Calcolo Potenzialità Valvola Termostatica Tipo Meccanico

[a2011]

Per dimensionare correttamente una valvola d’espansione termostatica di tipo meccanico, è necessario conoscere e determinare i seguenti parametri progettuali:

● Tipo di refrigerante;

● Potenzialità dell’evaporatore (Qe);

● Temperatura/pressione di evaporazione (Te/Pe);

● Minima temperatura/pressione di evaporazione (Tc/Pc);

● Temperatura del refrigerante liquido all’ingresso della valvola termostatica (Tl);

● Caduta di pressione nella linea del liquido, distributore, evaporatore (Δp).

A questo punto per un corretto dimensionamento di una valvola d’espansione su un impianto frigorifero, ci aiuteremo con la seguente procedura:

1) Determinazione della caduta di pressione a cavallo della valvola, con la formula:

dove:

pc = pressione di condensazione;

pe = pressione di evaporazione;

Δp = somma delle cadute di pressione nella linea del liquido, distributore, evaporatore.

2) Determinazione della potenzialità richiesta alla valvola. Quindi utilizzare la potenzialità

dell’evaporatore (Qe) per scegliere, con una determinata temperatura d’evaporazione, la

dimensione di valvola necessaria (se necessario correggere la resa dell’evaporatore in

funzione del sottoraffreddamento). La resa di un evaporatore aumenta nel momento in

cui del refrigerante liquido sottoraffreddato entra nell’evaporatore stesso (guadagno entalpico),

per tale motivo può essere selezionata una valvola di minore dimensione.

Il sottoraffreddamento è calcolato mediante la formula:

Tutti i costruttori di valvole forniscono delle tabelle di fattori di correzione per il sottoraffreddamento, quindi si sceglie l’appropriato fattore di correzione (Fsub)

corrispondente al valore (Δtsub) calcolato, e mediante la formula:

si determina la potenzialità richiesta alla valvola.

Ad esempio la Castel, quando il sottoraffreddamento a monte della valvola è diverso da 4 °C, corregge la potenzialità dell’evaporatore dividendola per l’appropriato fattore di correzione (Fsub),

che per un sottoraffreddamento > 4 °C e ≤ 10 °C è pari a 1,08.

3) Determinazione della dimensione richiesta all’orificio. Dove si utilizza la pressione a cavallo

della valvola, la temperatura d’evaporazione e la potenzialità dell’evaporatore calcolata per

selezionare la corrispondente dimensione dell’orificio sulla tabella delle potenzialità

corrispondente al fluido refrigerante scelto.

4) Scelta della carica termostatica. Scegliere il tipo di carica, liquido senza MOP o gassosa con

MOP ed il campo di temperatura in cui si opera, normale o bassa temperatura.

5) Scelta del tipo d’equalizzatore. Se interno o esterno (con utilizzo di distributore o in caso di

notevole Δp attraverso l’evaporatore è sempre necessario scegliere un equalizzatore esterno).

Infine, si determina la tipologia degli attacchi e la loro dimensione.

Per esemplificare tanta teoria, riporto di seguito un esempio di dimensionamento:

● Tipo di refrigerante: R134a;

● Potenza dell’evaporatore (Qe): 6 Kw;

● Temperatura d’evaporazione (Te): - 10 °C;

● Minima temperatura di condensazione (Tc): + 30 °C;

● Temperatura del refrigerante liquido (Tl): + 20 °C;

● Caduta di pressione nella linea del liquido, distributore, evaporatore (Δp): 1,5 bar.

1) Determinazione della caduta di pressione a cavallo della valvola (Δptot):

● Pressione di condensazione a

+ 30 °C – pc = 6,71 bar

● Pressione d’evaporazione a

- 10 °C – pe = 1,01 bar

Δptot = 6,71 – (1,01 + 1,5) = 4,2 bar

2) Determinazione della potenzialità richiesta alla valvola:

Δtsub = 30 – 20 = 10 °C

dove per un sottoraffreddamento pari a 10 °C si ottiene un fattore di correzione (Fsub) uguale a 1,08 e quindi la potenza della valvola è:

ΔQsub = 6/1,08 = 5,55 Kw

3) Determinazione della dimensione richiesta all’orificio.

Utilizzando la tabella delle potenzialità per il refrigerante R134a:

Avremo:

● Caduta di pressione a cavallo della valvola = 4,2 bar;

● Temperatura d’evaporazione: - 10 °C;

● Potenzialità dell’evaporatore calcolata = 5,5 Kw.

