AFOR - PATENTINO FRIGORISTI 2019 Spinosa PDF

[Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS BUONGIORNO [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] 1/143 Ing. Andrea Spinosa [AFOR] – AA 2019  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS...

[Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS BUONGIORNO [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] 1/143 Ing. Andrea Spinosa [AFOR] – AA 2019  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS RICORDA: sono importante per l’esame i SOMMARIO Unità di misura e grandezze fisiche Il ciclo frigorifero Esempio di circuito frigorifero e componenti Gas refrigeranti Normativa Attrezzature e loro impiego [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche Misurare: confrontare, secondo un dato criterio la grandezza in esame con un’altra grandezza della stessa specie scelta come unità Attraverso le leggi fisiche che definiscono e legano le varie grandezze fisiche, si possono costruire legami tra le unità di misura; si avranno così una serie di unità di misura FONDAMENTALI, scelte arbitrariamente secondo criteri concordati a livello locale, nazionale, internazionale dalle quali ricavare poi tutte le altre unità di misura DERIVATE proprio attraverso le leggi fisiche. Si realizza così un SISTEMA di UNITA’ di MISURA che sarà definito da: - Grandezze fisiche fondamentali (tra loro indipendenti); - Unità di misura assunte per le grandezze fondamentali; - Relazioni di definizione (leggi fisiche) delle grandezze fisiche derivate (tra loro dipendenti); - Relazioni di definizione (relazioni dimensionali formalmente identiche alle relative leggi fisiche) delle unità di misura. [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche SISTEMI di UNITA’ di MISURA - SCIENTIFICI; assumono come grandezze fondamentali: lunghezza, tempo, massa, temperatura Appartiene a questa categoria il SISTEMA INTERNAZIONALE (SI) delle unità di misura, deliberato nel 1960 dalla XI Conferenza Generale dei Pesi e Misure come unico sistema di unità di misura cui riferirsi in sede nazionale ed internazionale da parte degli Stati aderenti; nel SI si aggiungono alle unità fondamentali sopra richiamate le seguenti: intensità di corrente elettrica, intensità luminosa, quantità di sostanza; si aggiungono inoltre due grandezze supplementari: angolo piano, angolo solido. - TECNICI; assumono come grandezze fondamentali: lunghezza, tempo, forza, temperatura Appartengono a questa categoria i molteplici sistemi di unità impiegati per lunga consuetudine ed abitudine nella pratica e tecnica impiantistica. Il loro utilizzo è però oggi sempre più raro poiché l’impiego della forza come grandezza fondamentale pone non pochi problemi di correttezza ed esattezza delle misure soprattutto quanto sono richieste elevate precisioni. [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche SISTEMI di UNITA’ di MISURA In Italia con il DPR 12/08/1982 n. 802 è stato reso obbligatorio l’impiego del solo SI, qualificandolo come unico sistema di unità di misura avente valore legale (attuazione direttiva CE 71/354/CEE del 18/10/1971 come modificata dalle direttiva CE 76/770/CEE del 17/07/1976 e 80/181/CEE del 29/10/1979. Le unità di misura appartenenti ad altri sistemi erano validamente utilizzabili in via transitoria sino al 31/12/1999 (poi prorogato al 31/12/2009 con Direttiva CE 1999/103/CEE del 24/01/2000) solo se in aggiunta a quelle del SI. Pertanto le unità di misura dei sistemi NON SI, ancora largamente impiegate nell’uso pratico corrente, sono formalmente NON LEGALI e NON dovrebbero essere quindi utilizzate in alcun contesto, specialmente se all’interno di documentazione tecnica e/o legale. [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche SISTEMA INTERNAZIONALE (SI) di unità di misura Grandezza Unità Simbolo Lunghezza (f) metro m Massa (f) kilogrammo kg Tempo (f) secondo s Temperatura(f) kelvin K i Forza (d) newton N = kg*m/s2 Pressione (d) pascal Pa = N/m2 Energia (calore, lavoro) (d) joule J = N*m Potenza (d) watt W = J/s f = fondamentale - d = derivata [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche SISTEMA TECNICO (ST) di unità di misura i Grandezza Unità Simbolo Lunghezza (f) metro m Tempo (f) secondo s Forza (f) Kilogrammo forza kgf Temperatura (f) grado celsius, fahrenheit, rankine °C, °F, °R Massa (d) unità tecnica di massa U.T.M. atmosfera fisica, atmosfera tecnica, atm, at, bar, Torr Pressione (d) bar, torricelli (o millimetri mercurio), (mm Hg), mm H2O millimetri colonna H2O Energia (calore, lavoro) (d) caloria, wattora, british thermal unit cal, Wh, Btu Potenza (d) caloria/ora, watt cal/h, W, Btu/h f = fondamentale - d = derivata [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche CONVERSIONE tra unità di misura MASSA - FORZA 1 kg 0,10197 U.T.M. 1N 0,10197 kgf 1 U.T.M. 9,80665 kg 1 kgf 9,80665 N [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche CONVERSIONE tra unità di misura - PRESSIONE 0,0075 mm 0,00001 1 Pa 0,00001 bar 0,0000987 atm 0,102 mm H2O Hg at i 1 bar 100.000 Pa 0,9869 atm 750 mm Hg 10.793 mm H2O 1,02 at 1 atm 1,013 bar 101.325 Pa 760 mm Hg 10.333 mm H2O 1,033 at 1 mm Hg 0,00136 0,00133 bar 0,00131 atm 133,3 Pa 13,6 mm H2O (Torr) at 1 mm H2O 0,0000981 bar 0,0000968 atm 7,356 mm Hg 9,806 Pa 0,0001 at 1 at 0,9806 bar 0,9678 atm 735,6 mm Hg 10.000 mm H2O 98.066 Pa [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche CONVERSIONE tra unità di misura - ENERGIA 1J 0,239 cal 0,000948 Btu 0,000278 Wh 1 cal 4,187 J 0,003968 Btu 0,001163 Wh 1 Btu 252 cal 1055 J 0,294 Wh 1 Wh 860 cal 3,412 Btu 3.600 J i 1 kcal 4,184 kJ 3,968 Btu 1,162 Wh CONVERSIONE tra unità di misura - POTENZA 1W 860 cal/h 3,412 Btu/h i 1 cal/h 0,001162 W 0,003968 Btu/h 1 Btu/h 252 cal/h 0,293 W i 1 kcal/h 1,162 W 3,968 Btu/h [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche NOTA: da un punto di vista rigorosamente scientifico, la temperatura NON è una GRANDEZZA FISICA bensì un INDICE di STATO FISICO; la sua misura si esprime pertanto fissando una SCALA TERMOMETRICA e NON un’unità di misura. Nel seguito tale rigore verrà dato per scontato. CONVERSIONE tra unità di misura - TEMPERATURA Scala KELVIN Scala CELSIUS Scala FAHRENHEIT Scala RANKINE i (assoluta) (relativa) (relativa) (assoluta) 0K -273,15 °C -459,67 °F 0 °R 273,15 K 0 °C 32 °F 491,67 °R 323,15 K 50 °C 122 °F 581,67 °R 373,15 K 100 °C 212 °F 671,67 °R 1 °C = 1 K -- 1 °F = 1 °R °C = (°F − 32) / 1,8 -- °F = °C × 1,8 + 32 1 °C = 9/5 °F -- 1 K = 9/5 °R K = (°F + 459,67) / 1,8 -- °F = K × 1,8 – 459,67 [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche CONVERSIONE tra unità di misura - LUNGHEZZA mm ” (pollici) 6,35 1/4 9,52 3/8 12,7 1/2 15,87 5/8 19,05 3/4 22,22 7/8 25,39 1 [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche CONVERSIONE tra unità di misura - PREFISSI 109 Giga G 1 000 000 000 106 Mega M 1 000 000 i 103 Chilo - Kilo k 1 000 102 Etto h 100 101 Deca da 10 10-1 deci d 0,1 10-2 centi c 0,01 10-3 milli m 0,001 10-6 micro µ 0,000 001 10-9 nano n 0,000 000 001 [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche TEMPERATURA: è una grandezza fisica che esprime una proprietà fisica di un corpo: lo stato termico. A livello microscopico essa esprime lo stato di agitazione termica delle molecole di una sostanza. Le unità di misura della temperatura (simbolo T) sono: - SISTEMA INTERNAZIONALE: K (kelvin). - SISTEMA TECNICO: °C (grado celsius). i Le scale termometriche Kelvin e Celsuis differiscono solo per una costante: T[K] = T[°C] + 273,15 Alla temperatura di 0 K (-273 °C) corrisponde lo ZERO ASSOLUTO. Se due corpi hanno la medesima temperatura, si dice che sono in EQUILIBRIO TERMICO. [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche E’ esperienza comune che fornendo calore la temperatura di un corpo aumenta (viceversa sottraendo calore). Ci sono casi in cui è possibile fornire o sottrarre calore senza variazione della temperatura, poiché il calore fornito o sottratto causa la variazione delle altre proprietà termodinamiche del sistema (pressione, volume, etc.) oppure il passaggio di stato (transizione di fase). Analogamente è possibile aumentare o diminuire la temperatura di un sistema senza fornire o sottrarre calore, variandone pressione e/o volume. Tutti questi fatti vengono opportunamente sfruttati nei cicli frigoriferi. NOTA: i passaggi di stato sono trasformazioni a T, p e V costanti (isoterme, isobare, isocore). [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche Parlando di ARIA (ambiente) si distingue: i TEMPERATURA a BULBO SECCO (Tbs): è la temperatura dell’aria misurata e misurabile con un comune termometro a bulbo. Misura lo stato termico dell’aria legato allo