Refrigerante
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REFRIGERAZIONE Corso Base II ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Temperatura Cosa e’ il freddo? ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Temperatura z Dal punto di vista fisico la parola Freddo non e’ corretta. z Si parla di calore. z Il Calore e’ una forma di energia. z Ogni materiale ha piu’ o meno energia. z Si puo’ misurare la temperatura. z Confrontando le temperature dei materiali si puo’ parlare di piu’ caldo o piu’ freddo. ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Pressione Cosa e’ la pressione? ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Pressione z Definizione: p=F/A p: pressione in Pascal [Pa] F: forza in Newton [N] A: superficie [m*m] z La Pressione Atmosferica e’ circa 100 000 Pa z In applicazioni tecniche la pressione viene ancora indicata in bar. 1 bar = 100 000 Pa ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Tavola di conversione Pa (N/m²) Pascal at (kgf/cm²) atmosfera tecnica bar atm atmosfera fisica kgf/m² Torr 0,102 0,0075 psi (lbs/sq.in.) Pa (N/m²) Pascal 1 bar 100 000 1 1,02 0,987 10 200 750 14,49 98 100 0,981 1 0,968 10 000 736 14,22 101 325 1,013 1,033 1 10 330 760 14,69 1 0,0736 13,6 1 0,019 703,07 51,733 1 at (kgf/cm²) atmosfera tecnica atm atmosfera fisica 10 -5 0,102 x 10 -5 kgf/m² 9,81 9,81 x 10 Torr 133 0,00133 psi (lbs/sq.in.) 6897 6,89 x 10 ESSE - Wilhelm Nießen -2 10 -4 -4 0,968 x 10 0,00136 7,03 x 10 0,987 x 10 -2 -5 -4 0,00132 6,80 x 10 -2 1,45 x 10 1,42 x 10 -4 -3 November 2002 Pressione In applicazioni tecniche vengono utlilizzati due tipi di misuratori. •Manometro: Misura la sovrapressione. •Vuotometro: Misura la pressione assoluta Manometro ESSE - Wilhelm Nießen Vuotometro November 2002 Temperatura - Pressione z La temperatura e la pressione sono grandezze strettamente legate. z Esempio: Pentola a pressione (riduco il tempo di cottura). La pressione aumenta cosi’ si raggiungono temperature piu’ elevate. ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Temperatura - Pressione z Esempio: Punto di evaporazione a diverse altitudini La pressione atmosferica in montagna e’ piu’ bassa rispetto a quella a livello del mare e la temperatura di evaporazione e’ piu’ bassa. ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Temperatura - Pressione z Curva della pressione di vapore dell’acqua. ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Temperatura - Pressione z Commento: Prima della ricarica del circuito frigorifero bisogna fare il vuoto. 1. Tutti i residui di gas vengono eliminati. 2. Nel circuito viene tolta l’umidità. (la pressione e’ cosi’ bassa che l’umidita’ residua nel circuito si trasforma dallo stato liquido a gassoso) ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Raffreddamento z Si puo’ raffreddare qualcosa se sottrai calore. z Ricorda! Il calore si puo’ trasmettere solo da un corpo piu’ caldo ad uno piu’ freddo. z Quali tipi di sistemi refrigeranti conosci? ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Sottrarre Calore Il calore dovrebbe essere sottratto dallo scomparto e la trasmissione del calore effettuata dai refrigeranti. raffreddamento=sottrazione calore La capacita’ refrigerante e’ legata al flusso di refrigerante che e’ e legata alla cilindrata del rm ä W at e H e compressore. är m W at He e rm Wä at He Entalpia di Evaporazione KJ / Kg Refrigerante ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Raffreddamento – Calore di evaporazione z Nei frigoriferi e congelatori il calore viene sottratto attraverso l’evaporazione del refrigerante. ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Circuito refrigerante I componenti del circuito refrigerante sono: z 1. Compressore z 2. Evaporatore z 3. Condensatore z 4. Capillare ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Circuito refrigerante Q evaporatore P compressore capillare condensatore filtro ESSE - Wilhelm Nießen Q November 2002 Raffreddamento - Refrigeranti z L’acqua e’ un pessimo refrigerante. Il punto di evaporazione e’ troppo alto. La pressione necessaria (a -25°C) e’ cosi’ bassa che bisognerebbe usare un sistema di evacuazione invece di un normale compressore. z Per la refrigerazione domestica il refrigerante dovrebbe avere un punto di evaporazione basso e un elevato calore di evaporazione. ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Refrigerante z R12 R12 e‘ stato usato per molti decenni come refrigerante standard nei frigoriferi, congelatori o anche pompe di calore. E‘ un CFC con potenziale di distruzione dell‘ozono e di riscaldamento terrestre per l‘effetto serra diversi da zero. Denominazione Formula chimica Peso molecolare Punto di evaporazione alla pressione atmosferica (1013 hPa) Punto di solidificazione ESSE - Wilhelm Nießen diclorodifluorometano C Cl2 F2 120,92 g/mol - 29,8 oC - 158 oC November 2002 Refrigerante z R12 Calore di evaporazione 166 kJ/ kg Colore del liquido incolore Infiammabilita‘ non infiammabile Odore leggermente dolce Limiti di esplosione non esplosivo Tossicita‘ non tossico ODP 5,5% rispetto a R11 (Potenziale di distruzione dell‘ozono) HGWP (Potenziale di riscaldamento terrestre per effetto serra) ESSE - Wilhelm Nießen 34% rispetto a R11 4300% rispetto a CO2, dopo 20anni November 2002 Refrigerante z R134a R134a ha caratteristiche fisiche e termodinamiche simili all‘R12. R134a non influisce sul buco dell‘ozono, e ha un effetto ridotto sul riscaldamento globale per l‘effetto serra; viene utilizzato come sostituto dell‘R12. Denominazione Formula chimica Peso molecolare Punto di evaporazione alla pressione atmosferica (1013 hPa) Punto di solidificazione ESSE - Wilhelm Nießen 1,1,1,2-tetrafluorometano F H2 C C F3 102 g/mol - 26,3 oC - 101 oC November 2002 Refrigerante z R134a Calore di evaporazione Colore del liquido Infiammabilita‘ Odore Limiti di esplosione Tossicita‘ ODP HGWP ESSE - Wilhelm Nießen 215 kJ/ kg incolore non infiammabile inodore non esplosivo non tossico 0 0,29 (10% rispetto a R11 3200% ripetto a CO2, dopo 16 anni 400% rispetto a CO2, dopo 500 anni) November 2002 Refrigerante z R600a (Isobutano) R600 e‘ un idrocarburo puro, e non danneggia lo strato di ozono. Inoltre non contribuisce al riscaldamento della superficie terrestre. Ma R 600a e‘ un gas infiammabile, e bisogna osservare alcune precauzioni di sicurezza. Denominazione dimetilpropano (Isobutano) Formula chimica CH(CH3)3 (i-C4H10) Peso molecolare 58,123 g/mol Temperatura di evaporazione - 11,61 oC alla pressione atmosferica (1013 hPa) Punto di solidificazione - 159,45 oC ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Refrigerante z R600a (Isobutano) Calore di evaporazione 366,7 kJ/ kg Colore del liquido incolore Infiammabilita‘ si‘ temperatura di ignizione: 460 °C punto di fiamma: - 80 °C Odore leggermente dolce Limiti di esplosione esplosivo tra 