I sistemi di refrigerazione utilizzano refrigeranti come fluidi di lavoro, che generalmente si presentano in due forme: liquida e gassosa. Oggi parleremo delle informazioni rilevanti sui refrigeranti liquidi.
1. Il refrigerante è liquido o gassoso?
I refrigeranti possono essere suddivisi in 3 categorie: refrigeranti singoli, refrigeranti misti non azeotropici e refrigeranti misti azeotropici.
La composizione del refrigerante, se presente allo stato gassoso o liquido, non cambia, quindi è possibile caricare il refrigerante allo stato gassoso.
Sebbene la composizione del refrigerante azeotropico sia diversa, poiché il punto di ebollizione è lo stesso, anche la composizione del gas e del liquido è la stessa, quindi il gas può essere caricato;
A causa dei diversi punti di ebollizione dei refrigeranti non azeotropici, i refrigeranti liquidi e quelli gassosi hanno una composizione effettivamente diversa. Se in questo caso si aggiungono refrigeranti gassosi, la composizione del refrigerante aggiunto sarà diversa. Ad esempio, se si aggiunge solo un determinato refrigerante gassoso, si può aggiungere solo refrigerante liquido.
Vale a dire, i refrigeranti non azeotropici devono essere aggiunti con un liquido, e tutti i refrigeranti non azeotropici iniziano con R4. Questo tipo di liquido viene aggiunto. I refrigeranti non azeotropici più comuni sono: R40, R401A, R403B, R404A, R406A, R407A, R407B, R407C, R408A, R409A, R410A, R41A.
Per quanto riguarda altri refrigeranti comuni, come R134a, R22, R23, R290, R32, R500, R600a, la composizione del refrigerante non viene alterata dall'aggiunta di gas o liquidi, quindi è conveniente.
Quando si aggiunge il refrigerante, è necessario prestare attenzione ai seguenti aspetti:
(1) Osservare le bolle nel vetro spia;
(2) Misurare l'alta e la bassa pressione;
(3) Misurare la corrente del compressore;
(4) Pesare l'iniezione.
Inoltre, occorre notare e sottolineare che:
I refrigeranti non azeotropici devono essere aggiunti allo stato liquido. Ad esempio, il refrigerante R410A ha la seguente composizione:
R32 (difluorometano): 50%;
R125 (pentafluoroetano): 50%;
Poiché i punti di ebollizione di R32 e R125 sono diversi, quando la bombola di refrigerante R410A viene lasciata ferma, la differenza di punto di ebollizione tra R32 e R125 porterà inevitabilmente alla vaporizzazione del refrigerante gassoso nella parte superiore della bombola, e la composizione non sarà 50% R32 + 50% R125, poiché il punto di ebollizione di R32 è basso, ed è molto probabile che la parte superiore del refrigerante sia composta prevalentemente da R32.
Pertanto, se si aggiunge un refrigerante gassoso, il refrigerante aggiunto non è R410A, bensì R32.
In secondo luogo, i problemi comuni dei refrigeranti liquidi
1. Migrazione del refrigerante liquido
La migrazione del refrigerante si riferisce all'accumulo di refrigerante liquido nel carter del compressore quando quest'ultimo è spento. Finché la temperatura all'interno del compressore è inferiore alla temperatura all'interno dell'evaporatore, la differenza di pressione tra il compressore e l'evaporatore spingerà il refrigerante verso la zona più fredda. Questo fenomeno si verifica con maggiore probabilità durante gli inverni rigidi. Tuttavia, nei condizionatori d'aria e nelle pompe di calore, quando l'unità di condensazione è distante dal compressore, la migrazione può verificarsi anche a temperature elevate.
Una volta spento il sistema, se non viene riavviato entro poche ore, anche in assenza di differenze di pressione, può verificarsi il fenomeno di migrazione a causa dell'attrazione del refrigerante nel basamento verso il refrigerante.
Se il refrigerante liquido in eccesso migra nel carter del compressore, all'avvio del compressore si verifica un grave fenomeno di "slam" del liquido, che può causare diversi guasti, come la rottura della piastra delle valvole, danni al pistone, guasti ai cuscinetti ed erosione dei cuscinetti (il refrigerante rimuove l'olio dai cuscinetti).
