Macchine Frigorifere

SPORLAN PARKER ALCUNI PRODOTTI INTERESSANTI

2014-03-30T13:40:00.004-07:00

SOLENOIDE CON VALVOLA DI NON RITORNO INCORPORATA

La valvola a solenoide con valvola di non ritorno incorporata è progettata per sostituire una valvola a solenoide sulla linea del liquido in parallelo ad una valvola di non ritorno per
l’inversione del ciclo. Questa valvola può essere usata nella linea del liquido di espositori di supermercati
per la chiusura a tenuta durante la fase di arresto, mentre permettendo il completo flusso del refrigerante nella direzione inversa, durante la fase di sbrinamento con gas caldo. Essa può essere usata anche nella linea del liquido di una Pompa di Calore per impedire la migrazione del refrigerante al condensatore esterno durante la fase di riscaldamento, permettendo invece la piena portata del refrigerante quando scorre nella direzione opposta nella fase di raffreddamento.
Nota: Con Flusso Inverso/Ciclo Raffreddamento, la valvola non si chiude.
Massima pressione di funzionamento – Valvole della serie
E42 – 31 bar, per tutti gli altri modelli – 34,5 bar.

VALVOLE TRE VIE PER IL RECUPERO DI CALORE

Le valvole a tre vie Sporlan per Recupero di Calore hanno tenuta ermetica in materiali sintetici, progettate specificatamente per commutare il passaggio del gas caldo dal condensatore normale a quello di recupero.

Funzionamento Tipo “B”
Condensatore Normale (Esterno) – Diseccitata – Con il pilota della valvola diseccitato la pressione di mandata non può entrare nella cavità superiore dell’assemblaggio della tenuta a pistone. Allo stesso tempo il pilota superiore ha il passaggio aperto alla pressione di aspirazione. La risultante pressione differenziale
sul pistone, spinge la tenuta pistone in chiusura del passaggio del condensatore di recupero (Parte superiore). Quando la valvola pilota si apre, la cavità al di sopra del pistone apre sull’aspirazione.
Lo svuotamento del condensatore di recupero è controllato dal foro calibrato sul pistone. Dopo che il condensatore di recupero è stato svuotato, e la valvola continua a lavorare sul condensatore normale
tutti i flussi cessano, eliminando così il passaggio dall’alta alla bassa e la conseguente perdita di capacità.

Tipo “C”
Condensatore Normale (Esterno) – Diseccitata – Col pilota diseccitato, la pressione di mandata non può entrare nella cavità al di sopra dell’assieme tenuta pistone. Allo stesso tempo la parte superiore del pilota è aperta sulla pressione di aspirazione. La pressione differenziale risultante, conduce l’insieme tenuta-pistone a
chiudere il passaggio principale del condensatore di recupero (superiore). Il pistone non bleed impedisce la comunicazione tra lato mandata ed aspirazione in funzionamento con il solo condensatore normale.

Tipo “B” e “C”
Condensatore di Recupero (Riscaldamento) – Eccitata – Quando la valvola pilota è eccitata, la pressione di mandata può passare alla parte inferiore del pilota. Allo stesso tempo la parte superiore del passaggio pilota è chiuso sul lato aspirazione. La pressione di mandata spinge sulla parte superiore del pistone e muove
l’insieme tenuta-pistone a chiudere il passaggio sul condensatore normale ed aprire il passaggio su quello di recupero. Col passaggio superiore chiuso non c’è comunicazione mandata ed aspirazione col sistema operante in modo recupero.

Sistemi per Recupero Calore con regolatore di pressione di mandata, doppio condensatore con valvola di non ritorno incorporata

Quando si adopera un recuperatore di calore in un sistema di refrigerazione, l’aggiunta di un regolatore di pressione di mandata è importante non solo per mantenere la pressione del liquido all’ingresso della valvola, ma anche per assicurare la disponibilità di un buon gas caldo allo scambiatore di recupero.
Valvole sul condensatore doppio sono importanti per minimizzare la richiesta di refrigerante in inverno.
Valvole a 3-Vie con valvola di non ritorno Integrata sono importanti per minimizzare i costi di installazione.

VALVOLA 3 VIE PER SBRINAMENTO A GAS CALDO

Le valvole per sbrinamento a gas caldo sono utilizzate in sistemi nei quali uno o più compressori alimentano diversi espositori refrigerati sia a media che a bassa temperatura. Le valvole a 3-vie sono usate per controllare il flusso di gas dal collettore di mandata ai vari espositori refrigerati (sbrinamento)
o gas in aspirazione dagli espositori refrigerati al collettore di aspirazione (refrigerazione). La direzione
del flusso dipende dal fatto che la bobina della valvola pilota sia eccitata o diseccitata. Queste valvole a 3-Vie sono usate solamente per sbrinamento a gas caldo.
Quando la bobina è diseccitata la valvola permette il passaggio del refrigerante nella normale direzione di refrigerazione. Quando la bobina è eccitata il pistone e la sua sede di alloggiamento della valvola, commutano, chiudono la porta in ingresso dell’aspirazione ed aprono la porta del gas di mandata permettendo al gas caldo di passare dal collettore di mandata, attraverso la valvola, all’uscita
dell’evaporatore. Dato che, quando la valvola è diseccitata resta chiusa la porta del gas caldo, questa può essere montata solamente ad un collettore di mandata e non sulla linea principale della mandata stessa.
Le valvole 10G79B, 10G711B e 10G711C possono essere installate in posizione verticale od orizzontale. In ogni caso non possono essere montate con la bobina al di sotto del corpo valvola. La valvola può essere saldata in opera senza essere smontata ma il corpo valvola deve essere mantenuto freddo per evitare di danneggiare il materiale sintetico Nylatron della sede. Il corpo valvola e gli attacchi dovrebbero essere avvolti con uno straccio umido. Le valvole possono essere facilmente smontabili senza dissaldare gli attacchi.

CONTROLLO DELLA PRESSIONE DI MANDATA

Alta e Bassa Stabilità Ambientale

La progettazione di impianti di condizionamento che utilizzano condensatori ad aria deve considerare due principali problemi - che devono essere risolti se si vuole che l’impianto operi economicamente e
con affidabilità.....il funzionamento con Alto e Basso carico ambientale.
Se l’unità di condensazione è adeguatamente dimensionata, essa lavorerà soddisfacentemente durante condizioni di temperatura ambiente estremamente alte. Tuttavia, per buona parte dell’anno svariate
unità sono chiamate ad operare a temperature ambiente al di sotto della temperatura di bulbo secco di progetto; la soluzione del funzionamento con basse temperature ambiente è molto più complessa.
Senza un buon controllo della pressione di mandata durante il funzionamento con bassa temperatura ambiente, il sistema può andare incontro a problemi di frequenti cicli di marcia e/o frequenti cicli di
arresto. Dato che la pressione differenziale, tra entrata e uscita della valvola ad espansione termostatica, influenza la quantità di flusso del refrigerante, una bassa pressione di mandata generalmente causa
una insufficiente flusso di refrigerante all’evaporatore. La mancanza di una sufficiente pressione di mandata causa una bassa pressione di aspirazione e quindi ghiaccio nelle serpentine dell’evaporatore.
Il problema primario nei cicli di arresto è la migrazione del refrigerante al condensatore. L’insufficiente flusso di refrigerante attraverso la TEV determinerà una bassa pressione di aspirazione. Un metodo tipico per mantenere costante la pressione di mandata in un impianto di refrigerazione durante i periodi di bassa temperatura ambiente, è quello di limitare il flusso liquido di refrigerante dal condensatore al ricevitore e, nello stesso tempo deviare il gas caldo all’ingresso del ricevitore. Ciò fa tornare il liquido refrigerante fino
al condensatore riducendone a sua capacità quindi, di conseguenza, aumenta la pressione di condensazione. Allo stesso tempo il gas caldo aumenta la pressione del liquido nel ricevitore, permettendo al sistema
di ritornare alle normali condizioni oprative. Per i sistemi che usano condensatori raffreddati ad aria, Sporlan può offrire diverse opzioni di valvole per il controllo della pressione di mandata; il modello non regolabile OROA-5, il modello regolabile con combinazioni di ORI/ORD, o la versione economica della serie LAC.

VALVOLA DI REGOLAZIONE PRESSIONE EVAPORAZIONE

Modelli (S)ORIT-12,-15 e -20

Pilota in mandata per un migliore controllo della temperatura e minima caduta di pressione

Regolabile

Valvola a solenoide opzionale per la funzione di chiusura durante lo sbrinamento

L’esecuzione normalmente aperta permette una evacuazione del sistema senza l’intervento manuale

Queste valvole EPR sono pilotate usando l’alta pressione di mandata quindi hanno un attacco per alimentare il pilota dalla mandata del compressore. Esse sono costruite come valvole “normalmente aperte” consentendo un funzionamento pressoché senza caduta di pressione. Questo modello servo comandato non richiede, per il suo funzionamento, della necessaria variazione della pressione all’evaporatore che è invece necessaria nelle valvole a comando diretto; esse possono quindi essere dimensionate usando semplicemente
la temperatura di progetto dell’evaporatore e la disponibile perdita di carico attraverso la valvola alle condizioni di massimo carico termico.

Modelli (S)ORIT-PI-2, -3, -4 e -5

Pilotata Internamente (non necessaria la connessione con l’alta pressione)

Superiore resistenza alla corrosione

Valvola a solenoide opzionale per la funzione di chiusura durante lo sbrinamento

Opzione di apertura elettrica per funzionamento a due temperature

Comando manuale di serie per evacuazione del sistema

Queste valvole EPR sono pilotate internamente ed usano la naturale caduta di pressione sulla valvola stessa per funzionare eliminando quindi la connessione sulla mandata. Come per le valvole (S)ORIT anche questo modello, internamente pilotato non richiede, per il suo funzionamento, della necessaria variazione della pressione all’evaporatore che è invece necessaria nelle valvole a comando diretto; esse possono quindi essere dimensionate usando semplicemente la temperatura di progetto dell’evaporatore e la disponibile
perdita di carico attraverso la valvola alle condizioni di massimo carico termico.

Questi sono solo alcuni dei tanti prodotti Sporlan Parker che a mio avviso sono un ottima alternativa a Danfoss. Ne uso personalmente moltissimi e sono decisamente a prezzi migliori e di indiscussa affidabilità.

L'INVERTER MITO O REALTA'

2013-12-28T06:48:00.000-08:00

L’argomento è sicuramente interessante e presenta aspetti più complessi di quanto può sembrare ad
un primo approccio. Tre temi specifici aiutano ad approfondirlo adeguatamente. Il primo riguarda
l’applicazione dell’inverter nei compressori volumetrici, il secondo nei turbocompressori (centrifughi), mentre l’ultimo propone un confronto tra l’utilizzo dell’inverter nell’espansione diretta e nei gruppi frigoriferi.

É davvero conveniente l’uso dell’inverter nei gruppi frigoriferi? La logica direbbe di si, visto come viene pubblicizzato da chi lo usa. Sembra la panacea per tutti i mali del condizionamento

dell’aria e della refrigerazione, la soluzione ottimale che permette di avere alta efficienza energetica e regolazione pressoché perfetta in ogni condizione, anche con contenuti d’acqua dell’impianto molto contenuti. (Piccolo volano termico)

In parte ciò è vero, anche se la realtà appare molto più complessa e riserva sorprese, non sempre piacevoli.

Per prima cosa, bisogna capire chi lo usa. Nel condizionamento dell’aria l’inverter viene attualmente utilizzato:

- nei gruppi frigoriferi con turbocompressore centrifugo;

- nelle macchine ad espansione diretta (split-system e Vrf ) con compressori volumetrici, rotativi o scroll.

Tra compressori centrifughi e compressori volumetrici c’è una differenza abissale nel comportamento perché lavorano secondo principi diversi.

DIFFERENZE TRA COMPRESSORI VOLUMETRICI E TURBOCOMPRESSORI CENTRIFUGHI

I compressori scroll, vite e rotativi a palette, sono macchine volumetriche, mentre i compressori centrifughi sono turbomacchine. Il principio di funzionamento è totalmente diverso.

Nei compressori volumetrici la pressione aumenta perché si riduce il volume della camera di compressione tra ingresso ed uscita del refrigerante.

Nei turbocompressori non vi è riduzione del volume della camera di compressione, ma una variazione dinamica della direzione e della velocità del flusso di refrigerante. In particolare, la variazione di pressione avviene perché varia il momento della quantità di moto del refrigerante, come sarà meglio descritto nel secondo articolo dedicato ai compressori centrifughi.

Una prima sostanziale differenza nel comportamento è data dalla variazione del salto di pressione (o prevalenza) al variare del numerodi giri.

Mentre nei compressori volumetrici il salto di pressione ottenibile è sostanzialmente indipendente dalla velocità di rotazione, nelle turbomacchine il salto di pressione si riduce con il quadrato del numero di giri. Di conseguenza, mentre nei compressori volumetrici il numero dei giri può essere ridotto a prescindere dal salto di pressione richiesto, nei turbocompressori la riduzione è possibile solamente se vi è una contemporanea riduzione del salto di pressione.

Questo rappresenta un limite sostanziale che verrà approfondito nel secondo articolo della serie.

La portata di refrigerante, invece, varia linearmente con il numero di giri per entrambe le tipologie di compressore.

COMPRESSORI VOLUMETRICI:

CONSEGUENZE DELLA VARIAZIONE DI GIRI

Detta così parrebbe estremamente vantaggioso l’uso dell’inverter nei compressori volumetrici, proprio per le loro caratteristiche di funzionamento. Poter ridurre a piacimento il numero dei giri,

quindi la portata di refrigerante, qualsiasi sia il salto di pressione richiesto, consente una regolazione della potenza estremamente precisa. Il rendimento di regolazione è molto elevato, perché la riduzione di portata volumetrica comporta una diminuzione della pressione di condensazione, un aumento della pressione di evaporazione (cfr. fig. 1), quindi ad un valore di Eer superiore.

Ciò sarebbe completamente vero solo se la variazione del numero di giri non influenzasse il rendimento del compressore. In realtà, il rendimento dei compressori volumetrici è molto influenzato dalla variazione del numero di giri.In particolare:

- all’aumentare del numero di giri, aumenta la portata di refrigerante, per cui aumentano le perdite dovute al passaggio del refrigerante stesso negli orifizi di aspirazione e di scarico. Aumentano

anche gli attriti dovuti alla maggiore velocità di rotazione.

- Al diminuire del numero di giri, diminuiscono le perdite per il passaggio del refrigerante e per attrito.

Tuttavia peggiora la tenuta tra aspirazione e mandata, che nelle macchine volumetriche è sempre legata, anche se in modi diversi,alla velocità di rotazione.

Aumentano, quindi, le perdite per trafilamento tra mandata, a pressione maggiore, e aspirazione, a pressione minore. Questo aumento delle perdite fa peggiorare il rendimento al ridursi del numero

di giri, in modo drastico per velocità ridotte. In ogni caso non si può far funzionare un compressore a meno di 30 Hz per ragioni legate sia alla tenuta che alla lubrificazione.

E’ allora interessante calcolare come si modifichi il rendimento di un compressore volumetrico al variare sia della temperatura di condensazione che della frequenza della corrente di alimentazione

(quindi del numero di giri: la velocità di rotazione varia linearmentecon la frequenza).

Ai fini dell’analisi è stato scelto un compressore scroll con R410A di un costruttore giapponese, studiato per essere utilizzato con inverter.

Risultati simili si ottengono anche con compressori volumetrici diversi, come, ad esempio, i compressori a vite.

Il rendimento del compressore è ricavato come rapporto tra il Eer misurato e il Eer che si avrebbe nelle stesse condizioni con R410A e un compressore ideale con rendimento isoentropico pari a 1 utilizzante lo stesso refrigerante:

ηCOM = Eer

EerTH

dove:

ηCOM Rendimento del compressore.

Eer = Eer del compressore con R410A misurato in sala collaudo.

EerTH = Eer di un compressore ideale con R410A.

I risultati sono mostrati in figura 2 dove si nota chiaramente come il rendimento diminuisca fortemente al diminuire del numero di giri.

Ancora più interessante è valutare come vari il rendimento in funzione del rapporto di compressione, inteso come rapporto tra la pressione assoluta di mandata e la pressione assoluta di aspirazione.

Più alto è il salto di pressione richiesto, più alto è anche il rapporto di compressione.

La figura 3 mostra i risultati ottenuti. In qualunque condizione il rendimento è massimo a 60 Hz. Il punto di massimo si ottiene per un rapporto di compressione compreso tra 3 e 3,5.

Il rendimento diminuisce sia all’aumentare che al diminuire della frequenza.

Le curve a 90 Hz e a 50 Hz sono quasi sovrapposte. La riduzione

diventa consistente per frequenze al di sotto di 50 Hz.

Dalla figura 3 si può calcolare il rendimento per la variazione del numero di giri, secondo la

ηVG = ηX

η60Hz

dove:

ηVG Rendimento al variare del numero di giri.

ηX Rendimento nelle stesse condizioni alla frequenza X.

η60Hz Rendimento nelle stesse condizioni alla frequenza 60 Hz.

I risultati sono riportati nella figura 4.

Come si vede, la riduzione è tanto più marcata quanto maggiore è il rapporto di compressione e quanto più bassa è la frequenza. Fino a 50 Hz il rendimento si mantiene superiore al 90% in tutte le condizioni, ma al di sotto di tale valore la situazione peggiora. A 30 Hz il rendimento varia dal 75% con bassi rapporti di compressione, per scendere quasi al 50% per rapporti di compressione pari a 6,5. Di conseguenza, la parzializzazione tramite inverter ha un rendimento sufficientemente elevato fino a che si regola tra 90 Hz e 45 - 40 Hz, ma peggiora nettamente per frequenze inferiori. Tanto per dare dei punti di raffronto, un compressore a vite con cassetto ha un rendimento in parzializzazione pari a 0,92 al 75% della portata di refrigerante di e dello 0,8 al 50% della portata di refrigerante. Questi valori sono abbastanza simili a quelli ottenibili con l’inverter fino a circa 40 Hz, ma diventano nettamente inferiori per frequenze minori.

I risultati della figura 4 sono molto importanti, perché fanno intuire che l’inverter può portare a buoni risultati nel caso di gruppi frigoriferi funzionanti in solo freddo (rapporto di compressione inferiore a 4), mentre più dubbia è la loro applicazione nelle pompe di calore in regime invernale (rapporto di compressione prossimo a 6).

APPLICAZIONE NEI GRUPPI FRIGORIFERI

Per prima cosa bisogna verificare quale sia la variazione di resa del compressore e quindi del gruppo frigorifero al variare del numero di giri.

Al ridursi della velocità di rotazione, diminuisce la temperatura di condensazione e aumenta leggermente la temperatura di evaporazione.

Di conseguenza la potenza fornita dal compressore diminuisce in modo minore rispetto alla riduzione di velocità.

La figura 5 sintetizza questo concetto. In funzione della temperatura dell’aria esterna, la riduzione della frequenza deve sempre essere superiore alla riduzione di potenza richiesta. Ad esempio, a 35°C, se il 100% di potenza viene fornito a 90 Hz, il 60% della potenza si ottiene a 48 Hz, anziché a 54 Hz come sarebbe se la riduzione fosse assolutamente lineare.

A 20°C dell’aria esterna il 100% di potenza si ottiene a 73 Hz (quindi con una riduzione del 19% dei giri), mentre per ottenere il 60% della potenza la frequenza deve scendere a 43 Hz. Di conseguenza la riduzione di potenza avviene ad alta efficienza (ovvero con alimentazione

superiore a 45 Hz) solamente per percentuali superiori al 54% e al 63% della potenza, a seconda della temperatura dell’aria.

Per potenze inferiori il rendimento di parzializzazione scende drasticamente, rendendo poco conveniente l’utilizzo dell’inverter. In ogni caso non è possibile parzializzare oltre il 38% in qualunque condizione. Oltre questa soglia il compressore deve lavorare Onoff.

GRUPPI FRIGORIFERI MONOCOMPRESSORE

Nel caso di piccoli gruppi frigoriferi monocompressore l’uso dell’inverter permette una efficace regolazione della temperatura in uscita, altrimenti impossibile con la regolazione on-off. Per questo

motivo ha senso sfruttare il più possibile la riduzione di potenza frigorifera (riduzione fino a 30 Hz) anche a costo di penalizzare il rendimento in parzializzazione.

Dal punto di vista dell’efficienza energetica, il vantaggio dell’uso dell’inverter varia di molto a seconda del contenuto d’acqua dell’impianto.

