Curso ar condicionado

Il seguente manuale è per uso interno

Lo scopo di questo manuale, è di fornire informazioni di carat-tere tecnico e commerciale sufficienti a comprendere le nozio-ni fondamentali su cui si basa la climatizzazione e dare unapreparazione idonea per poter scegliere il tipo di climatizzato-re a seconda delle esigenze dell’ambiente e del cliente.

Nel seguente elenco sono riportati gli argomenti trattati in que-sto manuale.

INDICE

1 Che cos’è la climatizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2 Calore e temperatura, trasmissione di calore,calore sensibile e calore latente . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

3 Umidità dell’aria, umidità relativa . . . . . . . . . . . . . . . . .8

4 Ciclo frigorifero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

5 Circuito frigorigero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

6 Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

7 Funzioni delle macchine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

8 Che cosa significa dimensionare . . . . . . . . . . . . . . . .32

9 Installazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

La climatizzazione consiste nel controllo simultaneo e interdi-pendente di quattro condizioni fondamentali che si realizzano inambiente: la temperatura, l’umidità, il movimento e la qualità del-l’aria.Il successo di ogni impianto di climatizzazione, piccolo o grandeche sia, consiste nel mantenere il controllo di queste variabiliattraverso le quali si realizza il benessere termoigrometrico dellepersone.La tendenza costante verso una migliore qualità della vita hareso possibile lo sviluppo di svariati sistemi per il controllo delclima all’interno di ambienti. Questi sistemi rendono possibile laclimatizzazione integrale estate e inverno di abitazioni, edificicommerciali... e svariate altre destinazioni.Durante tutto l’arco dell’anno, l’utente può mantenere il climache desidera all’interno dei propri locali in modo da svolgere lesue attività nelle condizioni più confortevoli e rilassanti.La climatizzazione è basata in gran parte sugli scambi di caloretra il corpo umano e l’ambiente ad esso circostante, quindi ilprimo “fattore” da considerare è il calore.

1. CHE COS’ÈLA CLIMATIZZAZIONE

3

2. CALORE

E TEMPERATURA,TRASMISSIONE DI CALORE,

CALORE SENSIBILE

E CALORE LATENTE

IL CALORE

Tutti i corpi solidi, liquidi, aeriformi, sono costituiti da molecole,soggette a dei moti continui tra loro. Fornendo calore ad un corpose ne aumenta l’agitazione molecolare; sottraendo calore ad uncorpo l’agitazione molecolare viene rallentata, fino ad arrestarsidel tutto alla temperatura dello “zero assoluto” -273° C condizio-ne in cui tutto il calore risulta estratto dal corpo.

L’unità di misura della potenza termica è:

• nel Sistema Internazionale (S.l.): watt (W);• nel Sistema Tecnico (S.T.) : caloria/h (cal/h);il multiplo largamente usato è la Kcal/h (=1000 cal/h).

In Italia per distinguere il processo di raffreddamento vieneusata la frig/h che costituisce l’equivalente della Kcal/h, oppurei BTU/h (Sistema Tecnico Britannico).

Watt Kcal/h Btu/h

Watt 1,00 0,86 3,41

Kcal/h 1,16 1,00 3,97

Btu/h 0,32 0,25 1,00


LA TEMPERATURA

La temperatura può essere definita come l’intensità di calore diun corpo. La temperatura da sola non può dare la quantità dicalore contenuta nei corpi. Possiamo dire che la temperaturaindica solo la velocità delle molecole in movimento all’interno deicorpi stessi.L’unità di misura della temperatura è:

• nel Sistema Internazionale (S.l): °C (gradi Celsius);• nel Sistema Tecnico (S.T.): °C (gradi Centigradi).Nella pratica i due valori corrispondono.

Per convenzione viene dato il valore ø°C alla temperatura delghiaccio d’acqua fondente e di 100°C alla temperatura di ebolli-zione dell’acqua a livello del mare.

LA TRASMISSIONE DEL CALORE

Il calore si trasmette sempre da un corpo più caldo ad uno menocaldo. Esso cioè passa da un corpo a temperatura maggiore adun altro a temperatura minore. Non si verifica mai il contrario.Il calore può trasmettersi in tre diversi modi:

• Conduzione - E’ il sistema fondamentale di trasmissione delcalore attraverso i solidi. Le molecole del corpo trasmettono lapropria agitazione, di origine termica, dal punto riscaldato atutte le altre parti del corpo.Un esempio immediato può aversi scaldando una estremità diun tondino di ferro: il calore raggiunge lentamente anche l’e-stremità opposta.

