A cura di Giuseppe Bisagno
Coordinatore dei corsi di specializzazione del Centro Studi Galileo

L’impianto frigorifero puo' essere di tipo commerciale o di tipo industriale. Chi costruisce bene l’uno costruisce bene pure l’altro, tra i due impianti vi sono infatti solo delle piccole differenze. Quando si deve costruire un impianto frigorifero la prima cosa, la piu' importante, e' conoscere quanti Watt necessitano per raffreddarlo, sia che si tratti di una cella, di un banco o di un supermercato. Questo e' possibile conoscendo i Watt necessari per raffreddare un determinato prodotto. Quando si conoscono i Watt si va a scegliere il compressore semiermetico o ermetico che fa al caso nostro. Se facciamo l’esempio di 2000 Watt, cioe' il caso in cui noi vogliamo refrigerare o raffreddare una piccola cella per la conservazione di frutta e verdura, dobbiamo scegliere un compressore che all’espansione di -5 o -8 C dia una resa di circa 2000 Watt. Stabilito che noi dobbiamo cercare un compressore da 2000 Watt possiamo scegliere tra i cataloghi dei vari fornitori di compressori ermetici (oggi non sono molti, stessa cosa per i semiermetici, che oggi sono qualitativamente tutti buoni).

Dopo che si e' trovato il compressore, si deve controllare sia la cilindrata, sia la carica d’olio e poi le sezioni dei rubinetti di aspirazione e di compressione. Il costruttore d sempre le sezioni dei rubinetti di compressione e di aspirazione: bisogna attenersi sempre alle sue istruzioni. Se il costruttore prescrive un rubinetto da tre quarti, cioe' da 18 mm, non si puo' cambiare la sezione aumentandola o diminuendola, perche' si varierebbero le caratteristiche date dal costruttore. Bisogna sempre rispettare le sezioni delle tubazioni del compressore. Se prendiamo in considerazione l’unita' condensante, noi dobbiamo interporre fra il nostro compressore e il condensatore un separatore d’olio, perche' in molti casi la presenza dell’olio nell’evaporatore fa si' che il rendimento dell’impianto diminuisca. A volte puo' diminuire anche del 10%.

Dato che tutti noi sappiamo quanto costa l’energia elettrica (inoltre si sta facendo una campagna per il risparmio energetico), se interponiamo un separatore d’olio spendiamo qualche centinaia di Euro in piu' ma nel tempo le recupereremo, traendo profitto successivamente. Il condensatore deve avere sempre una superficie primaria molto elevata. E’ vero che la superficie secondaria, diciamo le alette di alluminio, trasmettono anche loro il calore, pero' e' sempre meglio avere una superficie primaria molto elevata anziche' avere molto elevata una superficie secondaria.

Ad esempio se un fornitore offre un condensatore con un tubo da 3 ottavi ed un altro offre un tubo di rame da mezzo pollice, e' preferibile servirsi da quello che offre iI tubo da mezzo polIice, perche' la superficie disperdente primaria da mezzo pollice e' nettamente superiore a quella da 3 ottavi. Molto importante e' pure la ventilazione. Noi sappiamo che si dissipa molto calore se passa molta aria tra le alette, quindi per far passare molta aria occorre prendere un ventilatore che abbia molta prevalenza e pertanto non bisogna inspessire molto il condensatore (cioe' aumentare il numero di ranghi, perche' si ha poi una caduta di pressione per l’aria che passa attraverso le alette).Questi sono i principi basilari per scegliere il condensatore. Per scegliere il condensatore bisogna sempre tener presente che noi abbiamo un compressore che d 2000 Watt. Si aggiunge il calore dissipato dal motore elettrico, quindi si va a vedere gli assorbimenti del motore elettrico; e cioe' assorbimento + calorie d il calore totale che deve dissipare il condensatore. Visto il condensatore cosi' costruito dobbiamo controllare le capacita' che danno i costruttori dei condensatori, che sono sempre capacita' nominali.

Di solito alle capacita' nominali viene dato il delta T di 15 C, che significa che se l’aria ambiente entra nel condensatore a 30 C io condenso a 15 C piu' alto (45 C).Non e' buona norma dare 15 C di salto termico perche' nel nostro Paese in certe regioni, dove fa particolarmente caldo e dove le temperature esterne ambientali possono arrivare a 40/43 C, se noi abbiamo un salto termico di 15 C, andiamo a 57/58 C; il che e' eccessivo perche' non bisogna superare mai i 53/54 C.

