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PLC Forum


come funziona un climatizzatore


merlino64

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buona sera a tutti,non scrivo molto perchè non ho molto da insegnare ma  vi leggo sempre e volentieri,avrei alcune domande riguardanti certi aspetti del funzionamento del classico climatizzatore usato in appartamento con macchina esterna e split interno,premetto che non sono del settore (ma curioso di capire)e mi scuso gia'se chiedero'cose stupide o banali per voi esperti ma portate pazienza,prima di fare le domande vorrei essere sicuro di avere capito bene il principio di funzionamento di questi impianti,io l'ho capito cosi.

in raffreddamento:si parte col compressore che comprime il refrigerante che e'allo stato gassoso ad una certa pressione(sulle 35 atm giusto?)il refrigerante compresso viene spinto nel condensatore(macchina esterna)diventa liquido e aumenta di temperatura  ,grazie al passaggio dell'aria causato alla ventola viene parzialmente raffreddato ,quando esce dal condensatore rimane sempre allo stato liquido ma con temperatura piu bassa poi passa attraverso la valvola di espansione che potrebbe essere una elettrovalvola o anche un tubino di piccolo diametro(giusto?)che ne ne riduce la portata e quindi a valle passando meno refrigerante si abbassa anche di conseguenza la pressione,a questo punto entra nel tubo di mandata verso l'evaporatore (split)e comincia la trasformazione da liquido a gassoso diventando freddo ,raffreddando di conseguenza la batteria dell'evaporatore che di conseguenza raffredda l'aria che esce da esso ,poi si completa il ciclo con  il refrigerante allo stato gassoso ritorna al compressore e si ricomincia da capo.

in riscaldamento :c'è una valvola a 4 vie che inverte il senso di mandata del refrigerante per cui lo split diventa il condensatore e la macchina esterna l'evaporatore

piu'o meno questo è quello che ho capito,è tutto sbagliato o ci ho azzeccato in qualcosa?dopo avermi   chiarito le idee passero'alle domande in merito

grazie se qualcuno avra'la pazienza di rispondere:smile:

 

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Alessio Menditto

No va abbastanza bene, è un po’ più complicato ma sostanzialmente è così.

Non è molto precisa la descrizione della valvola di espansione, che non può essere una elettrovalvola in senso stretto, è più il tubicino sottile ma lo scopo in realtà, qualunque cosa sia, è di provocare una improvvisa caduta di pressione.

 

Questo perché si vuole fare un passaggio da liquido a vapore in modo “adiabatico” ossia senza cedere calore al liquido, perché in realtà non si vuole far evaporare il liquido “nella” valvola, ma più avanti, nell’evaporstore.

Quello che esce dalla valvola o dal capillare è quindi un “saturo”, ossia un liquido che sta bollendo in equilibrio col suo vapore, tanto liquido e pochissimo vapore, che però non riesce a bollire perché non riesce a catturare abbastanza calore (nel tratto espansione/evaporatore).

 

Quando arriva nell’evaporatore finalmente trova quel calore che non ha avuto prima e si completa il passaggio di stato liquido/gas, che richiede grande quantità di calore, che trova in ambiente,

 

Il ciclo frigorifero quindi si gioca sui due passaggi di stato, evaporazione e condensazione, che richiedono entrambi grandissime quantità di calore e ce ne fanno apprezzare l’effetto.

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grazie mille Alessio,ora passo alle domande(spero non troppo stupide)per togliermi qualche dubbio e avere un minimo di cultura in merito

1)la trasformazione del refrigerante allo stato liquido è dovuto al solo fatto di essere messo in pressione o dipende anche dal fatto che viene raffreddato nel condensatore?la provo a mettere in maniera diversa:se la ventola del condensatore non girasse e quindi non raffreddasse la batteria il refrigerante diventerebbe comunque liquido(e caldo)?

