FRIGORIFERI
DOMESTICI
I frigoriferi per usi domestici
sono costituiti da un armadio di piccola o media cubatura, con pareti isolanti,
vano e sportello suddivisi in idonei ripiani e scomparti; affermati sono i tipi
con la parte superiore separata che funge da cella di congelamento e quelli a
doppio o triplo sportello (i cosiddetti big-size) che incorporano un congelatore
vero e proprio (che può avere un motore unico o due motori separati) e uno
scomparto per il ghiaccio con distributore di cubetti o ghiaccio tritato e
bevande fresche. Tutti i frigoriferi hanno un vano
metallico nelle cui pareti passano i condotti di circolazione del fluido
refrigerante per cui funziona da congelatore (freezer). Molti sono composti da un sistema
automatico di sbrinamento che, alla fine di ogni ciclo di
raffreddamento, provoca il riscaldamento della serpentina e lo scioglimento del ghiaccio formatosi per la condensa
dell'umidità dell'aria (sistema no-frost).
Alcuni frigoriferi sono dotati anche di un sistema di ventilazione per la
circolazione dell'aria interna e la distribuzione più omogenea del freddo. Nei
modelli più grandi è previsto uno spazio per le verdure e uno per i vini
(cantina) a temperatura e umidità controllata. Nei negozi e nei magazzini si
usano celle refrigeranti aperte o chiuse, per prodotti surgelati,
e armadi frigoriferi per la conservazione di derrate alimentari e di
carni
All'interno dei tubi di un
frigorifero, un refrigerante, in forma liquida o gassosa (stato) è in
circolazione. Il refrigerante è mantenuto sotto pressione in tutte le parti del frigorifero,
anche se in una parte (il condensatore) la pressione è più elevata rispetto
all’altra parte (l’evaporatore). Il refrigerante è in genere
sintetico, ma è anche possibile utilizzare, per esempio, il metano o il butano. Il concetto principale è il
passaggio da una pressione elevata, con la trasformazione in liquido del
refrigerante (condensazione), a una pressione più bassa, che consente la
trasformazione del refrigerante in gas (evaporazione).
Guarda cosa succede al refrigerante
quando abbassiamo la pressione …
Il refrigerante inizia a bollire
usando l’energia sotto forma di calore circostante …
Portando via il calore dall’area
circostante
Ma i fumi non scompaiono
semplicemente. Vediamo cosa succede con i fumi o il gas
La pompa comprime il gas. Con la
compressione del gas il calore aumenta.
Il corpo o il tubo dove il gas è
contenuto si raffredda dalla zona circostante irradiando calore …
Quando il gas si è raffreddato, si
condensa e diventa liquido. La pressione però è ancora alta … Quindi tutto quello di cui abbiamo
bisogno è riportarlo alla parte fredda
Abbiamo ora un circuito chiuso con
una parte a bassa pressione fredda e una parte calda ad alta pressione.
Per aumentare l'evaporazione il
refrigerante viene spruzzato nell'evaporatore attraverso un orifizio …Ora abbiamo un circuito completo e
chiuso che trasporta il calore dal frigorifero sul retro ...
Nei compressori alternativi, uno o
più pistoni scorrono all'interno di un cilindro, similmente a quanto avviene
nel motore di un'automobile, effettuando l'aspirazione e la compressione del
fluido refrigerante
Nel video qui sotto un tipo di
queste valvole:
IL
COMPRESSORE ALTERNATIVO SEMIERMETICO
I compressori alternativi vengono
detti semiermetici quando sia il compressore vero e proprio, sia il relativo
motore elettrico di trascinamento, sono contenuti in un medesimo involucro
ispezionabile per la manutenzione. Le testate dei cilindri rimangono
normalmente accessibili per la manutenzione. E' importante notare che l'albero
motore e l'albero a gomiti del compressore costituiscono un tutto unico. In
questi compressori, il gas refrigerante a bassa temperatura aspirato
dall'evaporatore, ha il compito di raffreddare gli avvolgimenti del motore
prima di subire la fase di compressione. I compressori semiermetici trovano
oggi un ampio campo di applicazioni, sia nelle macchine di condizionamento sia
nei gruppi refrigeratori di acqua. La loro costruzione è tale da impedire
l'ingresso d'aria e di polveri; d'altra parte la possibilità di accesso per il
servizio consente di intervenire liberamente nel caso di guasti o anomalie.