L’importanza del contenuto d’acqua è sottolineata nel testo [1] citato in bibliografia, cui si rimanda per eventuale approfondimento. La figura 6 mostra l’andamento del Eer del gruppo frigorifero nei

due casi in esame, per impianti con elevato contenuto d’acqua (10 litri per ogni kW di potenza frigorifera) ed impianti con scarso contenuto d’acqua (2,5 litri per ogni kW frigorifero). Le curve sono realizzate secondo il metodo usato per calcolare l’indice energetico stagionale europeo Eseer che prevedono 35°C di temperatura dell’aria esterna al 100% del carico, 30°C al 75%, 25°C al 50% e 20°C al 25%.

Nel caso di elevato contenuto d’acqua, l’efficienza del gruppo frigorifero con inverter si mantiene superiore fino a circa il 45% del carico frigorifero. Al 75% della potenza si ha un miglioramento pari

al 15% di Eer, mentre al 50% della potenza si ha un miglioramento di Eer del 5%. Solo al 25% della potenza l’Eer peggiora di circa il 15%.

Nel caso di contenuto d’acqua scarso l’efficienza del gruppo frigorifero con inverter si mantiene sempre superiore. Tra il 75% e il 50% della potenza, l’aumento di Eer dovuto all’inverter si attesta tra il 30% ed il 25%.

Di conseguenza per piccoli gruppi frigoriferi l’uso dell’inverter sembra essere sempre conveniente.

GRUPPI FRIGORIFERI A PIÙ COMPRESSORI

I gruppi frigoriferi con più compressori si comportano in modo diverso a secondo del tipo di compressore adottato.

I gruppi frigoriferi con compressori scroll montati gemellati (due o più su ogni singolo circuito) sono i più efficienti in assoluto, come chiaramente esposto nel testo [1] citato in bibliografia. Per macchine di questo tipo non è assolutamente conveniente utilizzare l’inverter in tutti i compressori, perché aumenterebbe il loro costo e diminuirebbe l’efficienza totale, a causa del basso rendimento in parzializzazione al variare del numero di giri. Molto meglio utilizzare un unico compressore con inverter per ogni singolo circuito, mettendolo in parallelo con altri privi d’inverter.

Questo compressore non deve mai lavorare al di sotto della frequenza di 45 Hz per limitare al massimo l’inefficienza del sistema.

La regolazione deve avvenire riducendo prima il numero di giri del compressore con inverter, fino a 45 Hz. Al di sotto di questa soglia, i disattiva uno degli altri compressori del circuito, mentre il compressore con inverter torna a funzionare alla frequenza richiestadal carico frigorifero.

Se l’impianto ha un elevato contenuto d’acqua (10 litri per ogni kW di potenza frigorifera), l’efficienza stagionale Eseer di un gruppo frigorifero così regolato non è molto superiore a quella di un altro gruppo con lo stesso numero di compressori regolati On-off. Viceversa, se il contenuto d’acqua è basso, il vantaggio energetico si fa rilevante, come spiegato nel testo [1] citato in bibliografia. In ogni caso, la regolazione della temperatura dell’acqua in uscita è migliore con l’utilizzo dell’inverter.

Con i compressori a vite l’utilizzo dell’inverter permette un miglioramento dell’efficienza solamente se si limita la riduzione della frequenza a 45 Hz.

Anche in questo caso i vantaggi si hanno in particolare modo negli impianti con scarso contenuto d’acqua, come meglio descritto nel testo [1] citato in bibliografia.

APPLICAZIONI NELLE POMPE DI CALORE

L’uso dell’inverter nelle pompe di calore in regime invernale sembra meno conveniente rispetto al solo funzionamento estivo. Vi sono due fattori che incidono negativamente:

- nel funzionamento invernale le pompe di calore lavorano con un elevato rapporto di compressione, a causa dell’elevata temperatura di condensazione. In queste condizioni il rendimento del compressore si abbassa drasticamente al ridursi del numero di giri,

come mostrato nella figura 4.

- Nel funzionamento invernale delle pompe di calore, la potenza assorbita dal compressore contribuisce all’effetto utile. Infatti si sfrutta il calore ceduto nel condensatore, che è pari al calore sottratto all’aria dall’evaporatore più la potenza elettrica assorbita dalcompressore. Pertanto, a parità di calore sottratto all’aria, più basso è il rendimento del compressore, maggiore è l’effetto utile, così

come mostrato nella figura 7: il peggioramento del rendimento fa aumentare l’effetto utile del tratto 2a - 2. Si ha una sorta di “reazione a catena”: più il rendimento del compressore peggiora, più aumenta la potenza ceduta dal condensatore, più bisogna abbassare il numero di giri per adeguarsi alla potenza richiesta, peggiorando ulteriormente il rendimento.

Nel funzionamento invernale le pompe di calore richiedono una maggiore parzializzazione rispetto ai gruppi frigoriferi, soprattutto alle temperature più elevate dell’aria esterna. Ciò soprattutto perché

si alza la temperatura di evaporazione che contribuisce molto alla resa del compressore. La figura 8 mostra quanto debba variare la frequenza di alimentazione del compressore per adeguarsi al carico

richiesto, in funzione della temperatura dell’aria esterna. Se la pompa di calore è dimensionata per fornire il 100% di potenza a 90 Hz con una temperatura dell’aria esterna di -5°C, alla stessa

temperatura dell’aria la regolazione può avvenire in modo sufficientemente efficiente (45 Hz) solamente fino a 58% della potenza.

Quando la temperatura dell’aria aumenta a 5°C il 100% di potenza si ottiene con una frequenza di 66 Hz, quindi con un rendimento elevato. A questa temperatura, però, la regolazione può essere

effettuata solamente fino al 72% della potenza, se non si vuole abbattere il rendimento.

Peggio ancora quando la temperatura si alza fino a 15°C: la potenza del 100% si ottiene con una frequenza di 51 Hz e la regolazione deve essere limitata al 92%.

Per questi motivi, l’utilizzo dell’inverter nelle pompe di calore in regime invernale sembra dare risultati energetici molto meno interessanti rispetto ai gruppi frigoriferi funzionanti in solo freddo.

POMPE DI CALORE MONOCOMPRESSORE

Nel caso di pompe di calore di piccola potenza monocompressore, l’utilizzo dell’inverter può facilitare la regolazione della temperatura d’uscita dell’acqua. Un altro vantaggio è quello di parzializzare la portata di refrigerante, riducendo la formazione di brina sulla batteria evaporante [2].

Tuttavia, malgrado questi vantaggi, dal punto di vista energetico l’uso dell’inverter porta ad un peggioramento del Cop a quasi tutte le condizioni di funzionamento, così come mostrato in figura 9.

Come si vede, solamente con temperatura dell’aria molto bassa (-5°C) e potenza richiesta tra il 90% e il 75%, l’inverter permette dei minimi vantaggi. In tutti gli altri casi le macchine senza inverter sono più efficienti.

Bisogna fare alcune considerazioni:

- quanto detto vale per i sistemi idronici: per l’espansione diretta le condizioni al contorno sono diverse, come meglio spiegato nel terzo articolo della serie.

- Perdite inferiori si hanno se si produce acqua a temperatura inferiore a 45°C perché si riduce il rapporto di compressione.

- La figura 9 è valida per impianti ad alto contenuto d’acqua. In impianti a basso contenuto d’acqua vi può essere un ribaltamento a favore dell’inverter.

Tuttavia, a parere dell’autore, progettare impianti con pompe di calore e basso contenuto d’acqua è cosa da evitare assolutamente, perché dissennata.

POMPE DI CALORE A PIÙ COMPRESSORI

Alla luce di quanto sopra riportato, non sembra utile applicare l’inverter a pompe di calore con compressore scroll gemellati (più compressori in un unico circuito) perché non può portare ad alcun

miglioramento del Cop.

Forse l’utilizzo di un sistema come quello descritto in precedenza per i gruppi frigoriferi in solo freddo può permettere una regolazione più fine della temperatura di produzione dell’acqua, senza

però migliorare l’efficienza energetica. Tuttavia l’applicazione va comunque studiata a fondo, anche attraverso prove sperimentali sul campo.

L’autore non ha mai amato le pompe di calore con i compressori a vite, perché ritenuti poco adatti a questo utilizzo [2].

Al di là di queste considerazioni personali, dall’analisi precedente non sembra che l’utilizzo dell’inverter in questi compressori possa portare a benefici a livello energetico: anzi, è probabile il contrario.

Anche in questo caso, però, ben vengano le applicazioni sperimentali, le uniche effettivamente in grado di chiarire completamente ogni dubbio sulle reali prestazioni dei compressori.

COMPRESSORI SCROLL: SISTEMI DI PARZIALIZZAZIONE ALTERNATIVI ALL’INVERTER

Non tutti i produttori di compressori scroll puntano sull’inverter come sistema di parzializzazione ad alta efficienza. In particolare la Copeland propone un compressore diverso, chiamato Digital.

Grazie ad un sistema basato su una valvola a solenoide esterna al compressore, il sistema permette di effettuare dei cicli di funzionamento on-off del compressore molto ravvicinati tra loro [3]. In

pratica il motore del compressore non viene mai fermato, ma la disattivazione del compressore avviene scostando di circa 1 mm in verticale le due spirali.

Quando ciò avviene la spirale collegata al motore gira a vuoto senza comprimere il refrigerante.

In pratica il compressore lavora con cicli on-off molto ravvicinati. Secondo il documento [3] il ciclo totale dura 20 secondi: al 75% del carico per 15 secondi il compressore è on e per 5 Off. Al 50% del carico la divisione è 10 secondi On e 10 secondi Off, mentre al 25%

del carico la divisione è 5 secondi On e 25 secondi Off. Quando il compressore è On le prestazioni sono simili al pieno carico.

Non si hanno dati ufficiali del funzionamento del Digital Scroll in parzializzazione.

Tuttavia si possono fare delle considerazioni interessanti già con questi pochi dati a disposizione.

Il sistema sembra efficiente: le uniche perdite sono date dall’energia spesa comunque per far girare il rotore. Tuttavia, nelle fasi di scostamento delle spirali non vi è lavoro di compressione, per cui il

consumo è molto limitato. Si può pensare ad una perdita massima del 5% -7% del valore minimo di parzializzazione, pari al 10% del carico.

I dubbi maggiori sono invece legati all’effettiva riduzione della pressione di condensazione in parzializzazione. Nei compressori con inverter la riduzione avviene sicuramente, perché diminuisce

la portata volumetrica.

Nel sistemi con il Digital Scroll, invece, la variazione di portata volumetrica si ha nell’arco dei 20 secondi di funzionamento, nel senso che per x secondi la portata è massima e per 20 – x secondi è nulla.

Sicuramente vi è un abbassamento della pressione di condensazione anche nei sistemi con Digital scroll perché nei 20 – x secondi in cui la portata del refrigerante è nulla la pressione tende a portarsi a quella corrispondente alla temperatura dell’aria esterna.

Per sintetizzare, appare probabile che la riduzione si pressione ci sia, ma sia inferiore a quella ottenibile con l’inverter, tanto più quanto minore è la parzializzazione (al 75% del carico la temperatura di condensazione con inverter è nettamente inferiore a quella con Digital, mentre al 25% del carico sono quasi equivalenti).

Pertanto, rispetto ad un compressore con inverter, il Digital scroll dovrebbe risultare più conveniente per le basse percentuali dei carico (circa dal 50% in giù), specialmente se il rapporto di compressione è elevato, come nel caso delle pompe di calore.

L’utilizzo dell’inverter nei gruppi frigoriferi è sicuramente una strada da seguire, specialmente nel caso di macchine di piccola potenza con un unico compressore. I vantaggi sono legati ad un migliore controllo della temperatura e ad una maggiore efficienza energetica sopratutto in impianti con basso contenuto d’acqua.

Nelle pompe di calore in regime invernale l’inverter porta ad un peggioramento delle prestazioni energetiche, a causa della diminuzione del rendimento del compressore ad alti rapporti di compressione e bassi numero di giri.

In questa particolare condizione sembra migliore il sistema di parzializzazione alternativa con separazione ciclica delle spirali dello scroll, utilizzata nel Digital scroll anche se oggi con i nuovi scroll ad iniezione sembra che ci siano stati dei passi in avanti.

BIBLIOGRAFIA

“How does the Copeland Digital Scroll work?”, didattiche Copeland

all’indirizzo web http://www.emersonclimate.com/mea/

jsp/edu_dig_works.jsp.

Celle di germinazione

2013-10-12T08:57:00.000-07:00

Fotoperiodismo

Per coltivare delle piante è necessario innanzitutto conoscere i meccanismi che regolano il loro sviluppo. Il ciclo vitale delle piante annuali in natura è regolato dal variare del rapporto tra ore di luce e di buio. Questa variazione va riprodotta anche all'interno della cella.
In natura, per le piante fotoperiodiche la crescita (fase vegetativa) inizia in primavera (fine marzo) e si arresta quando le giornate iniziano ad accorciarsi sensibilmente (fine luglio). In questo momento incomincia la riproduzione (fase floreale), che termina con la senescenza e la morte della pianta ai primi freddi (fine ottobre).
Utilizzando le celle è possibile, usando un timer, stabilire le ore di luce e di buio da somministrare ai vegetali; quindi sfruttando il fotoperiodiodismo si può rendere la coltivazione un gioco in cui scegliere quando e cosa fare fiorire, diagnosticare il sesso della pianta per poi selezionare le madri delle talee.
Nella coltivazione in cella le piante devono essere sottoposte ad un flusso di luce continua di almeno 18 ore durante la fase di crescita, mentre nella fase di maturazione o fioritura le ore di luce scendono a 12. Durante la fase vegetativa è possibile accelerare lo sviluppo fornendo alla pianta 24 ore di luce continua. Questo richiede alcune attenzioni in più. Infatti è necessario aumentare di conseguenza concime e acqua. In ogni caso per una ragione di consumi e di durata delle lampade la soluzione a 24 ore di luce è praticabile senza problemi con lampade a fluorescenza, mentre è fortemente sconsigliata con lampade a scarica nei gas.
Indurre la maturazione sarà altrettanto facile. Basterà infatti diminuire le ore di luce a 12. La pianta per essere messa a fioritura deve avere un altezza adeguata che le permetta di sfruttare la profondità fornita dalla lampada scelta. Solitamente un'altezza compresa tra i 20 e 40 cm permette di completare la maturazione della pianta sfruttando per intero le potenzialità dei bulbi. Nel periodo di fioritura il processo di crescita rallenta fino a fermarsi. E' consigliato inoltre avere piante che non superino il metro di altezza. Se si coltiva una piante che crescono molto in altezza è opportuno contenerne lo sviluppo con potature o vincolando fisicamente la pianta. Per potare correttamente le piante e necessarioo tagliare i germogli apicali favorendo così la crescita dei rami più bassi, questo fa assumere alla pianta una forma più cespugliosa.
Infine è necessario fare molta attenzione che non si verifichino delle infiltrazioni di luce all' interno dell' ambiente durante la fase di buio, altrimenti la pianta potrebbe risentirne, diventando così ermafrodita.

Germinazione, vegetativa e maturazione.

La germinazione

Il primo passo per iniziare la coltivazione è seminare. Questa operazione deve essere condotta con molta cura vista la delicatezza dei germogli durante i primi giorni di sviluppo. Per favorire la germinazione e necessario creare un ambiente tiepido e umido.
. Quando emerge il germoglio togliamo la pellicola e poniamo la piantina alla luce di una lampada a fluorescenza posizionata a 5-10 cm dal germoglio.
Usando contenitori di torba (riempiti con un mix di terriccio + argilla espansa) è possibile avere un terreno ben areato e facilitare la successiva l' operazione di trapianto.
Il processo di germinazione è possibile effettuarlo all'interno di apposite serre riscaldate particolarmente indicate per questo scopo.

La crescita vegetativa

Dopo la germinazione, le piante vanno poste sotto la luce generata da una lampada a fluorescenza (neon) con uno spettro adatto alla fase vegetativa, quindi ricco di toni bianchi.
La luce di colore blu emanata da questo tipo di lampade, favorisce la crescita e lo sviluppo della pianta che diventerà abbondante e compatta. Le piante devono essere sottoposte ad una luce continuata per almeno 18 ore, ma alcuni sostengono che il periodo possa anche durare 24h, accellerando cosi i tempi di crescita.
Quando le piantine raggiungono un altezza adeguata si potrà scegliere il sistema di luci tra quelli a: fluorescenza compatta, MH (ioduri metallici), HPS a spettro ampio (Agro, Grolux) o comninare diverse tipologie di lampade per aumentare ulteriormente lo spettro.
E' inoltre consigliato di uniformare le altezze di crescita con la potatura o la piegatura delle piante più alte, favorendo così un illuminazione ben distribuita su tutte le cime; in alternativa è anche possibile spostare sui lati dell' ambiente le piante più alte che verranno girate periodicamente.
Tutte le operazioni si devono effettuare solo quando l' impianto ha le luci accese, evitando così infiltrazioni durante la fase di simulazione della notte.

Illuminazione
Lampade a fluorescenza, agli ioduri metallici (MH) e al sodio ad alta pressione (HPS)

Per le caratteristiche del loro spettro luminoso e per l'alta intensità di luce emessa, le lampade più popolari tra i coltivatori che utilizzano la luce artificiale sono quelle ai vapori di sodio (HPS) , quelle agli ioduri metallici (MH) o le lampade a fluorescenza.

Le lampade ai Vapori di Sodio (HPS) sono ricche di toni rosso ed arancione e hanno uno spettro luminoso paragonabile a quella del sole in estate: questi colori favoriscono la crescita e la produzione dei fiori. Le lampade HPS standard mancano della parte blu dello spettro luminoso. Per ovviare a questo problema da alcuni anni esistono in commercio dei bulbi HPS a spettro ampio (Philips Agro, Sylvania Grolux…) appositamente realizzati per l’utilizzo in serra. In alternativa possono essere utilizzate in combinazione con le lampade agli ioduri metallici (MH) oppure con quelle fluorescenti. Le lampade HPS a spettro ampio sono un tipo speciale di lampada al sodio che grazie alla capacità di emettere anche toni di luce blu danno la possibilità di impiegare un solo tipo di lampada per tutto il ciclo di vita della pianta, sia per la crescita vegetativa che per la fioritura.

Le lampade agli Ioduri Metallici (MH) hanno uno spettro luminoso con una concentrazione più alta di raggi blu e violetti rispetto alle lampade HPS, pertanto sono indicate per la fase di crescita vegetativa e soprattutto per il mantenimento delle piante madri e delle talee. Anche in questo caso esistono dei prodotti specifici per l’utilizzo in serra, più prestazionali rispetto ai bulbi MH standard.

Le lampade a fluorescenza hanno una resa minore rispetto ai bulbi agli ioduri metallici ma possono essere una valida alternativa nella fase germinativa e vegetativa visto il loro basso costo d'acquisto e gestione. Inoltre hanno il grosso vantaggio di produrre molto meno calore e sono quindi l’ideale per ovviare parzialmente ai problemi di gestione della temperatura. Non solo, la loro evoluzione ha portato ad avere sul mercato delle lampade a fluorescenza compatte (Energy Saving Lamps) che aumentano la prestazione mantenendo contenuti temperature e consumi.

La scelta della lampada

Nella scelta delle lampade per la propria coltivazione è necessario tenere sempre in considerazione le caratteristiche tecniche del prodotto. In particolare le lampade a scarica nei gas (HPS ed MH), in considerazione del fatto che vanno tenute ad una distanza di almeno 25 – 30 cm dalle parti apicali delle piante, hanno una profondità di illuminamento utile di circa 60 cm. Per questo motivo diventa molto importante scegliere delle piante di dimensioni ridotte per poter sfruttare al meglio le potenzialità delle lampade. In generale è anche consigliabile ridurre al minimo la fase vegetativa (quella di accrescimento della pianta) in favore invece di un allungamento della maturazione (fase in cui la pianta rallenta la crescita per dedicarsi alla produzione dei frutti).
Le lampade a fluorescenza invece hanno molta meno profondità di illuminamento utile, ma possono essere tenute a pochi centimetri di distanza dalle piante. Inoltre possono essere tranquillamente utilizzate per cicli di 24 ore su 24 di luce senza timori di danneggiamento della lampada e contenendo comunque i consumi. Quest’elemento può tornare molto utile per ridurre i tempi del ciclo vegetativo. E’ importante ricordarsi sempre che più è breve è il ciclo meno probabilità ci sono che si sviluppino malattie.

