Torre di raffreddamento

Torre di raffreddamento Apparecchiatura usata per ridurre la temperatura di un liquido, normalmente acqua, di solito allo scopo di un suo riutilizzo. Il liquido da raffreddare viene portato a contatto con una corrente d'aria, che ne provoca la parziale evaporazione, con conseguente raffreddamento della quantità di sostanza rimasta allo stato liquido. Le torri di raffreddamento trovano impiego nei grandi impianti di condizionamento dell'aria, nell'industria chimica e in molte altre applicazioni industriali; estremamente importante è l'utilizzo di queste apparecchiature al fine di abbassare la temperatura, per poterla poi utilizzare nuovamente, dell'acqua impiegata per il raffreddamento di scambiatori e condensatori di vapore in centrali termoelettriche situate in località prive di sufficienti riserve di acque naturali (fiumi e laghi).

La sottrazione di calore operata dalle torri di raffreddamento si basa sul fatto che l'aria atmosferica normalmente non è satura di acqua e quindi può assorbirne in determinata quantità (fino al 100% di umidità relativa). Il processo di assorbimento in forma di vapore è facilitato se l'acqua viene suddivisa in minute goccioline, in modo da aumentare la superficie libera del liquido. L'energia sotto forma di calore necessaria all'evaporazione viene sottratta all'acqua restante, che conseguentemente si raffredda. La perdita di acqua nel processo di evaporazione costituisce un effetto secondario, indesiderabile ma necessario. Da ogni litro di acqua evaporata si ottiene una quantità di energia pari a 640 wattora (1.300.000 joule), utilizzata per il riscaldamento della corrente d'aria e il raffreddamento della massa d'acqua. In pratica le torri di raffreddamento operano con una perdita di acqua oscillante fra il 2% e il 5%.

Con una tubazione, l'acqua che deve essere raffreddata viene portata alla sommità della torre e quindi fatta scendere attraverso una piastra forata che la suddivide in goccioline. Nelle torri di grandi dimensioni l'acqua gocciola attraverso una serie di piastre sovrapposte a intervalli regolari, e scendendo dall'una all'altra entra in contatto con una corrente d'aria ascendente (in quelle di piccole dimensioni, invece, gocciola su una serie di semplici alette). La tendenza a salire che caratterizza l'aria calda è sufficiente a produrre una corrente nelle torri di raffreddamento di piccole dimensioni, mentre in quelle di dimensioni maggiori è necessario creare una corrente artificiale che investa il sistema di piastre forate, ricorrendo a ventole di aspirazione poste sulla sommità della torre o a soffianti poste alla base.

Le grandi torri di raffreddamento caratteristiche delle centrali nucleari sono distanziate dai reattori per evitare qualsiasi contaminazione radioattiva. Nelle centrali termoelettriche alimentate a carbon fossile oppure a olio combustibile, le torri di raffreddamento aumentano i costi di produzione, ma sono una soluzione obbligata per evitare il versamento di acqua calda in laghi e fiumi, processo che si è dimostrato nocivo per l'ambiente.