Nei sistemi di refrigerazione a ciclo chiuso, con lo scopo
di fornire temperature solite della gamma domestica o commerciale, il gas
refrigerante è compresso e poi condensato. L’evaporazione di questo avviene
tramite una ‘strozzatura’ del flusso ed il gas, una volta evaporato, viene
fatto tornare al compressore per completare il ciclo. Un semplice compressore a
pistone rotante a stadio singolo è sufficiente per raggiungere una modesta
pressione e l’efficienza richiesta. In questo caso i refrigeranti sono di solito
gas puri, come il Freon.
La principale innovazione del refrigeratore criogenico
consiste in un sistema di refrigerazione a ciclo chiuso che, pur operando in
condizioni ambientali normali, fornisce temperature di raffreddamento che si
trovano nel range delle temperature criogeniche, ovvero al di sotto dei 93 gradi
Kelvin. Questo sfrutta un compressore lubrificato ad olio a singolo stadio e
non richiede la presenza di scambiatori di calore a cascata o separatori di
fase intermedia. Fornisce inoltre, in rapporto, una resa volumetrica elevata ad
una pressione relativamente alta in unione con un refrigerante che comprime una
miscela di gas tra i quali almeno uno è un gas criogenico come azoto, argon o
metano.
I vantaggi di un sistema di refrigerazione di questo tipo
sono principalmente l’abbassamento dei costi di produzione, di funzionamento e
di manutenzione.
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