ELOGIO DEL CAPILLARE
(Art.102)

Pierfrancesco Fantoni

Introduzione

In altra parte della rivista si parla, ormai da alcuni numeri, della valvola di espansione termostatica. Essa e' il dispositivo di espansione tra i più utilizzati negli impianti frigoriferi. Da qualche tempo l’evoluzione della tecnologia ha permesso di affinare la funzionalità di tali dispositivi relativamente a quegli aspetti che si presentano più critici per quanto riguarda la regolazione. Le valvole di espansione elettroniche riescono a meglio modulare il flusso di refrigerante nel caso di anomalie del differenziale di pressione tra monte e valle, inoltre riescono a rispondere meglio alle diverse esigenze di alimentazione dell’evaporatore, in funzione della variabilità dei carichi termici e del regime di giri del compressore.

Possiamo quindi dire che la valvola di espansione termostatica si colloca a mezza via tra la valvola di espansione elettronica, sicuramente su di un piano superiore dal punto di vista tecnologico grazie a tutta la componentistica elettronica che essa racchiude,  ed il tubo capillare, che si colloca ad un livello inferiore sul piano della funzionalità e dell’efficacia della regolazione.

Tuttavia, per quanto riguarda il tubo capillare, pur nella consapevolezza della sua minore capacità di controllo del flusso di refrigerante rispetto alla valvola, vogliamo evidenziarne alcune peculiarità che lo portano ad essere preferito, rispetto alla valvola, in alcune tipologie di impianti frigoriferi.

Per il tecnico frigorista la valvola e' sinonimo di delicatezza nell’installazione, di accuratezza della regolazione, di precisione della taratura. L’impianto dotato di valvola, quando funziona bene, e' efficiente energeticamente, duttile nel sopportare diverse condizioni di lavoro. Ma comunque richiede impegno lavorativo, soprattutto quando si tratta di procedere alla taratura della valvola quando le necessità di raffreddamento/deumidificazione dell’aria trattata sono particolari. Il capillare, invece, pur nella sua approssimatività regolativa, dà l’idea di essere più facile da impiegare e di non richiedere particolari accorgimenti manutentivi.

Proviamo, dunque, a fare l’elogio del capillare, cercando di evidenziarne gli aspetti maggiormente vantaggiosi rispetto alla “sorella maggiore” valvola.

Installazione

L’installazione del tubo capillare e' particolarmente semplice. L’unica attenzione da avere e' quella di eseguire la brasatura evitando di ostruire il capillare eccedendo con la quantità di materiale d’apporto (vedi figura 1). Ma rispetto alla valvola la procedura e'
 molto più semplice, soprattutto se essa e' del tipo con equalizzatore esterno. In questo caso, infatti si deve predisporre anche il tubicino per l’equalizzazione esterna delle pressioni, il quale deve essere anch’esso saldato, rispettando determinati accorgimenti. Dunque, il capillare implica molti meno problemi d’ordine pratico.

Inoltre la valvola richiede particolari accorgimenti per la collocazione dell’elemento sensibile, che non può essere fissato alla tubazione di aspirazione in maniera casuale, sia rispetto alla dimensione longitudinale della tubazione sia rispetto alla sua sezione.

Non dimentichiamo, poi, che ogni valvola e' adatta a funzionare solo con determinati gruppi di refrigeranti, per cui la scelta e'
 molto meno universale che nel caso del capillare.

Costo e manutenzione

Appare chiaro a tutti che il costo di un capillare risulta essere molto inferiore a quello di una valvola di espansione, soprattutto se di tipo elettronico. Eventuali operazioni di sostituzione del dispositivo di espansione risultano essere molto meno onerose nel caso di impianti funzionanti con capillare, per cui l’operazione risulta essere economicamente molto meno “pesante” per il proprietario dell’impianto in caso si debba ricorrere a tale eventualità.