• Convezione - E’ il metodo di trasmissione tipico nei fluidi, deiliquidi e dei gas. Qui sono le molecole stesse, in stato di agi-tazione termica, che migrano attraverso l’ambiente nel qualeè confinato il fluido; si parla a questo proposito di “moti con-vettivi” del fluido, che permettono una buona distribuzione delcalore nell’ambiente interessato.Un esempio è dato da un calorifero che riscalda l’aria ad essocircostante; l’aria calda tende a salire verso il soffitto dove, raf-freddandosi, ridiscende gradatamente.Sono appunto questi i moti convettivi dell’aria che, nel nostrocaso, fanno si che una persona a distanza dal caloriferopossa venirne riscaldata.

• Irraggiamento - E’ la forma di trasmissione di calore tramite iraggi infrarossi., ogni corpo con temperatura superiore allo 0assoluto (-273°C) emette raggi infrarossi. Il maggior esempioè dato dal sole che riscalda la terra attraverso il vuoto sidera-le.

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IL CALORE LATENTE DI FUSIONE E IL CALORE LATENTEDI VAPORIZZAZIONE

Il calore latente di fusione rappresenta la quantità di calorenecessaria al passaggio dallo stato solido allo stato liquido, di 1kg della sostanza, a temperatura costante. Nel caso del ghiac-cio, ad esempio, il calore latente di fusione è di 333,8 kJ/kg (80kcal/kg). Durante la fusione (alla pressione atmosferica al livellodel mare) la temperatura rimane a 0°C. Per fare un esempio pra-tico immaginiamo di avere 1 kg di ghiaccio alla temperatura di -20°C e di iniziare a scaldarlo. La temperatura del ghiaccioaumenterà progressivamente in modo lineare fino a 0°C, a que-sto punto, per quanto calore si fornisca, la temperatura nonaumenterà fino a che tutto il ghiaccio non si sarà sciolto inacqua.Tutto il calore fornito in questa fase sarà servito a far sciogliereil ghiaccio senza aumentarne la temperatura: avrà cioè costitui-to il calore latente di fusione. Possiamo vedere questo processorappresentato nella figura.

Ritorniamo al chilogrammo di ghiaccio scioltosi in acqua.Se continuiamo a scaldare l'acqua essa aumenterà linearmen-te la propria temperatura da 0°C a 100°C, come visto nella figu-ra. Raggiunti i 100°C l'acqua inizierà a bollire, ma per quanto lasi potrà ancora riscaldare essa non aumenterà la propria tem-peratura ed il calore fornito andrà a provocare l'evaporazionedell'acqua a temperatura costante e a pressione atmosferica;costituirà perciò il calore latente di vaporizzazione.Quindi, ultimando l’analisi del grafico in figura, possiamo osser-vare che:- nel tratto CD avviene l'aumento di temperatura dell'acqua fino

al valore di ebollizione (= CALORE SENSIBILE)


La figura schematizza cambia-menti di stato dell’acqua in fun-zione del calore ad essa fornito.

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- nel tratto DE avviene invece il cambiamento di stato dell'ac-qua da liquido a vapore (=CALORE LATENTE)

- nel tratto EF ogni ulteriore quantità di calore fornita al vaporene provoca il surriscaldamento con aumento di temperatura,come indicato (= CALORE SENSIBILE).

Il cambiamento di stato avviene ad una determinata temperatu-ra, detta ”temperatura di saturazione”, che è strettamente vinco-lata alla pressione a cui è soggetto il fluido interressato.Vogliamo dare ora alcune semplici e rapide definizioni:- temperatura di saturazione = è la temperatura di ebollizio-

ne di un fluido.- liquido saturo = è la condizione di un liquido che, per una

data pressione, si trova alla temperatura di ebollizione.- vapore saturo umido = è il vapore che si riscontra immedia-

tamente sopra il livello di un liquido, quando questo si trovaalla sua temperatura di ebollizione.

- vapore saturo secco = è il vapore (non surriscaldato) non inpresenza di liquido come lo si può avere ad esempio, in unrecipiente.

Sono definizioni semplicistiche ma utili a comprendere i concet-ti principali cui si ricorrerà spesso a proposito dei refrigeranti.Perché è importante il calore latente di vaporizzazione?Immaginiamo di avere un fluido con temperatura di ebollizione di15°C. Questo fluido, in una normale giornata estiva (con tempe-ratura esterna maggiore di 15°C) bollirà ed evaporerà sottraen-do calore all'ambiente e raffreddandolo fino alla completa eva-porazione.In natura esistono numerosi composti con temperature di ebolli-zione ridotte o molto ridotte, l'ammoniaca ad esempio ha unatemperatura di ebollizione a pressione atmosferica di -33,35°C.Nelle macchine frigorifere per sottrarre il calore viene sfruttataproprio questa proprietà, tipica di alcune sostanze di avere tem-perature di ebollizione ridotte ed elevati calori latenti di vaporiz-zazione, in modo da asportare quantità di calore quanto mag-giori possibili dall'ambiente o dal fluido da raffreddare.

