Chiller Work: 7 fatti importanti che dovresti sapere

I refrigeratori sono macchine utilizzate per deumidificare o raffreddare i fluidi. Esistono vari tipi di refrigeratori classificati in base al fluido di lavoro utilizzato, al meccanismo di funzionamento utilizzato ecc.

Questo articolo spiega come funziona un refrigeratore, i diversi tipi di refrigeratori utilizzati nell'industria e informazioni generali sui compressori utilizzati nei refrigeratori raffreddati ad aria.

Come funziona un refrigeratore raffreddato ad aria?

Hai mai visto più ventilatori installati in cima a un edificio? Sono utilizzati per il raffrescamento all'interno dell'edificio. Questi ventilatori fanno parte di un sistema più grande noto come refrigeratore raffreddato ad aria.

Chiller è una macchina che assorbe il calore utilizzando ciclo di compressione del vapore, ciclo di assorbimento del vapore o ciclo di assorbimento del vapore. Il fluido freddo può essere fatto passare attraverso uno scambiatore di calore per ulteriori applicazioni. Concetti di termodinamica sono utilizzati nei refrigeratori raffreddati ad aria per raffreddare il fluido o deumidificare l'aria.

I refrigeratori raccolgono il calore dall'acqua e lo rimandano all'unità di trattamento dell'aria che utilizza acqua fredda per il suo funzionamento. Dopo il funzionamento dell'UTA, la temperatura dell'acqua aumenta e viene riportata al refrigeratore d'aria.

Come funziona un refrigeratore industriale?

Lo scopo principale del refrigeratore d'aria industriale è quello di raffreddare l'acqua e rimandarla all'UTA (unità di trattamento dell'aria). Dopo che l'AHU ha svolto il suo compito specificato, l'acqua all'interno dell'AHU diventa calda. Questa acqua calda viene rimandata all'ingresso del refrigeratore. Questo ciclo continua fino alla fine del funzionamento dell'UTA.

Il refrigeratore d'aria assorbe il calore dall'acqua trattata che entra nell'ingresso del refrigeratore. Il calore viene assorbito con l'aiuto dell'evaporatore del refrigeratore.

Dopo il refrigerante liquido passa attraverso l'evaporatore, la sua fase cambia in gas e la pressione diminuisce in questo processo. Dopo la compressione, il refrigerante che esce ha alta pressione e alta temperatura.

Questo gas entra nel condensatore dove viene raffreddato dalle ventole di condensazione. Le ventole di raffreddamento disperdono il calore nell'ambiente, quindi si consiglia di installare refrigeratori d'aria all'esterno della stanza o in un luogo in cui lo scarico del calore non è un problema.

Un refrigeratore d'aria industriale ha i seguenti componenti: evaporatore, condensatore, compressore, pompa e ventole di raffreddamento.

• Evaporatore-Toglie calore all'acqua per cambiare la fase da liquida a gassosa.
• Compressore: la temperatura e la pressione del gas vengono aumentate comprimendo il gas nel compressore.
• Ventole di condensazione/ventole di raffreddamento: le ventole di raffreddamento soffiano via il calore dal refrigerante riducendo la temperatura di gas.
• Condensatore: la fase torna liquida all'interno del condensatore.

A cosa servono i refrigeratori industriali?

I refrigeratori industriali sono utilizzati per meccanismi di raffreddamento, prodotti e un'ampia gamma di macchinari. Può essere centralizzato dove un refrigeratore può essere utilizzato per più applicazioni o decentralizzato dove ogni applicazione ha un refrigeratore dedicato.

I refrigeratori sono utilizzati nelle industrie della plastica, oli per il taglio dei metalli, stampaggio a iniezione e soffiaggio, lavorazione del cemento. Sono utilizzati anche nei sistemi di raffreddamento delle turbine a gas, nelle applicazioni ad alto calore come la risonanza magnetica e i laser negli ospedali.