1,8 and 8,5% vol. Tossicita‘ non tossico; leggermente narcotico in grandi concentrazioni; concentrazione max. ammessa: 1000 ppm ODP HGWP ESSE - Wilhelm Nießen 0 0 November 2002 Proprieta’ del refrigerante Refrigerante Punto di evaporazione (a 1,013 bar) Condensazione 55°C Pabs R12 R134a R600a - 30 °C - 26 °C - 12 °C 13,72 bar 14,91 bar 7,77 bar Entalpia all’evaporazione 40 Kcal/Kg 51 Kcal/Kg 88 Kcal/Kg Entalpia Evap. 32/-25°C 29 Kcal/Kg 37 Kcal/Kg 65 Kcal/Kg Densita’ -25°C 7,69 Kg/m³ 5,56 Kg/m³ 1,67 Kg/m³ 1,24 bar 1,07bar 0,56bar Pressione Evap. -25°C Pabs Volume -25°C ESSE - Wilhelm Nießen 130 dm³/Kg 180 dm³/Kg 600 dm³/Kg November 2002 Refrigerante Tavola delle pressioni di evaporazione Temperatura t [°C] -60 -55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ESSE - Wilhelm Nießen Pressione assoluta pass [bar] R12 R22 R134a R600a 0,226 0,300 0,392 0,505 0,642 0,807 1,000 1,237 1,510 1,827 2,193 2,612 3,089 3,629 4,238 4,921 5,682 6,529 7,465 8,498 9,634 10,88 12,24 13,72 15,33 0,376 0,497 0,646 0,830 1,053 1,321 1,640 2,016 2,455 2,964 3,550 4,219 4,980 5,839 6,803 7,882 9,081 10,41 11,88 13,50 15,27 17,21 19,33 21,64 24,15 0,163 0,223 0,299 0,396 0,516 0,666 0,848 1,067 1,330 1,642 2,008 2,435 2,929 3,497 4,146 4,883 5,716 6,651 7,698 8,865 10,16 11,59 13,17 14,91 16,81 0,08957 0,12201 0,16356 0,21604 0,28144 0,36196 0,45998 0,57807 0,71894 0,88548 1,0807 1,3077 1,5698 1,8703 2,2125 2,6001 3,0366 3,5254 4,0704 4,6750 5,3431 6,0784 6,8846 7,7657 8,7257 November 2002 Refrigerante diagramma delle pressioni di evaporazione 25,0 R22 p ass [bar] 20,0 R134a 15,0 R12 10,0 R600a 5,0 0,0 -60 ESSE - Wilhelm Nießen -40 -20 0 20 Tem peratura [°C] 40 60 November 2002 Compressore Come lavora il compressore? ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Adatto Compressore ermetico per elettrodomestico ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Costruzione (Ermetico) Copertura Compressore Motore asincrono Guscio Morsettiera ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Scopo L’obiettivo principale del compressore nei frigoriferi e congelatori e’ di produrre la pressione di aspirazione e scarico richiesta e far circolare il refrigerante nel circuito. ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Funzione (Ermetico) aspirazione ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Funzione (Ermetico) compressione ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Funzione (Ermetico) scarico ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Sistema refrigerante Il refrigerante attraversa il compressore che innalza la pressione del refrigerante e attraversa il condensatore. Condensa da vapore a liquido e va all’organo di laminazione (Tubo Capillare). Alla fine, il refrigerante attraversa l’evaporatore. Il liquido evapora. ESSE - Wilhelm Nießen November 2002 Capacita’ refrigerante (Kcal) rme Wä at He e rm Wä at He e rm Wä La capacita’ refrigerante dei frigoriferi e congelatori domestici e’ compresa tra 40-215 Kcal circa 53Kcal ESSE - Wilhelm Nießen 127Kcal 70Kcal November 2002 Capacita’ refrigerante (Kcal) GL80AA 8,10cc GL35AA GL45AA 3,67cc 4,56cc 53Kcal ESSE - Wilhelm Nießen 127Kcal 70Kcal November 2002 Capacita’ refrigerante (Kcal) GL80AA >53Kcal >70Kcal 88W 100W 3,67cc 53Kcal ESSE - Wilhelm Nießen 8,10cc 127Kcal GL45AA GL35AA 159W >127Kcal 4,56cc 70Kcal November 2002 Fine Corso Base II ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
