Frigorifero a gas fai-da-te: principio di funzionamento del frigorifero a propano + esempio di montaggio di un progetto fai-da-te

La storia piuttosto lunga dello sviluppo della tecnologia di refrigerazione è stata segnata dall'apparizione di vari tipi di frigoriferi domestici. Tra i modelli esistenti si può trovare un apparecchio ad assorbimento domestico: il frigorifero a gas.

I modelli di frigoriferi a gas sono realizzati sia fissi che mobili. La loro struttura relativamente semplice non esclude la possibilità di realizzare un dispositivo con le proprie mani. Per costruire un frigorifero a gas, è necessario studiarne la struttura e il principio di funzionamento, è d'accordo?

Nell'articolo vengono descritti in dettaglio la struttura del gruppo propano e il ciclo di raffreddamento tecnico, oltre a fornire istruzioni passo passo per il montaggio e la modifica di diverse varianti di frigoriferi a gas.

Struttura del frigorifero a propano

Il principio di funzionamento ad assorbimento è la base della tecnologia di refrigerazione che potrebbe funzionare a propano.

Considerando il frigorifero a gas e il suo principio di funzionamento, va sottolineato: nel frigorifero ad assorbimento, al propano è assegnata la modesta funzione di gas riscaldante. I componenti principali del processo di assorbimento nelle strutture dei frigoriferi domestici sono di solito l'ammoniaca e l'acqua.

Così appare la parete posteriore di un frigorifero ad assorbimento. Questo è uno di quei vecchi modelli di apparecchi che sono adatti per la modernizzazione – la conversione al combustibile a gas invece dell'energia elettrica.

L'ammoniaca agisce come refrigerante, mentre l'acqua svolge il ruolo di sostanza assorbente.

Il modello a gas in forma semplificata contiene i seguenti moduli tecnologici:

1. Modulo di riscaldamento a gas.
2. Generatore (più precisamente – bollitore).
3. Condensatore.
4. Assorbitore.
5. Evaporatore.

Il riscaldatore a gas riscalda il contenuto del generatore. Il modulo generatore serve a produrre ammoniaca vaporosa e a fornire una soluzione ammoniacale debole all'area dell'assorbitore.

Il modulo condensatore serve a raffreddare i vapori di ammoniaca fino alla temperatura di condensazione. Il modulo chiamato “assorbitore” svolge la funzione di assorbitore di ammoniaca. L'evaporatore del frigorifero a gas funge da generatore di freddo.

Principio di funzionamento del frigorifero a gas

Il ciclo tecnologico di raffreddamento inizia con il riscaldamento della soluzione concentrata di ammoniaca e acqua tramite un bruciatore a gas. A causa della temperatura di ebollizione più bassa dell'ammoniaca, questa sostanza bolle più velocemente dell'acqua. Inizia il processo di formazione di vapori concentrati di refrigerante, che entrano nel condensatore.

Qui il vapore di ammoniaca condensa, e l'ammoniaca liquida si dirige verso l'evaporatore, dove, sottraendo calore ai prodotti, bolle formando una miscela vapore-liquido.

Schema strutturale che mostra il principio di funzionamento dell'apparecchio di raffreddamento ad assorbimento. Come riscaldatore del generatore viene utilizzato un bruciatore a gas. Tuttavia, in sostanza, il riscaldatore può essere di quasi qualsiasi tipo (+)

Lo schema del frigorifero ad assorbimento prevede anche il funzionamento di un dispositivo chiamato “deflogmatore”. Questo modulo è installato all'uscita del bollitore e serve per ottenere una soluzione debole di ammoniaca e acqua mediante condensazione parziale dei vapori saturi.

Questa soluzione debole viene raccolta nell'assorbitore. Qui viene diretta anche la miscela satura vapore-liquido di ammoniaca dall'evaporatore, dove viene assorbita. Quindi il ciclo si ripete.

Frigorifero ad assorbimento preparato per la modernizzazione. Qui è stato smontato il pannello metallico di protezione, rimosso l'isolante termico (strato di lana minerale) e rimosso il riscaldatore elettrico. È rimasta solo la guaina sul tubo del sifone.

La maggior parte dei frigoriferi ad assorbimento domestici sono dotati di riscaldatori elettrici. Ad esempio, tra questi modelli si possono citare i frigoriferi «Sadko», «Morozko» e altri.

Ma è perfettamente possibile sostituire il riscaldatore elettrico con qualsiasi altra fonte di calore, inclusi un bruciatore a propano, un radiatore di riscaldamento e persino i fumi di una canna fumaria.

Pertanto, i modelli di tecnologia ad assorbimento menzionati sono teoricamente del tutto utilizzabili per realizzare con le proprie mani un frigorifero a gas funzionante in modo continuo.

