Un chiller ad aria è un sistema di raffreddamento che sfrutta l’aria come mezzo per ridurre la temperatura anziché utilizzare l’acqua. Il suo funzionamento si basa sul ciclo di refrigerazione a compressione di vapore.

Durante il funzionamento di un chiller ad aria, il refrigerante all’interno del sistema attraversa diverse fasi.

Partiamo dalla compressione, in cui il refrigerante viene aspirato nel compressore e sottoposto a compressione.

Questo processo richiede l’apporto di energia meccanica, che aumenta sia la temperatura che la pressione del refrigerante.

Successivamente, il refrigerante ad alta pressione e temperatura passa al condensatore. In questa fase, l’aria ambiente o un flusso d’aria esterno viene utilizzato per dissipare il calore dal refrigerante. Ciò consente al refrigerante di raffreddarsi e di tornare alla fase liquida ad alta pressione.

Dopo la condensazione, il refrigerante liquido ad alta pressione attraversa una valvola di espansione o un dispositivo di espansione termica. Questo dispositivo provoca una riduzione della pressione del refrigerante e, di conseguenza, una diminuzione della sua temperatura.

Il refrigerante a bassa pressione e temperatura passa quindi all’evaporatore. Qui, il refrigerante assorbe il calore dall’acqua o dall’aria che deve essere raffreddata. Durante questa fase, il refrigerante si vaporizza, passando da uno stato liquido a uno gassoso. L’aria o l’acqua raffreddata vengono quindi fornite alle unità di utilizzo per ottenere il raffreddamento desiderato.

Infine, il refrigerante in forma gassosa a bassa pressione ritorna al compressore per iniziare nuovamente il ciclo. Questo processo si ripete in modo continuo al fine di mantenere il raffreddamento desiderato all’interno del sistema del chiller ad aria.

I vantaggi del chiller ad aria

I refrigeratori ad aria presentano un vantaggio notevole nell’installazione rapida all’interno dei sistemi esistenti, consentendo di risparmiare tempo e denaro.

L’installazione richiede meno tempo per posizionare tali sistemi di refrigerazione, generando significativi risparmi sui costi iniziali.

Un ulteriore beneficio dei refrigeratori ad aria è la riduzione dei componenti da mantenere rispetto ai sistemi ad acqua. Senza la necessità di una pompa di condensazione, una torre di raffreddamento e altri elementi, questi refrigeratori richiedono una minore manutenzione rispetto ai sistemi più complessi.

Rappresentano una soluzione ideale per le aree soggette a siccità o con risorse idriche limitate, in quanto offrono un’alternativa ad alta efficienza idrica rispetto ai sistemi tradizionali ad acqua.

Con l’impiego dell’aria ambiente anziché dell’acqua per raffreddare il processo, un refrigeratore ad aria elimina la necessità di acqua, permettendo prestazioni ottimali.

Inoltre, i sistemi di raffreddamento ad aria non alterano l’umidità né la temperatura dell’ambiente come altri metodi di raffreddamento.

I problemi più comuni dei chiller

I sistemi di raffreddamento industriale impiegano tubi metallici (generalmente in rame o acciaio al carbonio) per il trasferimento dell’acqua tra il refrigeratore e lo spazio climatizzato.

La semplice presenza di ossigeno nell’acqua può innescare un processo di degradazione dei tubi, ma adottando un adeguato trattamento dell’acqua, è possibile ridurre in modo significativo il rischio. Tuttavia, nel caso in cui il trattamento dell’acqua sia insufficiente, sedimenti, minerali e batteri possono infiltrarsi nel sistema.

L’accumulo di sedimenti o batteri può causare una variazione dei livelli di ossigenazione, dando inizio alla degradazione dei metalli. Inoltre, l’impiego di due metalli diversi in punti di giunzione può aumentare il rischio di degradazione a causa delle loro differenti proprietà elettrochimiche.

Qualunque sia la causa, la degradazione può portare a perdite che danneggiano il refrigeratore, riducono l’efficienza e possono infine recare danni all’area circostante.

Mancanza di manutenzione adeguata

Queste complesse macchine richiedono un’accurata manutenzione per essere mantenute in condizioni ottimali di funzionamento.

Se non si adottano le misure necessarie, il refrigeratore può subire degradazione, ostruzioni, perdita di efficienza o una serie di altri problemi.

Ad esempio, se il trattamento dell’acqua non viene effettuato correttamente o se non si procede alla pulizia delle torri di raffreddamento aperte, sedimenti o particelle possono penetrare nel sistema, provocando l’ostruzione dei tubi e un inefficiente trasferimento di calore.

Il condensatore di un refrigeratore raffreddato ad aria può ostruirsi a causa di detriti o accumuli di sporcizia, con conseguente riduzione dell’efficienza.

Problemi elettrici

I sistemi elettrici di un refrigeratore sono progettati con cura e risultano altrettanto complessi del resto della macchina. Possono essere facilmente danneggiati da sovratensioni o dall’usura.

Nel caso si verifichi un problema di messa a terra o un’interruzione di corrente, il refrigeratore può rilevarlo e spegnersi.

Un sovraccarico può provocare il surriscaldamento del refrigeratore, con conseguente guasto. I fili e i cavi possono allentarsi o danneggiarsi in seguito a lavori di manutenzione o per negligenza, causando il malfunzionamento del refrigeratore.