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Come funziona il raffrescamento da evaporazione di acqua

Ottenere il raffrescamento da evaporazione di acqua è possibile attraverso un bacino presente nel luogo da raffrescare

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Un bacino d’acqua (una vasca o un laghetto) in estate tende a essere sempre più fresco dell’ambiente in cui si trova, ragion per cui è pensabile sfruttarlo per ottenere un effetto di raffrescamento da evaporazione. Intensità di evapotraspirazione e intensità di evaporazione da uno specchio d’acqua a pelo libero sono determinate dagli stessi fattori climatici, anche se l’evaporato non s’identifica con l’evapotraspirazione (potenziale o effettiva) perché:
• la riflessione su un manto vegetale è in genere 4-5 volte superiore rispetto a uno specchio d’acqua, pertanto la radiazione netta che arriva su una superficie liquida è maggiore;
• l’accumulo di calore nell’acqua dell’evaporimetro fa sì che l’evaporazione prosegua anche durante le ore di buio, mentre in queste ore la traspirazione si arresta per la chiusura degli stomi;
• l’evapotraspirazione è influenzata da fattori biologici e pedologici che in generale non hanno riflessi sull’evaporazione da uno specchio libero.

Per tali motivi l’evapotraspirazione potenziale standard ha un valore inferiore rispetto all’evaporato, pertanto la relazione fra le due variabili è mediata da un coefficiente di proporzionalità inferiore all’unità.
Il coefficiente di riduzione si desume da apposite tabelle che tengono conto del tipo di evaporimetro,
della sua ubicazione (su un prato o a distanza da un prato), dell’umidità relativa media dell’aria e della velocità del vento.

Come valutare l’evaporazione da un bacino d’acqua per ottenere raffrescamento
Il fenomeno dell’evaporazione dell’acqua da bacini chiusi quali laghi o piscine, benché costituisca un argomento di notevole interesse impiantistico e ambientale, non ha avuto un sufficiente sviluppo teorico e sperimentale, fino alla messa a punto da parte del CIRIAF (Centro Interuniversitario di Ricerca sull’Inquinamento da Agenti Fisici) di un apparato sperimentale, di concezione originale, per la determinazione della velocità di evaporazione dell’acqua da una superficie libera, in funzione delle condizioni termoigrometriche dell’aria (temperatura e umidità relativa), al variare della temperatura dell’acqua e per diversi regimi di moto.

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Rappresentazione schematica dell’apparato Sperimentale

I dati sperimentali, disponibili in un ampio intervallo di temperature e umidità relative, costituiscono un valido riferimento nella progettazione degli impianti degli ambienti piscina e nella valutazione delle portate di reintegro dei bacini chiusi.

Le misure sono state effettuate in una camera climatica, di fabbricazione Mazzali, che consente il controllo della temperatura dell’aria tra – 40 e + 40 °C e dell’umidità relativa tra il 15 e il 100%.

Si è effettuata una estesa campagna sperimentale, mediante un apparato di concezione originale, volta alla misura della velocità di evaporazione dell’acqua da bacini: i dati misurati, disponibili in un ampio intervallo di valori di temperatura, umidità relativa e velocità dell’aria, sono stati correlati ed è stato calcolato il coefficiente di trasporto di massa nelle diverse configurazioni considerate. L’errore medio assoluto nella misura delle grandezze relative all’evaporazione dell’acqua varia da un minimo del 6,6% a un massimo del 24,5%, con un valore medio pari al 13,8%.

Di seguito sono riportate tabelle, grafici e formule di calcolo, evidenziando come la velocità d’evaporazione sia stata calcolata al termine di ciascuna prova, misurando la quantità di acqua che evapora in un determinato intervallo di tempo, in condizioni di regime.

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