Sottoraffreddamento negli split? Siamo seri: la complessità' necessita competenza.
Non lo misuriamo, ne' lo vogliamo misurare, se vogliamo il silenzio delle unita' interne. Misuriamo altro...
04 dicembre 2023
Agli esami Fgas si presentano per il rinnovo molti tecnici del settore climatizzazione, abituati a gestire impianti domestici quali split e multi split, dove, stante le peculiarità delle apparecchiature, non si ha la possibilità di effettuare tutte le misure che sono invece disponibili su un impianto di refrigerazione, a causa dei vantaggi e limiti intrinseci di quelle macchine.
Partiamo da un aneddoto.
Ci e' capitato, nei mesi passati, un "tecnico" che, prentandosi per un'assistenza su un'apparecchiatura splittata dual senza alcuno strumento, dopo due domande ed informazioni di circostanza, e, a nostri commenti, ci appellava dicendoci "voi non conoscete le cose, non sapete nemmeno cosa sono e come si misurano il sottoraffreddamento ed il surriscaldamento!". A quel punto ci siamo pudicamente ritirati: non si possono combattere i mulini a vento...
Le macchine splittate hanno comunemente una caratteristica: la grande silenziosita' delle unita' interne, sulla quale i produttori si spendono in importanti campagne pubblicitarie, ritenendo tale attributo un vero elemento distintivo e di valore.
Ecco, esso e' certamente un valore aggiunto per la vendita, ma, per quel che riguarda la gestione integrale del funzionamento dello split, ne parrebbe costituire anche un limite, gestito pero' ottimizzando la progettazione di un'apparecchiatura normalmente prodotta in centinaia di migliaia di pezzi.
SPLIT? NO. ORMAI SONO "QUASI VRF"
Parliamo del fatto che la valvola di espansione (organo di laminazione) si trova nell’unità condensante, e, dagli attacchi all’unità interna, non e' disponibile la linea del liquido, ma quella della miscela bifase liquido-vapore destinata all'evaporante.
Questa struttura, quindi, non consente affatto la misura immediata del cosiddetto sottoraffreddamento, ovvero della differenza di temperatura del liquido condensato dalla batteria di scambio all'organo di laminazione.
La valvola di espansione all’esterno, consente l’eliminazione del rumore dovuto alla laminazione, che, molto spesso, costituisce fonte di disturbo per le unita’ interne della grandi applicazioni VRF ad esempio negli alberghi!
La maggior parte degli attuali sistemi split odierni sono comunque dei VRF (Variable Refrigerant Flow). Questi includono dunque una EEV (valvola di espansione elettronica), un compressore DC inverter ed una ventola al condensatore DC e un motore del ventilatore interno DC, ovvero a corrente continua. Poiché tutti questi componenti sono alimentati con tensione continua, la loro capacità può essere aumentata e ridotta dalla scheda di controllo principale. La scheda di controllo utilizza sensori di temperatura e talvolta di pressione in una varietà di posizioni per controllare il funzionamento e salvaguardare il sistema.
Uno split può essere dotato di un'unità interna o di più unità interne. Quando sono presenti più unità interne e le tubazioni sono montate direttamente da ciascuna delle unità principali interne all'unità esterna, è presente un EEV per ciascuna unità interna nell'unità esterna.
I SENSORI DI TEMPERATURA SULLE EEV
Indipendentemente dal fatto che vi sia un EEV per un sistema mono o due o più EEV per un'unità multi, di solito c'è un sensore di temperatura montato dal produttore su entrambi i lati di ciascuna EEV. Il sistema e' dotato anche di altri sensori di temperatura. I sensori di temperatura monitorano la temperatura di scarico del compressore, la temperatura del refrigerante saturo in entrambe le serpentine e la temperatura sulle linee del refrigerante in uscita sia dal condensatore che dall'evaporatore.
