IDROTIFORMA: BANCO DIDATTICO PER LO STUDIO DEL CIRCUITO FRIGORIFERO

UNA STAZIONE MOBILE CHE CONSENTIRA’ AGLI INSTALLATORI E MANUTENTORI FRIGORISTI DI RISOLVERE LE VARIE PROBLEMATICHE E TENERSI SEMPRE AGGIORNATI

A distanza di dieci anni ormai dai primi esami di qualifica per la certificazione personale in ambito FGAS, si veda anche articolo in primo piano in questo numero di Hydra, il settore di formazione di Idrotiforma si rimette a lavoro per affrontare i primi rinnovi decennali.

Per poter realizzare ciò, ci siamo dotati di un banco frigorifero mobile, stazione mobile, su cui verranno affrontate tutte le domande della prova d’esame, definite nel reg. (UE) 2015/2067 e valide per la categoria I: controlli da effettuarsi prima di mettere in funzione l’impianto (dopo un lungo arresto, una manutenzione o una riparazione o durante il funzionamento); controlli per la ricerca di perdite; gestione ecocompatibile dell’impianto e del refrigerante nelle operazioni di installazione, manutenzione, assistenza o recupero e prove sui componenti principali dell’impianto (compressore, condensatore, evaporatore e valvola d’espansione termostatica).

Anche la prova sulle tubazioni, competenza n.10 del reg. (UE) 2015/2067 che prevede una saldatura su una tubazione in rame, verrà realizzata nella stessa sede. Vediamo nello specifico le caratteristiche di questa stazione mobile, riportata in foto e rappresentata nello schema seguente: particelle incondensabili che l’eventuale umidità presente potrebbero danneggiare la valvola, ostruirla, fino a renderà inutilizzabile. La termostatica abbassa la pressione a circa 2,4 bar, a questa pressione corrisponde una temperatura, in ingresso all’evaporatore, di 4,3 °C. La fase di evaporazione, mediante la quale la molecola sottrae calore all’aria per evaporare, avviene quindi a pressione costante e a temperatura costante (in un condizionatore domestico questo componente è l’unità interna che sottrae calore all’aria raffrescandola). In realtà all’uscita dell’evaporatore ci troveremo una temperatura leggermente più elevata e precisamente di 9,9 °C, questo perché la molecola si troverà adesso in uno stato chiamato vapore surriscaldato. Il giro è terminato, la molecola si ritroverà dove era partita, ovvero sulla linea di aspirazione pronta per rientrare nel compressore e riprendere il suo viaggio.

Possiamo notare come la stazione mobile realizzata sia caratterizzata da tutti i componenti principali di un circuito frigorifero: 1. Compressore; 2. Condensatore; 3. Valvola termostatica; 4. Evaporatore. Ai componenti principali sono stati aggiunti accessori: ricevitore del liquido (5.); filtro deidratatore con aggiunta di vetro spia (6.) e strumenti di misurazione: manometro di alta pressione, posto sulla linea di mandata (7.) e manometro di bassa pressione, inserito sulla linea di aspirazione (8.). Per effettuare le letture delle temperature di surriscaldamento, in uscita dall’evaporatore e di sottoraffreddamento, in uscita dal condensatore, sono stati inseriti due termometri digitali a contatto, rispettivamente il numero 9. ed il numero 10. nello schema. Per concludere, ed ai fini della sicurezza, sono stati collegati sul circuito due pressostati, uno sull’alta pressione ed uno sulla bassa pressione, regolati rispettivamente ad una pressione relativa di sicurezza di 10 bar e di 0 bar.

Il gas utilizzato nel circuito è l’R134a. L’R134a è HFC puro, non ha glide, ed è normalmente utilizzato in svariate applicazioni nel settore della refrigerazione, come per esempio in refrigerazione domestica, commerciale ed industriale.