Quindi incrociando i sopracitati dati (cerchiati in rosso) in tabella, avremo il corrispondente codice orificio 2205 (in questo caso identificativo utilizzato da costruttore Castel).

Ultimo ma non ultimo, la potenzialità della valvola d’espansione deve essere uguale o leggermente superiore alla potenzialità dell’evaporatore calcolata.

Gradirei sapere vostre considerazioni in merito a quanto scritto. Come vi comportate nel caso di dover calcolare la potenzialità di una termostatica del tipo meccanico?

Nella pratica, su impianti frigoriferi, di fronte a quali esigenze vi siete trovati a dover fare questo tipo di calcolo?

Infine, è utile sapere se una termostatica, è sottodimensionata o sovradimensionata solo nel caso sia con orificio intercambiabile?

[L amico dei frighi]

ciao A2001, apprezzo la tua preparazione e il modo semplice di far fare un po di mate ai lettori del forum.

La ALCO da una tabella con potenze relative a to=+4°C e tk=+38°C, per altri casi si calcola la potenza frigo necessaria con la formula

Q_n = Q₀ perche' K_t perche' K_dp dove:

Q_n = potenzialitá della valvola

Q₀ = Potenza frigorifera necessaria

K_t = fattore di correzione per temperatura condensazione/ evaporazione

K_dp = fattore di correzione per perdita di carico

i fattori di correzione si determinano da tabelle di rapidissimo utilizzo. ogni tabella é per un ben determinato refrigerante.

La DANFOSS fa una cosa simile addirittura suddividendo per +5°, -5°C, -10°C e -30°C; con tk 30° o 40°C.

In principio quello che hai scritto é lateoria che sta alla base per ogni calcolo e tabelle derivato.

questa é la potenza dell'organo di laminazione ( che sia una valvola termostatica, automatica, elettronica, pulsante o un capillare) l' evaporatore resta sempre quello .

Gradirei sapere vostre considerazioni in merito a quanto scritto. Come vi comportate nel caso di dover calcolare la potenzialità di una termostatica del tipo meccanico?

....io installo e riparo non mi capita MAI di dover dimensionare un qualsiasi pezzo...... al di fuori che sia stata fatta una castronata e allora vedo il da farsi magari con il mio tecnico.

(detto tra me e te : per piccole potenze la scatola Danfoss e un po di esperienza sono al 95% dei casi sufficienti).

Nella pratica, su impianti frigoriferi, di fronte a quali esigenze vi siete trovati a dover fare questo tipo di calcolo?

solo in sede d'esame

"Infine, è utile sapere se una termostatica, è sottodimensionata o sovradimensionata solo nel caso sia con orificio intercambiabile?"

é sottodimensionata nel caso di un surriscaldamento troppo grande (to troppo bassa in rapporto alla to che dovrebbe avere) ====> il refrigeratore non fa freddo, compressore bollente

é sovraddimensionata nel caso arrivi liquido al compressore !!!!!!! ( to troppo alta in rapporto alla t0 che dovrebbe avere)=======> il refrigeratore non fa freddo, compressore ghiacciato

....sperando di esserti stato d'aiuto....

Buona notte

[fabrisxs]

mizzica cambio mestiere_)))))

Modificato: 8 maggio 2012 da fabrisxs

[Frigorista modena]

Aggiungo solo un dettaglio interessante, le temperature di evaporazione e di condensazione

"La DANFOSS fa una cosa simile addirittura suddividendo per +5°, -5°C, -10°C e -30°C; con tk 30° o 40°C.

" che fanno capire quali sono le temperature/pressioni giuste alle quali deve lavorare un compressore perchè abbia la famosa "massima resa" di cui si parla praticamente in ogni messaggio e che stabiliscono quando la carica è giusta.

+5°C per la climatizzazione.

-5, -10°C per i frigoriferi.

-30°C per i congelatori

Con 30 o 40°C per la temperatura di condensazione.

Quando i valori sono questi, l'impianto è carico.

[L amico dei frighi]

....giusto frigorista Modena, e se a temperature di progetto ha il surriscaldamento giusto e il cliente lamenta una potenza troppo piccola allora la potenza d'impianto é sbagliata. O meglio si puó argomentare che é stato dimensionato per lavorare in quel punto

[Frigorista modena]

Pienamente d'accordo Amico, poi magari approfondiamo anche le altre voci del dimensionamento che servono a tutti noi.

[L amico dei frighi]

intendi queste?