L’ENTALPIA

L'entalpia si può definire come la quantità di energia interna(calore) posseduta da 1 Kg di una sostanza in un dato stato, aduna determinata temperatura.Nel ST viene misurata in kCal/kg.Ad esempio l’entalpia del vapore d'acqua saturo è data dallasomma di due grandezze:l'entalpia dell'acqua a 100°C, che vale 100 Kcal/Kg, più il calorelatente di vaporizzazione che corrisponde a 540 kcal/kg.L'entalpia del vapore d'acqua saturo è così pari a:- ST 100 + 540 = 640 kCal/kg

Pressione (kg/cm2)


IL DIAGRAMMA PRESSIONE-ENTALPIAPER IL VAPOR D'ACQUA

Ora possiamo tracciare un preciso diagramma per il vapor d'ac-qua saturo: il diagramma pressione-entalpia vedi figura.

Il diagramma, riferito a 1 kg di fluido, permette di apprezzarestato e contenuto di calore (entalpia) del vapore d'acqua saturoin funzione della sua pressione.Dalla pressione, come già visto, è agevole risalire a determinativalori di temperatura.Tutti i punti all'interno della curva nella fig. 2 si riferiscono alvapore d'acqua saturo in condizioni diverse dientalpiae pressione. La curva viene convenzionalmente suddivisa in dueparti: a sinistra la curva del liquido saturo e adestra la curva del vapore saturo. Il punto che segna l'unione trale due parti è detto punto critico. Nel punto critico si ritrovanoindifferentemente liquido e vapore. In questo punto basta unlieve aumento dell'entalpia per far passare il fluido allo stato divapore, così come una lieve diminuzione dell'entalpia lo porta ilfluido.Nella pratica non si verificano applicazioni di fluidi nelle condi-zioni di punto critico.Il vapore d'acqua nella zona a sinistra della curva del liquidosaturo si trova allo stato di liquido sottoraffreddato.Invece, il vapore a destra della curva del vapore saturo si trovaallo stato di vapore surriscaldato.Un liquido si dice sottoraffreddato quando si trova a una tempe-ratura inferiore a quella di saturazione (ebollizione) alla stessapressione, mentre un vapore si dice surriscaldato quando sitrova a una temperatura superiore a quella di saturazione allastessa pressione.

7Il seguente manuale è per uso interno

Nel caso del vapor d'acqua ad esempio, la sua temperatura disaturazione alla pressione atmosferica è di 100°C.Alla stessa pressione il vapore risulterà surriscaldato per ognitemperatura superiore a 100°C.

VEDIAMO ORA RAPIDAMENTE L'UTILITA DEL DIAGRAM-MA PRESSIONE-ENTALPIA

Se tracciamo su di esso una retta orizzontale, ed individuiamo idue punti sulla curva A e B.Il punto A individuerà il contenuto di calore (o entalpia) di 1 kg diliquido saturo mentre il punto B individuerà l'entalpia del vaporesaturo. La differenza tra l'entalpia dei punti A e B corrisponde alcalore latente di vaporizzazione.Il tratto AB rappresenta pertanto una trasformazione, o più pre-cisamente un processo di evaporazione, attraverso il quale ilvapore d'acqua passa dallo stato di liquido saturo allo stato divapore saturo secco, passando attraverso fasi intermedie dimiscugli liquido-vapore all’interno della curva.Questa trasformazione avviene a spese del calore sottrattoall'ambiente con il conseguente suo raffreddamento.Il diagramma rappresentato si riferisce, al vapore d'acqua, ma èrealizzato e valido anche per i comuni fluidi refrigeranti e nevedremo più avanti l'importanza.

8

3. UMIDITÀ DELL’ARIA

UMIDITÀ RELATIVA

L’umidità è la quantità di vapore acqueo contenuta nell’aria.Variando la temperatura dell’aria, varia anche la quantità massi-ma di vapore contenibile nell’aria stessa. Nella tab. 1 sono ripor-tati i massimi contenuti di umidità nell’aria, a livello del mare, infunzione della temperatura. I contenuti di umidità sono espressiin grammi d’acqua per chilogrammo d’aria secca.Come alla temperatura di 30°C la quantità massima di vaporecontenibile nell’aria è di 27,2 grammi per ogni chilogrammo diaria secca mentre a 5°C la quantità massima è di 5,4 grammiper ogni chilogrammo.Questo significa che raffreddando dell’aria umida, una parte delvapore acqueo dovrà ritornare allo stato liquido (condensa) per-ché l’aria fredda può contenere meno vapore di quella calda. Inquesto modo è possibile togliere dall’aria una parte del suo con-tenuto di vapore (deumidificazione).Il rapporto percentuale tra il contenuto di vapore nell’aria e lamassima quantità contenibile a quella determinata temperatura,viene definito con il termine umidità relativa (U.R).Ad es. se alla predetta temperatura di 30°C il contenuto effettivodi umidità è di 15,3 g/kg, l’umidità relativa sarà di:

15,3 x 100 = 56,25%

27,2



Oltre che per cause naturali, negli ambienti chiusi il contenutodell’umidità dell’aria può aumentare per effetto delle personepresenti, per le attività che vi si svolgono.

