4 - Il frigorifero nei veicoli ricreazionali

In breve: nei camper e nelle roulotte sono installati frigoriferi trivalenti o a compressore. Principio di funzionamento, caratteristiche, guasti.

Metodi di raffreddamento

Per avere un frigorifero occorre un meccanismo che tolga il calore in una zona per spostarla in un'altra. In pratica è una specie di pompa che toglie calore ad un blocco metallico, in genere un blocco alettato di alluminio, oppure una piastra o l'intero involucro sempre in alluminio della cella freezer. Il calore viene poi trasferito ad una serpentina (o ad un altro dissipatore) che lo cede all'ambiente esterno.

Per ottenere questo effetto di trasferimento del calore vi sono tre metodi usati nel plein-air.

Il primo è quello dei frigo delle nostre case, cioè un frigo con compressore che fa circolare in un circuito del gas speciale che passa da liquido a gassoso e viceversa, e che evapora nella zona da freddare. Nei vecchi frigoriferi il gas era CFC (cloro-fluoro-carburo) responsabile del buco dell'ozono, quindi é stato vietato e sostituito da altri composti ma sempre dannosi. Ricordate quindi che un frigo va sempre smaltito in maniera adeguata, portandolo ad un'isola ecologica, mai nei cassonetti.

Il metodo a compressore è efficiente, può abbassare le temperature di molti gradi, ma ha bisogno di corrente elettrica per far girare il compressore e ne assorbe un quantitativo non indifferente, quindi o si deve essere collegati all'energia elettrica o si deve avere una serie notevole di pannelli solari. Oppure occorre un generatore da accendere alcune ore al giorno quando si é in sosta libera. Nei frigo a compressore per il plein-air spesso all'interno del frigo vi è un meccanismo ad accumulo, quando il frigo è in funzione al suo interno si fredda anche una massa che poi mantiene il freddo per diverse ore. In pratica anche senza pannelli solari se di giorno viaggiate e la notte il frigo rimane spento per mancanza di alimentazione elettrica, i cibi si mantengono comunque. Se restate fermi più di una notte invece avrete dei problemi.

Il secondo metodo si basa sull'effetto Peltier. Una piastra Peltier è un tipo di circuito che al passaggio di corrente pompa il calore da una parte all'altra della piastra. Le piastre Peltier in commercio consumano poco, sono usate ad esempio per le ghiacciaie portatili da collegare alla presa accendino. Nel coperchio della ghiacciaia è inserita una ventolina per facilitare il raffreddamento della superficie calda alettata, mentre sull'altro lato del coperchio vi é la piastra che fredda. Se si inverte la polarità funziona al rovescio e quindi la ghiacciaia può diventare scaldavivande.

Il terzo metodo, il più diffuso nei veicoli ricreazionali, è quello usato dai frigo trivalenti, così chiamati perche possono funzionare con tre diversi tipi di alimentazione: a 12V, a 230V ed a gas.

Anche il trivalente ha un tubo che nella parte posteriore del frigo è una serpentina per dissipare il calore e ricondensare il gas, che è una miscela di ammoniaca. Invece di usare un compressore per far girare la miscela nel tubo, viene usato il principio della convenzione: scaldando il fluido esso sale fino ad arrivare ad una strozzatura dove finalmente si può espandere e quindi evaporare. L'evaporazione sottrae calore e quindi questo punto freddo del circuito si trova vicino alla cella frigorifera ed alle alette interne al frigo. Per scaldare il fluido vi sono una resistenza elettrica a 12V, un'altra a 230V ed infine una fiamma alimentata a gas. Solo uno alla volta dei tre metodi di riscaldamento va usato, anche perchè l'aumento del riscadamento della miscela oltre un certo limite produce ovviamente meno raffreddamento.

Come è facile intuire questo metodo non è dei più facili da realizzare, scaldare qualcosa per avere freddo dentro il frigo non è molto intuitivo, e le condizioni del circuito sono critiche, piccole differenze nel diametro dei tubi e soprattutto della strozzatura possono vanificare il risultato, come anche una inclinazione marcata della serpentina che invece deve lavorare in piano.

Fig. 1

La parte posteriore di un frigo trivalente. Il bruciatore o le resistenze elettriche scaldano nella zona rossa il gas refrigerante facendolo circolare. Il circuito refrigerante in verde ha delle zone di raffreddamento alettate in alto o a serpentina, una parte di esso passa all'interno del frigo (non visibile), per freddare le piastre interne. Lungo c'´ il circuito un serbatoio per la miscela refrigerante, mentre una vaschetta posizionata in una zona calda riceve tramite un tubetto l'acqua di condensa che si forma sulle piastre interne del frigo.