2. Fuoriuscita di refrigerante liquido
Quando la valvola di espansione si guasta, o la ventola dell'evaporatore si guasta o è bloccata dal filtro dell'aria, il refrigerante liquido trabocca dall'evaporatore ed entra nel compressore attraverso il tubo di aspirazione sotto forma liquida anziché gassosa. Quando l'unità è in funzione, a causa della diluizione dell'olio refrigerante dovuta al trabocco del liquido, le parti mobili del compressore si usurano e la pressione dell'olio diminuisce, provocando l'intervento del dispositivo di sicurezza per la pressione dell'olio e la conseguente perdita di olio dal carter. In questo caso, se la macchina viene spenta, si verifica rapidamente il fenomeno della migrazione del refrigerante, con conseguente colpo d'ariete al riavvio.
3. Sciopero liquido
Quando si verifica il colpo d'ariete, si può udire un forte rumore metallico proveniente dall'interno del compressore, accompagnato da violente vibrazioni. Il colpo d'ariete può causare la rottura delle valvole, danni alla guarnizione della testata del compressore, la rottura delle bielle, la rottura dell'albero motore e danni ad altri tipi di compressori. Il colpo d'ariete si verifica quando il refrigerante liquido migra nel carter e si riavvia. In alcune unità, a causa della struttura delle tubazioni o della posizione dei componenti, il refrigerante liquido si accumula nel tubo di aspirazione o nell'evaporatore durante lo spegnimento dell'unità ed entra nel compressore allo stato liquido puro e a una velocità particolarmente elevata quando l'unità viene riavviata. La velocità e l'inerzia del colpo d'ariete sono sufficienti a neutralizzare qualsiasi sistema di protezione integrato del compressore contro il colpo d'ariete.
4. Azione del dispositivo di controllo di sicurezza idraulico
Nei sistemi a bassa temperatura, dopo la fase di sbrinamento, il dispositivo di sicurezza per il controllo della pressione dell'olio spesso si attiva a causa del trabocco del refrigerante liquido. Molti sistemi sono progettati in modo tale da consentire al refrigerante di condensarsi nell'evaporatore e nella linea di aspirazione durante lo sbrinamento, per poi fluire nel carter del compressore all'avvio, causando un calo della pressione dell'olio e, di conseguenza, l'intervento del dispositivo di sicurezza.
Occasionalmente, uno o due interventi del dispositivo di sicurezza della pressione dell'olio potrebbero non avere gravi ripercussioni sul compressore, ma ripetuti più volte in assenza di una lubrificazione adeguata possono causarne il guasto. Il dispositivo di sicurezza della pressione dell'olio viene spesso considerato un guasto di lieve entità dall'operatore, ma in realtà segnala che il compressore è in funzione da più di due minuti senza lubrificazione e che è necessario intervenire tempestivamente.
3. Soluzioni al problema dei refrigeranti liquidi
Un compressore ben progettato ed efficiente per la refrigerazione, il condizionamento dell'aria e le pompe di calore è essenzialmente una pompa di vapore in grado di gestire solo una determinata quantità di refrigerante liquido e olio refrigerante. Per progettare un compressore in grado di gestire maggiori quantità di refrigerante liquido e olio refrigerante, è necessario considerare una combinazione di dimensioni, peso, capacità di raffreddamento, efficienza, rumorosità e costo. Oltre ai fattori di progettazione, la quantità di refrigerante liquido che un compressore può gestire è fissa e la sua capacità di gestione dipende dai seguenti fattori: volume del carter, carica di olio refrigerante, tipo di sistema e di controllo e normali condizioni operative.
Quando la carica di refrigerante aumenta, aumenta anche il potenziale pericolo per il compressore. Le cause del danno possono essere generalmente ricondotte ai seguenti punti:
(1) Carica eccessiva di refrigerante.
(2) L'evaporatore è ghiacciato.
(3) Il filtro dell'evaporatore è sporco e ostruito.
(4) La ventola dell'evaporatore o il motore della ventola si guastano.
(5) Selezione capillare errata.
(6) La selezione o la regolazione della valvola di espansione è errata.
(7) Migrazione del refrigerante.
1. Migrazione del refrigerante liquido
La migrazione del refrigerante si riferisce all'accumulo di refrigerante liquido nel carter del compressore quando quest'ultimo è spento. Finché la temperatura all'interno del compressore è inferiore alla temperatura all'interno dell'evaporatore, la differenza di pressione tra il compressore e l'evaporatore spingerà il refrigerante verso la zona più fredda. Questo fenomeno si verifica con maggiore probabilità durante gli inverni rigidi. Tuttavia, nei condizionatori d'aria e nelle pompe di calore, quando l'unità di condensazione è distante dal compressore, la migrazione può verificarsi anche a temperature elevate.
Una volta spento il sistema, se non viene riavviato entro poche ore, anche in assenza di differenze di pressione, può verificarsi il fenomeno di migrazione a causa dell'attrazione del refrigerante nel basamento verso il refrigerante.