I refrigeratori raffreddati a liquido sono utilizzati per operazioni interne poiché il liquido assorbe il calore respinto. I refrigeratori condensati ad aria sono pensati per installazioni all'aperto perché il calore viene disperso nell'ambiente. Pertanto, la maggior parte dei refrigeratori raffreddati ad aria sono installati nella parte superiore degli edifici.

Tipi di compressori utilizzati nei refrigeratori raffreddati ad aria

Esistono vari tipi di compressori che possono essere utilizzati nei refrigeratori a seconda dei requisiti di carico nell'applicazione. Di seguito sono riportati i compressori che possono essere utilizzati nei refrigeratori-

• Compressore alternativo-A semplice pompa volumetrica positiva che utilizzava un pistone per erogare gas ad alta pressione. Il gas entra nel cilindro nella corsa di aspirazione quando il pistone è al punto morto inferiore. Il gas viene compresso nella corsa successiva quando il pistone si sposta verso il punto morto superiore. Il gas compresso esce attraverso la valvola di mandata. Questo tipo di compressori eroga gas compresso a pulsazioni.
• Compressore rotativo a vite-I compressori rotativi sono utilizzati in grandi dimensioni applicazioni di refrigerazione di grandi dimensioni come i refrigeratori. Questi hanno il tipo rotante meccanismo di spostamento positivo e forniscono un'erogazione continua di gas compresso a differenza dei compressori alternativi che hanno pulsazioni. I compressori rotativi sono più silenziosi durante il funzionamento.  
• Compressore a palette: il tipo più comune di compressore è il compressore a palette. Usa la forza centrifuga per comprimere il gas. Questi compressori utilizzano palette invece di viti elicoidali per generare aria compressa.
  
• Compressore scroll: un compressore scroll utilizza due spirali a spirale per comprimere il gas o il refrigerante. Di solito una pergamena è fissa e le altre orbitano leggermente sfalsate senza ruotare. Il gas spillato tra le pergamene viene compresso a causa del movimento relativo tra le pergamene. La sua efficienza è leggermente superiore rispetto ai compressori alternativi.

Refrigeratori condensati ad acqua

Come suggerisce il nome, i refrigeratori raffreddati ad acqua utilizzano l'acqua invece dell'aria per il raffreddamento. Utilizza il calore latente per il raffreddamento.

Le torri di raffreddamento esterne forniscono acqua che viene utilizzata per raffreddare il gas refrigerante nel condensatore. All'interno del condensatore, la fase del refrigerante cambia. Il refrigerante gassoso si trasforma in liquido refrigerante e viene quindi ricircolato nel sistema.

Vantaggi e svantaggi dei refrigeratori raffreddati ad acqua

Ogni componente meccanico ha i suoi pro e contro. I progettisti devono fare un compromesso tra pro e contro per rendere il miglior design adatto alla particolare applicazione. Di seguito sono riportati i vantaggi e gli svantaggi dei refrigeratori raffreddati ad acqua

Vantaggi dei refrigeratori raffreddati ad acqua-

• Sono più efficienti dei refrigeratori raffreddati ad aria.
• Non creano molto rumore durante il funzionamento.
• Possono essere utilizzati sia in applicazioni su piccola scala che su scala commerciale.

Svantaggi dei refrigeratori raffreddati ad acqua-

• A causa del continuo fabbisogno di acqua, i refrigeratori raffreddati ad acqua non sono utilizzabili in aree con problemi di carenza d'acqua.
• Con l'aumento del numero di componenti (torre di raffreddamento e pompe), il costo di installazione dei refrigeratori condensati ad acqua è maggiore.

Refrigeratori a vapore compresso vs refrigeratori ad assorbimento di vapore

I refrigeratori a vapore compresso e ad assorbimento di vapore sono entrambi raffreddati ad aria. La principale differenza tra il refrigeratore a vapore compresso e il refrigeratore ad aria assorbita dal vapore è il modo di raffreddamento.

È chiaro che il refrigeratore ad assorbimento di vapore ha più parti ma è più economico da utilizzare in quanto non necessita di aria compressa per il funzionamento.