Come realizzare un frigorifero a gas

Un metodo relativamente semplice per costruire un frigorifero a gas, come già accennato, è l'utilizzo come base di un apparecchio ad assorbimento che ha esaurito la sua vita utile. Per portare a “perfezione” lo stesso modello “Sadko” o “Morozko”, è sufficiente escludere dalla struttura i riscaldatori elettrici installati nel sistema.

Al posto degli elementi riscaldanti smontati sarà necessario implementare un riscaldamento a gas, installando nella struttura uno scambiatore di calore e un bruciatore a propano.

Idea teoricamente realizzabile di gassificazione di un apparecchio ad assorbimento, precedentemente azionato da un riscaldatore elettrico. Così si presenta il collegamento diretto di un bruciatore a gas (+)

Il modello di frigorifero ad assorbimento «Morozko» della quarta edizione della serie Ash-30 è adatto per la creazione di un apparecchio mobile. Le dimensioni del corpo di questa struttura sono 450*400*405 mm e il peso non supera i 15 kg.

La temperatura del congelatore, quando la struttura funziona a piena potenza, può raggiungere i 10-12°C sotto zero. Non a caso tra gli artigiani-progettisti è nata l'idea di modificare il riscaldamento elettrico, sostituendolo con un riscaldatore a propano.

Tuttavia, l'idea del frigorifero a gas è discutibile, e a conferma di ciò c'è una serie di ragioni. Il processo di assorbimento richiede quasi il doppio del tempo per generare freddo rispetto a un normale frigorifero a compressione.

Dal punto di vista del risparmio, la struttura non sembra del tutto razionale, considerando quanto gas sarebbe necessario per ottenere 1°C di temperatura sotto zero per la versione fatta in casa. Tuttavia, l'interesse dei progettisti riguardo alla possibilità di realizzare l'idea è piuttosto elevato.

Processo passo passo di modifica del «Sadko»

Gli elementi riscaldanti elettrici del frigorifero «Sadko» si trovano sul tubo del sifone. Questo elemento strutturale (sifone) si trova nella parte inferiore della parete posteriore dell'apparecchio. L'area del sifone è coperta da un involucro metallico, sotto il quale si trova uno strato di isolante termico (lana minerale).

Qui viene mostrato il processo di apertura del pannello metallico di protezione sulla parete posteriore del frigorifero ad assorbimento. Come si vede, sotto il pannello e lo strato di isolante termico si trova il riscaldatore elettrico che deve essere smontato.

Inizialmente il progettista dilettante dovrà eseguire le seguenti operazioni:

1. Posizionare il frigorifero in un luogo comodo per il lavoro.
2. Smontare l'involucro di protezione sulla parete posteriore.
3. Rimuovere il materiale isolante termico.
4. Rimuovere gli elementi riscaldanti dal tubo del sifone.

Bisogna tenere presente che la modifica fai-da-te comporta un certo rischio. Il sistema del frigorifero ad assorbimento è riempito con ammoniaca e idrogeno sotto pressione fino a 2 atm. Uno smontaggio non accurato dei componenti del sistema e dei riscaldatori elettrici può causare una perdita di tenuta del sistema, il che è pericoloso per la salute. È necessario prestare attenzione.

Il passo successivo del progettista dilettante consiste nell'installazione di un sistema di riscaldamento a propano. Cioè, è necessario montare un modulo nell'area del tubo del sifone che provveda al riscaldamento mediante la combustione del gas. Non è consentito riscaldare il tubo con una fiamma libera.

Quindi, sarà necessario fabbricare uno scambiatore di calore. Può essere, ad esempio, un robusto blocco di rame, all'interno del quale è incorporato un bruciatore a gas.

Variante di realizzazione di moduli scambiatori di calore per il posizionamento interno del bruciatore a gas. Tale modulo viene fissato saldamente al tubo del sifone del frigorifero al posto del riscaldatore elettrico smontato.

La realizzazione di un sistema di riscaldamento a gas prevede obbligatoriamente l'organizzazione di un complesso di protezione dal surriscaldamento. L'intervallo di temperatura operativa del riscaldamento del sifone del frigorifero «Sadko» è compreso tra 50 e 175 °C. Sulla base di questi valori, è necessario considerare lo schema di accensione e spegnimento dell'erogazione del gas durante il riscaldamento.

Per lo schema con riscaldatori elettrici nei modelli ad assorbimento si utilizza il termostato del frigorifero della serie T-120. Ma questo dispositivo regola il funzionamento dei riscaldatori in base alla temperatura dell'evaporatore.

Regolatore della fiamma del bruciatore a gas, che può essere integrato nella struttura del modulo di riscaldamento a gas. Questo è solo uno dei diversi dispositivi automatici di cui sarà necessario dotare il frigorifero a gas (+)

Il bruciatore a gas insieme al dispositivo di controllo automatico costituisce un sistema piuttosto diverso. Se il frigorifero a propano viene realizzato per un utilizzo a lungo termine, sarà necessario realizzare un sistema di automazione completo.