2)presumo che  dipenda anche dalla temperatura ambiente dove lavora l'impianto,ipotizzando una temperatura esterna di 35 gradi si riesce a sapere piu' o meno a quanti gradi arriva il refrigerante compresso che entra nel condensatore(avevo letto circa 60gradi?) e quanti gradi riesce quest'ultimo a raffreddarlo?

3)ho letto che la pressione del refrigerante nel condensatore arriva sulle 35 atm,è corretto?

4)ho notato sul mio clima che la temperatura del tubo di ritorno (i tubi non sono molto lunghi,sui 3mt circa)toccando con la mano sembra  freddo quasi come quello di mandata,è un buon segno o il tubo di ritorno dovrebbe essere piu'tiepido di quello di mandata?

5) visto che c'è un tubo piu'piccolo e uno piu' grande,nei clima con pdc se in modalita' raffreddamento il refrigerante gira in un senso e riscaldamento nell'altro,è sbagliato pensare che nella modalita'riscaldamento non sia il massimo della resa avere il ritorno del gas nel tubo piu'piccolo?perchè non si mettono 2 tubi di egual misura nelle macchine che fanno entrambe le funzioni?

6)leggo a volte qui che quando in un clima manca del refrigerante tende a ghiacciare il tubo di mandata,come mai accade questo?

per ora mi fermo qui:smile:

 

Modificato: da merlino64
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52 minuti fa, merlino64 ha scritto:

1)la trasformazione del refrigerante allo stato liquido è dovuto al solo fatto di essere messo in pressione o dipende anche dal fatto che viene raffreddato

 

dalla pressione ed anche dalla temperatura, o alzi una o abbassi l'altra, tecnicamente qualsiasi gas può diventare liquido alla giusta pressione, teoricamente anche l'aria che respiriamo ma occorrerebbero pressioni esagerate

 

un esempio è il GPL, che viene caricato in fase liquida nelle bombole, e ritorna gas quando si apre la bombola (quindi lo si lascia espandere)

 

se non sbaglio anche il metano viene fatto diventare liquido ma a differenza del gpl che diventa liquido a 3-4 atmosfere per il metano ne occorrono almeno una cinquantina e non sarebbe molto sicuro vendere bombole di metano al cliente medio

 

il riscaldamento è effetto della compressione, accade lo stesso con l'aria nei motori delle auto (nei diesel l'accensione non è comandata ma il gasolio polverizzato si incendia spontaneamente quando viene a contatto con l'aria diventata bollente nel cilindro grazie alla compressione) o anche nelle turbine a getto, anche il tubo di mandata di un compressore domestico diventa bollente durante l'uso

 

52 minuti fa, merlino64 ha scritto:

3)ho letto che la pressione del refrigerante nel condensatore arriva sulle 35 atm,è corretto?

 

più o meno, qui e sulla domanda precedente lascio rispondere Alessio che è più preparato comunque si, entrano in gioco anche le temperature

 

52 minuti fa, merlino64 ha scritto:

o il tubo di ritorno dovrebbe essere piu'tiepido di quello di mandata?

 

no, il tubo di ritorno deve essere freddo anche perché è grazie a quello che si raffredda il compressore, motivo per cui di solito se c'è poco gas nell'impianto ci sono dei sistemi, manometrici o termometrici, che lo arrestano

 

52 minuti fa, merlino64 ha scritto:

non sia il massimo della resa avere il ritorno del gas nel tubo piu'piccolo?