Considerazioni generali sulle lampade a scarica di gas

Le lampade che basano il loro funzionamento sul fenomeno fisico della scarica dei gas impiegate nelle coltivazioni indoor sono:
• agli alogenuri con tipica luce bianca (MH);
• al sodio ad alta pressione con buona efficienza luminosa e buona resa cromatica (HPS);

La pressione nelle lampade ad alta pressione oscilla fra 10.000 e 10.000.000 di Pa. Le lampade a scarica in gas, di norma, sono costituite dall’attacco, il tubo di scarica, l’ampolla o il tubo di vetro chiaro che contiene il gas (lampade a scarica di gas) o tubo rico-perto all'interno da uno strato di polveri fluorescenti (lampade fluorescenti) e infine due elettrodi, anodo e catodo, fra i quali si innesca la scarica del gas (esperienza di Towsend).

L’innesco per la scarica si verifica solo quando la tensione applicata è pari alla tensione di scarica in modo da perforare il dielettrico fra il catodo e l’anodo. Una volta avviata la scarica elettrica viene emessa la luce ad opera della colonna di gas interessata dalla scarica (alcuni elettroni danno luogo alla “valanga” ed almeno un elettrone di ogni valanga, a sua volta ne provoca un’altra; gli elettroni eccitati quando ricadono al livello energetico inferiore danno luogo all’emissione di fotoni).

Nel caso delle lampade fluorescenti c'è una prima emissione invisibile (ultravioletto) ad opera dei va-pori di mercurio a bassissima pressione, poi i raggi ultravioletti vengono trasformati in radiazione visibile dal rivestimento interno del tubo (fosfori).

Ad evitare che la corrente assorbita assuma valori elevati e pericolosi, si introduce nel circuito elettrico un reattore che limita tale corrente.
La corrente elettrica assorbita dalla lampada a scarica di gas presenta un angolo di sfasamento con la tensione nominale, tale problema non sussiste nelle lampade ad incandescenza dove la corrente e la tensione sono in fase, ciò è dovuto al carico resistivo della lampada ad incandescenza.
Questo genere di lampade viene utilizzato nella coltivazione indoor poiché emettono pacchetti di spettro continuo, a differenza delle lampade a bassa pressione che emettono righe monocromatiche.

I dati tecnici principali delle lampade riportate sui cataloghi, di norma, sono:
- tensione di alimentazione (V - volt)
- flusso luminoso (lm - lumen)
- efficienza luminosa (lm/W - lumen per watt)
- luminanza media (cd/cm2 – candele per centimetri quadrati )
- temperatura di colore (°K – gradi kelvin)
- indice di resa dei colori
- posizione di funzionamento
- condensatore di rifasamento a 50 Hz (μF).

Lampade a ioduri metallici (MH)

Le lampade agli alogenuri metallici sono costituite da un tubo ai vapori di mercurio con aggiunti degli ioduri metallici (tipo il sodio, sodio/scandio, tallio, cesio, ecc.), che contribuiscono ad aumentare l'effi-cienza delle lampade. La luce delle lampade agli alogenuri metallici è bianchissima e copre tutto lo spettro visibile.
Le lampade agli alogenuri sono molto compatte e presentano una tonalità di luce diurna o bianchissima. Hanno un’ottima resa dei colori, e la loro tonalità di luce è di norma fra i 4000 fino oltre i 5000 gradi Kelvin, ed il loro grado ed indice di colore è pari a 1A/Ra 90-100.

Il pieno flusso luminoso viene raggiunto dopo circa 4 minuti dall’accensione. Possono raggiungere le 5.000 - 6000 ore di vita, ma bisogna considerare che la durata di vita si abbrevia del 30/40% per aumenti di tensione medi del 5%. La caduta di flusso luminoso alla fine della vita è circa del 40%.
Con speciali accenditori o alimentatori possono riaccendersi all'istante.
Bisogna prestare la massima attenzione nel regolare il flusso luminoso delle lampade agli alogenuri, infatti a tensione ridotta possono insorgere aberrazioni cromatiche e diminuire la vita di funzionamento. La corrente di spunto di queste lampade può raggiungere il 190% della corrente nominale.

Lampade ai vapori di sodio ad alta pressione (HPS)

Le lampade al sodio ad alta pressione presentano una maggiore pressione del sodio che lavora anche ad una temperatura maggiore. Sono costituite da un'ampolla e da due elettrodi. Il tubo contiene vapori di sodio ed altri gas inerti tipo il neon ed argon. All'accensione della lampada, la scarica è guidata dal neon poi raggiunto lo stato di regime la lampada funziona tramite il sodio. Le lampade al sodio ad alta pressione presentano una tonalità di luce calda fra il rosa e l’arancione, tonalità di luce minore di 3300 gradi Kelvin, ed un grado ed indice di colore fra 2B/Ra 60-69 - Ra 20-39. La loro efficienza luminosa è superiore a quella delle lampade agli alogenuri e permette di raggiungere i 150 lm/W. In genere emettono fra 5500 e 7500 A ma con intensità decrescente con la lunghezza d'onda (dal giallo al rosso). Aumentando la pressione del sodio fino a 90 kPa, l'efficienza luminosa man mano diminuisce, mentre la luce diviene sempre più bianca.

In definitiva una buona lampada al sodio ad A.P. deve presentare una colorazione rosa/arancio, in quanto avrà un'efficienza maggiore di 100 lm/W.
Il flusso luminoso può essere ridotto del 55% rispetto al nominale, ed il pieno flusso luminoso viene raggiunto dopo circa 10 minuti dall’accensione.
Il fattore di potenza di una lampada al sodio alta pressione è pari a 0,5, mentre la corrente di spunto all'accensione è pari circa al 120% della nominale.
Nel caso di spegnimento si riaccendono dopo pochi minuti in quanto a caldo la tensione di innesco è superiore alla tensione nominale. Con speciali accenditori o alimentatori possono riaccendersi all'istante.
Possono raggiungere le 8.000 – 12.000 ore di vita e la durata di vita non si abbrevia per aumenti o diminuzioni di tensione medi del 5%. La caduta di flusso luminoso alla fine della vita è del 10%.

Lampade a LED per ambienti di coltivazione

Le nuove tecnologie a led hanno permesso di sviluppare delle lampade da coltivazione indoor che sposano le esigenze di consumi ridotti e basse temperature, sempre più ricercate dai growers. Indicativamente con le lampade a led il fabbisogno è di circa 180W – 200W per metro quadrato. Naturalmente più si aumentano i Watt più si può ambire ad una coltivazione di successo. Più basso lo standard necessario per le prime fasi del ciclo vitae delle piante, sull’ordine dei 90W – 120W per metro quadrato.

I vantaggi legati all’uso di illuminazione a led sono molteplici. Innanzi tutto la durata. A fronte di un investimento iniziale più considerevole rispetto ai sistemi con lampade a scarica nei gas si registra però una maggiore longevità. Un led di qualità mantiene le sue caratteristiche di rendimento per un periodo di tempo di 7 – 10 anni. Inoltre combinando tra loro i le di diverso colore è possibile riprodurre sempre lo spettro di luce necessario senza temere sprechi energetici.

Il grande pregio dell’illuminazione a led è però la bassissima produzione di calore. Questa caratteristica permette di far crescere le piante senza lo stress termico tipico degli impianti di illuminazione a ioduri metallici e al sodio ad alta pressione, ed inoltre riduce l’investimento in apparecchi di ventilazione e raffreddamento tanto importante con le tradizionali tecnologie di illuminazione.

Infine i consumi ridotti anche del 70% rispetto ad una lampada a scarica nei gas, assicurano costi di gestione dell’impianto molto ridotti rispetto ai sistemi del passato.

Gestione elettronica.

I controlli pego sono capaci di gestire tutte le fasi necessarie.

REFRIGERAZIONE PASSIVA (FUNZIONAMENTO)

2013-03-15T06:25:00.002-07:00

DESCRIZIONE

La Refrigerazione Passiva è una tecnologia già conosciuta da tempo applicata su automezzi (camion trasporto gelati) per la conservazione e il trasporto di merci deperibili quali ortofrutta, carni, prodotti ittici, prodotti lattiero caseari, fiori recisi etc.

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO

Si basa sulla capacità del sistema di accumulare l' energia termica necessaria per il funzionamento autonomo nel periodo specificato mediante congelamento di una soluzione eutettica effettuato dall' unità motocondensante grazie alla quale circola il fluido frigorigeno. Durante il funzionamento la temperatura viene mantenuta costante ai valori ottimali mediante l'assorbimento in modo progressivo e proporzionale al fabbisogno, di tutto il calore passante attraverso le pareti del mezzo e di quello generato dai prodotti. La fusione della massa termica (calore latente), preventivamente congelata fornisce l'energia necessaria.

L'accumulatore termico ad alta efficienza installato all' interno della cella ricoprendo un elevata superficie di essa (solitamente il 90% del tetto) ed è in grado di mantenere la temperatura interna e l'umidità relativa nel range. +/- 0,5°C, +/- 5 % rispetto al valore ottimale.

Il cuore del sistema sono le piastre eutettiche disposte opportunamente nel vano da refrigerare.

Le piastre sono costituite da due gusci di lamiera d’acciaio a profondo stampaggio, saldati fra loro a rulli a resistenza e contenenti una soluzione che congela e fonde ad una temperatura costante (punto eutettico). Esternamente le piastre sono protette con filo di zinco. All'interno è collocata una serpentina d’acciaio, che funge da evaporatore del circuito frigorifero e consente il congelamento della soluzione.

Per garantire il corretto funzionamento della piastra il congelando la soluzione eutettica deve avvenire prima lungo il perimetro e da ultimo nella parte centrale, è indispensabile che l’entrata del fluido frigorifero avvenga dall'attacco esterno.

Questi sono alcuni modelli di piastre eutettiche prodotti falla FIC Essa è il principale produttore mondiale
di piastre eutettiche, costruite da oltre 50anni secondo i massimi livelli qualitativi (ISO9001:2000). Un azienda tutta Italiana.

Perché la Piastra Eutettica è migliore dei sistemi ventilati ?

• L’impianto a piastre eutettiche è molto più affidabile dei sistemi ventilati non avendo parti in movimento.
• Con le piastre eutettiche il “freddo” viene ceduto in ogni situazione, sempre alla stessa temperatura, anche a motore fermo e durante l’apertura delle porte.
• La brina che ricopre la piastra non ha un effetto di blocco, come per le alette di un evaporatore ventilato.
• Il costo di un sistema a piastre eutettiche, considerando anche la lunga vita dell’impianto ed i ridotti costi di manutenzione, è mediamente inferiore a quello di un sistema ventilato.
• Il congelamento notturno consente di utilizzare corrente elettrica a costi più favorevoli e avere tempi abbastanza lunghi per ottenere l'accumulo con conseguente riduzione della potenza frigorifera applicata.
• Con le piastre eutettiche (in refrigerazione mobile) si elimina il rumore e l’inquinamento dei motori diesel, situazione particolarmente contestata nei centri abitati.

SVANTAGGI DELLE PIASTRE EUTETTICHE

• Con le piastre eutettiche si ha un lento raffreddamento dovuto al principio che l'aria si muove in cella solo grazie al moto convettivo quindi con ridotta capacità di scambio termico quindi improponibile la dove bisogna raffreddare velocemente (abbattimento)
• Con le piastre eutettiche sono necessarie imponenti strutture per reggere il peso di tutte le piastre.
• Con le piastre eutettiche in celle a 0°C è inevitabile il problema della presenza d'acqua che si forma su di esse, quindi poco adatte a prodotti che non possono essere bagnati.
• Con le piastre eutettiche in caso di realizzazione di celle relativamente grandi i costi tra piastre e struttura portante, lievitano notevolmente rispetto ad un impianto ventilato.
In conclusione è un sistema che risulta interessante su una ridotta tipologia di prodotti la dove si riescono a sfruttare le sue potenzialità.

Per ulteriori informazioni contattatemi pure.

INVERTER SPORLAN (ILLUSTRAZIONE PARAMETRI)

2013-03-12T12:40:00.000-07:00

Questo prodotto mi ha dato grosse soddisfazioni. Quando abbiamo associato questi inverter a compressori singoli o in centrale i risultati sono stati ottimi, ma le soddisfazioni maggiori sono venute la dove esistevano impianti con grossi errori progettuali (vi garantisco che ne troviamo parecchi) i quali risultavano sovradimensionati o sottodimensionati. Con delle piccole modifiche sul circuito frigorifero e l'aggiunta di questo inverter abbiamo riscontrato dei miglioramenti spettacolari e risolto enormi problemi.

Sporlan propone una soluzione completa di hardware e software, progettato per rendere l’impianto il più efficiente possibile. Il risparmio energetico è basato su un controllo proporzionale della potenza erogata dal compressore in base alla richiesta del carico termico. Gli inverter proposti da Sporlan si dividono in due famiglie e cioè:

-Nella versione più semplice, iSpeed è un inverter per centrali frigorifere che funziona come uno slave di un controller per rack di compressori esterno.

-Nella versione più avanzata, iSpeed è un controller per centrali frigorifere intelligente in grado di controllare sia la centrale di compressori che le ventole dei condensatori. (si risparmia il controllore per la centrale)

Questa è una configurazione possibile, in questo caso l'inverter e accessori sono Sporlan, e il quadro elettrico ed elettronica sono della Pego. (una combinazione che mi piace)

Ora descriviamo i parametri principali del modello più piccolo della serie. (per ora ho solo questo file, in futuro parleremo dei modelli più grandi)

Questi documenti arrivano nella confezione. Premetto che quando ordinate un inverter Sporlan potete richiedere che venga programmato ( è una cosa che consiglio vivamente) in base alle specifiche del vostro impianto. Quando l'inverter arriva programmato, su questi fogli troverete i parametri personalizzati scritti a penna. (Ricordate che i parametri più importanti e critici sono protetti da password quindi fate molta attenzione nel volerli modificare)

Ma ora passiamo ai parametri.

IN CASO DI SPECIFICHE PIÙ DETTAGLIATE NE DOBBIAMO PARLARE IN PRIVATO.

Parametri di solo lettura.

C1: Pressione espressa in Bar letti dalla sonda pressione in aspirazione. (il trasduttore di bassa è indispensabile)

C3 Pressione espressa in Bar letti dalla sonda pressione sullo scarico (valore visibile solo con trasduttore di alta installato)

L' inverter può gestire le ventole condensatore tramite un segnale in corrente e un eventuale secondo compressore on-off.

Altri parametri sono da discutere in privato.

Parametri di regolazione.

C6: E' il set di regolazione che vogliamo ottenere espresso in Bar.

C7: E' il set alla quale vogliamo far fermare il compressore espresso in Bar.

C8: E' il set alla quale vogliamo far fermare il compressore espresso in Bar.

Altri parametri sono da discutere in privato.

Questa serie di parametri sono molto delicati, essi permettono di scegliere: Frequenza minima, massima, salti frequenze critiche ecc.

Altri parametri sono da discutere in privato.

Questo è un classico collegamento: Filtro antidisturbo, inverter, contattore, compressore.

Gli interruttori differenziali a protezione della linea devono essere del tipo.........................

N.B. Non deve mai capitare che l'inverter vada in funzione e poi attacchi il contattore, a quel punto la partenza sarebbe molto violenta e si andrebbero a creare delle extracorrenti dannose.

Questo è lo schema di collegamento degli ingressi digitali per il funzionamento e gli ingressi analogici per le sonde di pressione. (molto semplice quindi inutili i commenti)

Tabella allarmi

Per ulteriori chiarimenti contattatemi pure.

GLI INVERTER IN REFRIGERAZIONE E CONDIZIONAMENTO

2013-03-12T07:48:00.001-07:00

Gli inverter in refrigerazione e condizionamento (descrizione usi)

In commercio oggi troviamo prevalentemente il motore asincrono trifase, un tipo di motore molto semplice, robusto ed economico. (Ringraziamo il genio di Tesla)
Questo motore negli anni ha guadagnato un mercato sempre maggiore, occupando, grazie all’elettronica di controllo, anche settori che un tempo erano ad uso esclusivo dei motori in corrente continua.
Sul mercato sono reperibili numerosissimi modelli, e la gamma di potenza spazia da poche centinaia di watt fino a motori che superano i 600 kW.
Tuttavia, come si vedrà più avanti, questi motori quando collegati direttamente alla rete hanno il difetto di girare a velocità praticamente costante. L’inverter è un dispositivo nato proprio per risolvere questo problema, ma prima analizziamo la conformazione dello statore per vedere come da esso dipenda la velocità di un motore trifase. In questa descrizione parleremo solo dei motori asincroni con rotore in cortocircuito (a gabbia di scoiattolo), e non i motori a rotore avvolto, ai quali l’applicazione con inverter praticamente non ha senso.

Alcune precisazioni sulla e velocità di rotazione.
Lo statore di un motore elettrico trifase è la parte fissa nella quale sono inseriti i tre avvolgimenti primari, e ad essi viene applicata la tensione di alimentazione. All’interno dello statore si trova il rotore, che trascinato dal campo magnetico degli avvolgimenti statorici si pone in rotazione. Dato che l’alimentazione è in corrente alternata, e che gli avvolgimenti sono montati sfalsati di 120°, il campo magnetico risultante è un Campo Magnetico Rotante, che gira ad una velocità direttamente in proporzione alla frequenza della tensione di alimentazione. In pratica applicando una tensione a 50Hz esso compie 50 giri al secondo, ossia 3000 giri
al minuto.

La tecnologia costruttiva dei motori elettrici permette comunque di costruire motori con più “terne” di avvolgimenti statorici, cosicché ognuna delle quali forma la cosiddetta Coppia Polare, (o anche due poli).

Quando lo statore viene costruito con più di una coppia polare il Campo Magnetico Rotante non gira più a 3000 Giri, ma a velocità inferiori, vista la presenza di altri poli magnetici che permettono al rotore di percorrere meno spazio prima di trovare il polo che lo attrae”.
Da ciò deriva che sono realizzabili motori con diverse velocità, che a 50 Hz significa :

Tipicamente i costruttori hanno a catalogo motori a 2,4,6,8 poli, mentre per modelli con un numero di poli superiore è necessario richiederne la costruzione su misura. Ricapitolando quindi, nello statore si trovano i due “fattori” che influiscono nella velocità di rotazione di un motore , e cioè :
• la frequenza della tensione di alimentazione;
• le coppie polari, ossia il numero di “terne” di avvolgimenti che costituiscono lo statore.
Dato che non è possibile modificare le coppie polari, si deduce che per regolare la velocità di un motore trifase è necessario variare la frequenza con cui lo si alimenta.

Giri
Come già visto in motore trifase il rotore è mantenuto in rotazione dal campo magnetico rotante prodotto dalle correnti che circolano negli avvolgimenti trifasi dello statore.
La velocità del campo magnetico rotante è calcolabile con la seguente formula :

ns = 120 * f
2 p
Dove :
n s = Numero di Giri al Minuto (del campo di statore)
f = frequenza di alimentazione
2p= Numero di poli che costituiscono il motore

Visto che le coppie polari sono un fattore costruttivo, l’unico parametro elettrico che può influire sulla velocità del motore è appunto la frequenza.
Detto questo sembrerebbe risolto il problema di come regolare la velocità di un motore elettrico.
Basta un dispositivo che alimenti un motore con corrente alternata a frequenza variabile a seconda delle esigenze dell’utente, e questo dispositivo è proprio l’inverter.

Tra l’altro alla luce della formula indicata, nulla toglie alla possibilità di alimentare i motore con una frequenza superiore a quella di targa, per fargli così raggiungere delle velocità più elevate.
Purtroppo però, come si vedrà a breve, ci sono altri parametri elettrici da controllare per mantenere il funzionamento del motore entro le caratteristiche progettuali. In particolare la frequenza incide notevolmente sulle reattanze e sul flusso magnetico per cui è necessario ricorrere ad alcuni accorgimenti per garantire al motore le prestazioni meccaniche” nominali.
In pratica, senza addentrarsi in formule specifiche, se si varia la frequenza con cui si alimenta il motore al fine di modificare la velocità si avrebbe come conseguenza :
• Per valori inferiori a 50 Hz - un aumento del flusso magnetico,
• Per valori superiori a 50 Hz - una diminuzione del flusso magnetico.
Come già detto, invece, per conservare inalterate le caratteristiche meccaniche del motore, è necessario garantire che il flusso magnetico rimanga più vicino possibile al valore stabilito dal costruttore.
L’unica variabile che può essere usata per risolvere il problema è la tensione, e quindi per concludere quindi il motore trifase può essere controllato in frequenza a patto che il rapporto V / f venga mantenuto il più costante possibile, in modo da assicurare che nel motore il flusso magnetico si mantenga nei valori stabiliti dal costruttore.

