In qualsiasi sistema industriale potremmo trovare due modi per raffreddare i
f
luido: raffreddando attivo e passivo .
Il raffreddamento passivo comprende quei sistemi di raffreddamento che non incorporano alcun elemento attivo nel raffreddamento e che potremmo definire “unità di scambio termico”. Questa soluzione può essere proposta se l’utente dispone di un proprio approvvigionamento idrico.
È il caso delle torri di raffreddamento o dei serbatoi di grande volume che consentono la dissipazione passiva (spontanea) del calore attraverso le pareti delle stesse. In questo caso viene installato un solo scambiatore di calore, che può essere tubolare o a piastre . Si dice passivo perché la dissipazione del calore, sia nello scambiatore che nel serbatoio, avviene senza eseguire alcun lavoro.
Il raffrescamento attivo richiede l’esecuzione di lavori per estrarre energia sotto forma di calore all’impianto e quindi l’installazione di refrigeratori o refrigeratori necessari .
Ogni sistema di refrigerazione attivo è costituito da un circuito chiuso di gas refrigerante (normalmente R407c o R134a) con i seguenti componenti essenziali: (1) Compressore: consente di aumentare la pressione del refrigerante fino a raggiungere una pressione di oltre 12 Bar e una temperatura di oltre 70ºC.
(2) Condensatore: Ha il compito di ridurre la temperatura del gas ad alta pressione e raffreddarlo con aria o acqua fino a quando non è parzialmente liquefatto a pressione costante.
(3) Dispositivo di espansione: Potrebbe essere un tubo capillare o una valvola di espansione: il liquido a media temperatura si espande notevolmente, abbassando la sua pressione e quindi la sua temperatura. Allo stesso tempo, inietta il gas liquefatto e raffreddato verso l’evaporatore.
(4) Evaporatore : dove avviene lo scambio termico tra il fluido caldo (mezzo) che deve essere raffreddato e il gas freddo e liquefatto a bassa temperatura che circola all’interno.
Una volta che il fluido da raffreddare ha ceduto le sue calorie all’evaporatore, viene azionato dal circuito idraulico del chiller, che normalmente comprende un serbatoio (7) e una pompa motrice (5) per raffreddare definitivamente la macchina del cliente, che normalmente è si chiama “consumatore” (6)
Raffreddamento attivo e passivo in pratica:
Il diagramma seguente mostra un sistema di raffreddamento attivo e passivo nella stessa applicazione di acqua per un centro di lavorazione di una macchina utensile.
In questo caso la pompa 
del chiller invia una parte dell’acqua refrigerata dal serbatoio alla testa della macchina utensile per evitare il surriscaldamento, e l’altra parte dell’acqua scorre attraverso uno scambiatore di calore per raffreddare passivamente l’olio del serbatoio taglio.
Il fluido da taglio deve mantenere una temperatura controllata nel suo percorso verso il sito di lavorazione in modo che il lavoro venga eseguito senza forti variazioni di temperatura, riducendo così al minimo le tolleranze delle specifiche delle parti che lavora.
Normalmente vengono utilizzati refrigeranti o oli da taglio specifici. La sua funzione, oltre al raffreddamento, è quella di rimuovere costantemente le scorie dalla lavorazione. Il fluido caldo viene filtrato e reindirizzato al serbatoio per gravità.
Esistono molte altre risorse per ridurre al minimo le variazioni di temperatura e tradursi in un maggiore controllo del processo, come la valvola di by-pass del gas caldo (descritta in un altro articolo su questo blog), l’installazione di una valvola di termoregolazione del flusso o raffrescamento con setpoint dinamico o dipendente dalla temperatura ambiente (ambient tracking)
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