Esistono molti metodi di refrigerazione, e i seguenti sono comunemente utilizzati:
1. Refrigerazione a vaporizzazione di liquidi
2. Espansione dei gas e refrigerazione
3. Refrigerazione a tubo vortice
4. Raffreddamento termoelettrico
Tra questi, la refrigerazione a vaporizzazione di liquido è la più diffusa. Sfrutta l'effetto di assorbimento del calore dovuto alla vaporizzazione del liquido per ottenere la refrigerazione. La compressione di vapore, l'assorbimento, l'iniezione di vapore e l'adsorbimento sono tutti metodi di refrigerazione a vaporizzazione di liquido.
La refrigerazione a compressione di vapore appartiene alla refrigerazione a cambiamento di fase, che sfrutta l'effetto di assorbimento di calore che si verifica quando il refrigerante passa dallo stato liquido a quello gassoso per ottenere energia frigorifera. È composto da quattro parti: compressore, condensatore, meccanismo di laminazione ed evaporatore. Queste sono collegate tra loro da tubi a formare un sistema chiuso.
Principali componenti e accessori per la refrigerazione
1. Compressore
I compressori si dividono in tre tipologie strutturali: aperti, semiaperti e chiusi. La funzione del compressore è quella di aspirare il refrigerante a bassa temperatura dal lato dell'evaporatore, comprimerlo trasformandolo in vapore refrigerante ad alta pressione e temperatura e inviarlo al condensatore.
2.Condensatore
Il condensatore è un dispositivo di scambio termico che trasferisce la capacità frigorifera dell'evaporatore, unitamente al lavoro di compressione del compressore, al fluido ambiente (acqua o aria di raffreddamento). In base al metodo di raffreddamento, i condensatori si distinguono in raffreddati ad aria, raffreddati ad acqua ed evaporativi. Il condensatore è un dispositivo di scambio termico che trasferisce la capacità frigorifera dell'evaporatore, unitamente al lavoro di compressione del compressore, al fluido ambiente (acqua o aria di raffreddamento). In base al metodo di raffreddamento, i condensatori si distinguono in raffreddati ad aria, raffreddati ad acqua ed evaporativi.
3. Evaporatore
L'evaporatore è un dispositivo in cui il liquido refrigerante bolle e assorbe il calore del mezzo di raffreddamento (aria o acqua) a una temperatura inferiore, realizzando così il processo di refrigerazione.
4. Elettrovalvola
L'elettrovalvola è un tipo di valvola di intercettazione che si apre automaticamente sotto controllo elettrico. Viene solitamente installata sulla tubazione dell'impianto per azionare e spegnere automaticamente l'attuatore del regolatore a due posizioni della tubazione del sistema di refrigerazione. L'elettrovalvola è generalmente installata tra la valvola di espansione e il condensatore. La posizione ideale per l'intervento è la più vicina possibile alla valvola di espansione, poiché quest'ultima funge solo da elemento di strozzamento e non può chiudersi autonomamente; pertanto, è necessario utilizzare un'elettrovalvola per interrompere l'afflusso del liquido.
5. Valvola di espansione termica
I dispositivi di refrigerazione utilizzano spesso valvole di espansione termica per regolare il flusso del refrigerante. Non è solo la valvola di regolazione a controllare l'afflusso di liquido all'evaporatore, ma anche la valvola a farfalla del dispositivo di refrigerazione. La valvola di espansione termica utilizza la variazione del surriscaldamento del refrigerante all'uscita dell'evaporatore per regolare l'afflusso di liquido. La valvola di espansione termica è collegata al tubo di ingresso del liquido dell'evaporatore e il bulbo sensore di temperatura è posizionato sul tubo di uscita dell'evaporatore. Solitamente si distinguono diverse strutture a seconda della loro configurazione:
(1) Valvola di espansione termica bilanciata internamente;
(2) Valvola di espansione termica bilanciata esternamente.
Valvola di espansione termica a bilanciamento interno: è composta da bulbo termosensibile, tubo capillare, sede valvola, diaframma, asta di espulsione, ago della valvola e meccanismo di regolazione. Le valvole di espansione termica a bilanciamento interno sono generalmente utilizzate nei piccoli evaporatori.