Inverter a Frequenza Variabile
L’inverter a frequenza variabile serve per regolare la velocità dei motori trifasi.
La velocità di rotazione del motore è strettamente connessa con la frequenza della tensione con cui lo si alimenta. Nell’inverter la tensione alternata della rete (trifase o monofase) viene raddrizzata in corrente continua e quindi viene riconvertita in corrente alternata trifase a frequenza variabile per alimentare il motore.

Il valore della frequenza in uscita può quindi essere scelto a piacere dall’utilizzatore a seconda della velocità di funzionamento che si vuole far raggiungere al motore.
Sul mercato sono disponibili taglie che vanno da potenze minime di 500W fino a oltre 500 kW con la tensione industriale di 400V (Bassa Tensione), ed addirittura a 10 MW con gli inverter a 6000V (in media tensione).
In linea generale un inverter potrebbe essere utilizzato sia per motori sincroni che per motori asincroni, ma in questa trattazione ci occuperemo solamente del motore asincrono in bassa tensione.

Vantaggi Economici
Un breve esempio può far capire il vantaggio che comporta l’uso di un inverter.
Negli impianti idraulici, il modo più semplice per diminuire o regolare una portata è quello di agire su di una valvola, introducendo in pratica una strozzatura sul percorso del fluido.
Per contro, il motore elettrico che aziona la pompa o il ventilatore , continua ad assorbire la stessa potenza di prima, anzi c’è anche la possibilità che assorba qualcosina di più. Si rischiano inoltre fenomeni come la cavitazione della girante, oppure sibili ed altri rumori fastidiosi (ad esempio nelle canalizzazioni dell’aria condizionata). Azionando invece il motore della pompa o del ventilatore con una velocità proporzionata
a quanto necessita l’impianto, si avrà un consumo elettrico proporzionato al lavoro
richiesto. E’ vero che l’inverter introduce delle perdite per circa un 4%, ma questo svantaggio viene
tipicamente ammortizzato dal minor consumo in un tempo molto breve, soprattutto negli impianti con molte ore di funzionamento annuo.

Convenie l'uso dell’inverter nei gruppi frigoriferi e di condizionamento?
Si direbbe di si, visto come viene pubblicizzato da chi lo vende. Sembra la soluzione ottimale che permette di avere alta efficienza energetica e regolazione pressoché perfetta in ogni condizione.
In parte ciò è vero, anche se la realtà appare molto più complessa e riserva sorprese, non sempre piacevoli.
Per prima cosa, bisogna capire chi lo usa. Nel condizionamento dell’aria l’inverter viene attualmente utilizzato:
- nei gruppi frigoriferi con turbocompressore centrifugo;
- nelle macchine ad espansione diretta (split-system e Vrf ) con compressori volumetrici, rotativi o scroll.
Tra compressori centrifughi e compressori volumetrici c’è una differenza abissale nel comportamento perché lavorano secondo principi diversi.

L’inverter è un dispositivo elettronico atto a generare una corrente alternata a partire da una corrente continua; talvolta viene anche detto “convertitore statico di frequenza”.In linea di massima si individuano due tipi di inverter : a frequenza costante ed a frequenza variabile.(noi ci concentreremo su quelli a frequenza variabile)

Differenze tra vari compressori.
I compressori scroll, vite e rotativi a palette, sono macchine volumetriche, mentre i compressori centrifughi sono turbomacchine. Il principio di funzionamento è totalmente diverso.
Nei compressori volumetrici la pressione aumenta perché si riduce il volume della camera di compressione tra ingresso ed uscita del refrigerante.
Nei turbocompressori non vi è riduzione del volume della camera di compressione, ma una variazione dinamica della direzione e della velocità del flusso di refrigerante. In particolare, la variazione di pressione avviene perché varia il momento della quantità di moto del refrigerante. Una prima sostanziale differenza nel comportamento è data dalla variazione del salto di pressione (o prevalenza) al variare del numero
di giri. Mentre nei compressori volumetrici il salto di pressione ottenibile è sostanzialmente indipendente dalla velocità di rotazione, nelle turbomacchine il salto di pressione si riduce con il quadrato del numero
di giri. Di conseguenza, mentre nei compressori volumetrici il numero dei giri può essere ridotto a prescindere dal salto di pressione richiesto, nei turbocompressori la riduzione è possibile solamente
se vi è una contemporanea riduzione del salto di pressione. La portata di refrigerante, invece, varia linearmente con il numero di giri per entrambe le tipologie di compressore.

Compressori volumetrici (Variazione dei giri)
Detta così parrebbe estremamente vantaggioso l’uso dell’inverter nei compressori volumetrici, proprio per le loro caratteristiche di funzionamento. Poter ridurre a piacimento il numero dei giri, quindi la portata di refrigerante, qualsiasi sia il salto di pressione richiesto, consente una regolazione della potenza estremamente

precisa. Il rendimento di regolazione è molto elevato, perché la riduzione di portata volumetrica comporta una diminuzione della pressione di condensazione, un aumento della pressione di evaporazione. Ciò sarebbe completamente vero solo se la variazione del numero di giri non influenzasse il rendimento del compressore. In realtà, il rendimento dei compressori volumetrici è molto influenzato dalla variazione del numero di giri. In particolare:
- all’aumentare del numero di giri, aumenta la portata di refrigerante, per cui aumentano le perdite dovute al passaggio del refrigerante stesso negli orifizi di aspirazione e di scarico. Aumentano anche gli attriti dovuti alla maggiore velocità di rotazione.
- Al diminuire del numero di giri, diminuiscono le perdite per il passaggio del refrigerante e per attrito. Tuttavia peggiora la tenuta tra aspirazione e mandata, che nelle macchine volumetriche è sempre legata, anche se in modi diversi, alla velocità di rotazione.

Aumentano, quindi, le perdite per trafilamento tra mandata, a pressione maggiore, e aspirazione, a pressione minore. Questo aumento delle perdite fa peggiorare il rendimento al ridursi del numero di giri, in modo drastico per velocità ridotte. In ogni caso non si può far funzionare un compressore a meno di 30 Hz per ragioni legate sia alla tenuta che alla lubrificazione. E’ allora interessante calcolare come si modifichi il rendimento di un compressore volumetrico al variare sia della temperatura di condensazione che della frequenza della corrente di alimentazione (quindi del numero di giri: la velocità di rotazione varia linearmente
con la frequenza).
Ancora più interessante è valutare come vari il rendimento in funzione del rapporto di compressione, inteso come rapporto tra la pressione assoluta di mandata e la pressione assoluta di aspirazione.
Più alto è il salto di pressione richiesto, più alto è anche il rapporto di compressione.

Inverter in refrigerazione
Per prima cosa bisogna verificare quale sia la variazione di resa del compressore e quindi del gruppo frigorifero al variare del numero di giri. Al ridursi della velocità di rotazione, diminuisce la temperatura di
condensazione e aumenta leggermente la temperatura di evaporazione. Di conseguenza la potenza fornita dal compressore diminuisce in modo minore rispetto alla riduzione di velocità. In funzione della temperatura dell’aria esterna, la riduzione della frequenza deve sempre essere superiore alla riduzione di potenza richiesta. Ad esempio, a 35°C, se il 100% di potenza viene fornito a 90 Hz, il 60% della potenza si ottiene a 48 Hz, anziché a 54 Hz come sarebbe se la riduzione fosse assolutamente lineare.
A 20°C dell’aria esterna il 100% di potenza si ottiene a 73 Hz (quindi con una riduzione del 19% dei giri), mentre per ottenere il 60% della potenza la frequenza deve scendere a 43 Hz. Di conseguenza la riduzione di potenza avviene ad alta efficienza (ovvero con alimentazione superiore a 45 Hz) solamente per percentuali superiori al 54% e al 63% della potenza, a seconda della temperatura dell’aria.
Per potenze inferiori il rendimento di parzializzazione scende drasticamente, rendendo poco conveniente l’utilizzo dell’inverter. In ogni caso non è possibile parzializzare oltre il 38% in qualunque condizione. Oltre questa soglia il compressore deve lavorare Onoff.

Inverter su monocompressore.
Nel caso di piccoli gruppi frigoriferi monocompressore l’uso dell’inverter permette una efficace regolazione della temperatura in uscita, altrimenti impossibile con la regolazione on-off. Per questo motivo ha senso sfruttare il più possibile la riduzione di potenza frigorifera (riduzione fino a 30 Hz) anche a costo di penalizzare il rendimento in parzializzazione. A 30 Hz il rendimento varia dal 75% con bassi rapporti di compressione, per scendere quasi al 50% per rapporti di compressione pari a 6,5. Di conseguenza, la parzializzazione tramite inverter ha un rendimento
sufficientemente elevato fino a che si regola tra 90 Hz e 45 - 40 Hz, ma peggiora nettamente per frequenze inferiori. Tanto per dare dei punti di raffronto, un compressore a vite con cassetto ha
un rendimento in parzializzazione pari a 0,92 al 75% della portata di refrigerante di e dello 0,8 al 50% della portata di refrigerante. Questi valori sono abbastanza simili a quelli ottenibili con l’inverter
fino a circa 40 Hz, ma diventano nettamente inferiori per frequenze minori. Questi risultati sono molto importanti, perché fanno intuire che l’inverter può portare a buoni risultati nel caso di gruppi frigoriferi
funzionanti in solo freddo (rapporto di compressione inferiore a 4), mentre più dubbia è la loro applicazione nelle pompe di calore in regime invernale (rapporto di compressione prossimo a 6).

Inverter su multicompressori.
I gruppi frigoriferi con più compressori si comportano in modo diverso a secondo del tipo di compressore adottato. I gruppi frigoriferi con compressori scroll montati gemellati (due o più su ogni singolo circuito) sono i più efficienti in assoluto. Per macchine di questo tipo non è assolutamente conveniente utilizzare l’inverter in tutti i compressori, perché aumenterebbe il loro costo e diminuirebbe l’efficienza totale, a causa del basso rendimento in parzializzazione al variare del numero di giri. Molto meglio utilizzare un unico compressore con inverter per ogni singolo circuito, mettendolo in parallelo con altri privi d’inverter. Questo compressore non deve mai lavorare al di sotto della frequenza di 45 Hz per limitare al massimo l’inefficienza del sistema.
La regolazione deve avvenire riducendo prima il numero di giri del compressore con inverter, fino a 45 Hz. Al di sotto di questa soglia, si disattiva uno degli altri compressori del circuito, mentre il compressore
con inverter torna a funzionare alla frequenza richiesta dal carico frigorifero.Con i compressori a vite l’utilizzo dell’inverter permette un miglioramento dell’efficienza solamente se si limita la riduzione della frequenza
a 45 Hz. L’utilizzo dell’inverter nei gruppi frigoriferi è sicuramente una strada da seguire, specialmente nel caso di macchine di piccola potenza con un unico compressore e più utenze. I vantaggi sono legati ad un migliore controllo della temperatura e ad una maggiore efficienza energetica. Nelle pompe di calore in regime invernale l’inverter porta ad un peggioramento delle prestazioni energetiche, a causa della diminuzione del rendimento del compressore ad alti rapporti di compressione e bassi numero di giri. In questa particolare condizione sembra migliore il sistema di parzializzazione alternativa con separazione ciclica delle spirali dello scroll, utilizzata nel Digital scroll di cui abbiamo parlato in un post precedente.

Per ulteriori informazioni contattatemi pure.

LO SBRINAMENTO AD INVERSIONE DI CICLO

2013-03-11T09:21:00.001-07:00

Risposta per Armando che chiedeva chiarimenti sullo sbrinamento ad inversione di ciclo.

a mio avviso è in assoluto il sistema migliore per lo sbrinamento, anche se sui grossi impianti i componenti per realizzarlo iniziano a diventare costosi, è per questo che quasi tutti preferiscono le resistenze elettriche a discapito dei consumi (solita storia )

Passiamo ora al circuito:

La valvola ad inversione di ciclo (posizione 1) permette di invertire il senso di passaggio de fluido e il rispettivo ruolo degli scambiatori. Durante tutta la durata dello sbrinamento l'evaporatore diventa condensatore, poiché è alimentato dal gas di mandata. Il controllore della Pego raffigurato permette di eseguire tutte le funzioni necessarie per questo tipo di sbrinamento.

L'elettrovalvola ( posizione 2 ) sul liquido permette di arrestare il compressore tramite la messa in vuoto , al fine di facilitare il ritorno di olio. (in sbrinamento chiusa)

L'elettrovalvola (posizione 3) è di tipo normalmente aperta, il suo ruolo è di impedire che il fluido contenuto nel ricevitore di liquido allaghi il condensatore, il quale deve assicurare la funzione di evaporatore durante il ciclo di sbrinamento. (in sbrinamento alimentata quindi chiusa)

Le valvole di non ritorno ( posizione 4 ) dirigono il liquido attraverso la valvola termostatica in cella ( posizione 6 ) durante il ciclo di raffreddamento e attraverso l'altra valvola (riferimento 7) durante lo sbrinamento.

Il filtro (posizione 5 ) è del tipo biflusso visto che il verso si inverte anche su di esso.

La valvola termostatica (posizione 6 ) con equalizzatore esterno, indispensabile vista la presenza di un distributore di liquido e quindi tiene conto della perdita di carico nell'evaporatore. Da notare il regolatore di avviamento (posizione 10 ) quindi non è necessaria una valvola termostatica con punto M.O.P.

Valvola termostatica manuale (posizione 7 ) chiamata anche valvola pressostatica, viene utilizzata solo in sbrinamento. (Si potrebbe utilizzare anche una valvola termostatica per ottimizzare la potenza del condensatore, ma in quel caso sarebbe obbligatorio usare una valvola M.O.P. per evitare le sovrapressioni nel sistema termostatico durante il ciclo di refrigerazione.

Termostato di fine sbrinamento (posizione 8 ) stesso principio degli sbrinamenti elettrici.

Separatore di liquido o accumulatore ( posizione 9 ) protegge il compressore dai ritorni di liquido nel momento delle inversioni di ciclo quando la valvola termostatica è molto aperta.

Ed in fine ma non meno importante il regolatore di avviamento (posizione 10 ) che mantiene una pressione costante anche dopo un ciclo di sbrinamento.

Circuito in fase di raffreddamento.

Circuito in fase di sbrinamento.

Spero di essere stato abbastanza chiaro in questa descrizione.
Per ulteriori informazioni contattatemi pure.

LO SBRINAMENTO A GAS CALDO

2013-03-11T08:11:00.000-07:00

Lo sbrinamento a gas caldo viene fatto iniettando i gas di scarico surriscaldati all'interno dell'evaporatore subito a valle della valvola termostatica o capillare (In caso di impianto a valvola termostatica la dove è installata una valvola solenoide sulla liquida, questa deve restare chiusa durante lo sbrinamento. I Gas caldi iniettati nell'evaporatore a causa della bassa temperatura e del eventuale presenza di ghiaccio tendono a condensare velocemente. A differenza dello sbrinamento elettrico tramite resistenze questo sistema richiede il funzionamento del compressore durante la fase di sbrinamento con ventole evaporatore e condensatore ferme.

Ora passiamo alla circuitazione:

Ora vediamo dove creare l'attacco per prelevare il gas caldo (posizione 1) la quale deve essere effettuata sul lato alto del tubo onde evitare trappole d'olio.

Dopo aver realizzato la presa di gas caldo bisogna installare un elettrovalvola N.C. la quale renderà automatico il sistema (su grossi impianti si usa un rubinetto e quindi le procedure di sbrinamento vengono azionate in manuale) Si può usare anche una valvola a 3 vie in questo modo si risparmia la valvola di ritegno descritta in seguito.

In fase di sbrinamento dobbiamo fare in modo che tutto il gas di scarico venga convogliato verso l'evaporatore a temperatura più alta possibile è per questa ragione che deve essere installata una valvola di non ritorno (posizione 3) la quale permette (grazie al suo differenziale di apertura) ai gas di fluire prevalentemente verso l'evaporatore. Buona norma è prevedere alcuni rubinetti di intercettazione per facilitare eventuali interventi o sostituzioni.

Ora grazie alla terza tubazione possiamo andare verso l'evaporatore e collegarci come sopra illustrato e cioè tra il distributore a ragno e la valvola termostatica sempre dal lato superiore, preciso che esistono raccordi speciali (tipo LG Danfoss) che permettono una distribuzione anulare quindi con ottima ripartizione.

Come anticipato in precedenza i gas caldi inviati all'evaporatore e avendo i ventilatori fermi in cella si crea una condizione pericolosa per il compressore dovuta ai colpi di liquido.

Con questa tipologia di sbrinamento è indispensabile un separatore di liquido (posizione 7) Nonostante la sua presenza durante lo sbrinamento con i gas che condensano velocemente all'interno dell' evaporatore il quale ha i ventilatori ovviamente fermi il separatore si ritrova ad essere invaso da grossi volumi di liquido. Quindi per evitare gli eccessi L'accumulatore di liquido è immerso a bagnomaria preferibilmente con olio e non acqua visto che evaporerebbe molto velocemente (posizione 8) e mantenuto a circa 30°C da un termostato a immersione (posizione 9) che comanda una resistenza elettrica. Questo controllore della Pego presenta tutti i requisiti per effettuare questo tipo di sbrinamento.I tempi di sbrinamento di solito non superano i 5 minuti con frequenze stabilite in virtù dell'utilizzo della cella.

Dove posso utilizzare questo tipo di sbrinamento?

Questo sistema viene usato molto spesso nelle macchine per il ghiaccio a cubetti per permettere la formatura.

Particolarmente interessante è l'utilizzo di questo sistema su grosse celle munite di più evaporatori collegati allo stesso gruppo di condensazione. In effetti permette di sbrinare gli evaporatori individualmente uno dopo l'altro e quindi di controllare meglio la temperatura ambiente.

Posso sbrinare a gas caldo su un circuito con un solo evaporatore?

Fondamentalmente SI. Bisogna tener presente che con questo tipo di sbrinamento il calore disponibile è alquanto limitato (solo calore di compressione) quindi ci deve essere un giusto rapporto compressore evaporatore. A titolo di esempio risulta efficace in impianti a bassa temperatura o ancora meglio in impianti di surgelazione visti i rapporti tra compressore e superficie evaporatore.

Durante lo sbrinamento l'elettrovalvola sulla linea del liquido resta chiusa e l'evaporatore viene alimentato solo da una piccola portata di gas caldo. Poiché il compressore continua ad aspirare normalmente, la pressione di aspirazione diminuisce molto ma se la pressione nell'evaporatore scende sotto lo 0°C (per fluido utilizzato) non riusciremo più a sbrinare correttamente.

Precauzioni sugli impianti multi-evaporatore.

Nelle grandi celle si consiglia di non sbrinare più di un quarto o massimo un terzo della superficie totale di evaporazione dell'impianto. A titolo di esempio: Se ci sono tre evaporatori in una cella bisogna sbrinarli uno alla volta. Inoltre se la superficie da sbrinare è troppo grande il tempo necessario al compressore per far riscendere la BP dopo uno sbrinamento rischia di essere troppo lungo.Quindi si rischia un sovraccarico che farà intervenire o la protezione termica o il Krivan o il pressostato di massima. Per ovviare a questo problema si usa un regolatore di pressione al Carter come di seguito:

Il regolatore (posizione 10) protegge il compressore da eccessivi carichi (per intenderci la KVL Danfoss) che va regolata in base alle caratteristiche del compressore.

VALVOLA A 4 VIE PER L'INVERSIONE DI CICLO

2013-03-09T11:47:00.002-08:00

Questo post è in risposta alle richieste di due lettori Giovanni e Flavio che chiedevano qualche chiarimento sul funzionamento della valvola a 4 vie.

Queste valvole sono usate maggiormente in condizionamento sulle pompe di calore per permettere di invertire il ciclo passando dal regime estivo (raffreddamento) al regime caldo (riscaldamento). Oggi sempre più spesso vengono usate in refrigerazione come sistema di sbrinamento visto che questo sistema risulta più efficiente e non si ha la necessità di usare grosse resistenze elettriche.

Dal disegno si deduce che essa è composta da : Una valvola principale a 4 vie e da una piccola elettrovalvola pilota a 3 vie la quale viene montata solitamente sul corpo della valvola principale.