Problemi di installazione

Non sempre il frigo del vostro camper è stato installato correttamente in fabbrica. Vi sono due aspetti da tenere sotto controllo, il primo influisce sull'efficienza del frigo, il secondo sulla nostra salute.

Scambio di calore della serpentina

Dato che il frigo in generale fredda creando una differenza di tempeartura tra l'esterno e l'interno, è importante mantenere la serpentina posteriore a temperatura più bassa possibile, cioè più vicina possibile alla tempertura dell'aria esterna. Il vano dove la serpentina è alloggiata è in genere angusto e con due prese d'aria, una inferiore ed una superiore. Potrebbero essere due griglie sulla fiancata del camper oppure delle aperture una sotto il pavimento ed un'altra di sfogo sul tetto. Nella maggior parte dei casi i costruttori non prevedono una ventilazione, quindi il ricambio d'aria ed il raffreddamento della serpentina è affidato al moto convettivo dell'aria calda che sale e quindi entra da sotto ed esce da sopra (ed in questo caso i camini dal pavimento al tetto hanno un migliore tiraggio).

In realtà è quasi indispensabile installare delle ventole che aspirano l'aria e la facciano fuoriuscire dalla griglia superiore. Ne sono in vendita modelli con termostato che si attivano solo quando viene raggiunta una certa temperatura, ma personalmente preferisco che le ventole siano sempre in funzione. Infatti le ventoline usate per il raffreddammento dei PC desktop consumano pochissimo e sono adeguate. Oltre a migliorare il raffreddamento della serpentina e quindi l'efficienza del frigo con temperature esterne elevate, lo scopo di queste ventoline è anche impedire il ristagno di gas nel vano della serpentina. Infatti colpi di vento potrebbero spegnere la fiamma ed anche se il sistema di controllo riaccende automaticamente la fiamma spenta, una certa quantità di gas non si brucia. Se lo spegnimento avviene ripetutamente la quantità di gas potrebbe essere sufficiente a causare uno scoppio nel vano dietro il frigo.

Comunemente è ritenuto pericoloso marciare con il frigo acceso a gas, ma ritengo che non vi sia vero pericolo se sono soddisfatte tre condizioni:
- rubinetti del gas chiusi per tutte le altre utenze (fornelli, boiler, stufa)
- ventoline sempre accese che garantiscano un circolo continuo di aria nonostante la turbolenza dovuta alla marcia
- tubo in uscita dalla bombola del gas con sistema automatico di chiusura in caso di falla.
Questo tipo di tubo protegge in caso di incidente, se si crea una rottura in un tubo dell'impianto gas, impedisce la fuoriuscita di grandi quantità di gas. Altrimenti si deve marciare con il rubinetto generale del gas chiuso.

Vano della serpentina perfettamente sigillato

Nel vano della serpentina la fiamma brucia ed a volte si crea del monossido di carbonio che è tossico. E' quindi importante che in caso di vento contro la fiancata del frigo i gas combusti non penetrino nell'abitacolo. Purtroppo i costruttori non sempre prestano attenzione a questo aspetto. Inoltre se il vento trova sfogo verso l'interno è più facile che riesca a spegnere la fiamma del bruciatore. Quindi il vano dove sta la serpentina e la fiamma deve essere perfettamente sigillato verso l'interno, l'aria deve passare solo dalle due aperture previste verso l'esterno.

Non è facile capire se questo è stato fatto, perchè le due griglie non permettono di ispezionare agevolmente tutto il vano. Nel mio camper appena comprato mi sono accorto del difetto per una particolare condizione che si crea nei mansardati, ma forse anche negli altri camper. Marciando in velocità con tutti i finestrini ed i boccaporti chiusi si lascia aperto di alcuni centimetri il finestrino del guidatore. A causa della forma aereodinamica il finestrino non fa entrare aria ma la espelle, quindi lentamente si crea una circolazione che aspira aria da tutte le fessure posteriori e la fa uscire dal finestrino. In queste condizioni mentre si é alla guida si sente il caratteristico odore del gas combusto della fiamma del frigo. E questo naturalmente significa che non solo mentre si guida, ma anche con vento laterale di notte si respirano i gas combusti del frigo.

Ho faticato a sigillare il vano frigo, anche perchè in fabbrica, inspiegabilmente, avevano previsto una bocchetta del riscaldamento che esce proprio nel vano della serpentina.

