sullo stesso senza passare dal circuito e, quindi, senza produrre raffreddamento.
Al contrario, quando non abbiamo un bypass, la pressione necessaria al sistema è fornita dalla pompa: questo aumenta il rischio di un funzionamento detto “pressione a vuoto o limite”.
La situazione appena descritta aumenta il rischio di rottura: il liquido di raffreddamento diventa infatti estremamente caldo ed inibisce la capacità della pompa di raffreddarsi, inoltre cuscinetti e guarnizioni si usurano maggiormente.
L’uso di manometri in prossimità dell’entrata e dell’uscita del processo permette di identificare immediatamente la perdita di pressione ed intervenire in modo adeguato.
Veniamo ora alla portata: un flusso inadeguato si traduce in un trasferimento di calore sbagliato e quindi lo stesso flusso non riesce ad eliminare il quantitativo di calore giusto per un funzionamento in completa sicurezza del processo.
Se la temperatura del fluido cresce e supera il punto di regolazione anche le temperature di superficie/componente aumentano fino a raggiungere un valore stabile maggiore del punto di regolazione iniziale.
Fortunatamente la maggior parte dei sistemi di raffreddamento fornisce esatte indicazioni sui requisiti di pressione e portata da rispettare. Per evitare aumenti di fabbisogno di pressione dovuti a dimensionamenti sbagliati è consigliabile rispettare le specifiche relative al carico termico, prendere in considerazione le modifiche di elevazione integrate nel sistema e valutare con attenzione raccordi, collegamenti e tubi flessibili.