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ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Temperatura
Dal punto di vista fisico la parola Freddo non e’ corretta.Si parla di calore.Il Calore e’ una forma di energia.Ogni materiale ha piu’ o meno energia.Si puo’ misurare la temperatura.Confrontando le temperature dei materiali si puo’ parlare di piu’ caldo o piu’ freddo.
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Pressione
Definizione:p = F / A
p: pressione in Pascal [Pa]F: forza in Newton [N]A: superficie [m*m]
La Pressione Atmosferica e’ circa 100 000 Pa
In applicazioni tecniche la pressioneviene ancora indicata in bar.1 bar = 100 000 Pa
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Tavola di conversione
Pa (N/m²) Pascal bar
at (kgf/cm²) atmosfera
tecnica
atm atmosfera
fisicakgf/m² Torr psi
(lbs/sq.in.)
Pa (N/m²) Pascal 1 10-5 0,102 x 10-4 0,987 x 10-5 0,102 0,0075 1,45 x 10-4
bar 100 000 1 1,02 0,987 10 200 750 14,49
at (kgf/cm²)atmosfera
tecnica98 100 0,981 1 0,968 10 000 736 14,22
atm atmosfera
fisica101 325 1,013 1,033 1 10 330 760 14,69
kgf/m² 9,81 9,81 x 10-5 10-4 0,968 x 10-4 1 0,0736 1,42 x 10-3
Torr 133 0,00133 0,00136 0,00132 13,6 1 0,019
psi(lbs/sq.in.) 6897 6,89 x 10-2 7,03 x 10-2 6,80 x 10-2 703,07 51,733 1
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Pressione
Manometro Vuotometro
In applicazioni tecniche vengono utlilizzatidue tipi di misuratori.•Manometro: Misura la sovrapressione.•Vuotometro: Misura la pressione assoluta
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Temperatura - Pressione
La temperatura e la pressione sonograndezze strettamente legate.Esempio:Pentola a pressione (riduco il tempo dicottura).
La pressione aumenta cosi’ si raggiungonotemperature piu’ elevate.
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Temperatura - Pressione
Esempio:Punto di evaporazione a diverse altitudini
La pressione atmosferica in montagna e’ piu’ bassarispetto a quella a livello del mare e la temperaturadi evaporazione e’ piu’ bassa.
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Temperatura - PressioneCurva della pressione di vaporedell’acqua.
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Temperatura - PressioneCommento:
Prima della ricarica del circuito frigoriferobisogna fare il vuoto.
1. Tutti i residui di gas vengono eliminati.2. Nel circuito viene tolta l’umidità.
(la pressione e’ cosi’ bassa chel’umidita’ residua nel circuito si trasformadallo stato liquido a gassoso)
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
RaffreddamentoSi puo’ raffreddare qualcosa se sottraicalore.
Ricorda!Il calore si puo’ trasmettere solo da un corpo piu’ caldo ad uno piu’ freddo.
Quali tipi di sistemi refrigeranti conosci?
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Sottrarre Calore
Wärme
Heat
Wärme
Heat
Wärme
Heat
Il calore dovrebbe essere sottratto dallo scomparto e la trasmissione del caloreeffettuata dai refrigeranti.
Entalpia di EvaporazioneKJ / Kg Refrigerante
legata alla cilindrata del compressore.
La capacita’ refrigerante e’ legata al flusso di refrigerante che e’
raffreddamento=sottrazione calore
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Raffreddamento – Calore dievaporazione
Nei frigoriferi e congelatori il calore vienesottratto attraverso l’evaporazione del refrigerante.
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Circuito refrigerante
I componenti del circuito refrigerante sono:
1. Compressore
2. Evaporatore
3. Condensatore
4. Capillare
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Circuito refrigerante
evaporatore
condensatore
compressore
filtro
Q
P
capillare
Q
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Raffreddamento - RefrigerantiL’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 normalecompressore. Per la refrigerazione domestica ilrefrigerante dovrebbe avere un punto dievaporazione basso e un elevato calore dievaporazione.
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Refrigerante
R12R12 e‘ stato usato per molti decenni come refrigerante standard neifrigoriferi, 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 diclorodifluorometanoFormula chimica C Cl2 F2Peso molecolare 120,92 g/molPunto di evaporazione allapressione atmosferica (1013 hPa) - 29,8 oCPunto di solidificazione - 158 oC
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Refrigerante
R12Calore di evaporazione 166 kJ/ kg Colore del liquido incoloreInfiammabilita‘ non infiammabileOdore leggermente dolceLimiti di esplosione non esplosivoTossicita‘ non tossicoODP 5,5% rispetto a R11 (Potenziale di distruzione dell‘ozono)
HGWP 34% rispetto a R11 (Potenziale di riscaldamentoterrestre per effetto serra) 4300% rispetto a CO2, dopo 20anni
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Refrigerante
R134aR134a ha caratteristiche fisiche e termodinamiche simili all‘R12. R134a non influisce sul buco dell‘ozono, e ha un effetto ridotto sulriscaldamento globale per l‘effetto serra; viene utilizzato come sostituto dell‘R12.
