Ricevitori di liquido: caratteristiche, funzioni e configurazioni negli impianti di refrigerazione

I ricevitori di liquido sono componenti essenziali negli impianti di refrigerazione e condizionamento, posizionati tra condensatore e valvola di espansione per garantire continuità operativa, efficienza e sicurezza del circuito frigorifero. Questi serbatoi hanno il compito di immagazzinare il refrigerante in eccesso, assicurando un flusso costante di liquido alla valvola anche in presenza di variazioni di carico o durante il pump-down per manutenzione.

Le funzioni principali: stoccaggio, separazione e protezione

Un ricevitore di liquido refrigerante svolge diverse funzioni cruciali. Innanzitutto, funge da serbatoio per il refrigerante liquido, soprattutto quando la portata di massa del compressore è superiore a quella circolante nell’evaporatore. Ciò risulta particolarmente utile nei sistemi che presentano carichi termici variabili o richiedono l’allagamento del condensatore durante le basse temperature ambiente.

Immagazzinando il refrigerante liquido, il ricevitore garantisce che la valvola di espansione riceva sempre un apporto costante di liquido, anche in caso di variazioni delle condizioni del sistema. Inoltre, assicura capacità di accumulo durante le operazioni di pump-down, quando è necessario eseguire interventi di manutenzione o quando il sistema deve essere spento per periodi prolungati. Il ricevitore aiuta anche a separare il vapore dal refrigerante liquido, assicurando che solo il refrigerante liquido raggiunga la valvola di espansione. Questo è garantito dal fatto che dentro al ricevitore il refrigerante si trova sempre in condizioni di saturazione. Inoltre, impedisce al refrigerante in eccesso di risalire nel condensatore, proteggendolo dall’allagamento che potrebbe ridurne l’efficienza. Nei sistemi con condensatori raffreddati ad aria, i ricevitori di liquido gestiscono il surplus di refrigerante necessario per mantenere pressioni di condensazione ottimali attraverso l’allagamento controllato del condensatore.

Tipologie: ricevitori passanti e a serbatoio di compensazione

I serbatoi utilizzati negli impianti frigoriferi svolgono principalmente due funzioni: accumulo di liquido e separazione del liquido dal vapore. All’interno di queste categorie esistono due soluzioni principali. I ricevitori passanti comprendono tutti quei dispositivi in cui entrata e uscita sono realizzate con due diversi collegamenti, generalmente entrata dall’alto e uscita dal basso. Nell’operatività di un ricevitore passante, il flusso del liquido deve sempre seguire una direzione stabilita dal condensatore al ricevitore. La pressione all’interno del ricevitore deve restare inferiore rispetto a quella registrata alla fuoriuscita del condensatore.

La linea di collegamento per la condensa è progettata per agevolare non solo il flusso diretto del liquido verso il ricevitore, ma anche il riflusso dei gas in direzione opposta. Per ottenere questa dualità funzionale, è indicato dimensionare la conduttura per una velocità di spostamento del liquido di circa 0,4 m/s. Le tubazioni devono essere installate con una pendenza minima di 20 mm/m per prevenire la formazione di ristagni. I ricevitori a serbatoio di compensazione, noti anche come “surge type receiver”, sono componenti essenziali che contengono il refrigerante liquido consentendo al sistema di bypassare una parte del fluido per alimentare direttamente l’evaporatore. Questo meccanismo mantiene un livello di liquido stabile necessario per il pump-down e previene possibili danni al compressore. Il design a flusso continuo integra un condotto di bypass che trasferisce il refrigerante dal condensatore all’evaporatore, garantendo una fornitura costante, immagazzinando il liquido in eccesso e proteggendo il compressore durante i periodi di interruzione.

Configurazioni e applicazioni negli impianti di refrigerazione

Nel settore della refrigerazione i serbatoi trovano un impiego molto più diffuso rispetto agli impianti di condizionamento dell’aria, principalmente a causa del progressivo aumento dell’adozione di centrali frigorifere che operano in parallelo. A differenza dei tradizionali impianti di condizionamento, configurati con un unico circuito frigorifero, gli impianti di refrigerazione utilizzano compressori, condensatori ed evaporatori connessi in parallelo. In queste configurazioni, il volume di liquido contenuto nei vari componenti può variare nel tempo, rendendo essenziale l’impiego di un serbatoio che svolga il ruolo di ricevitore in alta pressione.

Serbatoi verticali e orizzontali: separazione efficace

I ricevitori sono progettati esclusivamente con struttura cilindrica e possono essere installati in posizione orizzontale o verticale, a seconda delle esigenze del sistema e dello spazio disponibile. Nei serbatoi verticali, la separazione tra liquido e vapore sfrutta la gravità come forza fondamentale. La velocità ascensionale del vapore deve essere sufficientemente ridotta per consentire il deposito di tutte le gocce, fatta eccezione per quelle di dimensioni più ridotte. La velocità terminale di una goccia si raggiunge quando la forza gravitazionale risulta bilanciata dalla forza di trascinamento esercitata dal fluido circostante, creando un equilibrio che permette la separazione efficace tra fase liquida e vapore. I ricevitori rappresentano componenti indispensabili per assicurare continuità operativa, efficienza energetica e sicurezza negli impianti di refrigerazione moderni.