Un compressore frigorifero è il centro del ciclo di refrigerazione. Funziona come una pompa per controllare la circolazione del refrigerante e aggiunge pressione al refrigerante, riscaldandolo. Il compressore inoltre allontana il vapore dall'evaporatore per mantenere una pressione e una temperatura più basse prima di inviarlo al condensatore.
Il ciclo di refrigerazione
Una comprensione approfondita del ruolo di un compressore di refrigerazione non può esistere senza una discussione sul ciclo di refrigerazione, che consiste essenzialmente nella trasformazione di un liquido in gas e viceversa. (Se non sei interessato ai dettagli, salta questo passaggio.) Ci sono cinque passaggi principali per un circuito di refrigerazione: evaporazione, compressione, condensazione, ricezione ed espansione. 1) Evaporazione: il refrigerante liquido entra nell'evaporatore. Assorbe il calore quando evapora, producendo raffreddamento. Il refrigerante dall'evaporatore viene immesso in un serbatoio come gas surriscaldato debole o saturo. La pressione nel serbatoio aumenta fino a quando non è uguale alla pressione nell'evaporatore. Il flusso di refrigerante si interrompe e la temperatura sia nel serbatoio che nell'evaporatore salgono entrambi a temperatura ambiente. 2) Compressione: per mantenere le pressioni più basse e le temperature più basse necessarie, è necessario un compressore per rimuovere il vapore. Poiché il circuito di refrigerazione è chiuso, l'equilibrio viene mantenuto. Ciò significa che se il compressore rimuove il vapore più velocemente di quanto si possa formare, la pressione diminuirà e con essa la temperatura nell'evaporatore. In alternativa, se il carico sull'evaporatore aumenta e il refrigerante evapora più rapidamente, la temperatura e la pressione nell'evaporatore aumenteranno. L'energia richiesta da un compressore si chiama input di compressione e viene trasferita al vapore di refrigerazione. 3) Condensazione: dopo aver lasciato il compressore, il refrigerante si sposta sul condensatore, che emette calore che viene trasferito in aria o acqua a temperatura più bassa. La quantità di calore emessa è il calore assorbito dal refrigerante nell'evaporatore più il calore creato dall'input di compressione. Il sottoprodotto di ciò è che il vapore si trasforma in un liquido, che viene quindi inviato al ricevitore. 4) Ricezione: la pressione nel ricevitore è superiore alla pressione nell'evaporatore a causa della compressione e quindi deve essere abbassata per adattarsi alla pressione di evaporazione. Ciò si ottiene attraverso l'uso di una valvola di espansione. 5) Espansione: prima che il liquido entri nella valvola di espansione, la temperatura sarà appena sotto il punto di ebollizione. La riduzione improvvisa della pressione nella valvola di espansione fa bollire ed evaporare il liquido. Questa evaporazione avviene nell'evaporatore e il circuito è completo. Ci sono molte temperature diverse coinvolte nel funzionamento di un impianto di refrigerazione, ma in linea di principio ci sono solo due pressioni: pressione di evaporazione e pressione di condensazione.
Tipi
I principali tipi di compressori per refrigerazione sono alternativi, a vite, scroll e centrifughi. Sono utilizzati in applicazioni di refrigerazione, pompe di calore e condizionamento dell'aria, come la lavorazione degli alimenti, piste di pattinaggio e arene e produzione farmaceutica.
Compressori rotativi a vite
I compressori rotativi a vite dispongono di mandrini a vite che comprimono il gas che entra dall'evaporatore. Il compressore a vite offre un funzionamento regolare e requisiti minimi di manutenzione; in genere questi compressori richiedono solo cambi di olio, filtro olio e separatore aria / olio. Sono disponibili anche controller basati su microprocessore per compressori rotativi standard, che consentono al rotore di rimanere caricato al 100 percento delle volte. Esistono due tipi di compressori rotativi a vite: singolo e doppio.
Compressori alternativi
Un compressore alternativo utilizza un meccanismo di scarico azionato da pistone con perni caricati a molla per sollevare la piastra della valvola di aspirazione dalla sua sede, consentendo all'unità di essere utilizzata con qualsiasi rapporto di pressione. Questa azione è simile a un motore a combustione interna in un'auto. Questo tipo di compressore è efficiente sia a pieno carico che a carico parziale. Ulteriori vantaggi includono controlli semplici e la possibilità di controllare la velocità mediante l'uso di trasmissioni a cinghia. Il compressore alternativo è utilizzato in applicazioni a bassa potenza.
Compressori Scroll
I compressori Scroll funzionano spostando un elemento a spirale all'interno di un'altra spirale fissa per produrre sacche di gas che, man mano che diventano più piccole, aumentano la pressione del gas. Durante la compressione, vengono compresse più tasche contemporaneamente. Mantenendo un numero pari di sacche di gas bilanciate sui lati opposti, le forze di compressione all'interno del bilanciamento del rotolo e riducono le vibrazioni all'interno del compressore. Questo tipo di compressore utilizza il design a scorrimento anziché un cilindro fisso o un pistone o un meccanismo di compressione su un lato, eliminando lo spazio sprecato nella camera di compressione ed eliminando la necessità di comprimere il gas più volte durante il ciclo (ricompressione). Questo riduce il consumo di energia.
Compressori Centrifughi
I compressori centrifughi comprimono il gas refrigerante attraverso la forza centrifuga creata dai rotori che ruotano ad alta velocità. Questa energia viene quindi inviata a un diffusore, che ne converte una parte in maggiore pressione. Lo fa espandendo la regione del volume del flusso per rallentare la velocità del flusso del fluido di lavoro. I diffusori possono utilizzare profili alari, noti anche come palette, per migliorare questo aspetto. I compressori centrifughi sono adatti per la compressione di grandi volumi di gas a pressioni moderate.