Diagnostica in caso di cattivo funzionamento

Se il vostro frigo vi sembra che freddi poco dovrete fare alcuni controlli per individuare il problema. Di seguito alcuni spunti per trovare il problema

1) Mentre il frigo a compressore della vostra casa riesce ad abbassare la temperatura più di quanto sia richiesto e quindi vi è un termostato che accende e spegne il compressore per avere la temperatura giusta, quello trivalente è un apparecchio che lavora al limite delle sue capacità. Anche lui ha un termostato ma funziona soprattutto in inverno ed in genere non c'è termostato nel funzionamento a 12V.

Per capire meglio quanto il frigo trivalente abbia basse prestazioni, basta vedere il tempo che passa tra la sua accensione ed il raggiungimento della temperatura interna di esercizio: è di diverse ore. Dopo un'ora di funzionamento riuscite appena a sentire fredda la piastra del freezer, solo dopo una dozzina di ore il frigo è pronto a funzionare. Naturalmente inserire due bottiglie di acqua a temperatura ambiente estiva nel frigo ne alzerà la temperatura interna per diverse ore. Quindi nel frigo del camper vanno inseriti cibi già freddi, oppure vanno inseriti la sera prima del funzionamento notturno, quando le temperature esterne sono più basse e la porta non viene aperta.

Non pensiate quindi che il frigo non funziona bene se non ha delle prestazioni simili a quello di casa. Solo i frigo a compressore possono avere prestazioni paragonabili (ma consumano molta corrente). Inoltre il frigo trivalente in genere diminuisce le prestazioni con il passare degli anni. Comunque per avere un'idea delle prestazioni massime di frigo trivalenti nuovi: in una notte primaverile (15°-18°) la cella freezer ha raggiunto -22°, mentre in estate ad Aqaba (40° di notte, 45° di giorno) il freezer ancora riusciva a mantenere il ghiaccio.

2) controllare le guarnizioni sia dello sportello principale che del freezer. Fessure che lasciano passare aria vanificano il raffreddamento. Formazioni di ghiaccio nel freezer possono impedire la chiusura ermetica del freezer.

3) controllare che la piastra refrigerante interna al frigo non sia completamente affogata, l'aria dovrebbe circolare liberamente tra le alette o sulla piastra, altrimenti fredda solo quello che ha contro.

4) verificare il funzionamento nelle tre maniere: a 12V, a 230V ed a gas. Da quanto detto al punto 1) occorre aspettare ore per vedere i risultati della prova. Tenere presente che alimentato a 12V il frigo funziona come mantenimento, cioè è normale che a 230V ed ancora di più a gas il frigo funzioni meglio. Questo può aiutare a capire dove è il problema. Se il problema si manifesta in tutte e tre le maniere si deve pensare che dipende dal fluido nella serpentina o dalla sua areazione, dai termostati o dall'isolamento termico del mobile. Se invece il problema è limitato ad uno solo dei tipi di alimentazione allora il problema può essere in una resistenza rotta o difettosa (a 12V o a 230V) oppure ostruzioni o problemi di carburazione del bruciatore del gas.

5) il funzionamento del fluido nella serpentina può essere influenzato dall'inclinazione, se la serpentina non è in piano funziona male, quindi fermatevi sempre in piano, oppure con la serpentina inclinata in senso perpendicolare rispetto al suo piano (la pendenza dei tubi della serpentina deve rimanere quasi invariata. Quasi tutti i frigo sono montati nella fiancata del camper, quindi potete essere inclinati su un lato, ma non tra muso e coda.

6) nel caso di malfunzionamento solo a 12V o a 230V in genere si tratta di mancato funzionamento della resistenza elettrica relativa, che quindi va sostituita. Altrimenti, visto il costo elevato dei ricambi (circa 80 euro) ed il lavoro non indifferente per la sostituzione, si può modificare il frigo in modo da utilizzare la resistenza buona al posto di quella guasta. Cioè usare il frigo a 12V anche quando il motore è spento ma c'è il collegamento a 230V che ricarica la batteria, oppure usare il frigo a 230V anche senza allaccio ma con il motore in moto se avete un inverter abbastanza potente. Questo si può ottenere con delle modifiche all'impianto elettrico del camper senza intervenire sul frigo.

