Un sistema di raffreddamento ad acqua per lo stampaggio a iniezione è un impianto industriale a circuito chiuso di raffreddamento a ricircolo che utilizza acqua refrigerante nella fascia di temperatura tra 20 °C e 30 °C come mezzo per raffreddare apparecchiature o processi. La sua caratteristica operativa fondamentale consiste nel controllo della riduzione della temperatura. In sostanza, si tratta di un sistema in cui l’acqua di raffreddamento assorbe il calore dalle apparecchiature caricate attraverso cui scorre, per poi dissiparlo tramite unità di raffreddamento (chillers) prima di essere rimesso in circolazione.
Nell’esplorare l’utilizzo complessivo dell’energia termica all’interno del sistema di raffreddamento ad acqua, soluzioni hardware quali l’installazione di scambiatori di calore a piastre e di unità pompa di calore nella rete di raffreddamento possono consentire il recupero e il riutilizzo del calore. Tuttavia, è necessario valutare attentamente gli investimenti effettivi in attrezzature e il relativo ritorno economico.
Nel campo della climatizzazione, il calore recuperato potrebbe teoricamente essere impiegato per il riscaldamento degli ambienti. Questo risulta fattibile, soprattutto in inverno, quando una parte significativa, se non addirittura la totalità, del calore potrebbe essere sfruttata. Tuttavia, esistono due importanti prerequisiti relativi alla scala dell’impianto: 1) la capacità installata deve essere sufficientemente elevata; 2) la quantità di calore disponibile per lo scambio deve essere considerevole. Per quanto riguarda le esigenze di temperatura dei processi, lo scambio con l’acqua di raffreddamento deve soddisfare i requisiti termici del processo di stampaggio a iniezione.
Nonostante ciò, sussiste un notevole svantaggio: il periodo durante il quale il sistema industriale di raffreddamento presenta la massima richiesta di raffreddamento coincide esattamente con il periodo in cui anche il sistema di climatizzazione registra il picco di richiesta di raffreddamento. Utilizzare questi sistemi in modo interconnesso durante tali periodi di picco comporterebbe un aumento della capacità installata sia delle apparecchiature frigorifere (chiller) sia delle unità di raffreddamento. Pertanto, è indispensabile valutare criticamente l’efficacia di tale integrazione.
In secondo luogo, l’impiego del calore per il riscaldamento nell’ambito della climatizzazione introduce un nuovo problema. Il sistema industriale di raffreddamento ad acqua è un sistema a temperatura costante; quando la temperatura raggiunge il valore di riferimento impostato, è necessario interrompere lo scambio termico proveniente dal sistema pompa di calore della climatizzazione. Ciò porta frequentemente, nella pratica applicativa, a situazioni in cui non vi è più calore disponibile da recuperare tramite la pompa di calore. Di conseguenza, nella selezione delle unità di climatizzazione, la potenza elettrica di riscaldamento della funzione ausiliaria presente nei fan coil non può essere ridotta affatto. Nei sistemi in cui la quantità complessiva di calore recuperabile risulta limitata, il tasso di utilizzo del calore recuperato risulta basso e il ritorno economico risulta trascurabile.
In terzo luogo, integrare le unità di climatizzazione in questo schema di recupero del calore non comporta una riduzione degli investimenti nelle apparecchiature principali. È comunque necessario installare tutte le unità necessarie (chiller per il raffreddamento, pompe di calore per il riscaldamento). Si raccomanda ai clienti di valutare la necessità dello scambio termico tra il sistema di raffreddamento ad acqua e il sistema di climatizzazione sulla base delle reali esigenze operative e della situazione attuale.