Iniziamo parlando della valvola principale a 4 vie:

Precisiamo che dei 4 collegamenti presenti sulla valvola principale, 3 li troviamo da un lato con al centro sempre l'aspirazione del compressore, e il quarto sull' altro lato che è sempre lo scarico del compressore.

I passaggi interni sono commutabili grazie ad un gruppo mobile (posizione 3) di questo gruppo mobile fanno parte anche 2 pistoni (posizione 4) Ognuno dei due pistoni è fornito di un orifizio (posizione 5) ed inoltre è presente una valvola a spillo su ognuno dei 2 pistoni (posizione 6), in ultimo 3 capillari (posizione 7) sono saldati al corpo della valvola principale e collegati alla valvola pilota.

Ora per capirci meglio prendendo una valvola non collegata al circuito, e alimentando semplicemente la bobina sentiremmo solo il ticchettio della pilota 3 vie, ma nella valvola principale non succederebbe assolutamente niente questo perché essa per funzionare ha bisogno per forza che al suo interno siano presenti sia l' alta pressione e sia la bassa pressione.

La mandate HP, e l'aspirazione del compressore sono sempre collegate come sopra rappresentato,ora a titolo di esempio per raffigurare meglio il funzionamento sostituiremo la valvola pilota a 3 vie con 2 rubinetti manuali (riferimento 5-6) Adesso passiamo al funzionamento vero e proprio: Al centro della valvola la HP esercita una forza sui 2 pistoni che spinge il gruppo verso sinistra (riferimento 1) e nello stesso tempo verso destra (riferimento 2) quindi cosa fa questo gruppo ?? Essendo queste due forze identiche si annullano. Ricordiamo pero' che i due pistoni presentano un orifizio, quindi la HP può passare dietro al pistone di sinistra (riferimento 3) e quindi si avrà una spinta del gruppo verso destra. Contemporaneamente la HP passa ugualmente dietro al pistone di destra (riferimento 4) ma siccome la valvola 6 è aperta e il diametro del capillare di collegamento è molto più grande del diametro dell'orifizio sul pistone, questo fa si che la massa di gas HP che attraversa questo orifizio sia subito aspirate dalla BP. La pressione dietro al pistone di destra (riferimento 4) si stabilizza con la BP. Alla fine la forza più grande dovuta alla HP spinge il gruppo verso destra mettendo in comunicazione la mandata del compressore con la tubazione di sinistra (riferimento 7) e l'aspirazione con la tubazione di destra (riferimento 8).

COMMUTAZIONE

Adesso applicando la HP sulla destra (valvola 6 chiusa) e la BP a sinistra (valvola 5 aperta) la forza dominante spinge il gruppo verso sinistra il quale mette in comunicazione la mandata con la tubazione di destra (riferimento 8) e l'aspirazione con la tubazione di sinistra (riferimento 7)

(Alcuni costruttori per avere un effetto amplificato usano la pilota tre vie per aziona una piccola valvola quattro vie che a sua volta va a comandare la quattro vie principale)

Parliamo ora della valvola pilota:

Dalla descrizione si evince che il funzionamento della valvola 4 vie è possibile grazie alla differenza di pressione tra HP e BP. Per questo lavoro si utilizza la valvola pilota a 3 vie. La via centrale è la via in comune la quale è sempre collegata alla BP.

Quando la bobina non è alimentata la via di destra è chiusa e la via di sinistra è in comunicazione con la BP, viceversa quando la bobina è alimentata la via di destra è messa in comunicazione con la BP e la via di sinistra è chiusa.

Circuito frigorifero a blocchi con valvola 4 vie.

Non essendo alimentata la bobina dell'elettrovalvola pilota la sua via di sinistra cosi come la parte sinistra del gruppo, è messa in comunicazione con la BP (teniamo sempre presente che il diametro del orifizio sul pistone è molto più piccolo del diametro dei capillari di collegamento) Visto che la HP è sulla destra del gruppo la differenza di pressione tende a spingere bruscamente sulla destra della valvola principale. Arrivando in fondo a sinistra lo spillo presente sul pistone (riferimento A) chiude l'orifizio di collegamento del capillare in modo che interrompa il passaggio di gas, diventato a quel punto inutile. A questo punto la pressione va di nuovo ad equilibrarsi con la HP a sinistra del gruppo ma siccome la HP si trova ugualmente a destra , il gruppo non potrà più cambiare posizione.

Ora alimentando la bobina si mette in comunicazione la parte destra del gruppo con la BP ed il gruppo si sposta bruscamente verso destra. Arrivando a fine corsa lo spillo del pistone interrompe il passaggio di gas chiudendo il passaggio di collegamento del capillare.

Per ulteriori chiarimenti contattatemi.

Sistemi di avviamento RSIR CSIR PSC CSR

2013-03-06T07:00:00.000-08:00

Parliamo un po dei motori ermetici monofase:

Normalmente il rotore è del tipo a gabbia di scoiattolo e lo statore presenta solo due avvolgimenti: uno principale (di marcia) e uno ausiliario (di avviamento).
Ed è proprio l'avvolgimento ausiliario che consente, mediante l'uso di opportuni accorgimenti, l'avviamento di questo tipo di motore; infatti, alimentando il solo avvolgimento principale, non si ottiene un campo rotante necessario per porre in rotazione il rotore, ma un campo magnetico alternato che è la risultante dalla sovrapposizione di due vettori rotanti in senso opposto dimezzato rispetto a quello principale. Il rotore in tali condizioni non può mettersi in rotazione, perché viene sollecitato nei due sensi con una coppia di uguale valore.
Però se con l'intervento di una forza esterna lo si lancia in una direzione o nell'altra, si viene a rompere l'equilibrio delle due coppie opposte a favore di quella che sollecita il rotore nel senso della forza esterna.
In questo caso il motore proseguirà nella sua rotazione anche se viene a mancare la forza esterna che l'ha lanciato in rotazione (circuito di spunto).
Diciamo che un compressore frigorifero alternativo presenta una forte coppia in partenza e in alcune condizioni anche durante la marcia a seguito di elevati rapporti di compressione. Il motore elettrico deve essere capace di rispondere a queste esigenze sia in partenza (spunto cioè momento torcente in avviamento) sia in marcia la dove si creano elevati rapporti di compressione (alta pressione di condensazione e bassa pressione di evaporazione)

Il tipo di motore maggiormente utilizzato e il tipo asincrono monofase e trifase (in questo caso ci concentreremo sui motori monofase) essi prevedono vari sistemi di avviamento atti a rispondere alle varie applicazioni.
Sul mercato troviamo fondamentalmente due grosse famiglie di compressori ermetici monofase, e cioè: HST (Hig Starting Torque) che sarebbero quelli che lavorano su circuito a valvola termostatica o la dove il riequilibrio delle pressioni risulta relativamente lungo con conseguenti coppie di spunto elevate, oppure LST (Low Starting Torque) che lavorano in circuiti a capillare la dove i tempi di riequilibrio delle pressioni sono relativamente brevi e di conseguenza si hanno basse coppie di spunto. In realtà i compressori si suddividono ulteriormente in HBP- LBP rispettivamente: alta espansione e bassa espansione, ma in questo post ci concentreremo sui sistemi di avviamento.

Tutti i compressori ermetici monofase sono split phase (a fase ausiliaria) strutturati in due distinti avvolgimenti (uno dedicato alla marcia e uno per lo spunto) i quali presentano differenze costruttive di base e cioè: avvolgimento di marcia costruito con filo di elevata sezione quindi con bassa impedenza elettrica, e avvolgimento ausiliario di spunto o avviamento, costruito con filo di piccola sezione e quindi un elevata impedenza elettrica (sapendo questo ci torna utile la dove non sappiamo quale sia il circuito di marcia o quello di spunto, con un comune multimetro misurando l'impedenza

troveremo subito i relativi circuiti)

Ora passiamo alle varie configurazioni.

RSIR (Resistence Start Induction Run)

Queso tipo di motore presenta una bassa coppia di spunto infatti non montano un condensatore, sono principalmente utilizzati in impianti a capillare con ridotti rapporti di compressione, durante la marcia se fermate il compressore e dopo due secondi lo volete riaccendere esso non partirà e ci sarà l'intervento del termico (klixson) questo è normale quindi bisognerà semplicemente attendere che le pressioni si equilibrino.

L' avvolgimento di spunto (S-C) di alta impedenza ohmica risulta temporaneamente collegato in parallelo all'avvolgimento di marcia. Un relè amperometrico con bobina in serie all'avvolgimento di marcia comanda la sua inserzione o disinsezione.

CSIR (Capacition Start Induction Run)

In questo caso la coppia di spunto è discreta (quindi impianti a valvola), un circuito di tipo RSIR non si puo trasformare in CSIR montando un condensatore in serie all'avvolgimento di spunto questo perchè è vero che presentano lo stesso circuito di marcia ma gli avvolgimenti di spunto sono progettati per le due differenti configurazioni.

Notiamo la presenza di un condensatore di spunto SC (quelli neri) in serie all'avvolgimento di spunto, l'inserzione o lo stacco del circuito di spunto con relativo condensatore è gestita dal relè.
Questi motori assorbono una corrente di marcia di quasi 1/3 in meno rispetto a quelli RSIR a parità di potenza e sono anche meno sensibili ai cali di tensione di rete.

PSC (Permanent Split Capacitor)

Questa configurazione non presenta nessun relè, essa è indicata per impianti a capillare anche se a me non piace.

C'è un condensatore in serie al circuito di spunto il quale resta sempre inserito anche dopo lo spunto quindi si usano condensatori la cui capacità è molto inferiore a quella dei condensatori di spunto usati nei motori CSIR.
Questi motori sono costruiti appositamente per questo tipo di lavoro quindi non è possibile prendere un motore ad esempio CSIR e by-passare il relè.

CSR (Capacition Start Run)

Questo è in assoluto il sistema che preferisco, esso permette di avere elevate coppie sia di spunto che di marcia.
In questi casi si utilizza normalmente un relè di tipo voltometrico la cui bobina è inserita dalla tensione indotta presente ai capi dell' avvolgimento di spunto.

Il condensatore di marcia permette elevati valori di coppia anche durante la marcia e quindi risulta particolarmente adatto la dove si presentano elevati rapporti di compressione.

Ora giusto per chiarezza definiamo meglio le sostanziali differenze tra relè voltometrico e quello amperometrico:

Relè amperometrici

Essi sono costituiti da una bobina con poche spire (proporzionate al passaggio della corrente di spunto) e dei contatti mobili (contatti normalmente aperti) gestiti da una molla. Quando il motore deve partire attraverso la bobina passa una corrente relativamente alta, tale da attrarre il nucleo mobile (questo comporta scintille e usura dei contatti) il quale viene rilasciato subito dopo che il rotore abbia raggiunto circa l'80% della sua velocità di lavoro visto che la corrente si abbassa ai valori di marcia.

Relè voltometrico

Questi relè si utilizzano per potenze che vanno dai 600-700 W in su', questo perché con l'aumento della potenza del motore aumenta pure la corrente quindi con i relè amperometrici bisognerebbe usare per la bobina del filo troppo grande quindi da escludere.
Essi funzionano sulla tensione anziché sulla corrente,i contatti del gruppo mobile sono normalmente chiusi (si evitano pure le scintille). La bobina di questi relè è costruita da un sottile filo con numerose spire, nella fase di partenza mentre aumenta la velocità del rotore aumenta pure la tensione ai capi del circuito di spunto, quando siamo prossimi al 90% della velocità di marcia la tensione è al punto massimo quindi il gruppo mobile viene attratto con conseguente disinserimento del circuito di spunto.

Esistono anche altri sistemi di avviamento ma diciamo che questi sono i più usati.
.

Per ulteriori informazioni commentate pure.

COMPRESSORI COPELAND SCROLL

2013-03-04T13:29:00.001-08:00

Come funziona?

Nel 1905 fu inventato e brevettato dal francese Lèon Creux.

Lo Scroll non ha valvole, pistoni, bielle, albero a gomiti, non necessita di separatori di liquido,

e non è rumoroso.

Per un uguale rapporto di compressione lo Scroll è in grado di movimentare una portata di refrigerante superiore del 50% rispetto al compressore alternativo a pistoni di pari potenza.

Due spirali evolventi si accoppiano tra di loro formando tasche di gas a forma crescente. La prima spirale rimane fissa, mentre la seconda compie un movimento orbitale rispetto alla prima. Il movimento orbitale fa sì che il gas venga aspirato all'interno e convogliato verso il centro della spirale, dove si crea una pressione del gas sempre più alta. Il gas viene quindi scaricato dalla luce situata sulla spirale fissa.

Perché la resa degli scroll è superiore a quella degli alternativi?

I compressori scroll hanno il vantaggio rispetto ai compressori alternativi semiermetici di fornire una capacita' che rimane piu' costante al variare del rapporto di compressione e quindi al variare della temperatura di condensazione o della temperatura ambiente a condizioni di evaporazione fisse: questa caratteristica e' dovuta all’efficienza volumetrica dello scroll che rimane circa costante in quanto non e' influenzata dal volume nocivo che penalizza invece i compressori alternativi, che sarà direttamente proporzionale all'aumento del rapporto di compressione. Quindi una bassa evaporazione con un alta condensazione (alto rapporto di compressione) maggiori quantità di gas che si riespandono nel cilindro alla discesa del pistone, con conseguente calo di efficienza/resa.

Perché sono quasi immuni dai colpi di liquido?

Il design dei compressori Scroll garantisce una adattabilità assiale e radiale (destra e sinistra, su e giù ) tra le due spirali aumentando la vita utile del compressore. Per "adattabilità" si intende la capacità delle spirali di separarsi in condizioni anomale. Questa funzione elimina il contatto che può causare la rottura. La adattabilità assiale permette alla spirale di rimanere in contatto continuo in tutte le normali condizioni di lavoro, assicurando perdite minime anche senza l'uso di guarnizioni. La adattabilità radiale permette alle due spirali di separarsi lateralmente, in modo che i detriti o il refrigerante liquido possano attraversarle, migliorando significativamente la durata e l'affidabilità. La combinazione di adattabilità assiale e adattabilità radiale permette alle spirali di migliorare le prestazioni con l’aumentare dell’utilizzo. Il contatto continuo sul fianco, mantenuto dalla forza centrifuga, riduce al minimo le perdite di gas e ottimizza l'efficienza del compressore.

Come regolare la capacita di uno scroll?

In molti sistemi di refrigerazione il carico può variare all'interno di un ampio intervallo e ciò richiede l'uso del controllo della capacità del compressore. Le tecnologie di modulazione tradizionali includono azionamenti a velocità variabile (i quali sono costosi e comportano alcuni problemi relativi alla riduzione dei giri con conseguente riduzione della lubrificazione), sistemi di scarico, by-pass di gas caldo (iniettano gas caldo in aspirazione con relativo aumento della temperatura statorica) o architettura in parallelo. Alcune di queste soluzioni comportano diversi problemi, in quanto spesso sono complicate e difficili da progettare in apparecchiature esistenti.
Copeland Compliant Scroll™, la modulazione digitale opera in base a un meccanismo semplice. Il controllo della capacità viene ottenuto separando le due spirali in senso assiale per un breve periodo di tempo. Questa semplice soluzione meccanica permette un preciso controllo della temperatura e garantisce l'efficienza del sistema.

La modulazione viene ottenuta con un tempo di ciclo basato sul controllo PWM (Pulse Width Modulation, modulazione ad ampiezza di impulsi) di un'elettrovalvola, la quale aziona un pistone montato in modo rigido sulla spirale superiore. Questo pistone è azionato dalla pressione del gas. L'elettrovalvola si apre per consentire alla piccola camera di modulazione di comunicare con l'aspirazione attraverso la tubazione esterna.

Tempo di ciclo: 20 sec Valvola attiva/aperta: 12 sec e valvola inattiva/chiusa: 8 sec Capacità risultante: 40%. (Speriamo che i nostri amici della PEGO o ELIWELL propongano presto qualche controllore dedicato a questa applicazione)

La tecnologia Digital Scroll offre una modulazione continua 10-100% senza alcuna limitazione del campo operativo. Di conseguenza, le pressioni e le temperature del sistema sono strettamente controllate. I test hanno dimostrato una variazione di temperatura di +/-0,5 K negli espositori. Una maggiore stabilità delle temperature di evaporazione assicura una minore deumidificazione degli alimenti, una minore perdita di peso e una migliore conservazione della qualità degli alimenti. L'accensione e lo spegnimento del compressore vengono ridotti al minimo, assicurando un'efficienza del sistema ottimale e una più lunga aspettativa di vita delle apparecchiature. La possibilità di utilizzo a basse temperature di condensazione fino a 10 °C.

Nota:

Pensiamo ad una macchina di condizionamento quando lavora a pompa di calore......cosa succede quando le temperature sulla batteria esterna vanno sotto zero? L' evaporazione è bassa? La condensazione la vogliamo relativamente alta? Il rapporto di compressione diventa alto? Il compressore risulta sovradimensionato quindi si rende necessario regolare questo eccesso di potenza? Ecco poniamoci queste domande....

Iniezione di vapore:

Grazie all'impiego della tecnologia Digital Scroll che consente di effettuare delle “iniezioni” di vapore a media pressione all'interno delle spirali, questi sistemi sono in grado di ottenere elevati valori di COP con incrementi fino al 20% rispetto alla tecnologia tradizionale.

Il ciclo ad iniezione di vapore con il compressore scroll e' simile a quello di un ciclo a due stadi (normalmente usati in refrigerazione su impianti a bassissima temperatura) con interstadio di raffreddamento, ma in cui il processo viene realizzato utilizzando un unico compressore.

Ciclo:

Circuito:

Una parte del refrigerante liquido, dal lato di alta pressione, passa attraverso una valvola di espansione e poi in uno scambiatore di calore a piastre che funziona da sottoraffreddatore. Il vapore surriscaldato e' poi iniettato ad una pressione intermedia nella spirale del compressore scroll: il sottoraffreddamento addizionale aumenta l’effetto frigorifero all'evaporatore in quanto l’entalpia al suo ingresso diminuisce.

KW-COP

Prestazioni riportate da: Copeland Europe Emerson Climate Technologies.

L’efficienza del compressore Scroll ad iniezione di vapore è superiore a quella di un compressore tradizionale Scroll perché la capacità addizionale derivante dall'iniezione di vapore è ottenuta con una minore quantità di potenza assorbita. (Il vapore viene compresso solo a partire dalla pressione intermedia che è superiore rispetto alla pressione di aspirazione) La perdita di carico sulla linea di aspirazione risulta inferiore rispetto a quella di un ciclo tradizionale in quanto la portata in aspirazione e' minore. La riduzione di questo valore può essere significativa, essendo proporzionale al quadrato della portata: per esempio, ad una riduzione della portata del 40% corrisponde una riduzione della perdita di carico in aspirazione del 64%.

Questo sistema può anche essere sfruttato per modulare la capacita' del compressore nel caso in cui il carico frigorifero sia basso: utilizzando una valvola solenoide e' possibile escludere il circuito di iniezione vapore riducendo cosi' la capacita' frigorifera.(risulta molto più economico di un variatore di frequenza)
Il guadagno di capacita' che si ottiene e' maggiore in percentuale all'aumentare del rapporto di compressione: questo sistema si adatta bene ad essere utilizzato con l’R404A e risulta migliore rispetto all'impiego di uno scambiatore passivo tra linea liquido ed aspirazione.

IMPIANTO A BASSA CONDENSAZIONE

2013-02-26T14:17:00.000-08:00

Negli impianti frigoriferi a compressione di vapore si rende necessario controllare la condensazione per alimentare in modo corretto le valvole termostatiche garantendo la giusta portata di refrigerante da iniettare nell' evaporatore. Un condensatore ad aria in fase di progettazione viene dimensionato in modo da essere capace di rispondere a tutte le escursioni termiche che si presentano durante le varie stagioni (non sempre). Come è facile immaginare lo stesso condensatore quando si ritrova con aria in ingresso a 10 C° renderà molto di più di quando l'aria in ingresso sarà a 35 C°, per questo motivo molti impianti vanno in crisi di rendimento nei periodi caldi la dove le condizioni di lavoro diventano tali da avere consumi elettrici molto alti e uno scarso rendimento, tutto ciò per l’aumento del rapporto di compressione e per la conseguente riduzione della portata di refrigerante.
Gli elevati rapporti di compressione sollecitano enormemente il compressore il quale si ritrova con temperature di fine compressione (variano in base al tipo di gas refrigerante) molto spesso a punti critici tali da alterare anche le caratteristiche chimiche e la capacità lubrificante dell' olio.
La potenza che una macchina frigorifera produrre dipende fondamentalmente dalla quantità di refrigerante (portata massica) che riesce a far evaporare. A monte della valvola di espansione termostatica sono cruciali due fattori : La pressione e la temperatura, le quali determinano la qualità' del refrigerante come liquido sotto raffreddato alla giusta pressione di condensazione.