Tab. 1 - Contenuti massimi di umidità nell’aria(g/kg aria secca)

Temperatura(°C)

-10-9-8-7-6-5-4-3-2-10123456789101112131415161718192021222324252627282930

Contenuto di umidità(grammi/kg)

1,601,751,912,082,272,472,692,943,193,473,784,074,374,705,035,405,796,216,657,137,638,158,759,359,9710,611,412,112,913,814,715,616,617,718,820,021,422,624,025,627,2


LA MOVIMENTAZIONE DELL’ARIA

La corretta distribuzione dell’aria è una parte importante e deli-cata dell’installazione, infatti si dovrà tenere conto di come ilflusso d’aria fuoriesce dalla macchina e si distribuisce nel loca-le.

• un flusso d’aria calda tende a salire verso l’alto.• un flusso d’aria fredda tende a cadere verso il basso• la mandata dell’aria è più lunga quanto più grande è la veloci-tà con cui esce dal climatizzatore.

La scelta del tipo di climatizzatore e la posizione nel locale incui verrà installato, dovranno essere pensate ponendo partico-lare attenzione al percorso del flusso d’aria sia nella situazioneestiva che in quella invernale (nel caso il climatizzatore sia apompa di calore).

Si deve evitare che il flusso d’aria colpisca gli occupanti del loca-le; è accettabile invece che nella zona in cui la persona è di pas-saggio vi sia un certo movimento d’aria.

ARIA�CALDA

ARIA�FREDDA Kg

VARIE�VELOCITA'


CONDIZIONI DI BENESSERE

Il corpo umano, è molto sensibile alle variazioni della sua tem-peratura. Se la temperatura tende ad aumentare a causa delcalore esterno o degli sforzi compiuti, il corpo cerca di raffred-darsi rilasciando, attraverso la pelle, piccole quantità di acqua.Normalmente quest’acqua evapora sottraendo calore al corpo;lo stesso fenomeno di raffreddamento è avvertibile, ad esempio,quando lasciamo asciugare all’aria le mani bagnate.Tuttavia più l’aria è carica di umidità e meno vapore riesce adassorbire, quindi l’acqua emessa dal corpo evapora con difficol-tà e rimane in parte allo stato liquido, formando le gocce disudore. Per questi motivi, l’elevato grado di umidità è moltofastidioso d’estate quando l’innalzamento della temperatura del-l’aria provoca anche il riscaldamento del corpo, mentre in inver-no, essendo limitata la traspirazione a causa della bassa tem-peratura, anche in presenza di umidità elevata non avvertiamofastidio.Per completezza, occorre sottolineare che un’elevata umiditàfavorisce lo sviluppo di muffe e batteri e, specie nel periodoinvernale, è causa di fenomeni reumatici.Nemmeno un valore troppo basso di umidità è raccomandabileperché l’aria secca avendo un’elevata capacità di assorbimentodi vapore acqueo, causa problemi come secchezza di gola, dellemucose nasali, ecc. con l’indebolimento delle difese agli agenti

Se si effettua l’installazione del climatizzatore in una stanza daletto il flusso dell’aria non deve colpire la zona letto, ma possi-bilmente indirizzare il flusso nella zona di transito ai piedi del lostesso. Assicurarsi che il flusso dell’aria non venga ostruito datendaggi o altro. E’ sempre consigliabile installare il climatizza-tore nella parete più vicina ad un terrazzo o balcone in modo danon avere problemi con le tubazioni e lo scarico della condensache dovrà collegarsi con l’unità posta all’esterno.


patogeni e possibili insorgenze di infiammazioni, malattie ecc.Le condizioni di benessere sono ovviamente soggettive, tuttaviasulla base di dati statistici, sono stati definiti dei valori di tempe-ratura (T) e di umidità relativa (U.R.) considerati di benessere.

• Periodo estivo T = 24°C - 26°C U.R. = 60% - 50%• Periodo invernale T = 20°C - 21°C U.R. = 50% - 40%

Bisogna ricordare inoltre, che nel periodo estivo è necessarioevitare sbalzi di temperatura elevati tra l’ambiente esterno equello interno; normalmente la differenza di temperatura deveessere di 6°C - 8°C.Esempio: temperatura esterna = 34°C

temperatura interna = 26° C

Ulteriore elemento di rilevante importanza nelle condizioni dibenessere è la qualità dell’aria che costituisce da qualchetempo oggetto di forte attenzione da parte del pubblico. Eccoperché nasce l’esigenza di una migliore qualità dell’aria negliambienti in cui viviamo, determinata dalla migliore purezza del-l’aria con opportuna filtrazione. Tutti i climatizzatori MTS sonodotati, oltre che del filtro standard ad ampia superficie, del filtroa carboni attivi per assorbire gli odori e trattenere le particelle diimpurità.

