CENTRO STUDI GALILEO
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PERCHE'
E' INDISPENSABILE ESEGUIRE LA VUOTATURA DEL CIRCUITO FRIGORIFERO
PRIMA DELLA MESSA IN FUNZIONE DELL'IMPIANTO
(Art. 125)
Parte III
Pierfrancesco Fantoni
La domanda che più di frequente ricorre tra i tecnici frigoristi è: ma per quanto tempo è necessario fare il vuoto nel circuito in modo da ottenere risultati soddisfacenti?
Di per sé, così come posta, tale domanda non ha risposta, Infatti non è possibile dare un’indicazione di carattere generico, cioè che possa essere applicata in qualsiasi caso, in quanto l’ottenimento di un buon vuoto è un risultato che dipende da molteplici fattori. Quindi la domanda più corretta da porre (alla quale, in questo caso sì, si può dare una risposta) deve essere articolata in modo più ampio, specificando una serie di condizioni essenziali che devono essere fornite affinché la risposta possa risultare significativa e di utilità pratica. Vediamo quali sono tali condizioni.
La prima, e più semplice, condizione che deve essere tenuta in considerazione sono le dimensioni del circuito frigorifero. In particolar modo il volume interno definito dalle tubazioni e dai componenti frigoriferi. Infatti, se lo scopo dell’esecuzione del vuoto è quello di estrarre tutti gli incondensabili presenti nel circuito frigorifero, è logico pensare che la quantità di tali gas sia maggiore tanto più è grande il circuito frigorifero, ossia il volume complessivo che servirà a contenere il refrigerante. Poiché la portata della pompa del vuoto ha un valore costante, tanto maggiore è tale volume tanto più prolungato deve essere il tempo di esecuzione del vuoto. In base a tale semplice considerazione si può sommariamente affermare che in impianti di piccole dimensioni può essere sufficiente tirare il vuoto per qualche decina di minuti mentre per impianti di grosse dimensioni sono necessarie anche ore e ore. In generale non si può stabilire una correlazione ben definita tra dimensioni del circuito frigorifero e tempo necessario per l’esecuzione di tale operazione. L’esperienza può senz’altro aiutare in tale frangente, assieme ad alcuni piccoli altri accorgimenti che di seguito vengono indicati.
Dato un certo circuito frigorifero, di dimensioni ben definite, il tempo di esecuzione del vuoto dipende anche da quanti punti vengono utilizzati per aspirare i gas incondensabili. Logico che se il vuoto viene eseguito da un punto solo del circuito, la pompa deve impiegare più tempo per estrarre tutti i gas presenti, mentre se il vuoto viene eseguito da due punti (ad esempio uno sul lato di alta e uno sul lato di bassa) allora i tempi necessari vengono notevolmente ridotti. Inoltre la qualità del livello di vuoto ottenuto risulterà senza dubbio migliore visto che l’aspirazione dei gas da due punti non richiede ai gas stessi contenuti nel circuito frigorifero di dover transitare attraverso il dispositivo di espansione o attraverso il compressore per essere estratti (vedi figura 1). Tale fatto, come sappiamo, non risulta essere molto agevole, per cui potrebbero sorgere delle difficoltà nel flusso che portano ad un non ottimale risultato finale dell’operazione. In generale, quindi, sempre meglio eseguire il vuoto da più punti del circuito frigorifero, ovviamente compatibilmente con le prese di pressione presenti in esso.
Il tempo necessario per l’esecuzione del vuoto dipende, ovviamente, anche dalla portata della pompa impiegata. Utilizzando pompe con portata troppo bassa i tempi necessari per aspirare tutti gli incondensabili presenti nel circuito devono essere maggiori rispetto al caso in cui la pompa abbia una portata adeguata al tipo di circuito frigorifero da mettere in vuoto.
