Appunti Tecnica del freddo - Seconda parte

TECNICA DEL FREDDO PT 2

COMPRESSORI

Abbiamo visto come le modalità di azione dei cicli a compressione di vapore

sono 2:

1. Espansione secca

a. Lo schema più semplice, adottato nei sistemi di piccole e medie

dimensioni

b. Penalizzato nello scambio termico all’evaporatore perché il

refrigerante esce come vapore surriscaldato

c. per un corretto ritorno dell’olio al compressore è preferibile che le

fasi liquide di olio e refrigerante siano miscibili

2. Ricircolo di liquido

a. lo schema è più complicato ma si presta bene per alimentare

diversi evaporatori, ed è quindi il più adatto per la

REFRIGERAZIONE INDUSTRIALE

b. All'evaporatore circola una portata di refrigerante molto maggiore

di quella che circola nel compressore il refrigerante all’interno



dell’evaporatore è sempre nella zona bifasica con titolo X<1 i



coefficienti di scambio termico sono molto alti

c. quando si usano evaporatori a fascio tubiero il refrigerante circola

sul lato mantello e nella fase liquida sommerge completamente il

fascio di tubi evaporatore allagato



Il ricircolo di liquido non va confuso con il ciclo bistadio perché in quest'ultimo

sono presenti due compressori. Di solito vengono impiegati insieme

Saipem Classification -

General Use

I compressori sono macchine operatrici e quindi sono macchine che prelevano

energia meccanica dall'esterno per trasferirla al fluido di lavoro.

Le due famiglie principali sono i volumetrici e i dinamici. Nei primi il rapporto di

compressione non è funzione della velocità di rotazione. Nei dinamici si

VOLUMETRICI Saipem Classification -

General Use

La compressione è ottenuta per riduzione meccanica del volume offerto al

liquido in un capsulismo a geometria variabile. Le due principali tipologie sono

alternativi e rotativi

Compressori volumetrici alternativi

Sono simili ai motori a combustione interna. La variazione di pressione del

fluido è ottenuta con il moto alternativo di uno o più pistoni che si muovono tra

il punto morto superiore e inferiore. Sono presenti un collettore di aspirazione

e di mandata. Le valvole unidirezionali si aprono per differenza di pressione e la

tenuta tra alta e bassa pressione e realizzata da fasce elastiche poste sul

pistone. La coppa dell’olio è posta a contatto dell’aspirazione e la circolazione

garantita da una pompa.

Fasi di compressione:

1. Fase di aspirazione durante la quale il pistone si muove verso il basso, le

valvole di aspirazione si aprono mettendo in comunicazione la camera

del cilindro con la zona di bassa pressione del circuito. Il pistone continua

a scendere fino a che non raggiunge il PMI dove si ha il volume utile

2. Una volta raggiunto questo punto il pistone comincia a salire e quindi a

ridurre il volume della camera del cilindro e a comprimere il fluido

3. Le valvole di aspirazione si chiudono, mentre quelle di mandata si aprono

solamente quando la pressione all'interno del cilindro eguaglia quella

presente nella parte alta del circuito

Tra i parametri che descrivono le prestazioni di un compressore frigorifero

troviamo:

capacità frigorifera; portata massica; portata volumetrica; COP; potenza

meccanica Lc

Rendimento volumetrico è il rapporto tra il volume aspirato e quello generato.

Esprime la capacità del compressore a trasportare il fluido frigorigeno tra le

due pressioni Saipem Classification -

General Use

Rendimento isentropico esprime di quanto è maggiore la spesa di lavoro

necessaria per una compressione reale rispetto a quella teorica

In una compressione teorica abbiamo che il volume generato (cilindrata) =

volume aspirato e il ciclo è:

Con una compressione adiabatica, fase di espulsione e aspirazione a p costante

In una compressione reale: Saipem Classification -

General Use

Dobbiamo tener conto del volume morto che è presente per motivi costruttivi.

Il gas si espande da 3 a 4 e dobbiamo tener conto delle cadute di pressione.

Definendo il rapporto di compressione (Pmandata/Paspirazione) aumentando il

rapporto di compressione il rendimento volumetrico diminuisce perché:

V possiamo scriverlo tenendo conto che 3-4 è

4

un’adiabatica reversibile di esponente k:

Quindi:

Il rendimento volumetrico di un compressore reale è minore rispetto al caso

ideale per alcuni β:

1. termine dovuto all’espansione nello spazio nocivo

2. perdite di carico e agli scambi di calore sul p