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CONFIGURAZIONE FUNZIONALE DI UN RICEVITORE A SERBATOIO DI COMPENSAZIONE
Questo ricevitore è progettato per garantire che il liquido possa fluire verso la valvola di espansione senza alterare il refrigerante immagazzinato. Questo processo assicura che il refrigerante rimanga sottoraffreddato. Il volume del ricevitore serve per accogliere il liquido che deve essere separato dal sistema. La figura della pagina di fronte mostra la differenza tra ricevitore di liquido passante e a serbatoio di compensazione. Le principali tipologie di serbatoi includono:-ricevitori ad alta pressione,-serbatoio flash,-ricevitori a bassa pressione per la ricircolazione del liquido,-serbatoi di espansione per evaporatori allagati,-separatori o accumulatori lungo la linea di aspirazione,-ricevitori a termosifone. Nel settore della refrigerazione i serbatoi trovano un impiego molto più diffuso rispetto agli impianti destinati al condizionamento dell’ aria; questo è dovuto a diverse motivazioni, tra cui il progressivo aumento dell’ adozione di centrali frigorifere che operano in parallelo. A differenza dei tradizionali impianti di condizionamento dell’ aria, di norma configurati con un unico circuito frigorifero, gli impianti di refrigerazione tendono a utilizzare compressori, condensatori ed evaporatori connessi in parallelo. In queste configurazioni più articolate, è comune che il fluido si sposti tra diversi condensatori o evaporatori. Inoltre, il volume di liquido contenuto nei vari componenti può variare nel tempo. Per compensare tali oscillazioni e assicurare la stabilità operativa, diventa essenziale l’ impiego di un serbatoio che svolga il ruolo di ricevitore in alta pressione.
EVAPORATORI ALLAGATI E SISTEMI DI RICIRCOLO DEL LIQUIDO
Rivestono un ruolo cruciale nei processi di refrigerazione, grazie a un funzionamento che prevede l’ espulsione simultanea di liquido refrigerante e vapore. Questa caratteristica richiede un passaggio fondamentale: la separazione tra il liquido e il vapore prima che quest’ ultimo venga indirizzato verso il compressore e il liquido venga reintegrato nell’ evaporatore, garantendo prestazioni ottimali e sicurezza operativa. Per assicurare al compressore un vapore completamente privo di tracce liquide, entra in gioco il serbatoio di separazione, progettato per filtrare e separare
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il liquido dal vapore in maniera efficace. Questo processo è indispensabile per prevenire malfunzionamenti che potrebbero derivare da una miscela non correttamente separata, proteggendo l’ integrità del sistema e assicurando prestazioni efficienti e durature. I ricevitori di liquido sono progettati esclusivamente con una struttura cilindrica. Questi dispositivi possono essere installati in due diverse configurazioni, a seconda delle esigenze del sistema e dello spazio disponibile: la prima prevede il montaggio in posizione orizzontale, mentre la seconda contempla l’ installazione in posizione verticale. La scelta tra queste due disposizioni dipende dalle specifiche del circuito e dal tipo di applicazione richiesta, garantendo sempre un funzionamento efficiente e ottimale.
SERBATOIO VERTICALE: SEPARAZIONE TRA VAPORE E LIQUIDO
Oltre a svolgere la funzione di accumulo di liquido, molti serbatoi utilizzati nella refrigerazione hanno un ruolo cruciale nel separare il liquido dal vapore. Questo assicura che il vapore che raggiunge il compressore sia privo di quantità significative di liquido, prevenendo potenziali problemi operativi. La progettazione del serbatoio deve essere adattata in base alla sua funzione principale, che sia l’ accumulo o la separazione. Poiché il meccanismo di separazione nei serbatoi verticali differisce da quello dei serbatoi orizzontali, le specifiche progettuali vengono trattate separatamente. Sebbene si tenda a descrivere la separazione del liquido come se comportasse un’ eliminazione totale dello stesso, nella pratica tale condizione non si verifica completamente. All’ interno dei serbatoi si osserva una vasta gamma di dimensioni delle gocce di liquido. Le metodologie di separazione si dimostrano efficaci principalmente nel rimuovere le gocce di maggiori dimensioni, mentre quelle più piccole tendono a essere trascinate fuori dal serbatoio. Una parte di queste ultime evapora lungo la linea di aspirazione, mentre il resto svanisce rapidamente una volta raggiunta l’ area di aspirazione del compressore. La dimensione delle gocce rappresenta un parametro essenziale e ben definito nell’ ambito dei principi di separazione. Questa considerazione introduce immediatamente il quesito relativo alla massima dimensione della goccia che può essere accettabile nel momento in cui il liquido viene espulso dal serbatoio. È importante sottolineare che tale interrogativo non può trovare una risposta definitiva attraverso l’ uso esclusivo di metodi analitici, poiché richiede necessariamente un approccio basato sull’ esperienza pratica accumulata nel
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settore. La gravità, in questo processo, costituisce la forza fondamentale da impiegare sia per separare efficacemente il liquido dal vapore sia per trattenere il liquido all’ interno del serbatoio stesso, assicurando così un’ operatività ottimale del sistema. Quando una goccia di liquido cade liberamente all’ interno di un volume di vapore statico, la sua velocità massima viene raggiunta nell’ istante in cui la forza gravitazionale si equilibra con la forza di trascinamento. In questa condizione, non sussiste alcuna forza netta disponibile per ulteriori accelerazioni. Nel serbatoio verticale illustrato nella figura sopra riportata, la velocità ascensionale del vapore deve essere sufficientemente ridotta per consentire il deposito di tutte le gocce, fatta eccezione per quelle di dimensioni ridotte. È plausibile prevedere che il processo di separazione non sia completamente efficiente; tuttavia, se le sole gocce trascinate fuori dal serbatoio risultano essere quelle minori, la massa complessiva di liquido trasportata sarà esigua. Inoltre, le gocce più piccole hanno una maggiore propensione all’ evaporazione rispetto a quelle più grandi, contribuendo a minimizzare gli effetti del trascinamento. La velocità terminale di una goccia di liquido che cade liberamente all’ interno di un volume di vapore statico rappresenta il massimo valore della sua velocità di discesa. All’ interno di un serbatoio di separazione, se il vapore ascende con una velocità pari alla velocità terminale, una goccia con un diametro critico rimane sospesa nel flusso, mentre le gocce di dimensioni inferiori vengono trasportate verso l’ esterno e quelle di dimensioni maggiori tendono a depositarsi sul fondo. La velocità terminale si raggiunge quando la forza gravitazionale che agisce sulla particella o sulla goccia in caduta risulta bilanciata dalla forza di trascinamento esercitata dal fluido circostante.( continua) |
La separazione tra liquido e vapore all’ interno di un ricevitore verticale avviene attraverso un processo studiato per garantire un’ efficiente divisione delle due fasi. Questo tipo di ricevitore è progettato in modo da favorire il deposito del liquido nella parte inferiore, grazie alla forza di gravità, mentre il vapore si raccoglie nella porzione superiore del recipiente |