Negli impianti industriali si fa largo utilizzo di aria compressa, sia per azionamenti pneumatici che per strumentazione di controllo. L’aria compressa viene fornita da compressori che possono avere taglie e dimensioni molto differenti, passando dal piccolo compressore per l’officina arrivando a centrali di compressione molto potenti e complesse. In ogni caso, queste macchine sviluppano calore e necessitano di un sistema di raffreddamento dedicato, che sui macchinari più piccoli è installato direttamente a bordo del compressore stesso (o addirittura il compressore si autoraffredda con l’aria ambiente circostante), mentre gli impianti di maggiori dimensioni richiedono un impianto dedicato in grado di fornire acqua raffreddata che viene fatta circolare nei compressori.
Il livello di freddo richiesto dai compressori d’aria non è mai troppo spinto, solitamente infatti le temperature richieste per l’acqua di raffreddamento si aggirano attorno ai +30 / +40°C. Si tratta pertanto di un’applicazione con un tipo di raffreddamento ottenibile con l’utilizzo di:
La selezione di un tipo di macchina piuttosto che un altro dipende da alcuni fattori, quali la presenza a bordo del compressore di scambiatori di interfaccia e le condizioni climatiche della zona di installazione. Infatti, a seconda che il compressore sia fornito o meno di scambiatori a bordo, il raffreddamento potrà essere realizzato con una torre o con un raffreddatore a circuito chiuso, questo perché far circolare l’acqua di torre direttamente nelle camicie del compressore comporta un alto rischio di sporcamento e intasamento delle stesse, causando danni irreparabili al compressore, o comunque imponendo dei costi di manutenzione molto elevati.
Occorre sottolineare che, sebbene i compressori non richiedano acqua di raffreddamento a temperature molto basse, raggiungono nelle ‘zone calde’ temperature di parete elevate, che provocano la precipitazione dei carbonati nell’acqua circolante. Utilizzando acqua non trattata o incrostante, questo fenomeno causa un intasamento repentino delle camere di circolazione dell’acqua stessa. Con temperature ambientali che ne consentano l’utilizzo, è perciò sicuramente preferibile installare dei dry-cooler o dissipatori, in modo da avere un circuito chiuso senza contaminazioni dell’acqua.
Un’altra applicazione legata ai compressori interessa l’aria compressa stessa, che per essere fruibile nei processi che la impiegano deve essere raffreddata e deumidificata o essiccata. L’umidità presente nell’aria compressa ha infatti disastrosi effetti per tutte le componenti che la impiegano, quali azionamenti pneumatici, pistole di soffiaggio, utensili ad azionamento pneumatico, valvole di regolazione e strumenti di controllo. Per eliminare il contenuto di umidità dall’aria compressa è possibile ricorrere a essiccatori a cicli termici, che raffreddano l’aria facendole lambire superfici a bassa o bassissima temperatura, in modo da far condensare l’acqua presente nell’aria separandola. In questo modo si ottiene aria con un minor quantitativo di acqua assoluto, mentre con un post-riscaldamento successivo se ne controlla l’umidità relativa. Giocando sulle temperature, è possibile ottenere livelli di essiccamento piuttosto elevati.
Questi sistemi si basano sull’impiego di gruppi frigoriferi abbinati a scambiatori di calore a superficie: l’aria viene fatta passare nel circuito secondario dello scambiatore, mentre nel primario possono circolare diversi fluidi, a seconda dei livelli di temperatura in gioco e delle tipologie di impianto, quali:
In anni recenti questi sistemi hanno subito un forte sviluppo grazie alla sempre maggiore efficienza degli scambiatori di calore, più innovativi, compatti e performanti dei tradizionali scambiatori a fascio tubiero, e che sempre più vengono impiegati in funzione di dryer per questo genere di applicazione. Ormai centinaia sono infatti le applicazioni realizzate con l’impiego di scambiatori di calore a piastre, anche su portate di aria compressa decisamente importanti se non addirittura su impianti di produzione di gas tecnici.
Scambiatori di calore a piastre sono infatti impiegati come dryer:
Applicazioni sempre più diffuse, che richiedono però una certa esperienza nel dimensionamento, nonché alcune accortezze nell’installazione, soprattutto quando si devono prendere in considerazione le condense generate dalla deumidificazione dell’aria.
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