Cioè, ad esempio, non solo controllare la temperatura di riscaldamento dello scambiatore di calore, ma anche monitorare la fiamma e la pressione del gas. Non bisogna dimenticare il sistema di accensione.

Esempi di montaggio fai-da-te

Non è stato possibile trovare esempi di costruzioni fai-da-te di frigoriferi ad assorbimento a gas caratterizzati da un utilizzo a lungo termine. Si incontrano solo versioni sperimentali, spesso iniziate ma non portate a termine.

Esistono anche esempi di montaggio in cui il frigorifero a gas è stato assemblato manualmente con una metodologia semplificata.

Una delle costruzioni fai-da-te di frigorifero a propano realizzate con successo. Di questi prodotti «artigianali» se ne possono trovare in abbondanza sulle pagine di Internet.

Nella versione semplificata di montaggio veniva utilizzata una bombola di propano, la cui uscita veniva collegata con un tubo direttamente al bruciatore ad azione diretta. Il bruciatore era fissato al telaio del frigorifero ad assorbimento, e l'ugello di lavoro era diretto direttamente sul tubo del sifone.

L'accensione del bruciatore veniva effettuata manualmente. Allo stesso modo, senza alcuna automazione, puramente con il metodo della «prova al tatto», veniva eseguito il controllo della temperatura di riscaldamento del sifone.

I risultati sono deludenti. Durante il funzionamento dell'impianto di riscaldamento a gas manuale per 12 ore, all'interno del congelatore è stata ottenuta una temperatura massima della soglia inferiore non inferiore a +3°C.

Pertanto, le prove del frigorifero ad assorbimento a propano, realizzato manualmente secondo uno schema semplificato, hanno mostrato un'efficienza estremamente bassa dell'apparecchio a gas. Inoltre, a giudicare dal consumo di gas, questa versione di produzione del freddo («Sadko-G») è ingiustificatamente dispendiosa.

Alternativa alla struttura fai-da-te

Il senso di assemblare una struttura a gas viene meno anche perché non esistono praticamente più vecchie strutture industriali di questo tipo in versione domestica. Le apparecchiature di refrigerazione a gas con assorbitore (di produzione russa) sono sostanzialmente impianti industriali, di grandi dimensioni, pesanti, dotati di complessi dispositivi a gas.

Esempio di impianto a gas ad assorbimento industriale. Con un consumo di gas relativamente basso (in termini industriali), questo frigorifero ad assorbimento mostra un'elevata efficienza operativa.

Pertanto, un'alternativa più attraente è considerata per la tecnologia di refrigerazione a gas fai-da-te. Si tratta di moderni sistemi di raffreddamento mobili e compatti della serie di contenitori termici e sviluppi simili. Ognuno di questi sistemi soddisfa il bisogno di freddo che affligge gli amanti delle gite all'aria aperta.

È proprio con l'obiettivo di raffreddare e conservare gli alimenti durante le vacanze all'aria aperta che le persone cercano di assemblare frigoriferi a gas con le proprie mani. La gamma di moderne apparecchiature di refrigerazione mobili è immensa.

Il prezzo degli apparecchi è abbastanza ragionevole. Molto probabilmente, l'acquisto, ad esempio, di un frigorifero del marchio Comfort, costerà una cifra diverse volte inferiore rispetto ai costi di ammodernamento di un vecchio sistema ad assorbimento.

Inoltre, per caratteristiche tecniche, le moderne apparecchiature di refrigerazione compatte sono di fatto paragonabili agli stessi parametri del «Sadko». E l'intervallo di temperatura appare più interessante (fino a -18 °C).

Un'alternativa più che riuscita ai progetti fai-da-te dei frigoriferi a gas. Comodo, mobile, compatto apparecchio Waeco-Dometic Combicool, funzionante con tre diverse fonti di calore.

Infine, c'è la possibilità di acquistare un frigorifero industriale importato realmente funzionante a propano. Un esempio lampante è l'apparecchio universale del produttore tedesco, commercializzato con il marchio Waeco-Dometic Combicool.

Il design del frigorifero mobile garantisce la produzione di freddo quando funziona con una delle tre fonti di energia, inclusa una bombola di gas.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Vantaggi e svantaggi del frigorifero mobile che può funzionare sia a elettricità che a gas:

Breve video recensione del frigo da auto del marchio Dometik:

Le conclusioni di tutta questa storia sulla costruzione di apparecchiature di refrigerazione «gratuite» sotto ogni aspetto sono inequivocabili. L'unica ragione per assemblare un frigorifero a gas con le proprie mani è il desiderio di fare qualcosa da soli.

Spesso il piacere dei propri successi supera qualsiasi innovazione mondiale. Tuttavia, i moderni modelli industriali sono più affidabili e sicuri.

Ha esperienza nella costruzione di un frigorifero a gas? Oppure utilizza un apparecchio di tipo ad assorbimento acquistato? Per favore, condivida la sua opinione e lasci dei commenti. Il modulo di contatto si trova nel blocco in basso.