Denominazione 1,1,1,2-tetrafluorometanoFormula chimica F H2 C C F3Peso molecolare 102 g/molPunto di evaporazione alla - 26,3 oCpressione atmosferica (1013 hPa)Punto di solidificazione - 101 oC
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Refrigerante
R134aCalore di evaporazione 215 kJ/ kg Colore del liquido incoloreInfiammabilita‘ non infiammabileOdore inodoreLimiti di esplosione non esplosivoTossicita‘ non tossicoODP 0 HGWP 0,29 (10% rispetto a R11
3200% ripetto a CO2, dopo 16 anni400% rispetto a CO2, dopo 500 anni)
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Refrigerante
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 alcuneprecauzioni di sicurezza.
Denominazione dimetilpropano (Isobutano)Formula chimica CH(CH3)3 (i-C4H10)Peso molecolare 58,123 g/molTemperatura di evaporazione - 11,61 oCalla pressione atmosferica (1013 hPa)Punto di solidificazione - 159,45 oC
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Refrigerante
R600a (Isobutano)Calore di evaporazione 366,7 kJ/ kg Colore del liquido incoloreInfiammabilita‘ si‘ - temperatura di ignizione: 460 °C
punto di fiamma: - 80 °COdore leggermente dolceLimiti di esplosione esplosivo tra 1,8 and 8,5% vol.Tossicita‘ non tossico; leggermente narcotico in grandi
concentrazioni; concentrazione max.ammessa: 1000 ppm
ODP 0 HGWP 0
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Proprieta’ del refrigeranteRefrigerante
Punto di evaporazione (a 1,013 bar)
Condensazione 55°C Pabs
Entalpia all’evaporazione
Entalpia Evap. 32/-25°C
Densita’ -25°C
Pressione Evap. -25°C Pabs
Volume -25°C
R12
- 30 °C
13,72 bar
40 Kcal/Kg
29 Kcal/Kg
7,69 Kg/m³
1,24 bar
130 dm³/Kg
R134a
- 26 °C
14,91 bar
51 Kcal/Kg
37 Kcal/Kg
5,56 Kg/m³
1,07bar
180 dm³/Kg
R600a
- 12 °C
7,77 bar
88 Kcal/Kg
65 Kcal/Kg
1,67 Kg/m³
0,56bar
600 dm³/Kg
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
RefrigeranteTavola delle pressioni di evaporazione
Temperaturat [°C]
Pressione assolutapass [bar]
R12 R22 R134a R600a
-60 0,226 0,376 0,163 0,08957-55 0,300 0,497 0,223 0,12201-50 0,392 0,646 0,299 0,16356-45 0,505 0,830 0,396 0,21604-40 0,642 1,053 0,516 0,28144-35 0,807 1,321 0,666 0,36196-30 1,000 1,640 0,848 0,45998-25 1,237 2,016 1,067 0,57807-20 1,510 2,455 1,330 0,71894-15 1,827 2,964 1,642 0,88548-10 2,193 3,550 2,008 1,0807-5 2,612 4,219 2,435 1,30770 3,089 4,980 2,929 1,56985 3,629 5,839 3,497 1,8703
10 4,238 6,803 4,146 2,212515 4,921 7,882 4,883 2,600120 5,682 9,081 5,716 3,036625 6,529 10,41 6,651 3,525430 7,465 11,88 7,698 4,070435 8,498 13,50 8,865 4,675040 9,634 15,27 10,16 5,343145 10,88 17,21 11,59 6,078450 12,24 19,33 13,17 6,884655 13,72 21,64 14,91 7,765760 15,33 24,15 16,81 8,7257
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Refrigerantediagramma delle pressioni di evaporazione
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
-60 -40 -20 0 20 40 60Temperatura [°C]
p as
s [b
ar]
R134a
R22
R12
R600a
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Costruzione (Ermetico)
Copertura
Compressore
Motore asincrono
Guscio
Morsettiera
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Scopo
L’obiettivo principale del compressorenei 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
Sistema refrigerante
Il refrigerante attraversa il compressore cheinnalza la pressione del refrigerante e attraversail 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)Wär
me
Heat
Wärme
Heat
Wärme
La capacita’ refrigerante dei frigoriferi e congelatoridomestici e’ compresa tra 40-215 Kcal circa
53Kcal 70Kcal
127Kcal
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Capacita’ refrigerante (Kcal)
GL35AA GL45AA
GL80AA
3,67cc 4,56cc
8,10cc
53Kcal 70Kcal
127Kcal
ESSE - Wilhelm Nießen November 2002
Capacita’ refrigerante (Kcal)
GL35AA GL45AA
GL80AA
3,67cc 4,56cc
8,10cc
53Kcal 70Kcal
127Kcal
88W 100W
159W>53Kcal >70Kcal
>127Kcal