Q_n = potenzialitá della valvola

Q₀ = Potenza frigorifera necessaria

K_t = fattore di correzione per temperatura condensazione/ evaporazione

K_dp = fattore di correzione per perdita di carico

[Frigorista modena]

Si e anche le altre, serve anche per ripasso perchè per fortuna non è l'installatore che deve fare il calcolo ma un progettista che mette i dati nel computer e trova la valvola giusta.

E' comunque una responsabilità mettere la valvola giusta, perchè se è troppo piccola non rende, se troppo grande è pericoloso per il compressore, per cui avere una mezza idea di quello che si sta mettendo assieme male non fa!

[DavidOne71]

+5°C per la climatizzazione.

-5, -10°C per i frigoriferi.

-30°C per i congelatori

Con 30 o 40°C per la temperatura di condensazione.

Quando i valori sono questi, l'impianto è carico.

assolutamente

[Frigorista modena]

Spiega come mai secondo te è no e vediamo approfondire meglio, a meno che non sei un fautore di far evaporare i clima sotto zero come tante volte si è letto consigliare qui.

Poi se mi dici che più alzi la temperatura di evaporazione più l'impianto rende sono d'accordissimo e l'ho scritto tante volte.

[L amico dei frighi]

forse intende che quando i valori sono quelli , non é detto che l'impianto sia carico........ che sia carico lo dice la spia di liquido o il savoir fair col capillare

[Frigorista modena]

Beh che discorso, io intendo questi valori applicati ad un impianto dimensionato correttamente, se cominciamo a mettere assieme pezzi non bilanciati tra loro è un'altro discorso, parecchie volte trovo impianti che se la spia del liquido fosse piena avrei un surriscaldamento troppo basso e mi torna liquido al compressore, se fosse così semplice non servirebbe nessun forum e saremmo tutti tecnici provetti, però negli impianti bilanciati i valori sono questi, poi ripeto più in alto evapori meglio è ma a volte non conviene.

[DavidOne71]

forse intende che quando i valori sono quelli , non é detto che l'impianto sia carico........ che sia carico lo dice la spia di liquido o il savoir fair col capillare

hai colto perfettamente e per precisare che abbia un sottoraffreddamento minimo...

[L amico dei frighi]

prova ad aumentare la portata di aria all'evaporatore.....

buona notte ci risentiamo al + presto

[DavidOne71]

Dai un'occhiata anche alla termostatica magari aperta al massimo o guasta e se dovesse esserci il capillare? magari qualcuno lo ha tagliato

[Frigorista modena]

Perchè voi trovate sempre la spia del liquido in ogni impianto che vi capita?, io no.

Misurate il surriscaldamento sempre col capillare? Forse vi sfugge che misurare un surriscaldamento col capillare è molto difficile per non dire inutile, non fosse altro che la carica a capillare si dice "critica", proprio perchè non può regolare il surriscaldamento, altrimenti a che servirebbe il separatore di aspirazione attaccato al compressore dei climatizzatori?

C'è perchè non potendo regolare il capilare il surriscaldamento, la quantità di refrigerante è sempre maggiore del dovuto e per evitare che finisca liquido nel compressore lo fanno separare in quel bombolotto.

Comunque il sottoraffreddamento e il surriscaldamento sono importantissimi, ho solo fatto notare che non è un caso che i cataloghi delle valvole diano come valori di temperature di evaporazione e di condensazione sempre quelli, e in questo Forum ho letto molti esperti dire che un clima deve evaporare sotto zero (forse perchè si crede che più evapora freddo più faccia freddo...) quando le valvole termostatiche per clima richiedono un evaporazione di +5°C, e per il calcolo delle valvole stesse, ci sono scritti anche i sottoraffreddamenti richiesti, per cui ripeto, la questione è complicata ma alla fine, sul cantiere, bene o male le temperature devono essere quelle, grado più grado meno per adattare i surriscaldamenti e i sottoraffreddamenti.

[DavidOne71]

ho solo fatto notare che non è un caso che i cataloghi delle valvole diano come valori di temperature di evaporazione e di condensazione sempre quelli

anche i supermercati o in qualsiasi altro posto, le confezioni di pasta sono sempre quelle (mezzo e un chilo)

e in questo Forum ho letto molti esperti dire che un clima deve evaporare sotto zero

probabilmente non sono cosi esperti...

[Frigorista modena]

Invece di fare battute Davide, tipo quella del supermercato che non ho capito, per essere costruttivi prova a dire la tua opinione invece di dire che non è vero.

Io bene o male quello che dico lo giustifico con esempi, noiosi sicuramente, ma per far tornare anche a me stesso i conti li faccio, non pontifico ma anzi cerco di chiarire quello che voglio dire, e pochissime volte ho detto "è vero " o "non è vero" e morta lì, di Oracoli ce ne sono fin troppi.