scambio di solo calore sensibile. TEMPERATURA a BULBO UMIDO (Tbu): è la temperatura dell’aria misurata con un termometro il cui bulbo è mantenuto umido con acqua in condizioni equilibrio termodinamico nello scambio termico convettivo con una massa d’aria in moto turbolento. Misura lo stato termico dell’aria legato allo scambio di solo calore latente (per evaporazione). Tale temperatura è pertanto influenzata dall’umidità relativa dell’aria. Si misura con lo PSICROMETRO. Dal confronto di queste due temperature si può determinare univocamente l’umidità assoluta/relativa ambientale utilizzando il DIAGRAMMA PSICROMETRICO (diagramma aria-vapore a pressione costante). [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche Parlando di ARIA (ambiente) si definisce: UMIDITA’: misura della quantità (massa) di vapore acqueo presente nell’aria umida (miscela aria secca - vapore acqueo) nelle condizioni [termodinamiche] (T, p) date [se si parla di aria ambiente la pressione è quella atmosferica standard]. Si definiscono: UMIDITA’ ASSOLUTA (Uass): quantità (massa) di vapore acqueo i contenuto in un volume di aria umida nelle condizioni (T, p) date. L’unità di misura della umidità assoluta è: - gvapore/m3aria. UMIDITA’ RELATIVA (Urel): rapporto (percentuale) tra la densità del vapore presente nell’aria umida nelle condizioni (T, p) date e la densità del vapore saturo alle medesime condizioni (T, p) [condizione limite]. [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche UMIDITA’ SPECIFICA (X, Titolo): quantità (in massa) di vapore acqueo contenuto rispetto la massa di aria secca nelle condizioni (T, p) date. (NOTA: l’aria secca è una porzione dell’aria umida di cui vogliamo conoscere il contenuto di vapore acqueo …). L’unità di misura della umidità specifica è: - gvapore/kgaria secca. i Tale grandezza può essere definita in modo analogo in relazione alla massa di aria umida. In questo caso l’unità di misura della umidità specifica è: - gvapore/kgaria umida. In termodinamica la prima definizione è preferita. [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche Linea di saturazione Umidità assoluta o Umidità specifica (Titolo) Rapporto Tbu costanti entalpia (H) / titolo (X) Trugiada Isoentalpica i Isoterma Umidità relativa costante Densità aria secca costante [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche Linea di saturazione Es.: Tbs 27 °C, Urel 50% Tbu ? Tbu Trugiada? i Tbu 19 °C Trugiada Trugiada 16 °C Urel Tbs [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche Linea di saturazione Es.: Tbs 27 °C, Tbu 19 °C Urel ? Tbu Trugiada? i Urel 50% Trugiada Trugiada 16 °C Urel Tbs [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche CONDIZIONI DI COMFORT: Parlando di ARIA (ambiente): L’organismo umano rileva condizioni ideali quando l’ambiente in cui si trova è caratterizzato dalle seguenti grandezze termo-igrometriche: i T Urel ESTATE 24 – 26 °C 40 – 60 % INVERNO 18 – 22 °C 40 – 60 % [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche PRESSIONE: rapporto tra l’intensità della forza agente ortogonalmente su una superficie e la sua area. Le unità di misura della pressione (simbolo p) sono: - SISTEMA INTERNAZIONALE: Pa (pascal). - SISTEMA TECNICO: bar, atm, mm Hg, Torr. F﬩ F p = F﬩ / A A F// p [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche Si noti che a parità di forza F applicata, la pressione p varia in modo INVERSAMENTE PROPORZIONALE alla estensione della superficie A interessata. Per esempio: uno stesso peso Fp che si distribuisce su aree di diversa estensione A, determina pressioni p diverse in ragione di 1/A. A2 = 0,1 m2 Fp = 100 kN P1 = Fp / A1 = 100 kN / 1 m2 = A1 = 1 m2 = 100.000 Pa = 0,1 MPa = 1 bar Fp Fp P2 = Fp / A2 = 100 kN / 0,1 m2 = = 1.000.000 Pa = 1 MPa = 10 bar p1 p2 [CORSO PATENTINO FRIGORISTI ex Regolamento CE 2067-2015] Ing. Andrea Spinosa [AFOR]  [Modulo UNICO] – CORSO PATENTINO FRIGORISTI – FORMAZIONE F-GAS Unità di misura e grandezze fisiche Si definiscono inoltre: PRESSIONE ASSOLUTA (pass): pressione misurata assumendo come riferimento il vuoto. E’ sempre usata nelle formule e nei calcoli. Sui manometri assoluti la scala ha valori solo ≥0. PRESSIONE RELATIVA (prel): pressione misurata assumendo come riferimento un’altra pressione (tipicamente quella atmosferica). Sui manometri la scala può avere valori anche