L'EEV non solo si regolerà per un surriscaldamento efficiente, ma manterrà anche un intervallo costante di pressione del vapore a seconda delle condizioni. Ciò significa che se colleghiamo il manometro alla porta della linea del gas disponibile, si avrà una pressione di vapore con cui non si può fare molto perché non sapremo esattamente a quale pressione di vapore punta il sistema in quel momento . Tuttavia, se la pressione convertita in temperatura satura è inferiore a 0 gradi Celsius, ciò segnalerebbe un problema e probabilmente una batteria dell'evaporatore congelata.
Se uno split a velocita' fissa e con valvola termostatica lavorerebbe probabilmente bene con circa 8/10 gradi di sottoraffreddamento e surriscaldamento, uno split funzionante con un approccio VRF aumenterà e diminuirà la velocità del compressore, dei ventilatori interni ed esterni, nonché del volume di refrigerante che si muove attraverso l'EEV. Per ottenere una misurazione utile da uno split, dobbiamo bloccarlo in modalità freddo a piena velocità. A volte questo viene chiamato funzionamento di emergenza o velocità massima dell'aria condizionata.
LE PORTE DI SERVIZIO. SOLO GAS
Si notera' che nella maggior parte degli split è presente solo una porta per il vapore e nessuna porta per il liquido sulle valvole di servizio dell'unità esterna. Normalmente nelle unità esterne, e' presente una porta di servizio del vapore per ogni unità principale interna.
Il motivo principale per cui non c’e’ una porta di servizio del liquido sull'unità esterna è perché sugli split, l'EEV è montato (come abbiamo gia' detto) all'interno dell'unità esterna. Pertanto, se si disponesse di una porta sulla valvola di servizio del liquido, si misurerebbe la bassa pressione in uscita dall'EEV. Questa sarà all'incirca la stessa pressione del refrigerante saturo al centro della batteria dell'evaporatore.
Questo è anche il motivo per cui la linea del liquido espanso (mix liquido vapore) è isolata così come la linea del vapore sulle unità mini-split. Entrambe le linee a bassa temperatura farebbero congelare l'umidità dell'aria e assorbiranno calore se non ci fosse l'isolamento su questo tubazioni.
Una misurazione della pressione del liquido su una valvola di servizio sulla linea del liquido non sarebbe utile calcolare il sottoraffreddamento e nessun produttore vorrebbe che l'installatore venga confuso, quindi si e' preferito non montarle.
Alcune unità esterne sono dotate di una valvola di servizio del liquido montata all'interno dell'unità esterna, sotto la copertura dell'unità esterna, prima dell'EEV. Questa porta può essere utilizzata per la risoluzione di alcuni problemi, per determinare se è presente almeno un po' di sottoraffreddamento prima che il refrigerante entri nell'EEV; ma poiché il produttore non fornisce normalmente un sottoraffreddamento target, questa porta non viene necessariamente utilizzata per controllare la carica.
PER LE MISURE UTILI, BLOCCARE LO SPLIT A PIENA CAPACITA'
Un mini-split che funziona a mo' di VRF viene bloccato in raffreddamento di emergenza tramite un pulsante sull'unità interna, un dip switch o un programma di controllo, o quando la temperatura sul telecomando viene abbassata a un livello minimo insieme all'impostazione di velocità massima della ventola e dopo un certo lasso di tempo l’unità funzionerà a piena capacità. (p.s. Ogni unità è leggermente diversa).
Uno “split VRF” funzionante a piena capacità in raffreddamento avrà generalmente un Delta T più elevato rispetto a un'unità split convenzionale a velocità singola. Con Delta T qui intendiamo la variazione di temperatura attraverso la batteria dell'evaporatore. Il Delta T dipenderà anche dal carico termico nell'edificio, compresa l'umidità. Tenendo presente questo, di solito con umidità e temperature medie, il Delta T di uno split può avere un valor medio di circa 12/14 °C invece di 8/10 °C su un'unità a singola velocità.