Filtro a carboni attivi caricatielettrostaticamente


IL CICLO FRIGORIFERO. IL DIAGRAMMA PRESSIONE-ENTALPIA

Il fluido frigorigero condensato al punto A si trova sulla curva disaturazione del liquido.Esso ha una temperatura tk (temperatura di cond e n s a z i o ne ), una pressione p1 (pressione di condensazione).Quando il liquido passa attraverso il dispositivo di laminazione lesue condizioni cambiano da A a B. Questo cambiamento derivadalla caduta di pressione da p1 a p2 (pressione di evaporazio-ne). A causa della caduta di pressione, si stabilisce un più bassopunto di ebollizione alla temperatura to (temperatura di evapo-razione).Nel passaggio attraverso il dispositivo di laminazione il fluidonon cede e non assorbe calore, anche l’entalpia rimane al valo-re Eo. All’ingresso nell’evaporatore si ha una miscela di liquido evapore punto B, mentre si ha solamente vapore saturo punto C

all’uscita dell’evaporatore.La pressione e la temperatura sono le stesse del punto B per-chè il fluido è evaporato, ma, poichè attraverso l’evaporatoreessa ha assorbito calore dall’ambiente circostante, l’entalpiaaumenta fino al punto E2.Nel punto D, si ha l’ingresso del vapore surriscaldato alla pres-sione p1. Il fluido, attraversando il condensatore si raffredda,cedendo calore all’ambiente circostante e l’entalpia si ritroveràal punto Eo.All’interno del condensatore si ha un primo cambiamento di con-dizioni da vapore fortemente surriscaldato a vapore saturo(punto E), quindi si ha la condensazione del vapore saturo dalpunto E al punto A. Dal punto E al punto A tra questi due puntila temperatura rimane costante.

4. CICLO

FRIGORIFERO


Il ciclo frigorifero, che abbiamo visto nel capitolo precedente, sirealizza all’interno del “CIRCUITO FRIGORIFERO” che è costi-tuito, come si vede dalla figura sottostante, dai seguenti compo-nenti.1) Compressore2) Condensatore3) Capillare, orifizio, valvola termostatica4) Evaporatore5) Valvola d’inversione ciclo, presente solo nei modelli a pompa

di calore

SCHEMA DEL CIRCUITO A POMPA DI CALORE

5. CIRCUITO

FRIGORIFERO

Esamineremo questi cinque elementi del circuito facendo riferi-mento all’applicazione che ci interessa in questo momento ecioè il condizionamento autonomo dell’aria con condizionatoriraffreddati ad aria.


5.1 COMPRESSORE

Il “cuore” del circuito frigorifero è costituito dal compressore. Lasua funzione è quella di aspirare il vapore refrigerante a bassapressione e a bassa temperatura per comprimerlo e portarlo avalori più elevati di pressione e temperatura. Il compressore èuna macchina volumetrica, che aspira una quantità di vapore, laquale dovrà essere compressa.Esistono diversi tipi di compressore.In tutti i tipi di compressore, il gas freddo in aspirazione raffred-da il motore elettrico.

compressorerotativo

compressorescroll

compressorealternativo

A entrata aspirazioneB camera di compressioneC uscita di scarico


5.2 CONDENSATORE

Il condensatore si trova nell’unità esterna. E nel circuito frigori-fero smaltisce il calore assorbito dal refrigerante. Grazie allacompressione data dal compressore, il fluido arriva in condizio-ne di vapore surriscaldato al condensatore, nel quale condensae cede il calore al fluido di raffreddamento aria, dopodichè escedal condensatore in condizioni di liquido.I condensatori sono a doppio rango costituiti da tubi in rame e

lamelle in alluminio regolarmen-te spaziati tra loro. Il condensa-tore e attraversato per l’interalunghezza da una serie di tubi dirame meccanicamente espansiper garantire una maggior ade-renza e, quindi, un maggiorscambio termico tra il rame el’alluminio. I tubi di rame posso-no costituire sia un circuitounico, sia più circuiti, attraver-sando più volte le lamelle in allu-minio nel senso della lunghezzae nel senso della profondità.Costruttivamente, i tubi dritti dirame sono collegati fra loro alledue estremità da opportunecurve. Il vapore surriscaldatoentra nella parte alta del con-densatore mentre il liquido esce

dalla parte bassa.La circolazione dell’aria attraverso il condensatore avviene permezzo di un elettroventilazione che nei modelli MTS è a pale.

