In alcuni tipi di impianti frigoriferi e' necessario che il compressore sia in grado di ripartire immediatamente anche subito dopo essersi fermato. Questo puo' essere il caso, ad esempio, delle vetrine espositive per i surgelati utilizzate nei supermercati. Nel caso che l’interno della vetrina sia giunto in temperatura, il termostato comanda l’arresto del compressore. Se un cliente apre la porta della vetrina per prelevare un prodotto, non provvedendo rapidamente alla sua richiusura, all’interno della vetrina entra aria calda che provoca un rapido innalzamento della temperatura. Se l’apertura della porta si prolunga nel tempo, il termostato comanda la ripartenza immediata del compressore, nonostante esso si sia fermato da poco.

L’avvio del compressore

Quello della partenza e' un momento critico per il funzionamento di un motore elettrico. Il rotore deve essere posto in rotazione, vincendo l’inerzia presente. L’assorbimento di corrente e' massimo, fatto che produce un notevole surriscaldamento degli avvolgimenti. In questo istante il motore deve sviluppare una coppia molto elevata, che va man-mano diminuendo quando il motore si e' avviato.

Oltre all’inerzia ed alle resistenze meccaniche, per avviarsi il motore deve vincere anche le resistenze offerte dal carico che grava sull’albero. Nel caso di un compressore frigorifero alternativo esse sono rappresentate dalle masse dei vari componenti che vengono poste in movimento dalla rotazione del motore: bielle, pistoni, ecc. Non va dimenticata, infine, l’azione della pressione del refrigerante che risulta essere presente all’interno del cilindro. La figura 1 illustra tale fatto: l’arresto del compressore e' avvenuto durante la fase di compressione del pistone. Essa risulta essere ad un valore intermedio tra la pressione di aspirazione (0,4 bar) e quella di mandata (7 bar). Alla ripartenza, il pistone proseguir nella sua corsa verso l’alto, dovendo a sua volta spingere ulteriormente il gas presente all’interno del cilindro.

Nel caso in cui il motore non riesca ad avviarsi entro un breve tempo, si verifica un picco nell’assorbimento di corrente dalla linea, in modo che il motore abbia la potenza necessaria per potersi porre in rotazione. Tale sovracorrente risulta limitata dal protettore termico, che interviene nel caso essa superi, per un certo intervallo di tempo, il valore prefissato. La ripartenza del compressore e' subordinata all’eliminazione della causa che obbliga il motore elettrico a richiedere un’intensita' di corrente troppo alta alla linea di alimentazione.

Il riequilibrio delle pressioni nell’impianto frigorifero

Tra le cause che possono influire sulla facilita' d’avviamento del compressore vi e' senza dubbio il riequilibrio delle pressioni all’interno dell’impianto frigorifero. Come sopra detto, puo' accadere che il termostato arresti la marcia del compressore proprio mentre esso sta compiendo la fase di compressione del gas. La situazione e' quella illustrata in figura 1. Tale situazione e' destinata a mutare rapidamente se l’impianto frigorifero e' dotato di capillare come dispositivo di laminazione. Attraverso di esso, all’arresto dell’impianto, il fluido frigorifero continua a scorrere, provocando un aumento della pressione di bassa ed una diminuzione di quella di alta. Nella figura 2 si puo' notare come l’aumento della pressione di bassa provochi l’apertura della valvola di aspirazione quando il suo valore viene ad essere maggiore di quello della pressione del gas rimasto all’interno del cilindro. Tale fenomeno prosegue fino a quando le pressioni non si equalizzano. Questo puo' portare anche all’apertura successiva della valvola di mandata, in modo che non si possa piu' avere alcuna differenza di pressione tra i vari punti dell’impianto frigorifero.

Tipologia di impianti e dispositivo di espansione

Il dispositivo di espansione, come visto, influisce sul riequilibrio delle pressioni quando il compressore si ferma. Le sue caratteristiche dipendono dalla tipologia di impianto considerato. Il capillare viene impiegato prevalentemente su frigoriferi e congelatori domestici, vetrine, armadi, banchi per la refrigerazione commerciale e su altre apparecchiature di piccola potenzialita'. La valvola d’espansione viene impiegata su impianti ove e' necessario regolare l’alimentazione di liquido dell’evaporatore in maniera proporzionale al carico termico. La valvola permette di controllare in maniera migliore il surriscaldamento, ma presenta l’inconveniente di ostacolare il rapido riequilibrio delle pressioni quando il compressore si ferma. Anche con certi tipi di capillare il riequilibrio puo' avvenire lentamente. Cio' e' dovuto alle caratteristiche geometriche del tubo e si verifica in tutti quei capillari che hanno il compito di provocare una sensibile diminuzione delle pressioni del refrigerante. Basti pensare, ad esempio, ad un armadio frigorifero in cui la temperatura di evaporazione sia di –25/-30 C e quella di condensazione possa giungere a +40/+45 C. Il salto di pressione che il capillare deve provocare e' notevole. Le caratteristiche geometriche del capillare adatto a tale fine non permetteranno, in generale, una rapida equalizzazione delle pressioni.

L’importanza del sistema di avviamento

Per garantire la ripartenza del compressore in qualunque situazione, anche con pressioni fortemente squilibrate come in figura 4, viene utilizzato il sistema di avviamento CSIR, che prevede l’impiego di un condensatore elettrico in serie all’avvolgimento di spunto. Il condensatore permette di ottenere una maggiore coppia di spunto a parita' di intensita' di corrente assorbita. In questo modo il compressore e' in grado di ripartire anche nel caso in cui sia stato appena fermato.