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Cicli Frigoriferi: Compressione Meccanica e ad Assorbimento PDF Stampa E-mail
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Con il termine gruppi refrigeratori d'acqua e a pompa di calore si classificano tutte le macchine frigorifere che sono in grado di produrre acqua refrigerata per uso commerciale sino a +5° C e/o acqua calda sino alla temperatura di +45°C/48° C.
I circuiti frigoriferi più diffusi e utilizzati appartengono a due grandi classi:
  • circuiti a ciclo di compressione meccanica
  • circuiti a compressione termica o ad assorbimento

I due tipi di ciclo differiscono per il modo con cui viene loro fornita l'energia per l'innalzamento della pressione del fluido refrigerante: meccanica nel ciclo comunemente detto a compressione, termica nel ciclo indicato ad assorbimento.


Ciclo a compressione meccanica

Il condizionatore è costituito da due parti ciclo_comp_meccanicacollegate tra loro da tubi di rame, dove circola un fluido refrigerante, e da cavi elettrici. La parte che “cede il freddo” è costituita da uno scambiatore di calore, l’evaporatore, e da un ventilatore. La parte che “genera il freddo” è costituita da un compressore, uno scambiatore di calore, il condensatore, e un ventilatore.

I compressori che realizzano il ciclo frigorifero, sono quasi sempre direttamente accoppiati ad un motore elettrico. Essi si possono suddividere in due grandi categorie: semiermetici e ermetici. A loro volta entro ciascuna di queste categorie si possono avere compressori alternativi (a pistoni) oppure rotativi (a vite, scroll, ecc.). Attualmente la tecnologia si è concentrata sui compressori rotativi in quanto più silenziosi, affidabili e con buoni rendimenti.

Con riferimento allo schema in figura, ll compressore (A) comprime il fluido refrigerante a circa 20bar (che è una pressione dieci volte superiore a quella dei pneumatici delle automobili) e gli fa raggiungere la temperatura di circa 80°C. A questa temperatura il gas arriva al condensatore esterno (B) e cede parte del suo calore all’aria aiutato dal ventilatore. Il gas, quindi, si raffredda e diventa liquido e viene costretto a passare attraverso un piccolo foro (C). Attraversato questo foro il liquido ritorna in parte allo stato gassoso e si raffredda scendendo a circa 5°C. Il gas passa poi all’evaporatore (D) posto all’interno dell’ambiente e aiutato dal suo ventilatore cede il freddo all’aria. A questo punto il gas tornerà al compressore pronto a iniziare un nuovo ciclo.


Ciclo ad assorbimento

Il ciclo ad assorbimento ha in comune con quello a compressione meccanica tre componenti: il condensatore, la regolatrice, l’evaporatore, ma ne differisce profondamente per il modo di trasferimento del fluido frigorifero e quindi del calore dall’evaporatore al condensatore e, in certi casi per il livello delle pressioni in gioco.

Nella macchina ad assorbimento sono presenti i cicli di due fluidi: quello del frigorigeno e quello del liquido assorbitore: ad esempio i cicli ammoniaca (frigorigeno) acqua (assorbitore), oppure quello acqua (frigorigeno) e bromuro di litio (assorbitore). I due cicli si intersecano perché il fluido frigorigeno in certe parti del circuito si discioglie nel fluido assorbitore, in altre se ne distacca, e in altre ancora agisce indipendentemente.

Anche nella macchina ad assorbimento si distinguono due rami: uno a maggior pressione (condensatore e concentratore) e uno a minor pressione (evaporatore e assorbitore).

Nel ciclo ad assorbimento acqua/bromuro di litio, le pressioni, sia nel ramo ad alta che a bassa, sono molto inferiori a quella atmosferica per cui tutta la macchina deve essere stagna e non permettere infiltrazioni d’aria che sarebbero molto nocive. Questa è la ragione per cui gli interventi sulla macchina vanno compiuti da personale non solo specializzato, ma anche attrezzato convenientemente. Il rapporto tra la alta pressione (102 millibar) e la bassa (8,9 millibar) è elevato (11,46).

(fonti: Dossier pompe di calore, porgetto Res e Rue Dissemination - DOMOTECNICA, ENEA op. n. 25 I Condizionatori dell'aria: raffrescatori e pompe di calore)


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