REFRIGERAZIONE
Funzionamento e scelta degli evaporatori
Negli impianti frigoriferi, l’ evaporatore è uno scambiatore che permette al refrigerante di assorbire il calore dall’ ambiente circostante, trasformandolo dallo stato liquido a quello gassoso. Questo processo non solo fa evaporare il refrigerante, ma raffredda anche l’ aria o il fluido circostante, contribuendo efficacemente alla rimozione del calore dall’ ambiente. L’ efficienza dell’ evaporatore riveste un ruolo rilevante nella determinazione delle prestazioni complessive del sistema di raffreddamento
di Andrea Verondini
L’
evaporatore rappresenta un elemento chiave di un sistema di refrigerazione, in quanto gestisce il passaggio del refrigerante dallo stato liquido a quello gassoso, assorbendo calore dall’ ambiente circostante nel corso di questo processo e dunque raffreddando ciò che vi è contenuto. All’ interno dell’ evaporatore, il refrigerante passa rapidamente dall’ alta alla bassa pressione ed evapora prelevando calore dall’ aria o da un fluido secondario che necessita di essere raffreddato. Questo scambio termico abbassa la temperatura dell’ ambiente confinato o del mezzo trattato. Quando si verifica un cambiamento di pressione all’ interno di un liquido, le molecole al suo interno subiscono modifiche significative nei loro comportamenti fisici, spostandosi tra le diverse fasi di materia: solido, liquido e gas. In linea generale, un incremento della pressione tende a favorire la fase caratterizzata da un volume inferiore a parità di massa, conducendo al passaggio da gas a liquido o da liquido a solido. Viceversa, una riduzione della pressione determina l’ andamento opposto, facilitando il passaggio da liquido a gas o da solido a liquido. Un aspetto centrale dei cambiamenti di fase legati alla pressione riguarda la temperatura di ebollizione del liquido. Quando la pressione esterna aumenta, l’ equilibrio fisico viene influenzato in modo che la fase liquida risulti predominante. Questo fenomeno implica che per far evaporare il liquido sia necessaria una temperatura significativamente più alta rispetto alla condizione di pressione standard. Al contrario, una pressione esterna più bassa riduce la temperatura di ebollizione, consentendo al liquido di evaporare più facilmente e rapidamente. Analizzando in maniera complessiva il ruolo della pressione nelle transizioni tra fasi di materia, è evidente come essa agisca modificando le forze intermolecolari che mantengono coese le molecole. Aumentando la pressione, tali forze vengono intensificate, limitando la libera capacità di movimento delle particelle e favorendo stati fisici caratterizzati da maggiore densità e minore volume. Al contrario, una pressione inferiore indebolisce queste forze coesive e facilita l’ espansione molecolare verso fasi di volume più grande. Risulta quindi sempre valido il principio secondo cui un’ alta pressione predilige stati con minore spazio occupato dalle molecole, mentre una bassa pressione agevola stati maggiormente spaziosi e liberi nel comportamento molecolare. Una volta vaporizzato, il refrigerante viene convogliato verso il compressore, dove subisce un aumento di pressione per poi essere indirizzato al condensatore e rilasciare il calore accumulato. Questo ciclo continuo di evaporazione e condensazione mantiene costante l’ effetto di raffreddamento. Gli evaporatori si trovano in diverse configurazioni, che includono modelli a fascio tubiero, scambiatori a piastre e unità a espansione diretta( DX), ognuno dei quali è adatto
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