Un ulteriore fattore che influisce sul tempo necessario per eseguire un buon vuoto è la quantità di incondensabili che sono presenti all’interno del circuito. In un circuito nuovo, appena montato, l’intero volume interno del circuito generalmente è riempito completamente da aria atmosferica. Tale aria può essere più o meno satura di umidità, a seconda delle condizioni meteorologiche della giornata. Chiaro che con aria molto umida il tempo per l’esecuzione del vuoto deve essere maggiore, dato che nel circuito si dovrà far evaporare una quantità maggiore di umidità e si dovrà estrarre un conseguente maggiore volume di vapore.
Il tempo necessario all’umidità per poter evaporare dipende dalla quantità di calore che è disponibile: tale calore è quello che viene fornito dall’aria ambiente. Quindi se il circuito si trova in un ambiente a bassa temperatura (ad esempio 10 °C) il tempo necessario all’umidità per evaporare è maggiore di quello richiesto, ad esempio, se la temperatura ambiente è di 30 °C. L’estrazione dell’umidità, quindi, è favorita da temperature elevate: per tale ragione, quando si è costretti ad eseguire il vuoto in ambienti freddi, è possibile scaldare leggermente (con molta precauzione) le tubazioni ed i componenti del circuito in modo tale da fornire il calore necessario per una buona evaporazione dell’umidità.
Se la temperatura ambiente è troppo bassa si corre il rischio che l’umidità non riesca ad evaporare (perché manca l’elemento “fondamentale” per questa trasformazione, il calore, in quantità sufficiente) e che invece si solidifichi, gelando. Ad esempio supponiamo di avere un circuito che si trova in un ambiente a 20 °C. A tale temperatura se vogliamo far evaporare l’umidità all’interno del circuito si deve raggiungere una pressione di 23 mbar circa. Quando procediamo all’esecuzione del vuoto la pressione all’interno del circuito stesso si abbassa progressivamente a partire dal valore iniziale di 1013 mbar (pressione atmosferica). Solo quando la pressione giunge ad un valore di circa 23 mbar l’umidità può iniziare ad evaporare grazie all’apporto di calore che proviene dall’aria ambiente. Quando tale processo avviene con temperature ambiente basse si possono presentare degli inconvenienti quando l’aspirazione da parte della pompa del vuoto risulta essere troppo elevata. Infatti in tale caso si ottiene l’evaporazione di notevoli quantità di umidità in brevissimo tempo, fatto che richiede l’apporto di una consistente quantità di calore. Se tale calore non può provenire dall’esterno (perché l’aria ambiente si trova ad una temperatura troppo bassa) allora esso viene reperito a scapito dell’umidità rimanente non ancora evaporata, che così viene bruscamente raffreddata. Trovandoci a temperature molto basse, è possibile scendere al di sotto di 0 °C e far gelare, così, l’umidità rimanente all’interno delle tubazioni. In tale modo tale umidità non può essere aspirata al di fuori del circuito da parte della pompa del vuoto.
Quando si inizia a fare il vuoto nel circuito si può osservare che l’ago indicatore del vuotometro segnala una rapida diminuzione della pressione residua all’interno del circuito frigorifero. Giunti ad un certo valore, l’ago tende a stabilizzare la sua posizione, indice che la pressione all’interno del circuito rimane costante, nonostante la pompa stia aspirando. Questo accade perché in tale frangente l’umidità sta subendo il cambiamento di stato all’interno del circuito. In presenza di grosse quantità di umidità la posizione dell’ago del vuotometro rimarrà stabile per un tempo più lungo rispetto al caso in cui nel circuito l’umidità da estrarre sia inferiore. Così, ad esempio riprendendo l’esempio precedente dell’impianto che si trova in un ambiente a 20 °C potremo osservare che l’ago del vuotometro si stabilizzerà sul valore di circa 23 mbar, indice che a quella pressione sta avvenendo il cambiamento di stato dell’umidità all’interno del circuito frigorifero. Solo se l’ago comincia nuovamente a scendere al di sotto del valore di 23 mbar possiamo essere certi che tutta l’umidità all’interno del circuito risulta essere evaporata.
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