Capire gli impianti frigoriferi. Nozioni fondamentali e componenti principali della tecnica del freddo. Misurare correttamente gli impianti frigoriferi.
Gli impianti frigoriferi sono diventati indispensabili in vari settori della nostra vita quotidiana. Garantiscono la climatizzazione ottimale negli edifici, raffreddano i processi industriali e ci permettono di conservare più a lungo e di congelare i generi alimentari. I vantaggi degli impianti frigoriferi sono però legati a un notevole consumo di risorse che aumenta sempre di più in tutto il mondo e inquina l'ambiente. Assume quindi un'importanza sempre maggiore saper progettare in modo professionale e gestire con la massima efficienza possibile gli impianti termoidraulici.
Un impianto frigorifero è un sistema di tubazioni chiuso e idealmente ermetico all'interno del quale circola un refrigerante. Il refrigerante è il fluido operativo di un ciclo frigorifero che ha la proprietà di assorbire calore a basse temperature e pressioni e di cedere calore ad alte temperature e pressioni. Questi cosiddetti circuiti di refrigerazione a compressione sono formati da almeno quattro componenti principali che vengono descritti più nel dettaglio qui di seguito. I materiali d'esercizio di un impianto frigorifero sono il refrigerante e l'olio presente nel compressore. La loro scelta dipende dalla destinazione d'uso e dal loro impatto sull'ambiente.
la produzione dei componenti,
il potenziale di pericolosità dei materiali d'esercizio in caso di perdita o avaria,
l'energia motrice necessaria per l'erogazione del freddo e
lo smaltimento della tecnica dell'impianto al termine del ciclo di vita.
Un buon valore comparativo è il COP (Coefficient Of Performance) per le pompe di calore e l'EER (Energy Efficiency Ratio) per gli impianti frigoriferi. Questi coefficienti di prestazione rispecchiano il rapporto costi / benefici in uno speciale punto di lavoro dell'impianto in un determinato momento.
Se si desidera invece considerare l'efficienza dell'impianto frigorifero lungo tutto un anno, è sicuramente più espressivo il coefficiente SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio). In questo caso nella valutazione confluiscono, oltre all'esercizio a pieno carico e alle condizioni di progetto, anche l'esercizio a carico parziale dell'impianto frigorifero. A causa delle condizioni climatiche estremamente variabili che si incontrano nel corso di un anno, la valutazione del carico parziale è oltremodo importante.
Un'efficiente regolazione delle prestazioni della refrigerazione (convertitore di frequenza per regolare la potenza del compressore e il numero di giri del condensatore o dei ventilatori dello scambiatore) è un must! Un utilizzo supplementare e integrativo degli accumulatori termici (ad es. accumulatori di ghiaccio) può compensare i carichi parziali o i picchi di carico estremi e garantire una maggiore sicurezza operativa e una migliore disponibilità dell'impianto.
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1.1 Indicatori dell'efficienza di un impianto frigorifero
1.2 Criteri per l'uso pratico dei refrigeranti
1.3 Valutare i refrigeranti a) Il valore GWP b) Il valore TEWI
1.4 Progettare e gestire in modo efficiente un impianto frigorifero
2.1 Termodinamica
2.2 I quattro componenti principali del ciclo frigorifero a compressione
2.2.1 L'evaporatore
2.2.2 Il condensatore
2.2.3 Il compressore
2.2.4 L'organo di espansione
2.5 Altri importanti componenti nel ciclo frigorifero
3.1 Misurare e valutare i parametri principali
3.2 Sottoraffreddamento
3.3 Surriscaldamento