7) se il malfunzionamento si presenta solo a gas allora occorre verificare la fiamma. Di notte, altrimenti la fiamma non si vede, aprire la griglie esterne e togliere la protezione al bruciatore. La fiamma dovrebbe essere blu ed alta 3-4 cm. Una fiamma arancione rossastra denota cattiva carburazione (oppure una bombola vicino all'esaurimento). Per sapere se la fiamma é sufficiente manovrare la manopola del gas sul fronte del frigo, dovrebbe avere varie posizioni da massimo a minimo, come un fornello da cucina. Oppure se presente manovrare il termostato del gas. Se la fiamma nel bruciatore non varia in altezza in base alle diverse posizioni vuol dire che l'ugello è semi ostruito e che la fiamma è insufficiente. Una causa carratteristica di questo è il ragnetto. Questo piccolo insetto predilige fare una piccola tela nei luoghi caldi. Quindi quando spegnete il frigo o durante il rimessaggio fa un bozzolo che ostruisce l'ugello del gas o i fori di areazione, diminuendo di molto la fiamma. Analogo risultato si verifica a causa delle impurità del gas. L'ugello della fiamma del frigo ha un foro di diametro minore di un millimetro, piccole impurità si depositano sul foro riducendone la portata. In quest casi occorre smontare il bruciatore e ripulirlo, usando un sottilissimo filo di rame per l'ugello (o, con delicatezza, la punta di un ago sottile).

8) l'uso di gas di cattiva qualità o il funzionamento prolungato con fiamma scarburata produce fumo nero e fuliggine che potrebbe ostruire il camino. Il camino è il tubo verticale sopra il bruciatore, a cui sono affiancati il tubo della serpentina e le due resistenze elettriche a 230V e 12V. Per ripulirlo smontare la parte superiore, fino ad arrivare ad un piccolo ferro che sporge e si aggancia al tubo. Il gancio mantiene nel tubo una spirale che crea un vortice per migliorare lo scambio termico. Sfilando la spirale dal camino è possibile passare nel camino una spazzola o uno straccio, o la stessa spirale, per pulirlo dalla fuliggine.

9) Un guasto ai termostati (in genere ce ne sono due, uno sulla piastra del frigo, l'altro nel freezer) può far smettere di funzionare il frigo

10) Raramente i problemi potrebbero derivare da una cattiva conduzione termica tra il punto freddo nel tubo della serpentina e le piastre di raffreddamento dentro il frigo. Una parte del circuito della seprpentina passa all'interno del frigo ed é affogato nella schiuma espansa che serve da isolante del mobile. Il tubo freddo é a contatto con la piastra e per migliorare la conduzione termica tra tubo e piastra alettata si usa speciale grasso ai siliconi, lo stesso usato per il raffreddamento dei processori dei computer e quindi in vendita nei negozi specializzati in componenti dei PC. Le piastre si possono smontare dall'interno del frigo e si può ripristinare il grasso che conduce il calore.

11) Se il malfunzionamento si presenta in uguale modo nei tre metodi di alimentazione allora il problema è spesso nel circuito refrigerante. I problemi si possono verificare perchè il fluido dentro il circuito sigillato con il tempo crea delle impurità, sia scorie che si formano nel circuito, sia cristalli che l'ammoniaca può formare durante il non utilizzo. Oppure nel tempo microscopiche perdite fanno diminuire la pressione nel circuito e ne compromettono il funzionamento. A differenza del fluido usato per i frigo ed i condizionatori a compressore che può essere ricaricato, il fluido a base di ammoniaca non si ricarica.

12) Un altro sintomo di problemi nel fluido refrigerante sono temperature anomale lungo il tubo. Un punto freddo nella serpentina posteriore segnala un punto di evaporazione che non dovrebbe esserci, perchè l'evaporazione deve avvenire a contatto con le piastre interne al frigo.

Se il problema dipende da scorie e/o cristalli la soluzione in genere proposta è quella di smontare il frigo, tenerlo rovesciato per 12 ore, poi rimetterlo diritto ed aspettare almeno 8 ore. Anzi mettere il frigo in tutte le posizioni, assestando durante la procedura dei colpi lungo tutto il tubo con un oggetto metallico per cercare di smuovere e dissolvere i cristalli ed i depositi dentro di esso. Dopo tenerlo rovesciato 12 ore e poi raddrizzarlo ed aspettare 8 ore prima di accenderlo. Per la descrizione di questo lavoro vedi la pagina dedicata.

Pagine correlate:
Pulizia e revisione bruciatore e camino nel frigo trivalente.
Rovesciamento per ripristino del frigo trivalente.

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