Il dimensionamento delle tubazionie frigorifere si basa prima di tutto sul non creare un’eccessiva perdita di carico dovuta al flusso di refrigerante. Pertanto la velocità dovrà essere contenuta.
- tubazione del liquido 0,3 … 0,7 m/s
Però nelle tubazioni in cui il refrigerante è allo stato di vapore, la velocità del refrigerante deve essere sufficiente da soffiare avanti l’olio in circolazione per riportarlo al compressore. Per questo motivo le velocità saranno:
- tubazione aspirazione 8 … 15 m/s
- tubazione premente 5 … 7 m/s
NOTA1: per tubazioni fino a DN20 si utilizzino le velocità minime.
NOTA2: la tubazione che va dal condensatore al ricevitore di liquido (serbatoio) è normalmente di una misura superiore a quella del liquido. Questo per evitare una velocità eccessiva, visto che c’è ancora del refrigerante allo stato di vapore che occupa un volume maggiore.
Sotto sono esplicitati i calcoli per la definizione del diametro.
Chi avesse bisogno di eseguirli lo può fare scaricando il foglio di calcolo “CalcolaDiametroTubo“. I campi evidenziati in verde sono quelli da compilare.
CALCOLO DEL DIAMETRO DEI TUBI FRIGO
La velocità del fluido dipende dal flusso volumetrico e dalla sezione di passaggio interna al tubo.
Il diametro viene definito scegliendo la velocità desiderata e mettendolo in rapporto col flusso volumetrico che si trova nella specifica tubazione.
Il flusso massico (la quantità di molecole in movimento) è costante in tutto l’impianto, mentre che il flusso volumetrico varia in funzione allo stato del fluido.
Per questo si sostituisce il flusso volumetrico con il rapporto tra flusso massico costante e densità nella specifica tubazione.
Nel diagramma entalpico tutti i valori si riferiscono ad 1 kg di refrigerante. Pertanto, nel grafico non si troverà la densità, ma il suo inverso, che è il volume specifico.
Il flusso di calore, cioè la potenza, è direttamente proporzionale al flusso massico.
Il ciclo frigo nel diagramma entalpico è un’istananea del comportamento di 1 kg di refrigerante in circolazione nell’impianto.
Mettendo assieme queste due cose possiamo dire che la potenza è il prodotto del flusso massico con la variazione dell’entalpia.
Girando le formule possiamo quindi definire il flusso massico a partire dalla potenza e dai dati estratti dal diagramma entalpico (differenza di entalpia e il volume specifico).
Se disponiamo della potenza dell’evaporatore, si utilizzerà la variazione di entalpia dell’evaporatore, mentre che se invece si conosce la potenza del condensatore si utilizzerà la variazione di entalpia del condensatore.
In definitiva, per il calcolo del diametro interno del tubo si sceglie la velocità desiderata della tubazione, si disegna il ciclo nel diagramma entalpico alle condizioni di funzionamento e si estrapolano differenza di entalpia e il volume specifico ed in fine, si calcola il diametro ottimale per la velocità scelta.
Il valore 1000 davanti alla formula serve a trasfomrare il risultato del diametro in millimetri.
Poi si sceglie il tubo che si avvicina maggiormente al risultato, tenendo conto che se il diametro è lievemente maggiore la velocità sarà inferiore a quella desiderata e viceversa. Si ricorda che la scelta è un compromesso tra non troppo veloce per evitare perdite di carico eccessive e non troppo lenta per poter soffiare avanti l’olio (quest’ultimo solo per aspirante e prenente).
Fatto questo, sarebbe bene ricalcolare la velocità effettiva immettendo il diametro reale del tubo scelto con una delle formule sottostanti.
Si ricorda di utilizzare le unità di misura SI (diametro in metri).