Per la seconda battuta di chi consiglia nei clima di evaporare sotto zero, se mi permetti dico che è un pessimo consiglio, primo perchè una delle poche cose che differenzia i clima dai frigo sono proprio le temperature di evaporazione, sottozero nei frigo, sopra lo zero nei clima, secondo perchè le valvole termostatiche per clima guarda caso hanno il punto MOP proprio di +5°C, vai a controllare se non ti fidi nei cataloghi Alco o Castel o Danfoss.

Non è sotto lo zero, chissà perchè.

[L amico dei frighi]

termostatiche per clima guarda caso hanno il punto MOP proprio di +5°C, vai a controllare se non ti fidi nei cataloghi Alco o Castel o Danfoss.

???? devo controllare....

[Frigorista modena]

Ho controllato il catalogo Castel, da come punto MOP per climatizzazione +15, non +5, +5 è il surriscaldamento statico avevi ragione Amico, vado sempre a memoria e quindi sono contento di fare questi ripassi!

P.S. Ho capito adesso la battuta! al supermercato le paste saranno sempre due tipi, da mezzo chilo e da un chilo, ma se si fanno le combinazioni possibili tra le potenze delle valvole e il diametro degli orifici, che sono l'equivalente del capillare, siamo sull'ordine delle centinaia, e solo combinando tra loro gli orifici siamo già a 120...

Modificato: 9 maggio 2012 da Frigorista modena

[DavidOne71]

Non era una battuta ma una costatazione! quello che volevo dire è che non bisogna fare i conti con quello che ti vendono ma con quello che abbiamo bisogno.

La mia l'ho detta e la dico sempre

secondo perchè le valvole termostatiche per clima guarda caso hanno il punto MOP proprio di +5°C

Non ho capito cosa vuoi dire con questa frase!

[DavidOne71]

Ho controllato il catalogo Castel, da come punto MOP per climatizzazione +15, non +5

Non poteva essere altrimenti! con mop a +5 la valvola rimane parzialmente chiusa e quindi i clima non rende!

[Frigorista modena]

Davide la tua la puoi e la devi dire sempre ci mancherebbe, quello che obietto (dato che non sono nato ieri e mi occupo praticamente solo di frigoriferi sette giorni su sette) è che se non sei d'accordo, o perchè mi sono sbagliato o per altri motivi, specie perchè vado sempre a memoria e la memoria può ingannare (ma qui per fortuna c'è sempre qualcuno che corregge!!), mi piacerebbe mi dicessi dove ho sbagliato, così magari imparo più io e più tutti gli altri che ci leggono.

Dire "assolutamente no" e basta, lasciando la suspance degna più di un film di Dario Argento che di un Forum tecnico, è oltre che inutile irritante per me che non posso replicare, e questo penso valga per tutti.

Tornando alla questione delle temperature, ho fatto notare che le temperature di evaporazione corrispondono alle temperature di esercizio dei più comuni compressori sul mercato, e ho fatto una suddivisione per tipi dicendo, e lo ripeto, che quando le temperature e pressioni lette a manometro sono quelle, l'impianto è "carico".

Ho semplificato anche perchè so quanto ti annoi a leggere i miei pistolotti effettivamente sempre troppo lunghi, e a semplificare hai visto cosa succede.

Certo lo so e l'ho sempre detto che la carica "giusta" si fa col surriscaldamento col sottoraffreddamento ecc ecc ecc ecc, ma trovami un tecnico che ogni volta fa queste misure (io le faccio per esempio, perchè lavoro in proprio e mi piace farle perchè veramente ci trovo la bellezza dei fenomeni fisici), ma il più delle volte, quando si ha fretta, il titolare ti mette fretta, tu guardi a manometro le temperature di evaporazione se corrispondono a -30, -10, +5 e sei a posto e il frigo non muore.

Se poi vogliamo sempre fare i precisini con me sfondi una porta aperta, se i valori non sono giusti non sono contento, apriamo un altra discussione però, a parte, altrimenti non si capisce niente e si confondono le idee.

[DavidOne71]

apriamo un altra discussione però, a parte, altrimenti non si capisce niente e si confondono le idee.

una volta ognitanto sono daccordo con te, aprila

[Frigorista modena]

L'aprirei volentieri se avessi da chiarire qualcosa per me, aprirla per aprirla non ci penso mai, A2011 è più propositivo di me.

Poi non ho capito dove non siamo d'accordo, magari me lo dicessi ma non insisto.