La valvola, oltre a ciò, risulta essere un’apparecchiatura molto più delicata rispetto al capillare. Lo spillo della valvola può in alcuni casi venire piegato o storto, con la conseguenza di una cattiva chiusura dell’orifizio. Il capillare che collega la valvola al bulbo può andare incontro a fessurazioni dovute alle vibrazioni, compromettendo la funzionalità della valvola. Dal punto di vista meccanico il capillare e'
 molto più robusto e duraturo nel tempo.

L’impianto frigorifero

Della maggiore complessità dei vari componenti che accompagnano la valvola (bulbo, capillare, equalizzatore, eventuali componenti elettriche/elettroniche) si e'
 già detto.

Aggiungiamo qui, ora, che oltre a ciò la valvola richiede sempre l’installazione a monte di un ricevitore di liquido, che ha il compito di garantire in ogni occasione la corretta alimentazione di liquido la valvola. Nel capillare tale componente non e' mai richiesto, altrimenti l’evaporatore verrebbe allagato ogni volta che l’impianto si ferma, poiché il capillare non e' in grado di arrestare, in nessun caso, il flusso di liquido tra alta e bassa pressione. La recente normativa europea (la direttiva PED) impone ulteriori requisiti cui deve soddisfare il ricevitore, come tutti i dispositivi in pressione. L’installatore dell’impianto, in qualità di assemblatore, deve rispondere del soddisfacimento di tali requisiti.

L’impianto elettrico

Non e' solo l’impianto frigorifero che gode di maggiori semplificazioni nel caso di impiego del tubo capillare. Anche l’impianto elettrico ne risente favorevolmente.

Ad ogni arresto del compressore, le pressioni dell’impianto si trovano fortemente squilibrate. L’utilizzo del capillare permette il loro rapido riequilibrio, anche nel giro di poco tempo. Questo permette al compressore di poter ripartire facilmente nell’arco di pochi secondi, senza andare incontro a sforzi repentini. La coppia di spunto si mantiene entro valori limitati, l’intensità di corrente assorbita non sale esponenzialmente e non c’e' il rischio che si giunga all’intervento del protettore termico per sovraccarico di corrente (il classico caso di compressore che klixa).

Nel caso di impiego di valvola, il sistema di avviamento del compressore diventa più complesso, dovendo necessariamente comprendere un condensatore di avviamento (avviamento di tipo CSIR o CSR). In un impianto con capillare il compressore, nella maggior parte dei casi, ha un avviamento RSIR, con l’opportunità di impiegare un rele' di avviamento di tipo solido, facilmente sostituibile in caso di guasto, non richiedendo particolari specificità di tipo elettrico.

Sottoraffreddamento 

Dal punto di vista del sottoraffreddamento, il sistema valvola+ricevitore risulta senz’altro essere molto efficiente rispetto al capillare. Tuttavia, in maniera abbastanza efficace anche se rudimentale, anche ricorrendo all’impiego del capillare e' possibile ottenere un certo grado di sottoraffreddamento del liquido prima dell’espansione. Come noto, tale fenomeno risulta essere molto importante dal punto di vista dell’efficienza frigorifera dell’impianto.

Come mostra la figura 2, una modalità di ottenere il sottoraffreddamento in maniera molto semplice e assolutamente non onerosa, e' quella di far transitare un tratto di capillare all’interno della linea di aspirazione contenente il gas freddo. Il flusso dei due fluidi, gas diretto al compressore e liquido oggetto di espansione, scorrono in controcorrente e ciò consente di ottenere con facilità un certo sottoraffreddamento del liquido.

Conclusioni

Quanto proposto in queste poche righe, non vuole ovviamente far perdere di vista la significatività che riveste da un punto di vista energetico l’impiego della valvola di espansione negli impianti frigoriferi. Tuttavia, non bisogna scordare che il tubo capillare, pur nella limitatezza delle sue risorse, e' in grado di fornire alcuni vantaggi non trascurabili in certe tipologie di impianti, non ultimo dei quali un ridotto ingombro complessivo ed una minore occupazione di spazi rispetto alla valvola ed agli accessori elettrici/frigoriferi che il suo utilizzo implica.