La quantità' di refrigerante che attraversa la valvola di laminazione (portata ponderale riferita al peso: massa moltiplicata per l'accelerazione gravitazionale) , dipende dalla pressione differenziale esercitata su di essa.

La necessita' di avere prima della valvola di espansione termostatica, refrigerante allo stato liquido senza bolle di vapore, e' uno dei parametri più importati ai fini della resa, pensate che con l' 1% di flash gas prodotti nella linea del liquido fanno calare del 17% il funzionamento dell’evaporatore.

Per liquido, si intende liquido sotto raffreddato cioè: Gradi centigradi in meno della temperatura di saturazione.

Ogni grado centigrado di sotto raffreddamento rende l'impianto più' efficiente dello 1% circa.

( il grafico è a titolo dimostrativo con paint non è facile tracciare le linee sulle politropiche)

La portata in massa (o massica espressa in Kg/s che è differente da quella volumetrica riportata in targa dai compressori) di refrigerante dipende dal rapporto di compressione, minore e' il rapporto di compressione e maggiore sara' il volume di refrigerante spostato dal compressore.

Quando riusciamo ad avere un basso rapporto di compressione si ha anche un basso assorbimento elettrico( constatabile da un qualunque catalogo di compressori frigoriferi) e quindi consumi più ridotti, mentre tanto più' il rapporto di compressione e' elevato tanto più elevato sara' l’assorbimento elettrico da parte del compressore con maggiori consumi.

Un sistema ideale che ci permettesse di lavorare a bassa pressione di condensazione, con un refrigerante ben sotto raffreddato, privo di flash gas ( e con un basso rapporto di compressione, basso assorbimento elettrico ed elevata portata di refrigerante sarebbe bellissimo non credete?

In tutti gli impianti reali ci ritroviamo con tutta una serie di problemi che vanno dalla pendolazioni della valvola di espansione termostatica, ai problemi legati ai ritorni di olio, alle inevitabili perdite di carico e cadute di pressione dovute alla tubazione ecc.. Per ovviare a questi problemi siamo costretti ad aumentare la pressione di condensazione con proporzionale aumento della corrente assorbita da parte del compressore/i. Un sistema per risolvere questo problema e sfruttare le basse temperature di condensazione (quindi un aumento della resa frigorifera grazie ad un guadagno entalpico aggiunto) è quello riportato nello schema seguente.

Questo sistema consente di abbassare la pressione di condensazione con l’iniezione di refrigerante liquido nella linea di scarico tra il compressore ed il condensatore e compensare le perdite di carico e la caduta di pressione della tubazione del liquido, questo grazie ad una pompa capace di innalzare la pressione (a determinati valori) del liquido in uscita dal ricevitore e' quindi rende possibile iniettare una certa quantità di liquido nella linea di scarico, tra compressore e condensatore (senza l'ausilio di una pompa sarebbe impossibile visto che a valle dal condensatore abbiamo sia una temperatura che una pressione più basse rispetto all'ingresso).

Il refrigerante liquido, a contatto con il vapore surriscaldato espande, anticipando la fase di de surriscaldamento e condensazione, liberando spazio e superficie di scambio nel condensatore, con una notevole riduzione sia della pressione di condensazione, che dell’energia elettrica assorbita.

Inoltre, l’aumento della superficie disponibile nel condensatore, consente un aumento del sottoraffreddamento con un salto entalpico maggiore questo torna molto utile nei periodi estivi quando i condensatori risultano quasi tutti leggermente sottodimensionati. In questa configurazione si riescono ad ottenere risparmi energetici de 25/30%.

Questo sistema lo consiglio come modifica da proporre su impianti già esistenti, per quelli nuovi si possono concepire con soluzioni diverse.

Per ulteriori informazioni contattatemi.

IMPIANTO CON VALVOLA STE (System-Three-Electronic)

2013-02-26T12:27:00.003-08:00

Impianto classico

Questa è una configurazione classica di un impianto a temperatura ed umidità controllata con il recupero totale del calore (gas caldo)

In questa configurazione abbiamo la necessità di utilizzare i seguenti componenti:

N°1 Valvola tre vie (alcuni utilizzano due solenoidi ma io lo sconsiglio)

N°1 Valvola CPCE + LG.

N°2 Valvole di ritegno.

N°1 Valvola solenoide.

N°1 Valvola termostatica.

N°1 Ricevitore di liquido.

N°1 Separatore di liquido.

N°x Resistenze di sbrinamento.

Kg 10 gas frigorigeno.

Oggi tutti i componenti sopra descritti non sono più necessari grazie a questa valvola:

IMPIANTO CON VALVOLA STE (System-Three-Electronic)

Per ulteriori informazioni contattatemi pure.

MANUALE IMPIANTI FRIGORIFERI

2013-02-22T09:55:00.001-08:00

Introduzione

Esistono centinaia di manuali che descrivono i vari componenti di un impianto frigorifero,i quali risultano molto spesso scritti in chiave troppo teorica,troppo generici,troppo accademici. Oggi ci ritroviamo in un epoca la dove la tecnologia fa passi da giganti (fortunatamente anche in refrigerazione). Negli ultimi 15 anni il mondo della refrigerazione ha subito delle drastiche innovazioni sia di carattere elettronico sia di carattere impiantistico, di conseguenza i frigoristi della vecchia guardia (e non solo) si ritrovano catapultati in un contesto difficoltoso.

Uno degli scopi principali di questo manuale è quello di affinare il modo di porsi ai problemi che si incontrano durante il lavoro di tutti i giorni del frigorista, quindi: ragionamento tecnico, effetto causa rimedio, schema mentale da seguire, e soprattutto come evitare incidenti.

Questo manuale fornisce le conoscenze fondamentali relative ai componenti di un impianto frigorifero con un indirizzo specifico e mirato a molte applicazioni, l’opera comprende molte tabelle di consultazione rapida per la scelta dei vari componenti dell’ impianto con relativi schemi di circuitazione frigorifera e schemi elettrici (il manuale prevede una guida a come leggere uno schema elettrico) La lunga esperienza degli Autori, ricavata da anni di attività pratica nel settore del freddo, assicura la più completa aderenza del testo agli scopi prefissi.

Come opera di riferimento, rivolta sia alla formazione professionale dei tecnici frigoristi sia all'aggiornamento sulle tecnologie più recenti, essa esprime lo stato dell’arte dell’attuale tecnica degli impianti frigoriferi commerciali.
La caratteristica peculiare di questo volume è lo stretto collegamento tra l’aspetto teorico e quello pratico, mediante testi semplici e chiari rivolto a tutti coloro che hanno voglia di approfondire o perfezionare le proprie conoscenze, essi potranno trovare un valido aiuto per risolvere i problemi che si possono incontrare nel lavoro di tutti i giorni, in particolare nel dimensionamento dettagliato dei vari componenti dell’impianto frigorifero,elettrico ed elettronico. Inoltre vista l’innegabile efficienza delle indicazioni visive abbiamo realizzato una lunga serie di video (in allegato un DVD), i quali illustrano in modo nuovo, chiaro e semplice molti aspetti trattati in questo manuale.

Tutti i diritto sono riservati. Nessuna parte del libro può essere riprodotta o diffusa con un mezzo qualsiasi, fotocopie, microfilm o altro, senza il permesso scritto dell’editore.

Realizzare un libro è un operazione complessa, che richiede numerosi controlli: sul testo, sulle immagini e sulle relazioni che si stabiliscono tra essi.

L’ esperienza suggerisce che è praticamente impossibile pubblicare un libro privo di errori.

Saremo quindi grati ai lettori che vorranno segnalarceli.

Indice

Capitolo 1- Considerazioni/ osservazioni su di un impianto frigorifero

1.1 Identificazione dell’ applicazione ………………………………………………………………………………..…….1

1.2 Considerazioni generali stato macchina………………………………………………………………………....…2

1.3 Ragionamento tecnico………………………………………………………………………………………………………3

1.4 Indicazioni da tocco con mano…………………………………………………………………………………………..4

1.5 Indicazioni da rumori…………………………………………………………………………………………………….…..5

1.6 Indicazioni visive……………………………………………………………………………………………………………….6

1.7 Tabella ricerca guasti………………………………………………………………………………………………………...6

1.8 Attrezzatura per il tecnico frigorista…………………………………………………………………………………..7

1.9 Descrizione d’uso delle varie attrezzature………………………………………………………………………….8

1.10 Operare in sicurezza…………………………………………………………………………………………………………12

1.11 Rischi durante gli interventi di installazione e/o riparazione……………………………………………14

1.12 Bibliografia…………………………………………………………………………….. ………………………………………….

Capitolo 2- Criterio di scelta della componentistica

2

2.1 Scelta tipo di refrigerante………………………………………………………………………………..………………15

2.2 Scelta compressore ermetico o semiermetico …………………………………………………………………19

2.3 Scelta evaporatore consigli pratici……………………………………………………………………..……………25

2.4 Scelta condensatore ad aria consigli pratici…………………………………………..…………………………28

2.5 Scelta condensatore ad acqua consigli pratici……………………………………….…………………………32

2.6 Scelte tipo di controllo elettronico…………………………………………………………………..……………..36

2.7 Rumorosità impianti consigli pratici………………………………………………………………………………..38

2.8 Bibliografia………………………………………………………………………………………………………………..………..

Capitolo 3- scelta pannellatura,porte,rivestimenti,materiali

3

3.1 Pannelli commerciali e relative porte………………………………………………………………………………39

3.2 Pannelli industriali e relative porte………………………………………………………………………………….43

3.3 Rivestimenti interno esterno cella…………………………………………………………………………………..47

3.4 Celle bassa temperatura con pannelli industriali……………………………………………………………..49

3.5 Trattamento pavimento celle bassa temperatura…………………………………………………………….54

3.6 Consigli pratici di installazione e messa a regime……………………………………………………………..59

3.7 Bibliografia……………………………………………………………………………………………………………………..…..

1

2

3

Capitolo 4- impianti condensati ad aria

4

4.1 Il condensatore ad aria……………………………………………………………………………………………….……61

4.2 Valutazione relativa al posizionamento in ambienti chiusi……………………………………………….66

4.3 I ventilatori………………………………………………………………………………………………………………….….69

4.4 Controllo della velocità di rotazione………………………………………………………………………………..72

4.5 Rumori del condensatore………………………………………………………………………………….…………….74

4.6 Schemi elettrici e spiegazioni………………………………………………………………………………….……….76

4.7 Schemi frigoriferi e spiegazioni………………………………………………………………………………………..81

4.8 Consigli pratici di installazione ………………………………………………………………………………………..86

4.9 Bibliografia……………………………………………………………………………………………….……………………..

Capitolo 5- impianti condensati ad acqua

5

5.1 Il condensatore ad acqua…………………………………………………………………………………………………88

5.2 Ie pompe e la portata………………………………………………………………………………..…………………….92

5.3 Le correnti galvaniche……………………………………………………………………………….…………………..102

5.4 Controllo della velocità di rotazione………………………………………………………………………………104

5.5 Schemi elettrici e spiegazioni…………………………………………………………………………………………107

5.6 Schemi frigoriferi e spiegazioni………………………………………………………………………………………112

5.7 Consigli pratici di installazione ………………………………………………………………………………………117

5.8 Bibliografia…………………………………………………………………………………………………..……………………..

Capitolo 6- compressori alternativi e scroll

6

6.1 Il compressore scroll……………………………………………………………………………………..………………120

6.2 Il compressore alternativo semiermetico……………………………………………………………………….128

6.3 Applicazioni consigliate………………………………………………………………..…………………………….…138

6.4 Digital scroll…………………………………………………………………………………………………………………..140

6.5 Semiermetici per inverter…………………………………………………………………….………………………..146

6.6 Confronto scroll semiermetico……………………………………………………………….………………………151

6.7 Schemi elettrici e spiegazioni…………………………………………………………………………………………155

6.8 Schemi frigoriferi e spiegazioni……………………………………………………………………………………...160

6.9 Scelta pratica del compressore………………………………………………………..………………………….…165

6.10 Consigli pratici di installazione ………………………………………………………………………………………171

6.11 Bibliografia………………………………………………………………………………………………..………………………..

6.12

Capitolo 7- inverter per compressori frigoriferi

7

7.1 l’inverter…………………………………………………………………………………………………………………….…174

7.2 Interruttori differenziali per inverter…………………………………………………………………………..…181

7.3 Ripercursioni sulla lubrificazione del compressore………………………………………….…………..…186

7.4 Tubazioni e accorgimenti ………………………………………………………………………………….…………..190

7.5 Schemi elettrici e spiegazioni………………………………………………………………………………………...198

7.6 Schemi frigoriferi e spiegazioni………………………………………………………………………………………204

7.7 Calcolo prestazioni e consumi…………………………………………………………………….…………………209

7.8 Consigli pratici di installazione ………………………………………………………………………………..……216

7.9 Bibliografia………………………………………………………………………………………………………………..………..

Capitolo 8- valvole termostatiche pulsanti

8

8.1 Le valvole pulsanti…………………………………………………………………………………………………………219

8.2 Confronto tra valvola pulsante e termostatica classica…………………………………………………..223

8.3 I drive per le valvole pulsanti……………………………………………………………………….……………..…225

8.4 Schemi elettrici e spiegazioni…………………………………………………………………………………………231

8.5 Schemi frigoriferi e spiegazioni………………………………………………………………………………………237

8.6 Calcolo prestazioni e consumi……………………………………………….……………………………………….241

8.7 Consigli pratici di installazione ……………………………………………………………..…………………….…246

8.8 Bibliografia……………………………………………………………………………………..…………………………………..

Capitolo 9- valvole termostatiche passo passo

9

9.1 Le valvole passo passo…………………………………………………………….………………………………….…249

9.2 Confronto tra valvola passo passo e termostatica classica…………………………………………..…254

9.3 I drive per le valvole passo passo………………………………………………………..………………………...256

9.4 Schemi elettrici e spiegazioni…………………………………………………………………………………………262

9.5 Schemi frigoriferi e spiegazioni…………………………………………………………….………………………..268

9.6 Calcolo prestazioni e consumi…………………………………………………….……………………………….…272

9.7 Consigli pratici di installazione ………………………………………………………………………..…………….277

9.8 Bibliografia…………………………………………………………………………………………………..……………………..

9.9

Capitolo 10- recupero di calore

10

10.1 Il recupero di calore…………………………………………………………………………………………………….…280

10.2 Scambiatori per il recupero di calore…………………………………………………………………………..…285

10.3 Ripercussioni sull’ impianto………………………………………………………..…………………………………290

10.4 Schemi di installazione………………………………………………………………………………..…………………294

10.5 Calcolo prestazioni e consumi……………………………………………….…………………………………….…299

10.6 Consigli pratici di installazione …………………………………………………………………..……………….…304

10.7 Bibliografia……………………………………………………………………………………………..…………………………..

Capitolo 11- celle per carni

11

11.1 Cella per carne ventilata……………………………………………………………………………….…………….…307

11.2 Scelta compressore/evaporatore……………………………………………………..……………………………312

11.3 Cella per carne statica……………………………………………………………………………………………….…..316

11.4 Scelta compressore/evaporatore……………………………………..…………………………………………...320

11.5 Schemi frigoriferi e spiegazioni………………………………………………………………………………………327

11.6 Schemi elettrici e spiegazioni…………………………………………………………………………………………332

11.7 Tabella scelta rapida……………………………………………………………………………………..………………335

11.8 Consigli pratici di installazione ………………………………………………………………..……………………338

11.9 Bibliografia……………………………………………………………………………………………..…………………………..

Capitolo 12- celle per pesce

12

12.1 Cella per pesce statica………………………………………………………………………..………………………….341

12.2 Scelta compressore/evaporatore…………………………………………………………………………………..342

12.3 Cella per pesce ventilata……………………………………………………………..…………………………………346

12.4 Scelta compressore/evaporatore……………………………………………………..……………………………349

12.5 Schemi frigoriferi e spiegazioni………………………………………………………………………………………350

12.6 Schemi elettrici e spiegazioni……………………………………………………..………………………………….351

12.7 Tabella scelta rapida……………………………………………………………………………………..………………352

12.8 Consigli pratici di installazione ……………………………………………………………..………………………353

12.9 Bibliografia……………………………………………………………………………………..…………………………………..

Capitolo 13- celle per pane (rallentamento e/o fermolievitazione)

13

13.1 La cella per il pane…………………………………………………………………………………………………………356

13.2 Il processo di rallentamento e fermolievitazione…………………………………….……………..…..…358

13.3 Controlli elettronici…………………………………………………………………………………………………….…361

13.4 L’umidificatore ……………………………………………………………………………………………………..………365

13.5 La circolazione dell’ aria………………………………………………………………………………..……………….370

13.6 Schemi elettrici e spiegazioni………………………………………………………..…………………………….…373

13.7 Schemi frigoriferi e spiegazioni……………………………………………………………………………………...378

13.8 Calcolo impianto………………………………………………………………………..……………………………….…381

13.9 Tabella scelta rapida……………………………………………………………………………………..………………385

13.10 Consigli pratici di installazione …………………………………………………………………..…………………388

13.11 Bibliografia…………………………………………………………………………………………………………..……………..

Capitolo 14- celle per conservazione -20°C

14

14.1 La cella di conservazione B.T. …………………………………………………………………….………………….391

14.2 Scelta della pannellatura e porte……………………………………………………………………….……….…393

14.3 Sbrinamento…………………………………………………………………………..…………………………………….399

14.4 Calcolo impianto……………………………………………………………………………………………………………343

14.5 Schemi frigoriferi e spiegazioni………………………………………………………………………………………349

14.6 Tabella scelta rapida……………………………………………………………………….…………………………….353

14.7 Schemi elettrici e spiegazioni…………………………………………………….………………………………..…356

14.8 Consigli pratici di installazione ……………………………………………………..………………………………360

14.9 Bibliografia……………………………………………………………………………………..…………………………………..

Capitolo 15- celle surgelazione (abbattitori rapidi di temperatura)

15

15.1 La cella di surgelazione………………………………………………………………….………………………………363

15.2 Scelta della pannellatura e porte………………………………………………………………………….……….366

15.3 Calcolo impianto………………………………………………………………………….………………………………..370

15.4 Schemi frigoriferi e spiegazioni………………………………………………………………………………………377

15.5 Tabella scelta rapida……………………………………………………………………………………………………..381

15.6 Schemi elettrici e spiegazioni…………………………………………………………………………………………384

15.7 Consigli pratici di installazione ………………………………………………………………………………………389

15.8 Bibliografia……………………………………………………………………………………………..…………………………..

Capitolo 16- celle asciugatura e stagionatura salumi/formaggi

16

16.1 La cella di asciugatura salumi…………………………………………………………………………………………392

16.2 La cella di stagionatura salumi……………………………………………………………….………………………398

16.3 Cella formaggi……………………………………………………………………………………………………….………402

16.4 La circolazione dell’ aria………………………………………………………………………………………..……….403

16.5 Evaporatori biflusso doppio circuito………………………………………………………..…………………….406

16.6 Canalizzazione aria……………………………………………………………………………….……………………….408

16.7 Freddo statico o ventilato................................................................................................414

16.8 La valvola di evaporazione costante (cpce)…………………………………………………………….………416

16.9 La deumidificazione……………………………………………………………………………………….……………..418

16.10 Impianto a recupero di calore…………………………………………………………………………………..…..420

16.11 Riscaldamento a resistenze elettriche…………………………………………………………………..……….425

16.12 Riscaldamento ad acqua………………………………………………………………………………………………..427

16.13 Varie tipologie di elettronica………………………………………………………………………………….……..428

16.14 Schemi elettrici e spiegazioni…………………………………………………………………………………………438

16.15 Schemi frigoriferi e spiegazioni………………………………………………………………………..…………….443

16.16 Tabella scelta rapida……………………………………………………………………………………………………..448

16.17 Calcolo prestazioni e consumi………………………………………………………..………………………………451

16.18 Consigli pratici di installazione ………………………………………………………………………………………455

16.19 Programmazione cicli automatici…………………………………………………………………….…………….460

16.20 Bibliografia……………………………………………………………………………………………………………..…………..

Capitolo 17- serbatoi refrigerati per il latte

17

17.1 Serbatoi 2 o 4 munte…….…………………………………………………………………………………….…………463

17.2 Controllo della potenza………………………………………………………………………………………………….465

17.3 Schemi frigoriferi e spiegazioni…………………………………………………………………….………………..468

17.4 Tabella scelta rapida……………………………………………………………………………………………….…….472

17.5 Schemi elettrici e spiegazioni………………………………………………………………………………….……..474

17.6 Calcolo prestazioni e consumi……………………………………………………………………..…………………478

17.7 Consigli pratici di installazione ………………………………………………………………………………………482

17.8 Bibliografia…………………………………………………………………………………………………..……………………..

Capitolo 20- vasche acqua gelida

18

18.1 La vasca di accumulo ghiaccio…………………………………………………………………………………..……485

18.2 La soffiante o agitatore………………………………………………………………………………………………….490

18.3 Il ghiacciostato…………………………………………………………………………………………….………………..491

18.4 Il ritorno dell’ olio…………………………………………………………..……………………………………………..493

18.5 Vasche multicompressore………………………………………………………………………………………………497

18.6 Controllo della potenza………………………………………………………………………………………………….500

18.7 Schemi frigoriferi e spiegazioni…………………………………………………………….………………………..503

18.8 Tabella scelta rapida………………………………………………………………………………….………………….508

18.9 Schemi elettrici e spiegazioni……………………………………………………………………………….………..512

18.10 Calcolo prestazioni e consumi………………………………………………………………………..………………517

18.11 Consigli pratici di installazione ………………………………………………………………………………………521

18.12 Bibliografia………………………………………………………………………………………………………………..………..

Capitolo 21- grafici e tabelle

19

19.1 Diagrammi entalpici………………………………………………………………………………………………………515

19.2 Come leggere il diagramma entalpico …………………………………………………………………………..525

19.3 Diagramma aria umida……………………………………………………………………………………………….….535

19.4 Come leggere il diagramma dell’ aria umida ……………………………………….………………………..536

19.5 Siglatura refrigeranti……………………………………………………………………………………………..………546

19.6 Formule di conversione …………………………………………………………………………………………………548

Note

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Impianto frigorifero a carica ridotta

2013-02-21T13:14:00.002-08:00

Impianto frigorifero a carica ridotta

Impianto classico

Questa è una configurazione classica di un impianto di refrigerazione a compressione di vapore con relativo compressore,ricevitore di liquido,valvola solenoide, valvola termostatica meccanica o elettronica ed in fine l’evaporatore. Ora apportando delle modifiche a questo impianto possiamo passare da una carica di refrigerante di 10 Kg a soli 2 Kg.

