Refrigerazione di base: comprendere il ciclo di refrigerazione

Quando si risolve un problema in un sistema di refrigerazione, è importante capire come il ciclo di refrigerazione raggiunge l'obiettivo di rimuovere il calore da una stanza e respingere il calore assorbito dal refrigerante nello spazio esterno. L'intero processo è in realtà abbastanza semplice. Il calore deve essere prelevato da dove non è desiderato e depositato dove non provoca danni, solitamente all'esterno. Questo ciclo di refrigerazione si ripete ripetutamente, monitorato da un termostato impostato sulla temperatura desiderata.

Questo articolo esaminerà il ruolo svolto da ciascun componente nel processo come base per il corretto funzionamento.

Il compressore è una pompa a vapore, quindi è importante garantire che refrigeranti liquidi non vengano introdotti nell'ingresso della pompa a vapore. Alcuni componenti sono inclusi nel sistema per evitare che ciò accada e per salvaguardare il funzionamento complessivo del compressore.

Quando il compressore si avvia, comprime il vapore e scarica il gas ad alta pressione e temperatura attraverso la linea di scarico. Il gas entra quindi nella batteria di condensazione, dove il refrigerante si condensa cedendo (o respingendo) calore all'aria esterna. Ciò consente al refrigerante di cambiare stato da gas ad alta temperatura e alta pressione a liquido a media temperatura.

Il liquido a media temperatura esce dall'uscita del condensatore e viene diretto ad un ricevitore di liquido, dove viene espulso attraverso un tubo pescante. Di solito passa anche attraverso un filtro deidratatore della linea del liquido, dove vengono intrappolati eventuali contaminanti presenti nel refrigerante.

Il refrigerante liquido continua attraverso la linea e, nei sistemi meccanici che utilizzano una valvola di espansione termostatica (TXV), un'elettrovalvola si apre quando è necessario il raffreddamento, consentendo al refrigerante di fluire attraverso il dispositivo di espansione. Nei sistemi elettronici, la valvola di espansione elettronica (EEV) svolge il lavoro sia del solenoide che della TXV.

Il dispositivo di espansione alimenta i tubi distributori, che distribuiscono uniformemente il refrigerante attraverso il passaggio della serpentina all'ingresso della serpentina dell'evaporatore. Quando il refrigerante liquido entra nell'ingresso della serpentina dell'evaporatore, si verifica un improvviso calo di pressione, che abbassa anche significativamente la temperatura del refrigerante.

Il refrigerante si trova nel percorso dell'aria più calda che viene aspirata attraverso la serpentina dal motore della ventola dell'evaporatore e, poiché il calore si sposta sempre da una fonte più calda a una fonte più fredda, il calore viene trasferito dall'aria al refrigerante più freddo. Mentre il refrigerante continua ad assorbire il calore dall'aria, cambia stato ed esce dalla serpentina sotto forma di vapore.

Il compito principale del dispositivo di espansione (TXV o EEV) è controllare la quantità di surriscaldamento, ovvero il calore in eccesso presente nel refrigerante oltre quello necessario per la transizione dallo stato liquido a quello di vapore. Il refrigerante assorbe ulteriore calore dall'ambiente circostante mentre viaggia lungo la linea di aspirazione nel suo percorso di ritorno verso il compressore. Questo surriscaldamento è necessario per garantire che solo il vapore entri nel compressore.

Prima di raggiungere il compressore, sarà probabilmente presente un filtro di aspirazione deidratatore, che sequestra eventuali contaminanti e consente al refrigerante di continuare. Potrebbe anche esserci un accumulatore di aspirazione, che è un recipiente in cui trattenere l'eventuale liquido rimanente in modo che possa evaporare in sicurezza sotto forma di vapore. Un tubo all'interno dell'accumulatore aspira quindi il vapore all'ingresso del compressore.

Diagramma del ciclo di refrigerazione di baseclicca per ingrandire

Il ciclo di refrigerazione deve essere stabile e costante, indipendentemente dalla temperatura ambiente esterna. Ad esempio, quando si conserva il pollo in un negozio o in un ristorante a una temperatura target di 34°, è necessario mantenere la temperatura corretta, indipendentemente dal fatto che la temperatura esterna sia di 10° o 110°. Temperature diverse possono influenzare il refrigerante, ma le valvole di controllo della pressione di testa, sia sistemi singoli che doppi, possono gestire tali cambiamenti gonfiando artificialmente la pressione di scarico, garantendo che il liquido nel ricevitore abbia sempre una fornitura adeguata di liquido da fornire al dispositivo di misurazione .