Cosa sono i Falling Film Evaporator?

Cosa sono i Falling Film Evaporator, e perchè il loro utilizzo è un argomento sempre più attuale e discusso nel settore HVAC?

Nell’ottica dell’adeguamento del mercato alle nuove normative previste per il 2021, vengono richiesti alti indici di performance delle unità ai vari produttori HVAC. Iniziano quindi a farsi strada nel mercato nuove tecnologie atte a garantire maggiori rese ed un’altissima efficienza. Queste normative avranno un’influenza sia sulla tipologia dei compressori, sia sulla tipologia degli evaporatori. Se dal punto di vista dei compressori si inizia sempre più a vociferare sulla soluzione a levitazione magnetica, per quanto riguarda gli evaporatori riscontriamo una tendenza al passaggio dagli evaporatori allagati ai cosiddetti falling film evaporator.

I falling film evaporator presentano dei tubi spruzzati di refrigerante, che scende in cascata, coprendoli di un film di freon: da qui il termine falling film. Diverse prove hanno dimostrato che partendo da un evaporatore con tubi allagati di freon e diminuendo gradualmente l’allagamento in favore dell’irroramento dei tubi, la temperatura di evaporazione rimane costante. Questo significa che nel falling film stiamo mantenendo costante la temperatura di evaporazione raggiunta nell’allagato, ma con una carica di freon inferiore, e con una ridotta superficie.

I particolari tubi dell’evaporatore falling film sono in grado di garantire coefficienti di scambio molto elevati. Facendo una comparazione veloce, se un tubo grooved può raggiungere un coefficiente di scambio pari a 4000 W/(m² K) e un tubo allagato può arrivare a 12.000 W/(m² K), il Falling Film permette di raggiungere un coefficiente globale di scambio di oltre 20.000  W/(m² K).

Quali sono i vantaggi di questi evaporatori? Possiamo dire che, a parità di coefficiente globale di scambio abbiamo, nel caso dei falling film, una superficie più piccola, quindi questo significa costi minori per l’azienda produttrice a livello di materiale utilizzato, e quindi un risparmio notevole. I falling film richiedono inoltre una carica ridotta di freon (il 40% in meno di refrigerante rispetto all’allagato), in quanto non è necessario riempire di liquido l’intero involucro o tutti i tubi, ma, come già detto viene ora utilizzato un film sottile per coprire le superfici. In settori come il riscaldamento e la climatizzazione, ciò può far risparmiare ingenti somme di denaro ai produttori, a causa degli elevati costi di carica del refrigerante. Se la carica di freon è ridotta, consumeremo infatti meno freon, riducendo quindi drasticamente i costi per acquistarlo. La configurazione ideale in termini di resa ed efficienza in vista delle nuove norme previste per il 2021 prevederebbe quindi l’utilizzo di condensatori a microcanali, compressori a levitazione magnetica ed evaporatori proprio di tipo falling film.

I falling film non sono tuttavia esenti da svantaggi, in primo luogo dovuti alla mancanza o comunque al ridotto Know-How di chi inizia ad utilizzare queste tecnologie rispetto agli allagati. Inoltre, la distribuzione del fluido per gli evaporatori falling film orizzontali rimane un’interessante sfida, in quanto le prestazioni sono fortemente limitate se si crea una distribuzione non uniforme del film sui tubi, ed è quindi fondamentale distribuire correttamente il freon, cosa non di poco conto per gli addetti ai lavori.