Questo avviene perché funziona con un surriscaldamento inferiore del refrigerante nell'evaporatore. Cioè nella batteria sarà presente una maggiore quantità di refrigerante saturo in grado di assorbire il carico termico.
Solitamente in un sistema a velocità singola ci dobbiamo preoccupare di mantenere un buon surriscaldamento in modo che al compressore non entri refrigerante saturo. Tuttavia, nella maggior parte delle nuove unità split che funzionano alla massima capacità di raffreddamento, il surriscaldamento totale misurato sull'unità esterna sarà generalmente compreso tra 0°C e 3°C. Ricordiamo che il surriscaldamento sulla linea del vapore al compressore, impedisce che possa essere danneggiato.
COME POSSO GESTIRE UN SURRISCALDAMENTO NULLO SENZA DANNEGGIARE IL COMPRESSORE?
Un mini-split ha un compressore di tipo rotativo che ha sempre un accumulatore montato su un lato. Si tratta di una sorta di schermo di vaporizzazione interno. Ma prima di questo nel circuito può esserci anche un altro accumulatore. Il compito di questo secondo accumulatore più grande è quello di immagazzinare refrigerante extra quando non è necessario.
Ricordiamoci che la capacità del sistema dovra' aumenterà e diminuirà a seconda delle necessità. Inoltre, a differenza di un sistema a velocità singola, un mini-split viene fornito con sufficiente refrigerante per una varieta' di lunghezze di linea. Poiché esiste un intervallo di lunghezze delle linee, ciò equivale a un intervallo di peso totale del refrigerante consentito nel sistema continuando ad essere in grado di funzionare correttamente. A causa di questo intervallo, la quantità di refrigerante solitamente non è esatta come in un sistema a velocità singola.
Tornando al punto, però, il compito di un accumulatore è quello di immagazzinare il refrigerante saturo e consentire solamente al refrigerante sotto forma di vapore insieme a un po' di olio di uscire dall'accumulatore ed entrare nel compressore. Poiché un accumulatore consentirà solo al refrigerante in fase vapore di uscire dal serbatoio, il compressore sarà al sicuro dall'ingresso di refrigerante liquido o saturo. Poiché la maggior parte dei mini-split più grandi ha due accumulatori e l'ultimo subito prima dell'ingresso al compressore che include lo schermo al vapore, il compressore è sempre al sicuro purché il sistema non venga sovraccaricato.
Le unità mini-split più piccole possono avere solo un unico accumulatore con lo schermo di vaporizzazione montato sul lato del compressore. Se è presente un solo accumulatore, questo sarà generalmente di dimensioni maggiori e sarà sufficiente a proteggere il compressore, tranne nel caso in cui il sistema venga pesantemente sovraccaricato.
Abbiamo quindi compreso che puntare a una determinata pressione di vapore è inutile perché il sistema monitora costantemente la temperatura del vapore saturo e regola l'EEV per una pressione di vapore e un surriscaldamento ottimali.
Naturalmente, se si nota una pressione di vapore convertita in temperatura satura inferiore a 0°C, è probabile che vi sia un problema come una bassa carica di refrigerante, un'ostruzione della linea del liquido o un basso flusso d'aria interna.
Se è disponibile una porta per il liquido all'interno dell'unità esterna, è possibile controllare il sottoraffreddamento. Se il sottoraffreddamento è molto basso, ad esempio 1°C o 2°C, il sistema ha poco refrigerante se si sta utilizzando la modalità di raffreddamento a piena capacità.
Ricordiamoci che non si puo' vedere la quantità di refrigerante presente in ciascun accumulatore e non si vuole sovraccaricare il sistema. Alcuni produttori forniscono specifiche di pressione e temperatura insieme all'assorbimento di corrente medio del compressore, ma di solito si tratta di un evento raro.
