Il sistema di raffreddamento ad acqua del lago profondo (DLWC) di Toronto è il più grande del mondo. Ecco come funziona.

A pochi minuti dalla fine di Gara 5 delle finali NBA del 2019, i Toronto Raptors hanno consumato un saltatore di 16 piedi portandosi avanti di sei punti. Quasi nessuno era seduto o in silenzio mentre i tifosi applaudivano la squadra verso il primo campionato di basket canadese.

Ma anche il tutto esaurito rappresentava una sfida. La National Basketball Association richiede che le arene siano raffreddate tra 65 e 72 gradi Fahrenheit. E, se non controllati, i 20.144 partecipanti dell'arena avrebbero probabilmente prodotto un caos soffocante che avrebbe fatto scattare l'allarme nel quartier generale della lega.

"Le persone portano con sé molto calore corporeo", ha affermato Kyle Lamkey, direttore dell'ingegneria dell'arena. "Il raffreddamento è probabilmente una delle parti più critiche del nostro edificio."

Ma a differenza di altri impianti sportivi, la Scotiabank Arena non mantiene la temperatura sotto controllo utilizzando i condizionatori. Toronto ospita il più grande sistema di raffreddamento ad acqua di laghi profondi (DLWC) del mondo.

Concettualmente la tecnologia è relativamente semplice. Invece di fare affidamento su compressori e refrigeratori ad alta intensità energetica per dissipare il calore dagli edifici, DLWC utilizza l’acqua del vicino lago Ontario per dissipare il calore.

Il sistema è stato lanciato nel 2004 con solo una manciata di clienti in città, ma ora raffredda oltre 100 edifici del centro, dal municipio e il Toronto General Hospital agli hotel e persino a un birrificio.

Enwave, la società che possiede e gestisce il DLWC di Toronto, afferma che il sistema consente già di risparmiare 90.000 megawattora di consumo di elettricità all'anno, più o meno abbastanza per alimentare una città di 25.000 abitanti. È così popolare che la città ha quasi raggiunto la capacità massima e recentemente si è impegnata in un'espansione.

"È un grande investimento", ha affermato Carlyle Coutinho, presidente di Enwave, riferendosi al prossimo progetto da 100 milioni di dollari canadesi. Ma ha detto: "sarebbe difficile continuare a crescere commercialmente senza aumentare il carico di base".

Il processo di raffreddamento di Toronto inizia a circa 3,5 miglia a sud della città e a 280 piedi sott'acqua, nelle profondità del lago Ontario, dove l'acqua rimane fresca tutto l'anno. L'acqua viene prima aspirata in città attraverso tre enormi tubi, distanziati di circa mezzo miglio l'uno dall'altro. Nell'ampliamento previsto verrà aggiunto un quarto tubo per aumentare la capacità del 60%.

Una volta che l'acqua del lago raggiunge la città, il sistema DLWC funziona tramite una serie di circuiti d'acqua. C'è un anello che muove l'acqua del lago; un anello che muove l'acqua all'interno del centro cittadino; e circuiti in ogni edificio servito dal sistema. L'acqua si muove attraverso questi tubi utilizzando relativamente poca energia.

I tradizionali sistemi commerciali di raffreddamento ad acqua spesso coinvolgono torri che fanno evaporare l’acqua come mezzo per espellere il calore. DLWC evita tale evaporazione ed Enwave stima che il sistema di Toronto risparmi circa 220 milioni di litri d'acqua all'anno.

Un altro modo in cui il sistema di Toronto risparmia è l’utilizzo di scambiatori di calore in gran parte passivi, anziché di condizionatori e refrigeratori ad alto consumo energetico.

Gli scambiatori di calore trasferiscono il calore, o il freddo, tra i circuiti dell'acqua e sono posizionati nel punto in cui tali circuiti si incontrano, presso ciascun sito del cliente e dove le condutture dell'acqua del lago incontrano le condutture della città. Quest'ultimo scambiatore di calore sfrutta la freschezza dell'acqua del lago per dissipare il calore dagli edifici del centro.

In definitiva, il DLWC consente agli edifici di consumare meno elettricità. Lamkey afferma che la Scotiabank Arena utilizza circa 3 milioni di kilowattora in meno di elettricità all'anno rispetto al raffreddamento effettuato con metodi tradizionali: una riduzione di circa il 70%. Anche se occasionalmente ha bisogno di ricorrere al raffreddamento in eccesso dai refrigeratori elettrici di Enwave, afferma che è raro.

Nella maggior parte dei casi è il lago a fare il lavoro.

Trovare le condizioni adatte per un sistema DLWC non è sempre semplice.

La localizzazione è il primo ostacolo per rendere fattibile la tecnologia. Gran parte della costa orientale degli Stati Uniti, ad esempio, ha una piattaforma oceanica poco profonda e inclinata che rende difficile posizionare un sistema alla profondità necessaria. Deve inoltre esserci una richiesta di raffreddamento sufficiente per giustificare un sistema.