Sistemi energetici - SECicloFrigo

CICLI FRIGORIFERI

Scopo: trasferire calore da una sorgente fredda ad una più calda a spese di lavoro meccanico assorbito dal ciclo.

II^o PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

“Per trasferire calore da una sorgente fredda ad un piano caldo è temperatura superiore è necessario introdurre del lavoro meccanico

TRASFORMAZIONE NON SPONTANEA

Sono detti anche "CICLI INVERSI" perchè il senso di percorrenza del ciclo nel piano termodinamico è contrario a quello dei cicli motori

CICLO MOTORE:

• l^s>0 : senso orario ∫Tds>0

CICLO FRIGO:

• l^s q_in

  N.B. la valvola infeltrì produce piu entropia della valvola

  FREON o IDROCARBURI ALOGENATI

  Si parte da un idrocarburo (metano, etano, propano) a cui

  sostituiamo atomi di gas alogeni (Cl, F) agli atomi di idrogeno.

  RISULTATO:

  molecola più stabile e meno reattiva.

  NOMENCLATURA TECNICA

  • Se originato da metano: RXX
  • Se originato da etano C₂H₆: R1XX

  Es: R134a

  C₂H₂F₄

  • Se originato da propano C₃H₈: R2XX

  PROBLEMA:

  I freon contenenti cloro causano l'assottigliamento dello strato di ozono che non scherma più le radiazioni U.V. alle latitudini elevate

  SOLUZIONE:

  Freon a base di fluoro

  PROBLEMA 2:

  I freon al fluoro hanno un effetto serra elevato

  SOLUZIONE

  ETANO e PROPANO ANCHE SE INFIAMMABILI

  SCAMBIATORI DI CALORE

  incidono prontamente nel costo dell'impianto, bisogna scegliere:

  1. Tipologia costruttiva

  FREON-ARIA: scambiatori alettati con Freon nei tubi aria all’esterno, sulle alette.

  FREON-ACQUA: scambiatori a mantello e fascio tubiero acqua nei tubi Freon all’esterno.

  2. Il salto termico logaritmico

  Deve trovare il compromesso tra

  • COSTO D’INVESTIMENTO
  • COSTO DELL’ENERGIA ELETTRICA

  Si ottimizza in modo indiretto considerando il ΔT_PP tra freon e aria/acqua.

  ΔT = 2-3°C Grandi

  ΔT = 10°C Piccoli