Come abbiamo visto, la maggior parte dei refrigeratori standard utilizza acqua refrigerata per lo scambio di calore indiretto. Tuttavia, ciò richiede un sistema di tubazioni complesso e manca di flessibilità. Per alcuni progetti più piccoli, ciò non è necessario e un sistema a espansione diretta (DX) è una scelta migliore.

Questo articolo spiega le differenze tra refrigeratori industriali e sistemi a espansione diretta, aiutandoti a scegliere l’attrezzatura giusta per la tua applicazione.

1. Cos’è un sistema a espansione diretta (DX)?

Un sistema DX significa espansione diretta. Il refrigerante viaggia direttamente alla bobina evaporante che raffredda l’aria o la superficie. I sistemi DX si trovano in unità da tetto, piccole unità compatte e molte applicazioni di climatizzazione comfort. In un impianto DX il mezzo refrigerante è lo stesso refrigerante. Non esiste un circuito ad acqua refrigerata. Questo rende i sistemi DX compatti e facili da posizionare vicino al carico.

2. Come funziona un sistema a espansione diretta (DX)?

Iniziamo con il compressore. Comprime il gas refrigerante a bassa pressione in un gas caldo ad alta pressione. Il gas passa attraverso il condensatore dove il calore viene scaricato nell’aria esterna (unità raffreddata ad aria) o nell’acqua di raffreddamento (refrigeratore ad acqua). Il refrigerante condensa in liquido.

Poi passa attraverso un dispositivo di espansione che abbassa pressione e temperatura. Il refrigerante freddo entra nella bobina dell’evaporatore. L’aria o una superficie passa sopra la bobina e cede calore. Il refrigerante riscaldato ritorna al compressore e il ciclo si ripete.

Tutto avviene all’interno di un circuito refrigerante sigillato. I controlli sono generalmente locali e semplici. Il sistema reagisce rapidamente ai cambiamenti della domanda di raffreddamento. Un sistema DX può essere regolato per servire una singola stanza, una singola macchina o una piccola area di processo con tubazioni e pompe minime.

3. Quali sono i vantaggi di un sistema a espansione diretta (DX)?

I sistemi DX sono efficienti in termini di spazio. L’installazione è semplice e spesso più economica in fase iniziale. Per una singola stanza o un singolo macchinario, il DX di solito supera un chiller in termini di costo e complessità di installazione.

I sistemi DX reagiscono anche rapidamente. Se il carico aumenta improvvisamente, l’unità locale si adatta velocemente. Questa rapidità è utile quando è necessario un recupero rapido. Non c’è circuito ad acqua refrigerata da bilanciare né grandi impianti di pompaggio da gestire.

La manutenzione è semplice in alcuni aspetti. Non è necessario gestire il trattamento dell’acqua. Si evitano rischi legati all’acqua come corrosione e crescita microbica. Per strutture più piccole, questi sono risparmi reali.

4. Cos’è un sistema chiller?

Un sistema chiller utilizza una macchina centrale per raffreddare l’acqua. Il chiller raffredda acqua in circolazione o una miscela acqua-glicole. Questa acqua fredda si muove attraverso l’impianto verso unità di trattamento aria, macchine di processo o scambiatori di calore. Il chiller è l’impianto centrale. Supporta più carichi e distribuisce il raffreddamento dove serve.

I chiller industriali sono disponibili in molte dimensioni. Servono laboratori, officine di stampaggio, impianti pilota e grandi sistemi HVAC. Il circuito di acqua refrigerata offre flessibilità per posizionare i carichi lontano dal chiller senza spostare il refrigerante in tutto l’edificio.

Il costo di un refrigeratore comprende il costo di acquisto, il costo di esercizio e il costo di manutenzione.

5. Come funzionano i chiller industriali?

Il chiller utilizza lo stesso ciclo di refrigerazione di base di un sistema DX. Compressore, condensatore, espansione ed evaporatore sono ancora presenti. La differenza principale è cosa raffredda l’evaporatore. In un chiller, l’evaporatore raffredda acqua refrigerata, che diventa il vettore dell’energia di raffreddamento.

Le pompe spostano l’acqua refrigerata verso ogni carico. Valvole di controllo, sensori e un sistema di gestione dell’edificio gestiscono flusso e temperatura. Il circuito spesso include serbatoi di espansione, filtri e scambiatori di calore. È possibile suddividere l’impianto in zone. Ogni zona può avere il proprio setpoint di temperatura e controllo del flusso.

Poiché il fluido refrigerato trasporta bene il calore, un impianto chiller può spostare grandi quantità di energia su lunghe distanze. Ciò consente a un’unità centrale di supportare molti processi. Inoltre sono disponibili opzioni che i sistemi DX raramente offrono alla stessa scala. Esempi: recupero calore per preriscaldare l’acqua sanitaria, compressori a stadi per efficienza a carico parziale e free cooling quando le condizioni esterne lo consentono.

6. Quali sono i vantaggi di un sistema chiller?

I chiller sono scalabili. Se la vostra fabbrica ha diverse macchine che necessitano di un controllo preciso della temperatura, l’acqua refrigerata le collega senza un circuito di refrigerante in ciascun punto di utilizzo. Questa centralizzazione semplifica la manutenzione negli impianti di grandi dimensioni.

La precisione è un altro grande vantaggio. Con un buon controllo è possibile mantenere bande di temperatura più strette rispetto alla maggior parte delle configurazioni DX. Questo è importante se il vostro processo è sensibile anche a piccole variazioni.

Le opzioni energetiche sono più ricche per i chiller. Azionamenti a velocità variabile, recupero di calore e free cooling possono ridurre significativamente i costi operativi. Gli impianti chiller offrono anche opzioni di ridondanza che mantengono operative le linee critiche quando un compressore è fermo.

Tuttavia ci sono compromessi. Un sistema ad acqua refrigerata richiede più spazio. Le pompe aggiungono carico elettrico. La chimica dell’acqua necessita di attenzione per evitare incrostazioni e corrosione. Sono gestibili, ma aumentano il costo operativo a lungo termine.

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7. Quando utilizzare un chiller industriale o un sistema DX?

Pensate prima a scala e precisione. Se dovete raffreddare solo una stanza o una macchina, un sistema DX spesso è la scelta migliore. È compatto e economico da installare. Svolgerà il lavoro rapidamente.

Se è necessario servire molti punti o occorre un controllo preciso della temperatura, il chiller diventa più interessante. Un impianto chiller ha senso se aggiungerete carichi nel tempo o se la domanda di raffreddamento è elevata. I chiller gestiscono meglio carichi pesanti.

Considerate anche i vincoli del sito. Avete un trattamento dell’acqua affidabile e spazio per l’impianto? Le regole sulle perdite di refrigerante sono severe dove operate? La struttura richiede recupero di calore? Ognuno di questi elementi influenza la decisione.

In alcuni casi è meglio una combinazione. Usate DX per un piccolo ufficio o una cella di prova vicino al muro. Usate acqua refrigerata per la linea di processo al centro dello stabilimento. Un approccio ibrido può dare il meglio di entrambi i mondi senza sovradimensionare nessuna delle due soluzioni.

Scegliere il sistema giusto per le proprie esigenze

Speriamo che questo articolo vi abbia aiutato a comprendere meglio i chiller industriali e i sistemi DX. Se avete ancora domande sulla scelta dell’equipaggiamento di raffreddamento giusto, i nostri esperti saranno lieti di assistervi.

Avete già determinato il tipo di attrezzatura di cui avete bisogno e cercate un produttore di chiller affidabile? Il nostro team può fornirvi una soluzione personalizzata.

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