TUTORIAL CIRCUITO FRIGORIFERO

QUANDO IN UN CIRCUITO FRIGORIFERO IL REFRIGERANTE ENTRA NELLA VALVOLA DI ESPANSIONE , SI TROVA IN FASE LIQUIDA MENTRE , QUANDO NE ESCE , È IN PARTE LIQUIDO E IN PARTE VAPORE . LO SCOPO DEL DISTRIBUTORE È QUELLO DI FAR GIUNGERE A TUTTI I CIRCUITI DELL ’ EVAPORATORE UNA FRAZIONE DI REFRIGERANTE IN CUI LE PARTI DI LIQUIDO – VAPORE SIANO SEMPRE LE STESSE PER OGNI CIRCUITO

Andrea Verondini

Figura 1 - Distributore ad orifizio , notare , nella parte sezionata la posizione del cono diffusore che è concentrica con il foro praticato sull ’ ugello

Figura 2 – Cosa accadrebbe se al posto del distributore usassimo un collettore A sinistra : gli elementi centrali sarebbero avvantaggiati rispetto a quelli laterali Al centro : parte del liquido si depositerebbe in basso alimentando i canali centrali e arricchendo di vapore quelli laterali . A destra : I canali più bassi riceverebbero liquido lasciando alimentati , quelli superiori , solamente da vapore

Figura 3 – Funzionamento di un distributore ad orifizio

evaporatore è quel tipo di scambiatore termico che assorbe l ’ energia termica dal vano in cui è posto e la trasferisce al fluido frigorigeno . A monte , generalmente , è installata una valvola di espansione termostatica che oltre a dosare la quantità di refrigerante da inviare all ’ evaporatore produce quella caduta di pressione necessaria a far eseguire , al frigorigeno , la transizione di fase liquido – vapore . Per fare ciò , in maniera corretta , i costruttori si affidano al distributore del liquido che garantisce un ’ equa e uniforme distribuzione del refrigerante oltre che a generare un ’ ulteriore perdita di carico . In questo articolo tratteremo i due tipi di distributore tra quelli maggiormente utilizzati spiegandone i principi di funzionamento e le loro applicazioni . La caduta di pressione che si genera sul distributore e sui tubi che distribuiscono il refrigerante , impone però , al costruttore , l ’ uso di valvole di espansione termostatiche dotate di un equalizzatore esterno della pressione .

Quando l ’ orifizio della valvola termostatica si apre , il refrigerante comincia a fluire in maniera eterogenea in uno stato ben definito della materia che , in questo caso , viene chiamato con il termine “ bifase ” per la presenza contemporanea di liquido e vapore ma con un ’ interfaccia di separazione tra le due fasi . Il distributore miscela uniformemente le due fasi e le immette in pari percentuali nei circuiti di cui è composto l ’ evaporatore . Occorre , però , a questo punto , sottolineare che la caduta di pressione totale è composta da due elementi messi in serie ; il primo è la valvola termostatica mentre il secondo , di entità minore , dal distributore che non può essere trascurata . Per quanto detto appare ovvio che quando si sceglie una valvola termostatica , occorre togliere dalla caduta di pressione totale ( condensazione – evaporazione ) quella generata dal distributore ; la perdita di carico così ottenuta sarà quella con la quale andremo a scegliere valvola termostatica . Una regola empirica dice che il tratto di tubo che unisce la valvola termostatica con il distributore deve avere una lunghezza non inferiore a 10 volte il diametro del tubo utilizzato e , in questo modo , il tubo potrà anche essere ripiegato verso il basso . Le forme con cui sono realizzati i distributori sono molto particolari e non possono essere sostituiti da un semplice collettore , i circuiti risulterebbero alimentati in maniera disomogenea così come schematicamente rappresentato in figura 2 . Per ottenere una corretta distribuzione , la porzione di liquido del flusso bifase deve essere divisa equamente in ciascun circuito della batteria dell ’ evaporatore e la condizione ottimale è rappresentata dalle seguenti condizioni : Miscelare omogeneamente le fasi liquido e vapore del flusso Mantenere una miscela bifase omogenea affinché porzioni disomogenee del flusso non vengano suddivise in ciascun circuito dell ’ evaporatore . La figura 3 rappresenta il funzionamento di questa apparecchiatura : Come già detto il refrigerante esce dalla valvola termostatica in uno stato bifase e da qui , passa attraverso l ’ ugello calibrato che ne aumenta la velocità mescolandoli tra loro ( liquido e vapore ) in una miscela eterogenea ; da qui , il getto , è indirizzato verso una traiettoria esattamente coincidente con il cono di diffusione dividendo equamente la miscela in passaggi distanziati uniformemente attorno al cono per poi proseguire verso le testine distributrici . La caduta di pressione che si genera in questo tratto e l ’ alta velocità del fluido , producono la condizione ottimale per una corretta separazione dei flussi .

Bisogna osservare , comunque , che la caduta di pressione sul complesso distributivo , non riduce la capacità del sistema ma più è elevato e più si riduce il salto di pressione sulla valvola termostatica in modo tale che il salto di pressione tra alta e bassa rimanga sempre lo stesso ; in altri termini il distributore crea una caduta di pressione nella sezione del sistema in cui è necessario abbassare la pressione del refrigerante fino alla temperatura e alla pressione sature dell ’ evaporatore . Occorre osservare , a questo punto che la maggior pressione all ’ uscita della valvola termostatica , prodotta dall ’ ugello distributore , aumenta la temperatura superficiale della valvola stessa e mantiene il corpo del diaframma termostatico più calda rispetto a quella del bulbo . Ciò si rivela particolarmente interessante in tutti quei sistemi che utilizzano valvole con cariche di tipo MOP in cui se il corpo della membrana diventasse più freddo del bulbo , la carica di gas potrebbe migrare dal bulbo verso la membrana . ( continua sul prossimo numero ).