 

non è un ritorno, è una mandata, lui passa in fase satura nel tubo piccolo perché dopo aver smaltito il calore accumulato durante la compressione deve evaporare nel radiatore esterno

 

52 minuti fa, merlino64 ha scritto:

perchè non si mettono 2 tubi di egual misura

 

perché appena il gas trova un ambiente che gli consente di farlo si espande, a te la fase di espansione serve che avvenga in un punto ben preciso perché deve assorbire calore dall'ambiente, non un po' dove capita; appena fuori dalla motocondensante sarebbe inutile

 

tecnicamente credo sarebbe possibile avere due tubi uguali se si sposta la valvola di espansione nella unità interna, anzi credo che i clima americani siano fatti così ma questo pone il problema che la valvola di espansione fa rumore, anche se poco, e questo è sgradito averlo dentro l'ambiente

 

in america di solito i cdz sono canalizzati quindi il problema si pone di meno

 

in europa siamo ancora legati allo splittino ed i canalizzati sono molto più rari, salvo forse palazzi di uffici e strutture simili dove l'impianto clima viene pensato e costruito assieme alla struttura

 

52 minuti fa, merlino64 ha scritto:

tende a ghiacciare il tubo di mandata,come mai accade questo?

 

per il motivo spiegato sopra, il saturo bollente non vede l'ora di evaporare, appena può lo fa, se è poco anche lo spazio dentro il piccolo tubo di mandata gli basta per espandersi, quindi finisce con il farlo lì e non nello scambiatore

 

ricordo di aver visto tempo fa su youtube un video di un circuito frigo con un evaporatore in rame a cui era applicata una spessa lastra trasparente come coperchio, questo permetteva di vedere coi propri occhi il cambiamento di stato del gas, si capiscono molte cose

Modificato: da Darlington
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Alessio Menditto

Oltre a quello detto giustamente da Darly, per il fatto della pressione non c’è una pressione definita a priori, c’è la pressione che “crea” l’espansione.

Di fatto, “compressore” non è lessicalmente appropriato, se crei un collegamento con un tubo tra mandata e ritorno, e metti due manometri, in moto tu leggeresti la stessa identica pressione (al netto ovviamente della piccola caduta dovuta al fatto che costringi il gas ad essere compresso nel tubo e quindi oppone resistenza) tra mandata e ritorno, è chiaro che il compressore non comprime un bel niente se non trovasse questa ostruzione, che potrebbe benissimo anche essere solo un rubinetto chiuso “quasi” completamente.

 

In effetti i primi frigo e anche vecchi impianti usavano una valvola “a mano”, ossia un rubinetto in fessura.

 

Detto questo, la pressione dipende da questo grado di strozzatura, e ci interessa che sia ben definite per fare evaporare il liquido COME vogliamo noi, ossia ad una determinata temperatura (che è strettamente dipendente dalla pressione, e viceversa).

 

Poi ovviamente quando tutto il vapore è diventato gas, ci interessa farlo ritornare liquido, e si fa passare dentro il compressore che lo ricomprime (in una trasformazione “isoentropica”, parolone difficile ma insostituibile e molto appropriato: stessa entropia perché appunto il compressore in se è solo uno “ spostatore” non cede ulteriore energia al gas,) e lo manda al condensatore, ma sempre alla pressione di mandata.

 

Per quello che riguarda temperature ambiente ecc, il ciclo frigorifero ha la particolarità di adattarsi (fino ad un certo limite dovuto alle caratteristiche di ogni gas, ecco perché ce ne sono così tanti) appunto alla temperatura esterna, in particolare nella condensazione, dove la temperatura del gas tende ad essere sempre maggiore di quella ambiente, e se si alza questa, si alza pure quella del gas, fino a che però non arriva al punto (scritto su tabella di ogni refrigerante) di incondensabilitá (sommità della curva a campana), per cui li si ferma il (teorico ) ciclo frigorifero.

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7 ore fa, merlino64 ha scritto:

visto che c'è un tubo piu'piccolo e uno piu' grande,nei clima con pdc se in modalita' raffreddamento il refrigerante gira in un senso e riscaldamento nell'altro,è sbagliato pensare che nella modalita'riscaldamento non sia il massimo della resa avere il ritorno del gas nel tubo piu'piccolo?perchè non si mettono 2 tubi di egual misura nelle macchine che fanno entrambe le funzioni?

