Tutti i condizionatori basano il loro funzionamento su un ciclo nel quale si realizzano i vari passaggi di fase di un gas frigorigeno in un circuito di tubi di rame e diversi componenti; i componenti fondamentali per la realizzazione del suddetto ciclo sono: il compressore, il condensatore, l'evaporatore, la valvola laminatrice o tubo capillare, collegati tra essi.
Un bar è la pressione esercitata dal peso di una colonna d’aria, alta fino all’estremità dell’atmosfera, su un centimetro quadrato o similmente dal peso di una colonna di acqua di 10 metri cubi sulla superficie di un metro quadro.
Le funzioni di condensatore e di evaporatore sono svolte da due particolari contenitori, uno all’interno dell’ambiente da trattare ed uno all’esterno; a seconda che la macchina lavori in raffrescamento o condizionamento, i due contenitori fungono rispettivamente da evaporatore o condensatore per il gas frigorigeno.
Nel raffrescamento, il com
pressore provvede a portare il gas frigorigeno, attraverso la compressione, fino all’ordine di diverse decine di bar ed una temperatura poco meno di 100°C; il gas raggiunge, con tali condizioni l’evaporatore dove passa dallo stato gassoso a quello liquido, tale passaggio di fase avviene con la cessione di calore all’ambiente esterno ed è facilitato da un ventilatore.
Successivamente, il gas frigorigeno allo stato liquido passa in un tubo capillare, all’uscita da quest’ultimo il gas allo stato liquido avrà subito un raffreddamento, fino a qualche grado centigrado ed una notevole diminuzione della pressione; a questo punto, il gas frigorigeno allo stato liquido passa nell’evaporatore; in quest’ultimo ritorna dallo stato liquido a quello gassoso grazie al calore sottratto dall’aria ambiente a mezzo di un ventilatore; il gas frigorigeno allo stato gassoso e bassa pressione raggiunge il compressore ed il ciclo su descritto riparte.
Per la funzione di riscaldamento, il ciclo frigorigeno in linea di massima è lo stesso di quello sopra descritto con l’eccezione che le funzioni di evaporatore e condensatore sono invertite tra interno ed esterno; il contenitore interno, ricevendo il gas frigorigeno ad elevata temperatura e pressione, cederà calore all’aria dell’ambiente grazie ad un ventilatore, passando in tal modo dalla fase gassosa a quella liquida.
La moderna funzione di riscaldamento è effettuata dalle cosiddette pompe di calore particolarmente efficienti perché in grado di utilizzare il calore presente nell’aria esterna, anche quando questa è alla temperatura di pochi gradi centigradi, per permettere il passaggio di fase nell’evaporatore dallo stato liquido a quello gassoso del gas frigorigeno.
Da
oltre dieci anni, le leggi prevedono che ogni condizionatore e/o pompa di calore sia dotato delle etichette energetiche che ne classificano le prestazioni attraverso il rapporto tra l’energia termica fornita e quella elettrica consumata, in condizioni standard di funzionamento; i fattori qualificanti, che devono rispettare dei valori minimi di riferimento, sono il COP (Coefficient of Performance) per il condizionamento e l’EER (Energy Efficiency Ratio) per le pompe di calore.
Sulle suddette prestazioni, sia per il caldo che per il freddo, determinante risultano essere il tipo di compressore del condizionatore o della pompa di calore e la relativa energia elettrica assorbita; gli inverter sono compressori in grado di modulare i propri rapporti di lavoro, sul gas frigorigeno, in funzione dei carichi termici da abbattere; ciò, a differenza dei compressori standard, permette di modulare e quindi ridurre significativamente anche i consumi elettici.
ing. Vincenzo Granato
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