Quindi se il fornitore ci d i Watt di disperdimento del condensatore, con un delta T di 15 C, noi dobbiamo moltiplicare per 0,6 le calorie date dal fornitore, perche' moltiplicando per 0,6 noi diminuiamo il  delta T da 15 a 10 C. Pertanto se la temperatura esterna ambientale e' di 43 C rimaniamo nei limiti ammessi dai costruttori del compressore. Difficilmente i costruttori di compressori danno delle temperature di condensazione superiori ai 55 C, a meno che si prendano i compressori equipaggiati per le temperature diciamo "africane". Ma costano di pi, e non e' il caso nostro. Nel condensatore si entra sempre con la stessa sezione di tubo del rubinetto del compressore, che viene data dal costruttore in uscita per 2000 Watt. Di solito io metto una tubazione del 12, entro nel serbatoio di liquido, ed esco sempre con una tubazione del 12.E’ molto importante rispettare le sezioni dei rubinetti del serbatoio, perche' diminuendo i passaggi si accusa una caduta di pressione. E’ meglio mettere sul serbatoio del liquido due rubinetti, perche' per qualsiasi avaria si puo' chiudere il rubinetto verso la compressione oppure chiudere quello verso la valvola termostatica, sezionando l’impianto. Tra il rubinetto della sezione del 12 e la valvola termostatica metto sempre un filtro con la capacita' minima di 2000 Watt, una valvola solenoide, sempre della stessa sezione ed un indicatore di umidita'.

E’ sempre opportuno per fare uno scambiatore in contro corrente sulla liquida (tra liquida e aspirazione), perche' e' stato dimostrato che, se si raffredda il liquido, la presenza di bolle di gas e' minima. Quindi la quantita' di liquido che arriva alla valvola e' nettamente superiore se e' sotto-raffreddato, mentre invece se il liquido e' alla temperatura ambiente, leggermente surriscaldato, si hanno delle bolle di gas. La valvola termostatica deve essere sempre della portata di 2000 Watt di resa: per bisogna andare a leggere sulle tabelle la resa nominale, moltiplicarla per il coefficiente che d alla resa dell’espansione che noi vogliamo avere, ad esempio se io voglio espandere a -20 C devo andare a vedere sulla tabella la resa a -20 C non la resa nominale, perche' tra la resa nominale e la resa effettiva ci sono delle grandi differenze. Bisogna scegliere anche il tipo di valvole con il suo orifizio. Ci sono due tipi di valvole: entrambe hanno il bulbo; per una ha l’equalizzatore interno e una l’equalizzatore esterno. Quando si usa l’una o l’altra?

L’equalizzatore esterno si usa sempre negli evaporatori ventilati, con il distributore, mentre negli evaporatori statici si puo' utilizzare l’equalizzatore interno, purche' il  delta P non superi 0,8/0,10 bar. Se rimaniamo in quel campo allora utilizziamo un equalizzatore interno. Se superiamo quel campo dobbiamo utilizzare un equalizzatore esterno (non parliamo dei piccoli impianti perche' nel nostro caso possono funzionare anche con un capillare).Se il nostro evaporatore e' ventilato, in questo caso deve essere dolcemente ventilato perche' noi dobbiamo raffreddare della frutta e della verdura, dobbiamo scegliere una grande superficie di scambio termico, dovendo tenere la temperatura di espansione (all’interno della cella) non piu' alta di un delta T di 5 C, poiche' se noi rimaniamo dentro i 5 C manteniamo una umidita' del 90% che va bene per la frutta e per la verdura. Se noi espandiamo un delta T superiore ai 5 C diminuiamo la quantita' di umidita' dentro la nostra cella e arriviamo al 75%-80%. Ci significa che, se io mantengo la frutta e la verdura al 90% di umidita' rispetto al 75%, l’insalata non diventa appassita, perche' io non tolgo dell’umidita', mentre se la tolgo avvizzisce. Poi bisogna calcolare la velocita' dell’aria. Quando dicevo che la velocita' dell’aria deve essere dolce, intendevo dire che non deve sbattere fortemente contro i prodotti, perche' un getto di aria fredda e' come una bruciatura, essa toglie dalla superficie esterna dell’umidita' e quindi diminuisce il peso del prodotto. Dall’uscita dell’evaporatore si va al compressore (aspirazione).Di solito metto una valvola di avviamento con una piccola bottiglia anti liquido e questo per impedire che del liquido non evaporato bene nell’evaporatore, arrivi sulla testa del compressore, causando rotture delle valvole. La valvola di avviamento sara' tarata a 0 C per far si' che l’avvolgimento del compressore sia ben protetto dall’innalzamento di temperatura, quando si sbrina l’evaporatore. Questo per il fatto che dobbiamo pensare anche a togliere il ghiaccio che si forma sulle alette dell’evaporatore stesso.

