Affinché un refrigeratore possa raffreddare l'acqua utilizzata in un sistema di raffreddamento, deve prima estrarre il calore dall'acqua e quindi scaricarlo in un mezzo di raffreddamento disponibile. Questo processo è lo stesso del funzionamento di un frigorifero domestico, che preleva calore dagli alimenti all'interno e lo cede poi nella parte posteriore del mobile attraverso la serpentina nera che riscalda l'aria circostante. Allo stesso modo, un refrigeratore commerciale deve respingere il calore che raccoglie.
Lo smaltimento del calore può essere ottenuto in diversi modi. L'approccio più semplice consiste nel combinare il sistema di espulsione del calore e il refrigeratore in un'unica unità denominata refrigeratore compatto. Questo si trova all'esterno e incorpora uno o più ventilatori che aspirano aria fresca attraverso l'unità per portare via il calore. I refrigeratori di grandi dimensioni hanno spesso un sistema di espulsione del calore separato collegato da tubazioni, che consente di collocare il refrigeratore in un locale tecnico.
Un sistema di smaltimento del calore può assumere diverse forme. La più efficiente è la torre di raffreddamento evaporativa che utilizza l'effetto di raffreddamento dell'acqua evaporante per potenziare il raffreddamento fornito dall'aria fresca. Questo approccio è diventato meno popolare negli ultimi 10-15 anni a causa del rischio di malattia del legionario associato a una scarsa manutenzione. Tuttavia, per alcune applicazioni edilizie, le torri di raffreddamento correttamente sottoposte a manutenzione rimangono il metodo privilegiato di espulsione del calore grazie alla loro elevata efficienza (che consente anche un ingombro ridotto).
Un sistema più diffuso per fornire uno smaltimento separato del calore è il raffreddatore a secco. Consiste in un'unità a basso profilo contenente uno o più ventilatori che convogliano aria fresca attraverso una serpentina. La serpentina contiene l'acqua calda proveniente dal refrigeratore che viene raffreddata e pompata nuovamente al refrigeratore. In alternativa, la serpentina può contenere refrigerante caldo direttamente dal processo di refrigerazione, che viene raffreddato allo stesso modo e quindi ritorna al refrigeratore.
I principali tipi di apparecchiature per lo smaltimento del calore comunemente utilizzate negli edifici sono:
Condensatore raffreddato ad aria
I ventilatori inducono il flusso d'aria sui tubi alettati in cui il refrigerante si condensa.
Conveniente e comune per i refrigeratori fino a pochi 100 kW. Privo di rischi igienici e non richiede tubazioni dell'acqua. Può essere adattato per fornire free cooling con sistemi a termosifone.
Raffreddatore ad aria secca
Simile a un condensatore raffreddato ad aria, ma attraverso i tubi viene fatta passare una soluzione acquosa di glicole o acqua invece del refrigerante.
Meno efficiente di un condensatore raffreddato ad aria perché sono necessari un ulteriore processo di trasferimento del calore e pompe per espellere il calore dall'impianto di refrigerazione. Può raffreddare l'acqua sufficientemente in inverno per evitare la necessità di far funzionare un impianto di refrigerazione (free cooling). Richiede un'area dell'impianto più ampia rispetto ad altre opzioni. È possibile aggiungere spray adiabatici per migliorarne le prestazioni.
Torre di raffreddamento
L'acqua viene spruzzata su un materiale di imballaggio. Il flusso d'aria sopra l'imballaggio fa evaporare parte dell'acqua, provocando il raffreddamento dell'acqua.
Più efficiente del condensatore raffreddato ad aria o del raffreddatore ad aria secca perché è necessaria meno aria e l'acqua viene raffreddata a pochi gradi sopra la temperatura del bulbo umido. Può raffreddare l'acqua a sufficienza per evitare la necessità di far funzionare un impianto di refrigerazione, noto come free cooling. Elevato fabbisogno di manutenzione.
Condensatore evaporativo
L'acqua viene spruzzata sui tubi in cui il refrigerante si condensa. Il flusso d'aria attraverso i tubi fa evaporare parte dell'acqua, provocando il raffreddamento dell'acqua e dei tubi.
Il metodo più efficiente per espellere il calore da un impianto di refrigerazione. Ha requisiti di manutenzione simili a quelli della torre di raffreddamento. Può essere adattato per fornire free cooling con sistemi a termosifone.