Impianto carica ridotta

Notate che non necessitiamo più del ricevitore di liquido e della valvola termostatica. Questo grazie ad un algoritmo capace di far pulsare una semplice valvola solenoide questo grazie ad un prodotto della Pego facilmente reperibile e nemmeno costoso.

Drastica riduzione della carica di refrigerante (-75/80%)

Questo è l’ ECP 200 EXPERT PULSE

Applicazioni
• Gestione completa di impianti frigoriferi
monofase fino a 2HP statici o ventilati, con sbrinamento a sosta o elettrico, con fermata compressore diretta o in pump-down.
• Indicato per impianti con evaporatore gestito dalla valvola di espansione elettronica ON/OFF a 230 Vac.
• Utenza per la gestione della sola unità evaporante monofase con valvola di espansione elettronica ON/OFF a 230 Vac.

Questo controllore nasce per gestire una valvola di espansione elettronica, ma con delle opportune modifiche può essere configurato in modo da gestire una semplice solenoide con dei risultati notevoli.

Inoltre per ridurre ancora la quantità di refrigerante si possono usare i condensatori a microcanale.

I condensatori a microcanale presentano molti vantaggi tecnici:

- Più leggero e sottile: il condensatore in alluminio saldobrasato è molto più leggero dei condensatori meccanici costruiti con tubi di rame. Il peso e lo spessore si possono ridurre fino al 50% a parità di performance.
- Maggiore durata: mediante l’utilizzo di leghe appositamente sviluppate per questa tecnologia, e tramite la brasatura in un forno ad atmosfera inerte, si ottiene un prodotto privo di difetti e con una migliore resistenza alla corrosione.
- Ecologico: lo scambiatore è realizzato interamente in alluminio, e può essere riciclato senza costi aggiuntivi.
- Minore carica di refrigerante nel condensatore: la combinazione dei tubi piatti in alluminio con il design dei microcanali rende possibile una riduzione del volume interno del condensatore fino al 30%.
- Minori perdite di carico lato aria: le perdite di carico lato aria sono inferiori in media del 30%. E’ così possibile utilizzare ventilatori di minore portata e quindi avere meno rumorosità.

Centrale CRYO GIAM

2013-02-04T11:05:00.000-08:00

Non male questa centrale, struttura un po troppo essenziale ma fatta bene.

Compressori Dorin ottimi e silenziosi.

Controllo Eliwell buono ma poco pratico.

VASCA ACQUA GELIDA

2013-01-04T00:50:00.003-08:00

Manutenzione ordinaria vasca acqua gelida della FIC.
Ottimo rapporto qualità prezzo. Dopo molteplici installazioni di svariate vasche,a mio giudizio queste risultano essere il giusto compromesso tra qualità e prezzo.

CELLA FRIGORIFERA PANNELLI INDUSTRIALI

2013-01-04T00:39:00.000-08:00

In questo caso abbiamo sfruttato tutto lo spazio possibile rivestendo il locale con pannelli industriali della MISA. Da notare il particolare dei paracolpi inox. (i tubi di scarico l'idraulico li ha fatti veramente male)

Kriwan INT69 TML

2013-01-02T05:58:00.000-08:00

Se uscissero questi di serie sui compressori sarebbe un passo avanti. E' un segnale per coloro(costruttori) che decidono quali moduli di protezione associare ai propri compressori.

Eliwell è sempre sensibile allo sviluppo e alle applicazioni dei propri prodotti (complimenti)

apps Kriwan

2013-01-02T05:17:00.002-08:00

Il INTspector può rapidamente e facilmente leggere informazioni sullo stato del sistema o il compressore.Via la fotocamera dello smartphone, l'applicazione legge il codice visualizzato sui LED INT69 dispositivi diagnosticare, analizza il codice, ed esprime il rispettivo messaggio di errore come testo. Ma l'applicazione può fare ancora di più. Con il codice QR sul dispositivo di diagnosi, l'applicazione è in grado di creare un collegamento diretto ad un download o una visualizzazione dei fogli di dati corrispondenti. Ciò significa che tutti i dati relativi sono disponibili per la manutenzione e riparazione, rapidamente e senza carta.

GRUPPO CELLE SALUMI

2013-01-02T04:15:00.000-08:00

Questo e' un gruppo composto da due compressori Dorin a servizio di una cella di asciugatura e una di stagionatura salumi.

Il condensatore è dislocato a 10 metri,il gas caldo passa prima in un recuperatore di calore e poi va al condensatore.

I due impianti lavorano ad r134a quindi abbiamo usato i compressori cs.

P.S. le cassette dei compressori sono state ridimensionate,sinceramente preferivo le vecchie,erano comode per le derivazioni,ora si è costretti ad aggiungere una cassetta supplementare.

Compressori a vite

2012-12-29T08:50:00.000-08:00

Compressori a vite

1. Introduzione

La redditività di un sistema di refrigerazione, condizionamento o pompa di calore di-pende in maniera decisiva dal suo comportamento dinamico. In particolare in presenza di forti variazioni di carico e' necessaria un'elevata qualità di regolazione con controllo della potenza continuo o a piccoli gradini.
i compressori a vite compatti di recente ed innovativa progettazione offrono i migliori requisiti per queste richieste, nel campo della media e alta potenza frigorifera nelle applicazioni in refrigerazione, condizionamento e pompa di calore.

2. Struttura del compressore a vite compatto

A differenza dei compressori per grandi impianti frigoriferi dotati di separatore dell'olio disposto esternamente (ed event. raffreddatore dell'olio) i vite compatti comprendono un separatore dell'olio integrato a tre stadi con relativo sistema di gestione dell'olio. Nell'impiego fino a medi valori di pressione, come per es. nelle applicazioni di condizionamento in refrigeratori di liquido, questa soluzione costruttiva si e' dimostrata particolarmente vantaggiosa. L'installazione si limita nella sostanza al collegamento della linea di aspirazione e di mandata e della parte elettrica. Il raffredda-mento addizionale (raffreddamento dell'olio o iniezione di liquido) si rende necessario solo per elevati rapporti di compressione.

2.1    Caratteristiche costruttive di base
-    Profilo della vite: Soluzione a doppio rotore (Rapporto tra i profili 5:6)
-    Tipologia costruttiva semieretica, raffreddato con gas di aspirazione
-    Carcassa dei rotori a doppia parete, con compensazione della pressione.

Questa esecuzione garantisce elevata robustezza e impedisce, anche in presenza di pressioni elevate, la deformazione della carcassa rotori che sarebbe negati-va per l'efficienza. Oltre a questo la costruzione a doppia parete consente ulteriormente una riduzione del rumore.
-    Cuscinetti a rotolamento a lunga durata con riduzione della pressione. Accanto alla riduzione della sollecitazione dei cuscinetti realizza un degasaggio (quasi fino a alla pressione di aspirazione) della camera dei cuscinetti situata sul lato di alta pressione con contemporaneo significativo aumento della viscosità' dell'olio.

2.2    Regolazione di potenza con valvola a cassetto con connessione economizzatore integrata (ECO)
La richiesta di regolazione di potenza continua ha condotto allo sviluppo di una val-vola di regolazione a cassetto adattata alla forma dei profili, disposta direttamente tra rotore principale e secondario (Figura 2).
Al contrario di altre realizzazioni in cui la valvola a cassetto viene inserita in un cilindro disposto parallelamente alla carcassa dei rotori, la valvola a cassetta a diretto contatto con il profilo offre rendimenti nettamente migliori a pieno carico ed a carico parziale. Questo e' ottenuto mediante l'adattamento della forma della valvola a cassetto ai pro-fili dei rotori - senza fessure o intercapedini, o fori di by-pass che riducono l'efficienza.


Per la regolazione della potenza la valvola a cassetto viene mossa idraulicamente in modo assiale (Figura 3). Una particolare caratteristica costruttiva di questa esecuzione e' che non viene ricircolato verso l'aspirazione del gas già parzialmente compresso, la compressione comincia, infatti ,solamente dopo che il volume di aspirazione e' stato ridotto.
Il moto della valvola a cassetto viene comandato attraverso l'equilibrio delle forze in ragione delle pressioni agenti su di essa. A sinistra della valvola a cassetto regna la pressione di aspirazione, a destra l'alta pressione. La pressione nel cilindro (a destra nella figura) stabilisce se il pistone scorre a sinistra (in direzione della massima potenza), scorre a destra (carico parziale) oppure rimane nella posizione. Se la pressione viene ridotta al valore di aspirazione da una delle valvole CR1, CR2 o CR3 la valvola a cassetto viene mossa nella direzione del carico parziale. Se attraverso la CR4 viene introdotto nel cilindro l'olio che si trova in alta pressione, si realizza uno spostamento verso il pieno carico. Se il volume del cilindro rimane inalterato viene mantenuta la posizione della valvola a cassetto. Attraverso il comando delle valvole CR1…CR4 la regolazione di potenza può avvenire in modo continuo o a gradini (100-75-50-25%). La molla integrata ha la funzione di portare la valvola a cassetto nella posizione di minima potenza quando il compressore e' spento (equalizzazione delle pressioni - CR3 aperta). In questo modo viene sempre garantito un avviamento a minimo carico.

Nella ricerca di efficienza e sicurezza di funzionamento particolarmente elevate, nella presente costruzione una parte del canale di scarico e' integrato nella valvola di regolazione a cassetto (Fig. 3, vedasi "Contour for Vi adaptation"), in questo modo viene realizzato un controllo del Vi a carico parziale. Infatti il rapporto volumetrico intrinseco (Vi) rimane pressoché costante fino a circa il 70% del carico. Con carico ancora minore, il Vi si riduce cosi' come ci si aspetta che sia ridotto il rapporto delle pressioni del sistema.
Una ulteriore particolarità e' a valvola a cassetto dotata di canale dell'economizzatore integrato (Fig. 3, vedasi "Sliding ECO-Port"); questo consente il funzionamento di un circuito di sottoraffreddamento (Fig. 4) indipendentemente dalla condizione di carico del compressore.
In compressori a vite con connessione fissa per l'economizzatore, questa si trova solitamente nella zona di aspirazione durante il funzionamento a carico parziale, e questo annulla l'effetto di aumento della resa e dell'efficienza. Poiché' i compressori vengono spesso utilizzati a carico parziale, anche in queste condizioni il funzionamento con ECO e' di particolare vantaggio.

Accanto al miglioramento termodinamico della resa e del COP anche l'andamento delle pressioni nelle camere di compressione dei profili viene elevato attraverso l'ulteriore aspirazione di gas dall'ECO. Questo ha un influsso positivo sul processo di compressione, che normalmente e' caratterizzato da una leggera sottocompressione (Fig. 5). L'aumento della potenza assorbita connessa con l'aumento di pressione e di massa costituisce solo il 30% in confronto all'aumento percentuale della resa. In questo modo si spiega l'aumento del COP attraverso il funzionamento con economizzatore.

Standard operation Economiser operation

Figura 5    Processo di compressione in funzionamento standard e economizzatore

3.    Comportamento della potenza a carico pieno e parziale

3.1 Applicazione standard - senza Economizzatore
La fig. 6 mostra la relazione tra resa frigorifera e potenza assorbita in tutto il campo di regolazione sulla base di una temperatura di evaporazione costante (SST) con diverse temperature di condensazione (SDT). In questo modo si evidenzia che la potenza assorbita a carico parziale con temperatura di condensazione in aumento aumenta in modo più che proporzionale. Questo e' tra l'altro collegato con una ridotta lunghezza attiva dei profili dei rotori con volume spostato ridotto in presenza di contemporaneo aumento di differenza di pressione tra le camere di compressione dei profili. In confronto con altri metodi di regolazione della potenza si evidenzia tuttavia un modo di funzionamento molto efficiente.
Per l'applicazione pratica, o reale, viene rappresentato in figura 7 ad esempio il comportamento di un refrigeratore d'acqua alle seguenti condizioni:
-    Temperatura dell'acqua (LWT) - costante:             6.7C
-    Temperatura di evaporazione (SST) a carico 100%:      2.0C
-    Temperatura ingresso aria al condensatore (EDB):     35C
-    Temperatura di condensazione (SDT) a carico 100%:     52C
In condizioni di parzializzazione (riduzione della potenza frigorifera) si perviene ad una inferiore differenza di temperatura agli scambiatori di calore, e di conseguenza ad un aumento della temperatura di evaporazione con contemporanea riduzione della temperatura di condensazione. Come conseguenza si realizzano rapporti di pressione inferiori, che, in connessione con l'efficiente controllo della potenza per mezzo della valvola a cassetto, conducono ad una riduzione della potenza assorbita in modo più che proporzionale in riferimento alla resa frigorifera (Esempio: Potenza frigorifera resa 50%, potenza assorbita 40%).

3.2 Funzionamento con economizzatore in confronto all'applicazione standard
Come descritto prima, e' possibile realizzare un aumento della resa frigorifera e del COP con l'utilizzo di un circuito di sottoraffreddamento. L'Entità' di questo migliora-mento cresce all'aumentare della temperatura di condensazione (fig. 8) e/o al diminuire delle condizioni di carico (Fig. 9). Con riferimento alla resa frigorifera, il compressore può essere selezionato con uno spostamento volumetrico inferiore e precisamente in proporzione inversa rispetto all'aumento di resa a pieno carico.
In confronto all'applicazione standard questo tipo di selezione del compressore e l'andamento della potenza frigorifera sviluppata conducono ad un andamento piu' piatto della resa frigorifera. In altre parole, al diminuire della condensazione la capacita' in eccesso del sistema diventa minore.

Trasferendo queste considerazioni alle condizioni dell'esempio del refrigeratore di liquido descritto nel paragrafo 3.1, il compressore può essere scelto con uno sposta-mento volumetrico di circa 17% inferiore. La migliore efficienza del compressore e del sistema conduce inoltre ad un ancora più favorevole rapporto tra resa ed assorbi-mento in confronto all'applicazione standard, nell'intero campo di regolazione della potenza (Fig. 10, curva inferiore).

4. Riassunto

I compressori a vite compatti di nuova concezione consentono una regolazione della potenza continua o a gradini. Grazie all'adattamento della valvola a cassetto al profilo dei rotori ed allo speciale controllo del Vi vengono realizzati assai elevati valori di efficienza a carico parziale.
Oltre a questo, il canale economizzatore integrato nella valvola a cassetto consente il funzionamento di un circuito di sottoraffreddamento in tutte le condizioni a carico pie-no e parziale. Con questo modo di funzionamento risultano migliorati la resa frigorifera e l'efficienza del compressore e del sistema sull'intero campo di applicazione.

Ottimizzazione di compressori a vite compatti per applicazione con R134a

Introduzione

Nel passato, refrigeratori di liquido e pompe di calore con compressori volumetrici sono stati utilizzati prevalentemente con il refrigerante R22. Le caratteristiche termodinamiche ed requisiti di sicurezza di questo refrigerante offrono delle basi particolarmente buone per un’elevata efficienza e sicurezza di funzionamento.

In Europa, in ragione dell’anticipato divieto di utilizzo dell’R22, i nuovi progetti sono stati adattati all’R407C. Questo refrigerante e' molto simile all’R22 in termini di resa frigorifera volumetrica, livelli di pressione e portata di massa; per questi motivi e' stato possibile adattare, con relativa semplicità , i compressori originariamente sviluppati per R22. In questo modo e' stato utilizzato in maniera poco intensiva l’R134a, sebbene fin da subito i costruttori di compressori a vite abbiano messo in evidenza i vantaggi derivanti dall'impiego di questo refrigerante alternativo. La tecnologia dell’R134a e' stata frenata principalmente a causa de il maggior costo del compressore.

2. Caratteristiche dei refrigeranti - Valutazioni riferite al compressore

Per una valutazione dei refrigeranti, con riferimento alla loro attitudine ad un determinato tipo di compressore, si possono avere valide informazioni da un confronto delle più importanti proprietà termodinamiche. Accanto al livello di resa atteso e' anche possibile studiare il campo di applicazione più favorevole, ed anche fare una stima dei rendimenti volumetrico e isoentropico (efficienza).

Nell’ambito di varie analisi e programmi di ricerca R134a, R407C ed R410A si sono dimostrati come candidati particolarmente adatti per refrigeratori in sistemi di climatizzazione, pompe di calore ed altre applicazioni in alta temperatura.

Le caratteristiche termodinamiche di questi fluidi mostrano tuttavia considerevoli differenze che possono concretizzarsi in differenti livelli di prestazione ed efficienza a seconda del tipo di compressore.

2.1 Comparazione in termini relativi della potenza frigorifera

Il confronto rappresentato nella fig.1, riferito alla potenza frigorifera volumetrica, mostra degli scostamenti particolarmente ampi tra i singoli refrigeranti. I diversi risultati emergono dagli specifici dati termodinamici.

L’R134a occupa il limite inferiore della scala, dove per per il funzionamento di compressori a vite con economizzatore riconoscibile un incremento evidente. La relativamente ridotta resa frigorifera volumetrica dell’R134a comporta un equivalente aumento del volume generato, che nei compressori a vite puo' essere realizzato in modo tutto sommato semplice attraverso l’adozione di una coppia di rotori di maggiori dimensioni.

L’R407C risulta, come accennato inizialmente, molto vicino al refrigerante di riferimento R22. Il dimensionamento e la costruzione del compressore possono pertanto essere, nella sostanza, mantenuti gli stessi.

L’R410A mostra con evidenza i più elevati valori di resa, dai quali risulta un ridotto volume generato con conseguenti inferiori dimensioni geometriche. A prima vista questo appare un vantaggio, ma conduce per esempio nei compressori a vite ad una inferiore velocità periferica dei rotori con effetti sfavorevoli sui rendimenti volumetrici e isoentropici (COP) – si vedano anche i paragrafi 2.2 e 3.

2.2 Comparazione in termini relativi del coefficiente di prestazione teorico (COP)

Al contrario della resa frigorifera i coefficienti di prestazione teorici dei refrigeranti considerati si differenziano notevolmente meno (fig. 2).

