CENTRO STUDI GALILEO
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I
TERMOSTATI COME DISPOSITIVI DI REGOLAZIONE E SICUREZZA:
COME SCEGLIERLI E INSTALLARLI
(Art. 128)
La corretta scelta del termostato è fondamentale per poter disporre di un dispositivo in grado di poter soddisfare le esigenze di regolazione e di sicurezza del proprio impianto frigorifero. La scelta va fatta non solo in base alle caratteristiche elettriche del termostato (tipo di contatti, portata, ecc.) ma anche sulla base delle caratteristiche meccaniche e fisiche dello stesso. Le funzioni che il termostato è in grado di compiere dipendono dalla sua costituzione e dalla specificità degli elementi che lo compongono. Una volta scelto correttamente, il termostato va in maniera altrettanto precisa installato.
Il termostato è uno dei più classici dispositivi di controllo e/o di sicurezza di un impianto frigorifero. Nella maggioranza dei casi il suo compito è quello di comandare la marcia o il fermo del compressore in base al valore rilevato di una certa temperatura. Esso può anche essere impiegato, però, per comandare gli sbrinamenti dell’evaporatore, per controllare la temperatura dell’acqua del circuito idronico dei chiller, per garantire che non si superino condizioni di lavoro critiche per l’impianto.
Affinché ciò avvenga è necessario che il termostato sia in grado di rilevare la temperatura i cui valori vanno tenuti sotto controllo: essa può essere la temperatura dell’evaporatore, oppure quella dell’aria di un dato ambiente, oppure quella dell’acqua che viene raffreddata all’interno di uno scambiatore. La rilevazione di tale temperatura avviene grazie ad un elemento sensibile, che può essere costituito da un bulbo, da un capillare o da un sistema bulbo+capillare a seconda delle particolari esigenze di misura (vedi figura 1). Le azioni intraprese dal termostato risultano essere direttamente dipendenti dal valore rilevato di tale temperatura: l’apertura o la chiusura dei suoi contatti avvengono sulla base di quanto viene percepito dall’elemento sensibile e poi trasmesso ai diversi meccanismi (di tipo elettro-meccanico od elettronico) che vanno a determinare i segnali in uscita del termostato stesso. Ne consegue che uno dei punti basilari per il buon funzionamento di un termostato, di qualunque natura esso sia, non può prescindere dal corretto posizionamento dell’elemento sensibile e dalla sua ottimale installazione. In altre parole, per il buon funzionamento di un termostato è strategico individuare l’esatta collocazione in cui deve essere posto l’elemento sensibile per mantenere effettivamente sotto controllo i parametri che interessano ma anche, una volta determinato questo, anche il corretto montaggio dell’elemento stesso in modo tale da poter rilevare nella maniera più precisa possibile la temperatura che interessa. Perché ciò possa avvenire è fondamentale anche scegliere l’elemento sensibile in modo tale che esso possa effettivamente rilevare quanto si vuole: questo deve avvenire sulla base di ciò che interessa misurare.
Se la marcia/arresto dell’impianto deve avvenire sulla base delle temperature di evaporazione, allora l’elemento sensibile del termostato deve essere in grado di rilevare in maniera fedele le temperature dell’evaporatore. In genere l’evaporatore è un componente che presenta un’estensione più o meno grande e, a seconda delle sue dimensioni e della sua collocazione all’interno del vano raffreddato, può presentare delle zone a diversa, seppur minima temperatura. Inoltre la temperatura della superficie esterna di un evaporatore può essere influenzata anche dalle temperature dell’aria che lambisce le sue pareti, che localmente possono presentare delle diversità. Nel caso delle batterie a pacco alettato, inoltre, la presenza delle alette conferisce un ulteriore elemento di variabilità alla situazione, così come la presenza di elettroventilatori: i flussi di aria che lambiscono le pareti esterne dell’evaporatore possono non essere uniformi e provocare delle diversità nelle temperature delle varie zone dell’evaporatore. In casi come questo andare a rilevare una temperatura in maniera puntuale risulta avere poco senso, giacché essa non sarebbe rappresentativa della reale temperatura di tutto l’evaporatore. Più sensato, allora, è avere, in questo specifico caso, un elemento sensibile di dimensioni generose, in grado di sentire in maniera estesa la temperatura sulla quale viene impostata tutta la regolazione. Allo scopo può essere utile un elemento sensibile composto dal solo capillare, capillare che viene posizionato per un lungo tratto a contatto con l’evaporatore in modo tale che il segnale che giunge al termostato risulti essere la media di tutte le temperature rilevate dall’elemento sensibile. In tale situazione risulta fondamentale, poi, riuscire a mettere in perfetto contatto tutto l’elemento sensibile con l’evaporatore ed assicurare un adeguato isolamento da eventuali cause perturbatrici delle misurazioni che si intendono fare.
All’opposto troviamo il caso in cui si desideri fare una misurazione puntuale della temperatura. Questo potrebbe essere il caso, ad esempio, di un termostato che rileva la temperatura dell’acqua all’uscita di uno scambiatore. In tale situazione è necessario che l’elemento sensibile sia di dimensioni tali da rilevare solamente la temperatura in quel dato punto, senza interferenza alcuna. La scelta del termostato da utilizzare ricade, dunque, su una tipologia dotata di bulbo, possibilmente di adeguate dimensioni, in modo tale che la maggior parte della carica della sostanza sensibile alle variazioni di temperatura possa essere contenuta al suo interno, a discapito della quantità che può essere invece contenuta nel capillare. Tale considerazione è particolarmente opportuna per i termostati aventi carica liquida, in cui il segnale che permette al termostato di azionare i propri contatti dipende dalle variazioni di volume del liquido contenuto nel capillare e nel bulbo.
L’avvertenza più importante cui occorre attenersi per l’installazione di un termostato non riguarda solo il posizionamento dell’elemento sensibile rispetto all’elemento di cui si vuole rilevare la temperatura. Comunque va sempre tenuto presente che la collocazione dell’elemento sensibile deve essere rappresentativa di tutta la zona che si intende monitorare: evitare, quindi, la collocazione in posizioni soggette a particolarità termometriche come, ad esempio, correnti d’aria o posizioni soggette a variazioni di temperature estemporanee (ad esempio dovute al carico di merce calda). Inoltre non sono raccomandabili posizioni in cui si hanno fluttuazioni di temperatura repentine e frequenti, in quanto il termostato, se non dotato di una certa inerzia nella risposta, può aprire/chiudere i contatti con eccessiva continuità, provocando la conseguente marcia/arresto del compressore in rapida successione.
Importante risulta, poi, garantire la perfetta integrità del capillare del termostato, che risulta essere solitamente la parte più delicata di tutta l’apparecchiatura. Inavvertite piegature possono portare alla formazione di fessurazioni nel materiale che costituisce il capillare, con la conseguente perdita della carica e totale fuori-uso del termostato. Questa è una situazione subdola, in quando risulta essere difficile accorgersi dell’inconveniente se non quando si rileva che il compressore non esegue più i corretti cicli di marcia/arresto. Sempre in tema risulta essere il problema delle vibrazioni del capillare causate dal funzionamento del compressore. Per evitare guai, è consigliabile disporre il capillare eseguendo opportuni “riccioli” soprattutto in corrispondenza delle curvature, in modo tale da creare dei tratti di capillare in grado di assorbire l’effetto delle vibrazioni.