Se il refrigerante liquido in eccesso migra nel carter del compressore, all'avvio del compressore si verifica un grave fenomeno di "slam" del liquido, che può causare diversi guasti, come la rottura della piastra delle valvole, danni al pistone, guasti ai cuscinetti ed erosione dei cuscinetti (il refrigerante rimuove l'olio dai cuscinetti).
2. Fuoriuscita di refrigerante liquido
Quando la valvola di espansione si guasta, o la ventola dell'evaporatore si guasta o è bloccata dal filtro dell'aria, il refrigerante liquido trabocca dall'evaporatore ed entra nel compressore attraverso il tubo di aspirazione sotto forma liquida anziché gassosa. Quando l'unità è in funzione, a causa della diluizione dell'olio refrigerante dovuta al trabocco del liquido, le parti mobili del compressore si usurano e la pressione dell'olio diminuisce, provocando l'intervento del dispositivo di sicurezza per la pressione dell'olio e la conseguente perdita di olio dal carter. In questo caso, se la macchina viene spenta, si verifica rapidamente il fenomeno della migrazione del refrigerante, con conseguente colpo d'ariete al riavvio.
3. Sciopero liquido
Quando si verifica il colpo d'ariete, si può udire un forte rumore metallico proveniente dall'interno del compressore, accompagnato da violente vibrazioni. Il colpo d'ariete può causare la rottura delle valvole, danni alla guarnizione della testata del compressore, la rottura delle bielle, la rottura dell'albero motore e danni ad altri tipi di compressori. Il colpo d'ariete si verifica quando il refrigerante liquido migra nel carter e si riavvia. In alcune unità, a causa della struttura delle tubazioni o della posizione dei componenti, il refrigerante liquido si accumula nel tubo di aspirazione o nell'evaporatore durante lo spegnimento dell'unità ed entra nel compressore allo stato liquido puro e a una velocità particolarmente elevata quando l'unità viene riavviata. La velocità e l'inerzia del colpo d'ariete sono sufficienti a neutralizzare qualsiasi sistema di protezione integrato del compressore contro il colpo d'ariete.
4. Azione del dispositivo di controllo di sicurezza idraulico
Nei sistemi a bassa temperatura, dopo la fase di sbrinamento, il dispositivo di sicurezza per il controllo della pressione dell'olio spesso si attiva a causa del trabocco del refrigerante liquido. Molti sistemi sono progettati in modo tale da consentire al refrigerante di condensarsi nell'evaporatore e nella linea di aspirazione durante lo sbrinamento, per poi fluire nel carter del compressore all'avvio, causando un calo della pressione dell'olio e, di conseguenza, l'intervento del dispositivo di sicurezza.
Occasionalmente, uno o due interventi del dispositivo di sicurezza della pressione dell'olio potrebbero non avere gravi ripercussioni sul compressore, ma ripetuti più volte in assenza di una lubrificazione adeguata possono causarne il guasto. Il dispositivo di sicurezza della pressione dell'olio viene spesso considerato un guasto di lieve entità dall'operatore, ma in realtà segnala che il compressore è in funzione da più di due minuti senza lubrificazione e che è necessario intervenire tempestivamente.
3. Soluzioni al problema dei refrigeranti liquidi
Un compressore ben progettato ed efficiente per la refrigerazione, il condizionamento dell'aria e le pompe di calore è essenzialmente una pompa di vapore in grado di gestire solo una determinata quantità di refrigerante liquido e olio refrigerante. Per progettare un compressore in grado di gestire maggiori quantità di refrigerante liquido e olio refrigerante, è necessario considerare una combinazione di dimensioni, peso, capacità di raffreddamento, efficienza, rumorosità e costo. Oltre ai fattori di progettazione, la quantità di refrigerante liquido che un compressore può gestire è fissa e la sua capacità di gestione dipende dai seguenti fattori: volume del carter, carica di olio refrigerante, tipo di sistema e di controllo e normali condizioni operative.
Quando la carica di refrigerante aumenta, aumenta anche il potenziale pericolo per il compressore. Le cause del danno possono essere generalmente ricondotte ai seguenti punti:
(1) Carica eccessiva di refrigerante.
(2) L'evaporatore è ghiacciato.
(3) Il filtro dell'evaporatore è sporco e ostruito.
(4) La ventola dell'evaporatore o il motore della ventola si guastano.
(5) Selezione capillare errata.
(6) La selezione o la regolazione della valvola di espansione è errata.
(7) Migrazione del refrigerante.
Data di pubblicazione: 31 maggio 2022