In modalità caldo nel tubo piccoli scorre il liquido quindi hai una densità maggiore 

A freddo scorre un vapore saturo che  è leggermente più denso

È giusto come viene realizzato normalmente 

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grazie ragazzi delle risposte,ora il principio di base mi è piu'chiaro.

avrei qualche altra curiosita'sempre inerente al funzionamento del principio di raffreddamento ma questa volta inerente al frigorifero di  casa,le posto qui per non aprire una nuova discussione visto che il meccanismo è sempre quello dei un climatizzatore(piu'o meno)

 frigorifero di casa con un solo motore e un solo termostato di regolazione per la temperatura del vano frigo,

dato per giusto che il condensatore e' la  griglia esterna dietro la macchina e l'evaporatore i tubi interni al frigo,domande:

1)l'evaporatore e'composto da un unico tubo che gira prima vicino alle pareti del freezer e poi va'a quelle del reparto frigo(o viceversa)o si dirama in 2 circuiti distinti ,uno per il freezer e uno per il frigo?

2)come fa  ad ottenere -20 gradi nel reparto freezer e +4 nel reparto frigo?

3)quando si agisce sul termostato per modificare la temperatura interna del reparto frigo si modifica anche quella del freezer o quest ultima rimane sempre uguale perchè il termostato non influisce sulla temperatura del freezer?

grazie

 

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Alessio Menditto

È vero che il principio di funzionamento è lo stesso, ma sono macchine molto diverse, tanto è vero che il Forum ha diviso Climatizzazione con Refrigerazione, per cui è meglio che fai questa domanda in refrigerazione.

Qua chiedi pure quello che vuoi sui clima. 

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OT

Il 3/8/2020 alle 01:08 , Darlington ha scritto:

Se non sbaglio anche il metano viene fatto diventare liquido ma a differenza del gpl che diventa liquido a 3-4 atmosfere per il metano ne occorrono almeno una cinquantina e non sarebbe molto sicuro vendere bombole di metano al cliente medio

A me non risulta che tramite compressione il metano diventi liquido, il punto critico del metano è comunque parecchio sotto zero 

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17 ore fa, Alessio Menditto ha scritto:

Qua chiedi pure quello che vuoi sui clima. 

altre 2 cosine le avrei:smile:

1)è corretto quindi pensare che in modalita'raffreddamento si ha una alta pressione nella macchina esterna che fa da condensatore e una pressione piu'bassa nei 2 tubi di mandata e ritorno e nello split che fa da evaporatore mentre in modalita'riscaldamento è il contrario?cioe'pressione piu'alta nei 2 tubi e nello split e piu' bassa nella macchina esterna?

2)restando in modalita'raffredamento,cambia la pressione del rifregarente nella macchina esterna col cambiare della temperatura ambiente esterna ?se ci sono 30 0 40 gradi la pressione nel condensatore è sempre la stessa?

3)a maggiore  delta del calo di temperatura del refrigerante dentro il condensatore si ha anche una miglior resa di raffrescamento dell'evaporatore?cioe piu'gradi riesce ad abbassare il refrigerante nella macchina esterna si ha una resa migliore (aria che esce piu' fredda)dello split?o è ininfluente?

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Alessio Menditto

La risposta  1 è si, le altre due sono più complesse.

Come detto prima, scopo del frigorifero è compiere una trasformazione “contro natura” , cioè spostare il calore NON dal corpo più caldo al più freddo ma dal più freddo al più caldo (cioè da 27 gradi impostati dal telecomando ai 38 esterni di questi giorni ad esempio).

 

Per far ciò è fondamentale che la temperatura di condensazione sia sempre più alta di quella esterna, per cui all’aumentare della temperatura esterna deve per forza aumentare (per superarla) la temperatura del gas nel condensatore, quindi deve variare la sua pressione.

Questo giochino però ha dei limiti, il più drastico è il limite di condensazione di ogni singolo gas (cioè la temperatura oltre la quale non condensa più), e gli altri sono la capacità del condensatore (batteria e ventola) di cedere calore all aria.