Risulta tuttavia evidente la rapida riduzione del COP dell’R410A per elevate temperature di condensazione, che va ricondotta alla ridotta temperatura critica (73C). Grazie a coefficienti di scambio termico relativamente elevati e a ridotte perdite di carico dell’R410A nell'evaporatore e nel condensatore, questo svantaggio può' essere in parte compensato.

L’R134a mostra le migliori condizioni sull'intero campo di utilizzo. In connessione con il necessario aumento dello spostamento volumetrico e delle dimensioni dei rotori dei compressori a vite si ottengono, da un punto di vista reale, addirittura migliori condizioni.

Dalle maggiori dimensioni dei rotori si realizzano trafilamenti inferiori riferiti allo spostamento volumetrico – con minori perdite per riflusso all'indietro durante la compressione. Oltre a questo, la ridotta differenza tra le pressioni di condensazione e di evaporazione dell’R134a gioca ulteriormente a favore (circa 67% e 45% rispetto a R407C e R410A rispettivamente). Queste condizioni sono decisive per l’ottenimento di efficienze isoentropiche e valori di COP particolarmente elevati con i compressori a vite ottimizzati per R134a.

2.3 Portata di massa del refrigerante / densità' del vapore

Nonostante forti differenze nella resa frigorifera volumetrica le portate di massa per una definita potenza frigorifera si trovano in un intervallo di circa il 10% rispetto all’R22. Il motivo di questo va visto nei rapporti di proporzionalità tra densità del vapore e portata volumetrica per questi fluidi.

Su queste basi e considerando le ridotte portate di massa assolute e densità del vapore si possono ottenere delle perdite di carico di ridotta entità nel compressore, scambiatori di calore e tubazioni.

Come già accennato, esiste in generale la convinzione che i compressori per R134a siano sicuramente efficienti ma più costosi rispetto a quelli per gli altri refrigeranti. Questo e' spesso vero, dato che i compressori di media e grossa taglia solitamente vengono progettati per impiego universale con R134a, R22 e R407C (R404A, R507A). Lo spostamento volumetrico addizionale necessario con R134a porta a maggiori dimensioni geometriche dell’intero compressore. Il potenziale di riduzione dei costi e' circoscritto alla possibilità di utilizzare un motore più piccolo ed e' per questo basso. Questa „regola" non trova facilmente eccezioni nei compressori alternativi e scroll, per il fatto che la cilindrata e la trasmissione del moto oppure il diametro della spirale definiscono in modo sostanziale le dimensioni della carcassa.

3.1 Struttura costruttiva dei compressori a vite compatti

I compressori a vite sono caratterizzati da una costruzione estremamente compatta. Il volume costruttivo specifico della sezione di compressione non viene raggiunto dalle altre due tecnologie.

I compressori contengono un separatore d’olio integrato strutturato in tre stadi con relativo sistema di gestione dell’olio. Nell'applicazione in refrigeratori di liquido questa soluzione costruttiva si e' rivelata particolarmente vantaggiosa.

3.2 Caratteristiche costruttive fondamentali

Profilo della vite: Design a doppio rotore (rapporto tra i profili 5:6)

Tipologia costruttiva semieretica, raffreddamento per mezzo dei gas aspirati

Struttura base (zona del volume spostato, abbinamento dei motori, robustezza meccanica, dimensionamento dei cuscinetti) dimensionata per R407C e R22 (R404A, R507A)
Carcassa dei rotori a doppia parete, con compensazione della pressione.
Cuscinetti a rotolamento a lunga durata con dispositivo di riduzione della pressione
Separatore dell’olio integrato

3.3 Regolazione di potenza con valvola a cassetto con connessione economizzatore integrata (ECO)

La richiesta di regolazione di potenza continua ha condotto allo sviluppo di una valvola di regolazione a cassetto adattata alla forma dei profili, disposta direttamente tra rotore principale e secondario.

La valvola a cassetto viene mossa idraulicamente in modo assiale per ottenere la regolazione della potenza (fig. 5). Una particolare caratteristica costruttiva di questa esecuzione e' che non viene ricircolato verso l’aspirazione del gas gia' parzialmente compresso, la compressione comincia, infatti ,solamente dopo che il volume di aspirazione e' stato ridotto.

Attraverso il comando delle valvole CR1…CR4 la regolazione di potenza puo' avvenire in modo continuo o a gradini (100-75-50-25%).

Nella presente costruzione, nella ricerca di efficienza e sicurezza di funzionamento particolarmente elevate, una parte del canale di scarico e' integrato nella valvola di regolazione a cassetto (Fig. 5, vedasi "Contour for Vi adaptation"), in questo modo viene realizzato un controllo del Vi a carico parziale. Infatti il rapporto volumetrico intrinseco (Vi) rimane pressoché costante fino a circa il 70% del carico. Con carico ancora minore, il Vi si riduce cosi' come ci si aspetta che sia ridotto il rapporto delle pressioni del sistema.

Un’ulteriore particolarità e' la valvola a cassetto dotata di canale dell’economizzatore integrato (Fig.5, vedasi "Sliding ECO-Port"); questo consente il funzionamento di un circuito di sottoraffreddamento indipendentemente dalla condizione di carico del compressore.

3.4 Requisiti tecnici per un dimensionamento ottimizzato per R134a

Come discusso, i compressori a vite possono operare in maniera molto efficiente ed economica con R134a, dove tuttavia il necessario spostamento volumetrico deve essere incrementato in funzione della riduzione della resa frigorifera volumetrica (fig. 1).

La sfida consisteva in questo: raggiungere con un compressore a R134a, dotato di ingombri paragonabili al modello per R407C, la stessa resa ottenibile in precedenza solo aumentando la taglia del modello scelto tra i compressori per R407C ed R22.

Ulteriori prerequisiti per la gamma ottimizzata per R134a:

– Gestione dell’olio, caratteristiche costruttive di base, controllo della capacita' (con canale mobile dell’economizzatore) come nella gamma esistente

– rendimento isoentropico maggiore rispetto agli equivalenti modelli per R407C e R22

– massima temperatura di condensazione per funzionamento continuo: 65C per il funzionamento standard / 60C con economizzatore

– Vita utile dei cuscinetti – stessi criteri della gamma esistente

– Resistenza alla pressione e dimensionamento in termini di sicurezza – stessi criteri della gamma esistente (prEN12693, UL 984)

– Punti di fissaggio, connessioni di aspirazione, mandata ed ECO – posizione identica alla gamma esistente

3.5 Realizzazione costruttiva dei requisiti tecnici

Gli elementi determinanti per la geometria di base del compressore a vite compatto sono il motore, la coppia di rotori e il separatore dell’olio.

In ragione dell’assorbimento elettrico circa uguale, tendenzialmente anche inferiore, della versione ottimizzata per R134a, l’abbinamento dei motori elettrici e' identico a quello dei modelli di pari resa per R407C / R22. Con riferimento al raffreddamento con gas aspirato ed alla maggiore portata volumetrica sono stati necessari alcuni adeguamenti.

I profili dei rotori dei compressori a vite sono completamente sviluppati all'interno dell’azienda con tecnologia esclusiva, con rigidezza ed efficienza particolarmente elevate. Su questa base si e' potuto modificare il profilo in modo che il maggiore flusso volumetrico fosse ottenuto solamente con un 10% circa di incremento degli ingombri fondamentali dei rotori. In questo modo e' stato possibile attuare le necessarie modifiche costruttive alla carcassa dei rotori senza impatto sostanziale sulla forma esterna del compressore.

I cuscinetti, notoriamente robusti, sono rimasti gli stessi. In ragione: di una favorevole coppia resistente, di una ridotta differenza di pressione e di un basso livello di pressioni nelle camere dei cuscinetti si hanno delle condizioni addirittura migliori che nei modelli base per R407C e R22. Per effetto delle variate dimensioni nella zona dei rotori sono state necessarie delle modifiche alla finestra di scarico, alla valvola a cassetto ed alla flangia dei cuscinetti.

Approfondite analisi dei separatori dell’olio a tre stadi, originariamente sviluppati per i modelli a R407C e R22 hanno fornito gradi di separazione molto elevati nonostante l’incremento della portata volumetrica. I motivi risiedono nella limitata densità del vapore e temperatura di scarico dell’R134a, che favoriscono una separazione dell’olio ottimale. Modifiche sono state quindi solo limitatamente necessarie.

3.6 Rendimenti dei compressori ottimizzati per R134a

Le misure prestazionali confermano l’influsso positivo dell’aumento della dimensione dei rotori. Notoriamente i compressori a vite usati nella tecnica del freddo sono caratterizzati da iniezione d’olio, che ha la funzione di sigillare le piccole fessure esistenti tra le diverse camere di compressione. In questo modo si può spiegare la dipendenza della caratteristica di resa e di efficienza dalla velocità periferica dei rotori, dalla lunghezza delle fessure in rapporto alla portata volumetrica, dalla viscosità dell’olio e dalla differenza di pressione tra le camere di compressione. Tutti i parametri nominati sono di influsso positivo per questa nuova gamma e spiegano cosi' i buoni risultati.

Il seguente confronto si basa sul comportamento del rendimento isoentropico in dipendenza delle condizioni di servizio. Con il prodotto tra rendimento isoentropico e coefficiente di prestazione teorico (COP) si possono determinare i valori reali ottenibili, dove occorre allo stesso modo anche considerare le differenze tra i refrigeranti (fig.2).

Nel campo di applicazione tipico dei refrigeratori di liquido (SST da 0 a 5C), il confronto evidenzia un vantaggio dal 5 al 7% circa per i compressori a vite rispetto ai compressori scroll generalmente descritti come superiori. Se si considera anche che il coefficiente di prestazione (COP) dell’R134a e' dal 2.5 al 4.5% maggiore, si ottengono vantaggi a favore dei vite compatti a R134a fino a circa il 10%. Non e' stato inoltre considerata l’influenza spesso negativa del glide di temperatura dell’R407C nel condensatore, che può portare a temperature di condensazione superiori con la conseguenza di una ulteriore riduzione del COP.

4. Comportamento della potenza e dell’efficienza a carico pieno e parziale

4.1 Regolazione della potenza e caratteristica di funzionamento

I compressori a vite sono dotati di una regolazione della potenza particolarmente efficiente – si veda [2] ed il paragrafo 3.3 –, che può essere azionata in modo continuo oppure a quattro gradini. E’ generalmente noto e documentato da analisi, che il comportamento dinamico e la risultante efficienza di un impianto frigorifero ovvero di un refrigeratore di liquido sono determinate in modo fondamentale dalla qualità della regolazione. Sotto questo profilo il compressore a vite, attraverso la possibilità di una esatta modulazione della potenza in funzione del carico reale e' superiore a qualsiasi tipo di regolazione di tipo ON/OFF dei singoli compressori.

Se in un ipotetico sistema con due compressori per circuito viene spento uno dei due compressori (riduzione a circa 50% della potenza) si ha una evidente diminuzione della temperatura di condensazione. Da questo risulta una evaporazione parziale del refrigerante liquido (formazione di flash-gas nella linea del liquido), la cui temperatura e' ancora ad un livello superiore. Come conseguenza si verificano dei disturbi di regolazione nella valvola di espansione nell'alimentare l’evaporatore, con effetti sfavorevoli in termini di resa e di efficienza. Allo stesso modo all'accensione di un compressore (potenza raddoppiata) si hanno forti pendolazioni nel circuito di regolazione, spesso associate ad insufficiente surriscaldamento ed alle conseguenti deviazioni dalle condizioni di servizio ottimali.

4.2 Valutazione del comportamento prestazionale tramite "Integrated Part Load Values" (IPLV)

Il descritto comportamento dinamico di un sistema ed i suoi effetti vengono spesso sottovalutati o erroneamente quantificati. I confronti (calcolati) dell’efficienza a carico parziale integrata (IPLV) si basano sostanzialmente su condizioni statiche, con cui dovrebbe venire simulato un funzionamento reale. Pertanto non e' in realtà corretto confrontare direttamente con questo metodo sistemi con caratteristica dinamica differente.

Tuttavia questo tipo di calcolo e' più realistico del puro confronto dei consumi energetici e dell’efficienza a pieno carico in condizioni nominali.

Il seguente confronto (fig. 7) mostra, che i vite compatti offrono chiaramente condizioni favorevoli anche senza considerare i vantaggi derivanti dal comportamento dinamico di sevizio. Questo risulta particolarmente evidente nelle condizioni di carico da 100 a 50%, che corrispondono ad un peso totale di circa 80%.

Le condizioni di riferimento ed i pesi percentuali nei vari gradini di potenza (100/75/50/25%) si basano sul calcolo ESEER di EUROVENT [3]. L’ESEER definisce valutazione dell’IPLV per l’Europa. Per questo motivo si hanno delle differenze rispetto alla norma ARI 550 / 590 usualmente applicata in USA.

Altre condizioni per il confronto:

Refrigeratore con compressori a vite compatti (R134a) – 2 circuiti separati ognuno dotato di 1 compressore – regolazione della potenza a 4 gradini o continua per ogni circuito

Refrigeratore con compressori scroll (R407C) – 4 circuiti separati ognuno dotato di 2 compressori – regolazione della potenza a 4 gradini (compressore ON/OFF) per ogni circuito

Condizioni operative di riferimento (per ambedue i refrigeratori) nel gradino di potenza del 100%: – Temp. di evaporazione (SST) +2C / Surriscaldam. in aspirazione (SH) 5 K – Temp. di condensazione (SDT) 50C / Sottoraffreddam. del liquido (SC) 2 K

5. Conclusioni

Grazie alle sue caratteristiche termodinamiche l’R134a offre delle condizioni molto favorevoli per un impiego efficiente di compressori a vite in medie e alte temperature di evaporazione. E’ tuttavia svantaggiosa la bassa resa frigorifera volumetrica, che conduce ad un elevato costo specifico nel caso di usuali modalità costruttive del compressore.

Con una nuova generazione di vite compatti, ottimizzati per R134a, e' stato possibile incrementare in modo sostanziale lo spostamento volumetrico senza modificare la geometria esterna del compressore. In questo modo vengono raggiunte, ad un costo analogo, rese frigorifere identiche a quelle del modello rispettivamente più grande scelto dalla gamma nata per R407C ed R22. Caratteristica fondamentale sono inoltre i veramente elevati rendimenti isoentropici, elemento base per un consumo energetico estremamente contenuto.

Congiuntamente ad un controllo della capacita' particolarmente efficiente (a 4 gradini o continuo) e' possibile raggiungere una elevata qualità di regolazione e di conseguenza la migliore efficienza del sistema. Anche nella cosiddetta valutazione di IPLV, i refrigeratori dotati di compressori a vite compatti ottimizzati per R134a ottengono risultati di massimo livello.

Impianto di stagionatura salumi

2012-12-20T05:40:00.004-08:00

Quello che ci prefissiamo in questo caso è di ottenere un risparmio energetico rispetto ai sistemi tradizionali del 30%.
Il nuovo controllo della pego promette molto bene (valuteremo)
nuovo THR pego
inverter sporlan

REFRIGERAZIONE SPECIALE

2012-12-11T12:24:00.001-08:00

Una panoramica su alcune applicazioni speciali degli impianti frigoriferi a compressione e non solo:

Esistono sistemi che utilizzano infrarossi o frequenze radio per processi di essiccazione.

Nel primo caso, come si vede sotto il processo di essiccazione radiante-convettiva si è dimostrato essere un metodo di rimozione dell’umidità superficiale rapido nelle prime fasi di essiccazione; inoltre,

se a questa fase segue un’asciugatura ad intermittenza, si riesce a ridurre il tempo di asciugatura e migliorare la qualità del prodotto.

Un essiccatore a pompa di calore che sfrutta invece le frequenze radio può

rappresentare un valido sistema di asciugatura per materiali difficili da asciugare con il

riscaldamento convettivo come ceramica e fibre di vetro. Tramite metodi tradizionali il

prodotto rischia di presentare problemi come crepe, superficie scolorita; tutto questo

utilizzando il nuovo sistema non si presenta perché la radiofrequenza riscalda

contemporaneamente tutte le parti del prodotto ad una temperatura non superiore agli

80°C, facendo sì che l’acqua evapori dal prodotto c on il comportamento di un gas e non

per azione capillare.

Pompa di calore chimica

La pompa di calore chimica si propone come una delle potenziali tecnologie per l’utilizzo in

modo efficace dell’energia in vari processi industriali. Tra i processi industriali questa unità

può essere efficacemente utilizzata in operazioni come distillazione, evaporazione ed

essiccazione.

La principale caratteristica di una pompa di calore chimica consiste nella sua capacità di

immagazzinare energia termica sottoforma di energia chimica attraverso una reazione

endotermica, con il conseguente rilascio a diversi livelli di temperatura tramite reazioni

esotermiche. Una pompa di calore chimica sfrutta, in linea di principio, due reazioni

chimiche che avvengono a diverse temperature: la sequenza di reazioni serve per elevare

la temperatura dell’energia termica e non per altri scopi come produzione di sostanze o

altro. In genere questi sistemi sono composti da due unità principali: un reattore

endotermico, che riceve calore a bassa temperatura, e un reattore esotermico, il quale rilascia il calore ad alta temperatura.

Lo sviluppo principale di questa pompa di calore si è avuto nell’ambito della distillazione di

composti chimici: per esempio, si è visto come sia possibile svolgere il processo di

deidrogenazione di i-propanolo e idrogenazione di acetone; tuttavia ha trovato applicazione

anche nel campo dell’essiccazione in cui una pompa di

calore chimica che utilizza CaO/H2O/Ca (OH)2 è stata accoppiata con un asciugatore

convettivo per ottenere aria calda utilizzando aria a temperatura ambiente. L’unità, oltre ad

essere utilizzata per aumentare la temperatura dell’aria, ha permesso anche la

deumidificazione della stessa, caratteristica molto importante per una buona essiccazione

In uno studio è stato verificato per l’appunto che un sistema di

idratazione/disidratazione basato sull’ossido di calcio risulta essere una tecnologia adatta

per il processo di asciugatura dal punto di vista del livello di temperatura che raggiunge, la

sicurezza e la corrosione dell’impianto.

Vi sono stati studi sull’utilizzo di questa pompa accoppiata ad un asciugatore anche per

l’essiccazione di materiale ingombrante come la corteccia e il legname, tuttavia può

essere adatto a qualsiasi processo essiccativo, in particolare quello di carta e cellulosa.

Pompa di calore termoacustica

Una pompa di calore termoacustica è una nuova tecnologia che va ad affiancarsi nei

processi di distillazione, alle pompe a compressione di vapore e apre nuove prospettive alla refrigerazione classica..

Il processo di distillazione è un processo molto inefficiente dal punto di vista termodinamico

poiché il calore fornito è utilizzato per portare ad ebollizione una miscela di liquidi, per poi

venire rilasciato durante la condensazione ad una temperatura inferiore rispetto a quella a

cui è stato fornito. Il calore di condensazione poi può essere riutilizzato nella stessa

colonna di distillazione innalzando la sua temperatura con una pompa di calore, affinché

possa essere riutilizzato nella successiva distillazione.

Una pompa di calore termoacustica è in grado, in questo contesto, di innalzare la

temperatura oltre i 100°C in maniera efficace; in f igura è mostrata l’applicazione di

questa pompa ad una colonna di distillazione. Il motore della pompa è alimentato da un

generatore ad alta temperatura (bruciatore) oppure da vapore ad alta pressione e

raffreddato dal flusso presente in fondo alla colonna. La differenza di temperatura tra questi

due crea un’onda sonora intensa. Questa onda sonora aziona la pompa di calore nella

parte inferiore dell’impianto. In questo componente il calore del flusso della parte superiore

della colonna viene aggiornato a un livello di temperatura sufficiente per riscaldare il flusso inferiore.

Dal punto di vista termodinamico il processo è rappresentato in maniera schematica in

Figura attraverso i processi di conversione tra il calore e la potenza sonora. La quantità

totale di calore che viene fornita per scaldare la colonna proviene da: la parte a bassa

temperatura del motore e il lato ad alta temperatura della pompa di calore; la somma di

questi flussi di calore dovrebbe essere molto più grande del calore in ingresso alla sorgente

ad alta temperatura (bruciatore).

I risparmi energetici che possono essere realizzati con questa tecnologia dipendono

dall'efficienza dei processi di conversione; questa a sua volta dipende dal livello di

temperatura del flusso di fondo (ribollitore) e la differenza di temperatura nella colonna.

CENTRALE T.N. CON INVERTER E RECUPERO CALORE

2012-12-09T12:48:00.002-08:00

Questa è una delle nostre applicazioni classiche: inverter e recupero di calore.