Refrigerazione di base: componenti principali del sistema

Prima che i tecnici possano pensare all’installazione di un sistema di refrigerazione – o alla risoluzione dei problemi – devono comprendere i componenti principali di quel sistema. La parte 1 di questa serie ha trattato le basi del trasferimento di calore, mentre questo articolo esaminerà i diversi componenti che compongono un sistema di refrigerazione standard.

Essendo il cuore di un sistema di refrigerazione, il compressore è una pompa di vapore che crea le differenze di pressione richieste dal sistema tra i lati basso e alto del sistema. Inoltre, aumenta la temperatura del refrigerante a un livello utilizzabile. La temperatura del refrigerante deve essere superiore a quella dell'aria ambiente, altrimenti non vi sarà trasferimento di calore. Il calore fluisce sempre da una fonte più calda a una fonte più fredda, quindi per essere respinto, il refrigerante deve essere più caldo dell'esterno. Solo allora avrà luogo il trasferimento di calore.

Il compressore deve inoltre essere in grado di pompare un volume sufficiente di refrigerante e deve essere in grado di accogliere i refrigeranti utilizzati.

Il dispositivo di misurazione controlla il flusso di refrigerante nell'evaporatore, chiamato anche evaporatore, e regola la pressione desiderata del punto di ebollizione del refrigerante. Se la pressione del refrigerante può essere abbassata, può bollire a una temperatura più bassa.

Quando raggiunge il punto di ebollizione, è pronto per assorbire un nuovo carico di calore. Il calore proviene dall'aria che viene spinta attraverso di esso da una ventola che attraversa l'evaporatore. Se l'aria è più calda del refrigerante bollente e viene a contatto con le serpentine più fredde, si verificherà un trasferimento di calore nel refrigerante.

Come il compressore, anche il dosatore deve essere opportunamente dimensionato e deve essere compatibile con i refrigeranti utilizzati. Il compito principale di questo dispositivo è mantenere il surriscaldamento adeguato per proteggere il compressore dal liquido che può viaggiare attraverso la linea di aspirazione se la temperatura è troppo fredda.

Esistono due tipi principali di dispositivi di misurazione: la valvola di espansione termostatica (TXV) e la valvola di espansione elettronica (EEV). Sebbene i TXV meccanici siano affidabili, gli EEV sono molto più precisi e reattivi ai cambiamenti di pressione e temperatura. La Figura 1 mette a confronto la loro efficienza, a partire da 30°F. Con il TXV, sono necessarie circa due ore per raggiungere il surriscaldamento di 10°F, mentre con l'EEV in funzionamento stazionario, il tempo è notevolmente inferiore.

Figura 1

TXV VS. EEV: Confronto tra l'efficienza del TXV (linea blu) e dell'EEV (linea rossa). (Per gentile concessione di Heatcraft)

Se si utilizza un TXV, è importante il posizionamento del bulbo di rilevamento, descritto in dettaglio nella Figura 2. È necessaria una connessione solida, poiché il calore deve essere trasferito al bulbo sensibile dal tubo. Dovrebbe essere ben isolato, perché il suo compito è rilevare la temperatura del tubo, piuttosto che dell'aria circostante. Nella Figura 3, l'olio nella linea può isolare la temperatura effettiva del vapore, quindi il bulbo di rilevamento deve trovarsi al di sopra della linea dell'olio percepita per ottenere una lettura accurata. Sebbene questi numeri possano essere utilizzati come guida, controllare sempre le linee guida del produttore della valvola per determinare il posizionamento corretto.

figura 2

POSIZIONAMENTO DELLA LAMPADINA: Se si utilizza un TXV, il posizionamento del bulbo sensibile è importante. (Per gentile concessione di Heatcraft)

Figura 3

TEMPERATURA DEL TUBO: Il compito del TXV è quello di rilevare la temperatura del tubo, piuttosto che dell'aria circostante. (Per gentile concessione di Heatcraft)

L'EEV ha un dispositivo di rilevamento separato: un resistore sensibile alla temperatura chiamato NTC, che modifica il valore di resistenza in base alla temperatura. NTC sta per coefficiente di temperatura negativo, il che significa che quando la temperatura aumenta, la resistenza diminuisce. Il termistore di solito è impostato su 10.000 ohm a una certa temperatura, generalmente a 77°F (o 25°C). Poiché questo tipo di sensore viene utilizzato per tutte le esigenze di misurazione, la maggior parte dei produttori utilizza tre termistori; tuttavia, per lo scongelamento, alcuni utilizzano un dispositivo bimetallico con velocità di espansione diverse. Questo dispositivo può creare o interrompere un circuito, a seconda della sua temperatura.