IL
COMPRESSORE ALTERNATIVO ERMETICO
Nel video qui sotto un tipo
di compressore frigo ermetico detto SCROLL
L'olio perciò viene emesso con
continuità dal compressore a vite, insieme al gas refrigerante ad alta
temperatura.
Vi è quindi la necessità di
effettuare all'uscita del compressore una efficace separazione dell'olio dal
gas refrigerante (che per taluni refrigeranti come l'R-22 può risultare
difficile), quindi, raffreddare l'olio e reimmetterlo nel compressore. Questa
esigenza comporta per i compressori a vite la necessità di prevedere opportuni
dispositivi che svolgano le funzioni descritte. Questa condizione
inevitabilmente comporta dei problemi di costo. Anche la parzializzazione viene
praticata con il movimento di finestrelle scorrevoli da 10 al 100% del suo
lavoro ottenendo così una facile regolazione della portata senza pericoli di basse temperature in
aspirazione così come succede per i
compressori alternativi.
VALVOLE
PER LA LAMINAZIONE
La valvola termostatica
Utilizzata negli impianti con
evaporatore ad espansione diretta, riesce ad adattare entro limiti ragionevoli
la resa dell'impianto alle variazioni del carico termico. Essa vincola l'alimentazione del
frigorigeno ad un surriscaldamento costante del vapore in uscita
dall'evaporatore rendendo così attiva in ogni condizione di funzionamento
l'intera superficie di scambio dell'apparecchio, ed impedendo nel contempo che
il liquido non vaporizzato ritorni al compressore.
VALVOLE
PER LA LAMINAZIONE
La valvola termostatica
Da tener presente che le misure nel
video sono inglesi, mentre quelle riportate di seguito sono del sistema
internazionale SI. Vediamo in questo video il
funzionamento di una valvola termostatica. All’ingresso della valvola leggiamo
una pressione di circa 15 bar mentre all’uscita della stessa dopo la
strozzatura un valore di circa 5 bar. L’impianto è ad espansione diretta,
l’aria da raffreddare ha una temperatura di circa 24 °C, quindi anche il bulbo
della valvola connesso a contatto con la tubazione di uscita dell’evaporatore
ha la stessa temperatura. La direzione dell’aria è indicata
dalla freccia.
Il liquido contenuto nel bulbo è
gas FREON22 ma potrebbe essere anche altro tipo, cerchiamo quindi in tabella
cerchiamo la pressione del FREON22 che sviluppa alla temperatura di circa 24°C,
troviamo circa 9 bar che si scaricheranno sul diaframma della valvola
termostatica liberando così la luce di passaggio del freon nella valvola in
modo da espandersi in modo tale da avere alla fine della tubazione di scarico
dell’evaporatore una temperatura di
15°C.
Il bulbo quindi adesso avrà non più
una temperatura di 24°C ma di 15°.
Quindi rientriamo in tabella e
vediamo che pressione sviluppa il gas FREON22 alla temperatura di 15°C,
troviamo 7 bar che andranno ad agire sempre sul diaframma della valvola
termostatica in questo caso facendo cambiare di posizione l’otturatore interno (in
chiusura) anche perché adesso anche la camera antagonista all’otturatore è
attraversata da FREON22 a 7 bar che appunto si oppone all’apertura.
Avremo adesso all’uscita della
valvola termostatica che il gas FREON22 avrà raggiunto la temperatura di 4°C il
che vuol dire che avremo una pressione interna al bulbo di circa 4.5 bar che
andrà man mano a diminuire fino ad avere un valore quasi nullo nella zona dove
è connesso il bulbo, per cui il compressore si arresterà per bassa pressione.
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