Come funzionano i refrigeratori industriali

A cosa servono i refrigeratori industriali
In un ciclo ideale, il condensatore svolge un duplice ruolo. Prima che si verifichi la condensa, il vapore ad alta pressione deve prima essere saturato (desurriscaldato). È necessario trasferire dal refrigerante una quantità di calore sufficiente per abbassare la sua temperatura fino alla temperatura di saturazione. A questo punto inizia la condensazione. Poiché il calore continua a essere trasferito dal vapore del refrigerante all'aria (o all'acqua, se viene utilizzato un condensatore ad acqua), la qualità del refrigerante (la percentuale di refrigerante allo stato di vapore) continuerà a diminuire finché il refrigerante non raggiunge la completa condensazione. In un sistema ideale ciò avviene all'uscita del condensatore. Nel mondo reale, si verificherà un sottoraffreddamento all'uscita del condensatore. Quando il refrigerante subisce una perdita di pressione nei tubi e nei componenti, il liquido sottoraffreddato impedisce al liquido di evaporare.

Il refrigerante è ora allo stato liquido ed è sottoposto ad alta pressione e alta temperatura. Prima di poter diventare un utile mezzo di trasferimento del calore, deve subire ulteriori modifiche. La temperatura scende. Ciò si ottiene riducendo la pressione. Ci si può aspettare che la relazione tra la pressione del refrigerante e la temperatura sia una legge assolutamente affidabile. Se si riduce la pressione del liquido saturo, la legge che ne regola l'esistenza impone che esso assuma la temperatura di saturazione alla nuova pressione.

Pertanto, per abbassare la temperatura, è necessario abbassare la pressione, e per questo è necessaria una certa limitazione. Sarebbe più auspicabile se il limite potesse essere regolato da solo quando cambiano i requisiti di carico del sistema. Questo è esattamente ciò che fa la valvola di espansione termostatica. È un dispositivo limitatore regolabile che può far diminuire la pressione del refrigerante liquido, ma è regolato per mantenere un surriscaldamento costante all'uscita dell'evaporatore. La valvola di espansione termostatica è un dispositivo di controllo del surriscaldamento e non mantiene una pressione di vapore costante. Fornisce solo i limiti necessari per ridurre la pressione a un certo livello, che sarà determinato dalle dimensioni del compressore, dalla valvola di espansione termostatica, dalle dimensioni del carico, dalla richiesta di carico e dalle condizioni del sistema. Se è necessaria una temperatura dell'evaporatore costante, è possibile ottenerla in modo molto semplice mantenendo una pressione corrispondente alla temperatura di saturazione desiderata. Ciò si ottiene aggiungendo al sistema una valvola di regolazione della pressione dell'evaporatore.

Il nostro ciclo ideale ha subito una caduta di pressione da una valvola di espansione termostatica. Quando si mescolano liquido e vapore, non deve verificarsi alcun raffreddamento o surriscaldamento eccessivo. Pertanto, ovunque nel sistema in cui il refrigerante si trova in due stati, la pressione sarà alla temperatura di saturazione.

Per rimuovere il calore necessario per raggiungere questa temperatura più bassa, è necessario far bollire del refrigerante liquido. Un altro processo di trasferimento del calore produce una temperatura del liquido più bassa. Il liquido sacrificato durante l'ebollizione illustra il miglioramento della qualità del refrigerante. Maggiore è la differenza tra la temperatura del liquido e la temperatura dell'evaporatore, maggiore sarà la quantità di liquido che dovrà essere fatto bollire per raggiungere la nuova temperatura di saturazione. Ciò porta ad una migliore qualità del refrigerante.

L'ultima parte del ciclo del refrigerante è una miscela di liquido saturo e vapore, che scorre attraverso la linea dell'evaporatore. L'aria calda soffia attraverso l'evaporatore e il suo calore viene trasferito al refrigerante bollente. Si tratta del guadagno di calore latente del refrigerante, che non provoca contemporaneamente un aumento di temperatura e cambiamenti di stato. In un ciclo ideale, l'ultima molecola di liquido saturo bolle all'uscita dell'evaporatore, che è collegato all'ingresso del compressore. Pertanto il vapore all'ingresso del compressore è saturo.