Questa particolare confromazio-ne aerodinamica permette diavere un’ elevata portata di aria aun basso numero di giri, questopermette la diminuzione dellarumorosità.

condensatore

ventola


5.3 ORIFIZIO

I dispositivi di regolazione qui sotto elencati, hanno la funzionedi controllare il passaggio del refrigerante liquido verso l’evapo-ratore.1 - Tubo capillare2 - Orifizio a sezione controllata3 - Valvola termostatica

Tubo capillareConsiste in un tubicino di rame avente diametro e lunghezzacalibrati. Viene dimensionato per garantire una precisa quantitàdi refrigerante cor-rispondente adeterminati valoridi pressione dicondensazione, dievaporazione e disurriscaldamento,in condizioniambientali specifi-che. Al variare dialmeno uno dei fat-tori sopra indicati, ilcapillare sottoali-menta o sovrali-menta l’evaporatore provocando di conseguenza la variazionedella reso frigorifera.

Orifizio a sezione controllataConsiste in un orifizio a sezione controllata in grado di effettua-re l’espansione e la regolazione del flui-do refrigerante.

Valvola espansione elettronicaLa valvola termostatica è in grado dicontrollarne il flusso in modo continuo,esattamente risponedente alle caratteri-stiche del carico termico. In altre parolese il carico termico aumenta la valvolatermostatica apre e all’evaporatore arri-va una quantità di liquido maggiore,mentre se il carico termico diminuisce lavalvola chiude mandando meno liquidoall’evaporatore.In questo modo essa mantiene sempreinalterate le pressioni di lavoro e quindidi progetto del circuito.

valvolaespansioneelettronica

capillare


5.4 EVAPORATORE

L’evaporatore è posto nell’unità interna. Il fluido refrigerantegiunge all’evaporatore dal condensatore in condizioni di liquidosottoraffreddato.Nel passaggio attraverso il dispositivo di laminazione, per effet-to della differente pressione tra condensatore ed evaporatore,una piccola quantità di liquido evapora raffreddando il liquidorestante. Il liquido refrigerante, a temperatura ridotta, entra cosìnell’evaporatore dove, per effetto del la pressione ridotta ivi esi-stente e della maggiore temperatura del fluido circostante, eva-pora con conseguente sottrazione di calore dal fluido da tratta-re. Evaporando quindi esso ritorna allo stato di vapore per esse-re aspirato nuovamente dal compressore.

Da una parte entra ilfluido refrigeranteliquido, mentre dall’al-tra il refrigerante esceallo stato di vapore.Questi tipi di evapora-tori vengono chiamatievaporatori alettati, ipiù comuni e i piùconosciuti.L’evaporatori di tipoalettato ha installa-

toun ventilatore per consentire uno scambio termico più efficacetra il refrigerante all’in-terno dei tubi, e l’ariada trattare.Il particolare disegnodelle lame dei ventila-tori dell’unità internadei climatizzatori MTSpermette una notevoleriduzione della rumo-rosità.

evaporatore

ventilatore


valvova

5.5 VALVOLA D’INVERSIONE CICLO

Questa valvola è presente nelle ver-sioni a pompa di calore, ha lo scopo discambiare il ruolo del condensatorecon quello dell’evaporatore e vicever-sa. Il suo azionamento avvienemediante una bobina che è eccitata odiseccitata a seconda che l’apparec-chio debba erogare caldo o freddo.

Un fluido deve avere le caratteristiche più auspicabili per un flui-do refrigerante ottimale come segue.

1 - Non inffiammabilità e non tossicità.

2 - Le pressioni corrispondenti alle temperature disponibili con inormali fluidi di raffreddamento del condensatore (aria o acqua)non devono risultare eccessive, onde eliminare la necessità diun macchinario eccessivamente pesante e costoso.

3 - Le pressioni corrispondenti alle temperature richieste percondizionamento e refrigerazione non devono risultare inferioria quella atmosferica, onde evitare l’ingresso d’aria e vapored’acqua nel circuito. Il frigorigeno dunque deve presentare unafavorevole caratteristica pressione-temperatura, in modo da evi-tare pressioni troppo elevate al condensatore e pressioni tropporidotte all’evaporatore.

4 - Elevato calore latente di vaporizzazione. Questa caratteristi-ca si identifica con la qualità di calore necessario affinchè 1 kgdi fluido passi dallo stato liquido allo stato di vapore e quindidefinisce la quantità di calore che il liquido frigorigeno puòassorbire dall’aria o dall’acqua da raffreddare. Un elevato calorelatente di vaporizzazione riduce la quantità di fluido in circola-zione nel circuito a parità di effetto frigorifero prodotto.

5 - Ridotta temperatura di fine compressione. E’ necessaria perprevenire il rischio di carbonizzazione dell’olio e di deformazio-ne delle valvole del compressore.