Valvola di espansione termica bilanciata esternamente: Per gli evaporatori con tubazioni lunghe o maggiore resistenza, vengono spesso utilizzate valvole di espansione termica bilanciate esternamente. Per un evaporatore di pari dimensioni, è possibile utilizzare una valvola di espansione bilanciata internamente quando si utilizza un serbatoio ad alta temperatura, mentre una valvola di espansione bilanciata esternamente può essere utilizzata quando si utilizza un serbatoio a bassa temperatura. Per un evaporatore di pari dimensioni, è possibile utilizzare una valvola di espansione bilanciata internamente quando si utilizza un serbatoio ad alta temperatura, mentre una valvola di espansione bilanciata esternamente può essere utilizzata quando si utilizza un serbatoio a bassa temperatura.
6. Separatore d'olio
Un separatore d'olio viene solitamente installato tra il compressore e il condensatore per separare l'olio della macchina frigorifera disciolto nel vapore refrigerante. Il dispositivo di ricircolo dell'olio serve a riportare l'olio della macchina frigorifera nel carter del compressore; le strutture comunemente utilizzate per i separatori d'olio sono di due tipi: centrifugo e a filtro.
7. Separatore gas-liquido
Separare il refrigerante gassoso da quello liquido per evitare colpi d'ariete nel compressore; immagazzinare il refrigerante liquido nel ciclo frigorifero e regolare l'apporto di liquido in base alle variazioni di carico.
8. Serbatoio
Grazie all'installazione dell'accumulatore, la sua capacità di accumulo di liquido può essere utilizzata per bilanciare e stabilizzare la circolazione del refrigerante nel sistema, garantendo così il normale funzionamento dell'impianto di refrigerazione. L'accumulatore viene generalmente posizionato tra il condensatore e l'elemento di laminazione. Affinché il refrigerante liquido presente nel condensatore possa fluire agevolmente nell'accumulatore, quest'ultimo deve essere posizionato più in basso rispetto al condensatore.
9. Asciugatrice
Per garantire la normale circolazione del refrigerante, l'impianto di refrigerazione deve essere mantenuto pulito e asciutto. Il filtro disidratatore viene solitamente installato prima dell'elemento di laminazione. Il passaggio del refrigerante liquido attraverso il filtro disidratatore previene efficacemente l'intasamento dell'elemento di laminazione.
10. Indicatore di livello
Viene utilizzato principalmente per indicare lo stato del refrigerante nella tubazione del liquido dell'impianto di refrigerazione e il contenuto di acqua nel refrigerante stesso. Solitamente, sulla superficie dell'indicatore di livello sono presenti diversi colori per indicare il contenuto di acqua del refrigerante nel sistema.
11. Relè alta e bassa tensione
Se la pressione di mandata del compressore è troppo alta, il sistema si disconnetterà automaticamente, arrestando il compressore ed eliminando la causa dell'alta pressione; successivamente, sarà necessario riavviare manualmente il compressore (guasto + allarme). Quando la pressione di aspirazione scende al di sotto del limite inferiore, il sistema si disconnetterà automaticamente, arrestando il compressore e riavviandolo quando la pressione di aspirazione raggiungerà il limite superiore.
12. Relè di pressione differenziale dell'olio
L'interruttore elettrico, che utilizza la differenza di pressione tra l'aspirazione e la mandata della pompa dell'olio lubrificante come segnale di controllo, arresta il compressore per proteggerlo quando la differenza di pressione è inferiore al valore impostato.
13. Relè di temperatura
Utilizzare la temperatura come segnale di controllo per regolare la temperatura della cella frigorifera. L'avvio e l'arresto del compressore possono essere controllati direttamente tramite l'apertura e la chiusura dell'elettrovalvola di alimentazione del liquido; nel caso di più gruppi di compressori, i relè di temperatura di ciascun gruppo possono essere collegati in parallelo per controllare l'avvio e l'arresto automatico del compressore.
14. Refrigerante
I refrigeranti, noti anche come fluidi refrigeranti, sono materiali utilizzati in vari motori termici per convertire l'energia. Queste sostanze sfruttano generalmente transizioni di fase reversibili (come le transizioni di fase gas-liquido) per aumentare la potenza.
15. Olio refrigerante
La funzione principale dell'olio per macchine frigorifere è quella di lubrificare, sigillare, raffreddare e filtrare. Nei compressori multicilindrici, l'olio lubrificante può essere utilizzato anche per controllare il meccanismo di scarico.
Data di pubblicazione: 15 novembre 2021