La situazione cambia se la velocità della ventola è fissa (come nei vecchi clima) o variabile (come negli “inverter”).

Se la ventola ha velocità fissa queste variazioni di temperatura/pressione sono più marcate, perché se la velocità è sempre costante, a bassa temperatura esterna il condensatore “raffredda troppo” e quindi la pressione del gas si abbassa.

 

E qui entra in gioco un altro problema, perché il “ ciclo inverso” è di una complessità raramente vista, ossia se è vero che calando la temperatura del gas aumenta la resa del condensatore (più divario c’è tra T cond e T esterna più migliora la velocità di scambio termico), la resa invece della valvola di espansione o del capillare CALA, perché a bassa temperatura di condensazione cala la “spinta” con cui il refrigerante liquido entra nell organò di espansione, è per quello che la tecnologia inverter fa aumentare la resa e diminuire i consumi di corrente, perché se si abbassa la T ambiente la velocità della ventola cala in modo da cercare di tenere la Temperatura/Pressione di condensazione nei valori più favorevoli per la espansione, in modo che si trovi sempre alimentata come si deve.

 

Per cui è vero che a bassa temperatura esterna ovviamente corrisponde un migliore scambio di calore, ma attenzione che la valvola o il capillare rimangano alimentari a dovere, e possibilmente più costantemente possibile, e in questo la tecnologia inverter è portentosa.

 

Per inciso, se fosse on off e la T esterna fosse bassissima, il clima raffredda comunque, non è che non raffredda, ma ci mette più tempo, e più tempo ci mette più corrente consuma.

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8 ore fa, robertice ha scritto:

Google aiuta

Mi sembrava invece un ottimo "spunto" per parlare della differenza tra ciclo subcritico e transcritico, ma lasciamo perdere 

😁

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Xxxxbazookaxxxx
32 minuti fa, click0 ha scritto:

della differenza tra ciclo subcritico e transcritico

C’è S.Centro Studi Galileo per quello 🙂

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Alessio Menditto

Grazie a te se mi fai ripassare i concetti base, purtroppo la teoria se non si rinfresca ogni tanto (almeno per me) si dimentica.

È veramente il “ciclo inverso” (al contrario della caldaia, che è “normale” diciamo) di una complessità diabolica.

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ti diro' Alessio che avevo fatto piu'o meno le stesse domande a 2 miei conoscenti giusto per soddisfare la mia voglia di conoscenza ,entrambi installatori e con patentino fgas 

e ti posso assicurare che dalle loro risposte(spesso diverse)mi sono reso conto che forse non sanno veramente alla perfezione il funzionamento delle macchine che vanno ad installare,ho capito piu'qui in pochi interventi che da loro.non essendo il mio mestiere sono gia'piu'che soddisfatto,mi ricordo ancora cosa diceva il capo officina quando ero giovane:per riparare una cosa o farla funzionare al meglio delle sue possibilita'è fondamentale capire  sia la teoria che la pratica di come funziona

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Alessio Menditto

L’equivoco però nasce dal nome “patentino frigorista”, che in realtà si dovrebbe chiamare per quello che è, ossia “patentino per maneggiare gas fluorurati”, dove non comparendo la parola “frigorista” rende tutto più chiaro.

È ovvio che durante il corso ti insegnano più o meno bene come funziona un frigorifero e quello inerente al rapporto col gas in questione, ma per imparare veramente il frigorifero bisogna fare corsi dedicati, possibilmente partendo dalla base e via via di più, tipo al Centro Galileo che diceva Mauro prima o all’Assofrigoristi, che sono da decenni specializzati proprio nell insegnamento della teoria e della pratica, non solo dei frigoriferi ma pure di caldaie, fotovoltaico ecc.

C’è anche da dire che si può benissimo guidare perfettamente una automobile senza avere la minima idea di come funziona un motore, fare i corsi costa denaro e richiedono tempo. 

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