6. GAS


6 - Ridotto volume specifico allo stato di vapore, in modo daridurre la cilindrata del compressore (e perciò il suo costo).

7 - Ridotto calore specifico allo stato liquido per rendere minimala frazione evaporata durante l’espansione dalla pressione dicondensazione alla pressione di evaporazione (passaggio attra-verso la valvola termostatica).

8 - Buona compatibilità con gli olii e i lubrificanti normalmenteimpiegati nei compressori frigoriferi. Il fluido frigorigeno nondeve provocare contaminazione (sporcamenti) delle superficidegli scambiatori di calore con cui viene a contatto in miscelacon gli altri olii, nè deve pregiudicare l’efficacia di questi ultimi.

9 - Assenza di effetti corrosivi verso i metalli normalmente utiliz-zati nei sistemi frigoriferi, ed elevata stabilità chimica.

10 - Basso costo e buona disponibilità, ovviamente.

I TIPI DI REFRIGERANTI

Fino ad oggi, l’industria del condizionamento dell’aria ha utiliz-zato in grandissima parte dei refrigeranti “puri”, ossia con un sin-golo componente, quale l’R 22.I refrigeranti puri non variano la propria composizione durante ilcambiamento di fase nel circuito (il passaggio da liquido a vapo-re o viceversa).Nella ricerca di refrigeranti sostitutivi però non è stato possibilesviluppare un refrigerante puro che garantisse tutti i requisiti e lecaratteristiche attese, con l’eccezione dell’R 134a. Infatti, moltinei nuovi refrigeranti candidati alla sostituzione dell’R 22 costi-tuiscono miscele di vari composti e, secondo le caratteristicheed il comportamento, vengono definiti come: miscele, fluidiAzeotropi, Quasi-Azeotropi e Zeotropi. Vediamo brevemente ilsignificato di questi termini.

Le MISCELE sono costituite da 2 o più fluidi refrigeranti inopportuni rapporti tra loro che possono essere utilizzati ancheindividualmente in altre applicazioni.

Gli AZEOTROPI sono miscele di sostanze diverse che noncambiano la loro composizione volumetrica nè la temperatura disaturazione in modo apprezzabile durante l’evaporazione o lacondensazione a pressione costante.Nella figura 18 è rappresentato il classico ciclo frigorifero sul dia-gramma pressioni-entalpie; come si può osservare entrambi iprocessi di evaporazione e condensazione si svolgono a pres-sioni e temperature costanti.

I QUASI-AZEOTROPI sono miscele che presentano solo un leg-gero “scorrimento” (detto glide) della temperatura di evaporazio-


ne e condensazione durante le fasi di cambiamento di stato.Tuttavia tale scorrimento non provoca effetti apprezzabili sulleprestazioni, funzionamento e sicurezza dell’impianto.

Gli ZEOTROPI sono essi pure miscele che però si differenzianodalle precedenti poichè le loro temperature di evaporazione econdensazione subiscono dei marcati scorrimenti (glide) duran-te i cambiamenti di stato e la composizione volumetrica varia inmodo apprezzabile.Nella figura in alto è rappresentato ancora una volta il ciclo fri-gorifero sul diagramma pressioni-entalpie.In questo caso però il fluido utilizzato è uno Zeotropo ed i dueprocessi di evaporazione e condensazione si svolgono a pres-sioni costanti ma a temperature variabili secondo un certo valo-re di glide.I componenti di una miscela sono selezionati in base alle carat-teristiche filiali che si desiderano ottenere. Esse comprendono lapressione di vapore, le proprietà termodinamiche, la compatibi-

Ciclo frigorifero rappresenta-to sul diagramma pressioni-entalpie.Con l’utilizzo di un fluidoAzeotropo i processi di eva-porazione e condensazionesi svolgono a pressioni etemperature costanti.

Ciclo frigorifero sul diagram-ma pressioni-entalpie riferitoall’utilizzo di un fluidoZeotropo. In questo caso iprocessi di evaporazione econdensazione si realizzanoa pressioni costanti ma atemperature variabili, il cosi-detto glide.


lità con i materiali ed i lubrificanti, l’infiammabilità, la tossicità, lastabilità, le caratteristiche ecologiche ecc.Il comportamento delle miscele può pertanto differire da quellodi un refrigerante puro ed avere influenza sulle prestazioni delcircuito Frigorifero. Di seguito ne sono descritti i comportamentipiù rappresentativi.

IL COMPORTAMENTO DELLE MISCELELe sostenze azeotropiche, quasi azeotropiche o zeotropiche,indipendentemente dal tipo, allo stato di liquido puro o di vapo-re puro presentano una composizione intimamente miscelata ele loro proprietà risultano del tutto uniformi. Invece, quando sonopresenti sia liquido che vapore (come nell’evaporatore, nel con-densatore e in vari casi nel ricevitore di liquido), il comporta-mento della miscela dipende dal fatto che essa sia azeotropicao zeotropica.

