Studio del brinamento delle batterie su pompe di calore a compressione

Lo studio nasce dall’esigenza di ricercare delle soluzioni tecnologiche a due problemi che interessano il funzionamento delle pompe di calore con scambiatore esterno ad aria: - la progressiva riduzione di potenza al condensatore, quando l’aria esterna raggiunge condizioni favorevoli alla formazione della brina, con la conseguenza di un calo della temperatura dell’aria di mandata nei terminali interni; - lo sbrinamento periodico che interessa la batteria nell’unità esterna, il quale causa colpi di freddo per la sottrazione di energia dai locali riscaldati. Il lavoro si basa sulle ricerche in letteratura, inerenti alla dinamica dei fenomeni di brinamento delle batterie alettate, considerando la parte di modellizzazione fisica. Sono stati presi in considerazione i fenomeni di scambio termico e trasferimento di massa riguardanti l’evaporatore. Ciò interessa particolarmente, in quanto la brina non agisce solo come isolante termico, ma crea anche una riduzione dell’area di passaggio fra le alette con la conseguente rarefazione dell’aria. Ciò comporta la riduzione della portata di massa della sorgente termica e la successiva riduzione delle prestazioni sia nel lato aeraulico che nel lato refrigerante, dovuto quest’ultimo alle minori prestazioni del circuito frigorifero. C’è da dire che in letteratura si trovano varie correlazioni empiriche e queste sono funzione di diverse condizioni di prova e diverse geometrie delle batterie. Nel presente lavoro è stato usato un modello semi-empirico che considera la diffusione molecolare, le leggi di trasferimento di calore e massa. Tale modello è stato incorporato nell'algoritmo di simulazione dinamica della macchina. Il software realizzato è stato scritto in LabView 8.5. In un secondo tempo, il modello è stato confrontato con una macchina simile a quella modellizzata, i cui dati dei cicli di brinamento/sbrinamento sono stati forniti dal produttore della stessa (Clivet SpA). L’ultima analisi riguarda un test sulla macchina sperimentale modellizzata, per confrontare i risultati del modello teorico con i dati acquisiti in campo.