LA CARICA CORRETTA DEGLI SPLIT VRF, SINTOMI E PRATICA
Se il surriscaldamento è leggermente superiore a 5 gradi, ciò potrebbe non significare che il sistema abbia un problema come una bassa carica di refrigerante. Ci sono molti sensori e impostazioni su queste unità mini-split e non vogliamo certamente adottare l'approccio di aggiungere semplicemente refrigerante per verificare se il sistema funzionerà meglio o sarà più vicino agli standard che ci aspettiamo. Se si sovraccarica leggermente l'unità, l'unità potrebbe non funzionare alla massima capacità di raffreddamento a causa dell'elevato assorbimento di corrente al compressore o dell'elevata temperatura di scarico. Solo osservando una EEV che oscilla (leggendo il surriscaldamento totale), non significa che l'unità abbia poco refrigerante. Potrebbe significare che, invece, l’unità è sovraccarica, quindi non ci si limiti ad aggiungere altro refrigerante al sistema!
Tuttavia, se durante la modalità di raffreddamento di emergenza, il surriscaldamento è pari a circa 12°C o superiore, l'unità potrebbe avere poco refrigerante o avere un'ostruzione sulla linea del liquido.
Un esempio di restrizione della linea del liquido potrebbe essere una valvola EEV che non si apre abbastanza, forse a causa della corrosione tra la bobina della valvola e il corpo della valvola che influisce sul campo magnetico e quindi non consente allo stelo interno di ruotare per aprire l'interno della valvola.
Se il sistema presenta un'ostruzione sulla linea del liquido, non sarebbe saggio aggiungere refrigerante al sistema pensando che il livello di refrigerante sia basso.
La cosa migliore e la prima da fare su un sistema mini split che non funziona correttamente o che si ritiene abbia una carica di refrigerante bassa è cercare eventuali perdite. Occorre cercare macchie d'olio, dove sono fuoriusciti refrigerante e olio. Applicare bolle sui giunti e/o utilizzare un cercafughe per trovare le perdite.
Quindi recuperare il refrigerante, riparare le perdite, eseguire il test di pressione, eseguire il vuoto e pesare la quantità totale di refrigerante necessaria per il sistema.
La rottura del vuoto con la quantità corretta di refrigerante necessaria per il sistema viene definita “metodo del peso totale”. Il peso totale del refrigerante necessario è solitamente indicato sulla targhetta identificativa dell'unità esterna ed è indicato come “carica di fabbrica”. Ciò include la quantità di refrigerante necessaria per l'unità esterna, le unità interne e una lunghezza e una dimensione specifica del set di linee. Potrebbe essere necessario aggiungere ulteriore refrigerante se le linee superano la lunghezza totale indicata sulla targhetta identificativa dell'unità esterna.
Se si ritiene che il sistema abbia un problema di natura elettrica (bassi o elevati assorbimenti), potrebbe semplicemente essere sottocaricato o sovraccaricato e il compressore sta compensando tale carica errata.
Una volta accertato che all'interno dell'unità è presente la quantità corretta di refrigerante, è possibile risolvere il problema con sicurezza, ma spesso il problema scompare perché all'inizio si trattava di una carica di refrigerante errata. Se si nota un grave problema elettrico o di comunicazione anziché un problema di capacità, allora sì, occorre esaminare e risolvere i problemi dei componenti elettrici.
Il metodo del peso totale è la procedura di carica consigliata per verificare il livello del refrigerante in un'unità. Se l'unità è nuova, avrà già la carica di fabbrica all'interno e il refrigerante sarà trattenuto dalle valvole di servizio.
È possibile aprire le valvole di servizio dopo il test della pressione, l'aspirazione e l'esecuzione del test del vuoto permanente.
Se è necessario aggiungere ulteriore refrigerante al sistema a causa di linee molto lunghe, rompere il vuoto con la quantità corretta di refrigerante dalla bombola utilizzando una bilancia elettronica. Dopo aver rotto il vuoto con il refrigerante dalla bombola, aprire le valvole di servizio.
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La Redazione