CICLO FRIGORIFERO E IMPORTANZA DELLA MANUTENZIONE PREVENTIVA  

Il trasporto refrigerato è fondamentale per la conservazione delle merci deperibili. E’ quindi molto importante per tecnici e trasportatori sapere come funziona il ciclo frigorifero, la corretta manutenzione, le innovazioni e le sfide legate ai refrigeranti.

Cos’è il ciclo frigorifero e come funziona?

Il ciclo frigorifero è un processo termodinamico che trasferisce calore da un ambiente a bassa temperatura a uno ad alta temperatura. Questo è essenziale per il raffreddamento e la deumidificazione, quindi per il funzionamento dell’aria condizionata, nonché per la conservazione e il trasporto di alimenti.

Il freddo non viene prodotto, bensì si tratta di un trasferimento di calore che viene sottratto da un corpo o fluido caldo verso un altro dove può essere smaltito senza danni. Il ciclo più comune è quello a compressione di fluido refrigerante, mentre altri, come quello ad assorbimento, usano processi chimici.

Le quattro fasi del ciclo frigorifero

Nei trasporti industriali, il ciclo frigorifero è cruciale non solo per le merci, ma anche per il comfort e la sicurezza di conducenti e passeggeri, grazie al controllo della temperatura, umidità e qualità dell’aria.

Il ciclo frigorifero si basa su una sequenza di principi termodinamici, ovvero di cambiamenti di stato e di pressione del refrigerante, secondo cui il calore viene assorbito e rilasciato in modo controllato.

Il ciclo di refrigerazione si sviluppa attraverso quattro fasi principali: compressione, condensazione, espansione ed evaporazione, ciascuna caratterizzata da componenti chiave:

• Compressore: aumenta pressione e temperatura del refrigerante gassoso.
• Condensatore: il refrigerante cede calore, condensando in liquido.
• Valvola di espansione: riduce pressione e temperatura del refrigerante liquido.
• Evaporatore: il refrigerante assorbe calore, evaporando e raffreddando il vano.

Funzionamento delle fasi del ciclo frigorifero

Vediamo, nel dettaglio, come si compongono le quattro fasi del ciclo frigorifero:

• Processo di compressione: Nei sistemi a compressione, il refrigerante a bassa pressione viene aspirato dal compressore che inizia a comprimerlo, aumentando sia la sua pressione che la sua temperatura. Questo processo è fondamentale per preparare il refrigerante alla successiva fase di condensazione.
• Processo di condensazione: Il refrigerante, compresso (nei sistemi a compressione) o riscaldato nel generatore (nei sistemi ad assorbimento), entra nel condensatore. Il processo di condensazione è una transizione di fase in cui un vapore diventa gradualmente un liquido. Durante questo processo, viene rilasciata molta energia sotto forma di calore, che deve essere espulso.
• Processo di espansione: Una volta terminato il processo di condensazione, il refrigerante liquido passa attraverso una valvola di espansione o un dispositivo di laminazione: qui, la pressione e la temperatura del refrigerante diminuiscono drasticamente, preparandolo per l’evaporazione.
• Processo di evaporazione: Infine, il refrigerante entra nell’evaporatore, dove assorbe calore dall’ambiente circostante ed evapora, trasformandolo nuovamente in gas e chiudendo così il ciclo.

Il refrigerante cuore del ciclo

Nei sistemi di refrigerazione, il refrigerante è una sostanza naturale o sintetica, monocomponente o miscela di vari componenti, che partecipa allo scambio di calore, agendo come mezzo di raffreddamento in un evaporatore ed assorbendo il calore da un’altra sostanza.

Il refrigerante utilizzato nei sistemi di refrigerazione viene solitamente scelto in base al tipo di applicazione, poiché non ne esiste uno che soddisfi contemporaneamente tutti i requisiti per tutti i tipi di impianto. Un buon fluido refrigerante deve avere la proprietà di condensare anche a temperatura ambiente e a pressioni relativamente basse.

Fino a qualche anno fa si utilizzava il freon, sostituito successivamente da sostanze meno dannose, dato che questo perforava l’ozonosfera terrestre. Attualmente, un buon fluido refrigerante dovrebbe rispettare i seguenti criteri:

• Temperatura critica elevata
• Bassa temperatura di solidificazione
• Alto calore di vaporizzazione
• Stabilità chimica
• Assenza di tossicità e infiammabilità

Impatto ambientale dei refrigeranti

Molti refrigeranti, soprattutto quelli sintetici, hanno comunque un effetto negativo sull’ambiente e sull’atmosfera. Per monitorare e determinare l’impatto ambientale di un refrigerante, sono stati introdotti due indicatori:

• GWP (Potenziale di riscaldamento globale): Misura il calore assorbito da un gas serra rispetto alla CO2. Secondo la normativa, il valore GWP di un gas è un multiplo del calore che verrebbe assorbito dalla stessa massa di anidride carbonica CO₂, per la quale il valore è pari a 1. Ad esempio, la fuoriuscita di una tonnellata di refrigerante R134a (GWP=1430) equivale all’emissione di 1430 tonnellate di CO₂.
• ODP (Potenziale di riduzione dell’ozono): Misura l’effetto di una sostanza sullo strato di ozono rispetto al CFC-11. In particolare, l’ODP è definito come il rapporto tra la perdita globale di ozono dovuta a una determinata sostanza e la perdita globale di ozono dovuta al CFC-11 della stessa massa.

L’importanza della manutenzione preventiva

Il settore è in continua evoluzione, con innovazioni mirate a migliorare sia l’efficienza che la sostenibilità verso soluzioni più intelligenti per un futuro green. In questo senso è di fondamentale supporto una manutenzione preventiva, attraverso cui monitorare lo stato di salute dell’impianto ed intervenire in caso di dispersioni di refrigerante nell’ambiente in modo rapido ed efficace.

Una manutenzione preventiva e regolare è vitale anche per prevenire guasti ed ottimizzare l’efficienza del sistema. Ma quali sono i controlli periodici indispensabili per preservare la salute dell’impianto evitando spiacevoli guasti e fermo macchina? Ecco i principali controlli che devono essere eseguiti da tecnici specializzati:

• Controllo refrigerante: verificare i livelli, la pressione e l’integrità del fluido.
• Pulizia componenti: rimuovere impurità e detriti dal condensatore e dall’ evaporatore.
• Verifica guarnizioni: una buona tenuta previene eventuali perdite di freddo.