Prestazioni e sviluppi progettuali del refrigeratore ad assorbimento a diffusione

Il modello sviluppato [del ciclo ad assorbimento a diffusione] è stato implementato su piattaforma Labview v.8.6 per testarne le capacità predittive e utilizzarlo in sede di analisi delle prestazioni del ciclo DAR. A scopo illustrativo, è riportato uno screenshot del pannello di controllo e è illustrata la routine di programmazione a blocchi data in pasto al software per il calcolo. Ogni componente del ciclo frigorifero è modellato da una subroutine identificata da un blocco interconnesso agli altri. Le variabili di input e i risultati parziali sono incanalati all’interno di un flusso di dati e scambiati tra i vari blocchi. Al termine del calcolo, i risultati finali vengono memorizzati e visualizzati dai vari indicatori all’interno del pannello di controllo.

In merito a quest’ultimo, è possibile osservare:
- il riquadro delle variabili di input;
- la leva per la scelta del gas ausiliario (idrogeno molecolare ed elio);
- il riquadro delle variabili di output (condizioni termodinamiche e portate della miscela di lavoro nelle sezioni del circuito);
- quello delle potenze termiche scambiate dai vari componenti del ciclo frigorifero (con indicazione del verso di scambio mediante spia colorata: arancione nel caso di cessione di potenza termica dalla miscela verso l’esterno, blu nel caso opposto);
- i riquadri di output delle caratteristiche termodinamiche e di portata complessive del ciclo;
- il riquadro delle caratteristiche geometriche della pompa termica;
- gli indicatori delle prestazioni del ciclo (in termini di COP e fattore di ricircolo f);
- l’indicatore e il messaggio testuale che informa l’utente sulla riuscita del calcolo e sulla consistenza (in termini dei bilanci di massa ed energia per ogni componente del circuito) dei risultati ottenuti.

La validazione sperimentale del modello è stata condotta su un refrigeratore DAR commerciale modello Dometic F400. Il circuito frigorifero è illustrato in fig. 5.3. Qui sono visibili tutti i componenti illustrati, ad eccezione dello scambiatore HXG e dell’evaporatore, rispettivamente posti oltre la superficie in lamiera metallica per l’ancoraggio del circuito all’involucro plastico e nella camera di refrigerazione, all’interno dell’involucro metallico.

La fornitura della potenza alla pompa termica è effettuata da due resistenze elettriche a candela fissate esternamente nella zona inferiore del capillare.
In riferimento alla notazione precedente, i parametri geometrici caratteristi della pompa termica sono: il diametro interno del capillare, d_c = 5 mm; il diametro interno del tubo di immissione delle miscela ricca, d_i = 13 mm; la lunghezza del capillare, L = 40 cm; l’altezza del battente liquido, H = 10 cm. Per ciò che riguarda l’evaporatore, invece, il diametro interno dei tubi è d_e = 17 mm e la superficie trasversale investita dall’aria che si raffredda nella camera di refrigerazione è A_e,air = 0,4 m².