Inoltre l’R134a è utilizzato anche in sistemi di condizionamento d’aria e pompe di calore. Dal punto di vista ecologico l’R134a è un gas con un GWP pari a 1430 ed è classificato non infiammabile. Un gas insomma che si presta ai nostri scopi didattici. Tramite un comodo interruttore, possiamo attivare o disattivare il compressore, che è di tipo on/off volumetrico ed andare ad effettuare tutte le misurazione in tempo reale, di pressione e di temperatura, simulando il funzionamento di un circuito frigorifero. Ma andiamo adesso a seguire la nostra molecola di R134a, andando a vedere nel dettaglio gli stati termodinamici a cui verrà sottoposta, nel suo viaggio all’interno del circuito frigorifero.

Ad impianto spento la molecola si troverà in uno stato termodinamico definito saturo, ovvero sarà in uno stato di equilibrio misto liquido/vapore; la sua pressione sarà direttamente proporzionale alla temperatura a cui si trova l’apparecchiatura che sarà naturalmente coincidente con quella dell’ambiente esterno.

Da termometro ambiente, andiamo a leggere una temperatura di 20 °C; da tabella dell’R134a, andiamo invece a vedere a che pressione si troverà la nostra molecola, siamo a circa 4,7 bar relativi.

Azionando la macchina, e quindi attivando il compressore, la molecola si metterà in moto ed incomincerà il suo viaggio all’interno del circuito; verrà da questo “aspirato” e lo attraverserà, aumentando la sua pressione fino a circa 7 bar, a questa pressione corrisponderà una temperatura di mandata, letta da termometro, di circa 36,0 °C. Il suo stato termodinamico sarà adesso di gas.

La molecola è quindi carica di energia termica e pronta per cedere questa sua energia all’interno del componente condensatore (in un condizionatore domestico questo componente è l’unità esterna atta a dissipare calore).

All’interno del condensatore avverrà un passaggio di stato, ovvero da stato gassoso la molecola si farà liquida fino ad uscire dallo scambiatore in uno stato definito sottorrafreddato.

Perché avvenga ciò la molecola deve poter cedere la sua energia termica all’aria esterna, ricordo che l’apparecchiatura è condensata ad aria, lo scambio di questa energia verrà facilitato da una ventola posta sul condensatore. La fase di condensazione avviene a pressione costante di 7 bar e ad una temperatura di circa 31,4 °C, all’uscita del condensatore, in funzionamento nominale, possiamo registrare una temperatura di 28,0 °C.

Adesso la molecola, in fase liquida e sempre in alta pressione potrà espandersi ed entrare nella zona del vapor saturo, l’organo predisposto a questa trasformazione è la valvola termostatica.

Prima di entrare nella valvola termostatica però, la molecola attraverserà il ricevitore del liquido e successivamente il filtro deidratatore. Questi passaggi si rendono indispensabili per evitare di far arrivare alla valvola di espansione termostatica eventuali particelle gassose, non condensate, ed eventuali molecole di H2O presenti nel circuito sotto forma di umidità. Sappiamo bene quanto entrambe queste due cose non vadano d’accordo con un espansione di tipo “flash”: sia le

Per mezzo di questa comoda apparecchiatura potranno essere affrontati, studiati e trattati alcuni dei problemi tipici che un frigorista potrà incontrare durante il suo percorso professionale: batterie di evaporazione o di condensazione sporche o, analogamente ventilatori di scambio termico non funzionanti; portata di refrigerante insufficiente; filtro deidratatore non perfettamente efficiente; dispositivo di regolazione strozzato o dispositivo difettoso; circolazione del refrigerante eccessiva; scambio termico insufficiente attraverso l’evaporatore; sistema di compressione anormale. Tutti i problemi cui sopra si riflettono inevitabilmente sulle letture di pressione, che eseguiamo sui manometri, e sulle letture di temperatura, che si riflettono sui termometri.

Anche gli assorbimenti elettrici potranno essere comodamente misurati mediante utilizzo di pinza amperometrica, sulle fasi del compressore. L’utilizzo di questa apparecchiatura si era resa quindi indispensabile e la sua realizzazione non più rimandabile, l’occasione è stata la scadenza della qualifica decennale del patentino FGAS.

Da adesso siamo dunque pronti per aggiornare i nostri installatori e manutentori frigoristi, andando incontro il più possibile alle loro esigenze!

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