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
1. Il
“cuore” del frigorifero: Il compressore, che riveste la funzione di pompa, non
solo controlla la circolazione del refrigerante, ma eroga pressione al
circuito, riscaldando il refrigerante. Proprio come quando si gonfia la camera
d’aria di una bicicletta. Mentre si pompa e si comprime l’aria, è possibile
percepire l'aumento di calore nella pompa.
2. Il
condensatore è ubicato sul retro del frigorifero e probabilmente sarà ricoperto
di polvere! Il refrigerante viene raffreddato e si condensa, cioè diventa
liquido. Proprio come l’aria umida si condensa su una superficie fredda
3. L'evaporatore
è collocato all'interno del frigorifero ed è il componente che raffredda gli
alimenti e le bevande nel frigo.
Per capirne il funzionamento, possiamo confrontarlo all’evaporazione di una
goccia di alcool, etere o altro liquido volatile dal palmo della mano. È
possibile percepire la sensazione di freddo causata dall'evaporazione (la mano
diventa leggermente più fredda).
4. Il
termostato controlla la temperatura accendendo e spegnendo il compressore per
regolare il processo di refrigerazione. Quando il sensore (4a)
rileva il corretto livello di raffreddamento, spegne il compressore; se rileva
calore, accende il compressore.
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 ...
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.
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 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.
La valvola con equilibratore esterno
della pressione
Nessun commento:
Posta un commento