I metodi per togliere il ghiaccio sono tre: elettrico, a gas caldo, che e' il piu' veloce, ventilato (nel nostro caso in questione).Usare il ventilatore significa che ad intervalli di tempo predeterminati stacco il compressore e faccio  girare solamente la ventola dei ventilatori. Quindi non entrando piu' del gas freddo nell’evaporatore, facendo circuitare l’aria che non e' a -2 C/-3 C ma si presuppone sia a +2 C/+3 C, comincia a far sciogliere il ghiaccio che si e' formato, e lo sbrina completamente. I tre metodi di sbrinamento sono: a gas, elettrico e a ventilazione. A gas caldo c’e' l’inversione di ciclo: praticamente il condensatore si trasforma in evaporatore e l’evaporatore si trasforma in condensatore. Questo si chiama inversione di ciclo, perche' si inverte il ciclo: il gas caldo va nell’evaporatore e il gas freddo va nel condensatore. C’e'  poi un altro tipo, sempre a gas caldo, ma non e' una inversione vera e propria: e' solamente del gas caldo che arriva all’evaporatore e, anziche' andare al condensatore, va alla bottiglia antiliquido o alla valvola di avviamento che lamina il liquido che arriva dall’evaporatore, e fa uscire solo vapore verso il compressore. Lo sbrinamento elettrico significa arrestare il compressore e mettere in funzione delle resistenze elettriche che sbrinano l’evaporatore. E’ sempre meglio installare o un termostato o un pressostato di sicurezza, poiche' lo sbrinamento elettrico funziona con l’orologio cioe' alcune volte puo' sbrinare la domenica, quando non c’e' molta formazione di ghiaccio. Allora la temperatura all’interno dell’evaporatore si innalza e fa innalzare la pressione; e, quando arriva un’alta pressione sulla testa del compressore, ci possono essere delle rotture di valvole.

In questo caso si mette un termostato o un pressostato tarato ad una certa pressione e ad una certa temperatura, in modo che, quando il mio evaporatore arriva per esempio a 10 C (a 10 C non esiste piu' fisicamente ghiaccio), non interviene l’orologio (per il fatto che c’e' poco ghiaccio) per chiude il circuito e fa partire il compressore.

Diversamente puo' darsi che il mio evaporatore arrivi a 20/25 C con la pressione del gas molto elevata. Con il gas caldo non avviene questo perche' e' obbligatorio mettere un pressostato o un termostato sulla tubazione di ritorno. E quando la tubazione di ritorno e' a 10 C il compressore si rimette a funzionare in refrigerazione. In questo modo si puo' dire che l’impianto frigorifero e' fatto.
Per si deve fare anche l’impianto elettrico, che deve andare di pari passo con l’impianto frigorifero. lo ho un compressore, e quindi devo mettere un interruttore teleruttore con un rele' termico per salvaguardare il compressore stesso. Poi ho un ventilatore sul condensatore (di solito sono monofasi), ed ho una solenoide da collegare, ed ho il ventilatore dell’evaporatore (che puo' essere monofase o trifase).Sia il ventilatore del condensatore sia il ventilatore dell’evaporatore devono essere protetti, per il fatto che se io ho un guasto nell’evaporatore posso produrre ancora un po’ di freddo. Se invece non sono protetti io tolgo completamente corrente con dei gravi rischi per il prodotto che c’e' nella cella o nei banchi che devo raffreddare. Queste sono delle regole fondamentali che tutti devono osservare. Non proteggere o l’uno o l’altro significa da una parte risparmiare decine di Euro ma dall’altra andare incontro a gravi rischi di deterioramento del prodotto con delle perdite non di decine di Euro, ma di centinaia; e quindi il rischio non e' proporzionato a quello che uno spende. Di solito nei quadri elettrici si mettono delle spie per segnalare il funzionamento del compressore, del ventilatore/condensatore, e del ventilatore/evaporatore quando sono in sbrinamento e quando c’e' il guasto: di solito il guasto lo si rileva perche' si monta sul compressore un pressostato di alta e uno di bassa. Quando e' accesa la spia di alta pressione significa che il condensatore e' sporco, oppure che la ventola e' rotta e quindi non scambia piu' e fa aumentare la pressione.