IL CICLO FRIGORIFERO

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Con un ciclo frigorifero si trasferisce una quantità di calore da un luogo più freddo ad una più caldo.

Nella pratica, condizionare un locale attraverso un ciclo frigorifero significa prelevare calore dall’aria dell’ambiente da condizionare e trasferirla ad altro fluido, solitamente lò’aria esterna, ma anche acqua di pozzo ecc.

Il ciclo frigorifero più utilizzato è quello a compressione, ma ne esistono altri, quali il ciclo ad assorbimento, ad eiettori o termoelettrico, che però hanno applicazioni più limitate e non sono oggetto di questa pubblicazione.

Il ciclo frigorifero viene solitamente rappresentato in un diagramma che mette in relazione pressione ed entalpia.

Descriviamo per punti quello che accade in un ciclo frigorifero:

1) Il fluido frogorigeno è allo stato liquido e sottoraffreddato all’uscita del condensatore. Il fluido ovviamente risponde al principio termodinamico secondo cui il prodotto di pressione e volume è proporzionale alla temperatura in un ambiente in cui non avvenga scambio termico con l’esterno. In questo caso in un punto preciso del ciclo avviene uno scambio termico, cioè nel condensatore si trasferisce temperatura dal fluido frigorigeno all’esterno ed in questo modo si ottiene il sottoraffreddamento del fluido.

2) Il fluido si trasferisce verso l’evaporatore a causa della differenza di pressione determinata dal compressore; interposto tra condensatore e evaporatore vi è l’organo di laminazione che può avere differenti caratteristiche  in differenti apparati, ma che generalmente  nei moderni condizionatori è una valvola di espansione termostatica. La valvola regola il passaggio del fluido liquido che evapora parzialmente, senza compiere lavoro utile ai fini dell’effetto frigorifero.

3) All’interno dell’evaporatore il miscuglio freddo di liquido e gas completa il ciclo di evaporazione sottraendo temperatura all’aria o all’acqua, compiendo quindi lavoro utile ai fini dell’effetto frigorifero. In questa fase tutto il fluido passa dallo stato liquido allo stato di vapore saturo; si verifica una rimozione di calore latente.

4) Nell’ultima parte dell’evaporatore il vapore saturo si surriscalda; questa fase serve a garantire che non vi sia ritorno di liquido al compressore che ne verrebbe danneggiato.

5) Il fluido viene aspirato dal compressore che lo comprime  e invia al condensatore.

L’effetto frigorifero è dato dalla differenza di entalpia tra il punto di uscita del fluido dall’evaporatore e il punto in cui entra. Naturalmente se una pompa di calore viene usata per riscaldare, l’effetto utile sarà quello che si concretizza nel condensatore.

La valutazione dell’efficienza del ciclo frigorifero si definisce:

EER (Energy Efficiency Ratio) è il rendimento di trasformazione dell’energia, cioè il rapporto tra il calore sottratto e la potenza elettrica assorbita dal compressore. E.E.R=Qevap. in Kw/Pot.compress. in Kw= n

COP (Coefficient Of Performance) è il coefficiente di prestazione , cioè il rapporto tra il calore al condensatore e la potenza assorbita dal compressore. C.O.P.= Qcond. in Kw/Pot.compress. in Kw= m

 

 

Posted on 13 dicembre 2013

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