In una miscela azeotropica la composizione percentuale delliquido e del vapore sarà sempre virtualmente la stessa quandoentrambi sono presenti. Nell’evenienza di una perdita, non siprodurrà alcuna variazione sostanziale della composizione delrefrigerante rimasto nel circuito.

Invece la composizione di vapore e di liquido delle miscele zeo-tropiche sono diverse quando entrambi sono presenti contem-poraneamente.Nell’evenienza di una perdita dall’evaporatore o dal condensa-tore, con fuga di solo vapore, può prodursi un cambiamentonella composizione del refrigerante rimasto. Se poi il circuitoimpiega un evaporatore allagato o evaporatori multipli, la com-posizione del liquido può differire sostanzialmente da quella delvapore con la conseguenza di variazioni della circolazione direfrigerante nel circuito.Le miscele quasi-azeotropiche hanno un comportamento similea quelle zeotropiche, sebbene con variazioni ed effetti che pos-sono essere sensibilmente minori e, per certi composti, di tra-scurabile conseguenza sul comportamento dell’impianto.Poichè nelle miscele zeotropiche e quasi-zeotropiche la compo-sizione del vapore può differire da quella del liquido, è indispen-sabile effettuare la carica delle macchine in fase liquida. Invece,se si effettua la carica in fase di vapore, la composizione delrefrigerante nel circuito non risulterà la stessa che si ha entro labombola. Ciò è dovuto al frazionamento del refrigerante che siverifica entro la bombola stessa quando ne viene rimosso il solovapore.


I NUOVI REFRIGERANTI HFC

Esaminiamo ora le caratteristiche specifiche dei principali refri-geranti alternativi sviluppati fino ad oggi, o riproposti. Nella tab.1 sono elencati i principali refrigeranti sviluppati più di recente,possibili candidati per la sostituzione dell’R 22. Si presentano tregruppi di refrigeranti con caratteristiche ben distinte:

• un gruppo di refrigeranti puri (Propano, Ammoniaca e R 134a);

• due miscele di sostanze quasi-azeotropiche ad alta pressione,R 410A e 410B;

• un gruppo di miscele zeotropiche a base di R 32, R 125 e R134a, tra le quali figura in particolare l’R 407C, a media pres-sione.

Sull’ammoniaca e sul propano si possono fare le prime consi-derazioni: benchè essi siano fluidi perfettamente ecologici e conbuone proprietà termodinamiche, presentano i noti rischi diincendio e di esplosione oltre ad avere caratteristiche tossiche,come per l’ammoniaca.Ciò impone una necessaria cautela ed una revisione delle nor-mative per impieghi nel settore civile a larga scala. Dei rima-nenti, attualmente i candidati più favoriti risultano l’R 407C, (pro-dotto già con i nomi commerciali di AC 9000 e Klea 66) e l’R410A e 410B (prodotti con i nomi commerciali di AZ 20 e AC9100).Le caratteristiche basilari di tali refrigeranti sono riportate nellatabella qui di seguito.Ad essa facciamo riferimento per le considerazioni che seguo-no.

I TRE GRUPPI RAPPRESENTATIVI DI REFRIGARANTI: PURI, QUASI AZEOTROPI E ZEOTROPI

TIPO COMPOSIZIONE IDENTIFICAZIONE% GLIDE °C HGWPPuro R 22 R 22 O 0,34Puro Propano R 290 0 0Puro Ammoniaca R 717 O 0Puro R 134a R 134a 0 0,28

quasi Azeotropo R 31/125 R 410A R410B O,11 0,44Zeotropo R 32/125/134a R 407C 5,4 0,37Zeotropo R 32/125/134a 10/70/20 2,9 0,63Zeotropo R 32/134a 30/70 5,7 0,23Zeotropo R 32/134a 25/75 5,4 0,24Zeotropo R 32/125/134a/290 20/55/20/5 3,5 0,52

CONFRONTO TRA I PRINCIPALI REFRIGERANTI CANDIDATI A SOSTITUIRE R22

Caratteristiche R 22 R 134a R 407C R 410A R 410B(AC 9000 KLEA 66) (AZ 20 AC 9100)

Glide 0 0 5,4°C 0,11°CHGWP0,34 0,28 0,37 0,44Pressione a 54,5°C, Kpa 2,139 1,476 2,262 3,406EER compressore, (% R 22) 100% 101% 95÷101% 92÷10Capacità frigorifera (y. R 22) 100% 65% 98÷105% 149÷155%Scambio termico - inferiore identico più elevatoDiametro tubi - maggiore identico più piccoloPrestazioni dell’impianto 100% sensib. inferiori 95÷100% 98÷104%Costo dell’impianto - sensib.maggiore identico sensib. minoreProgettazione necessaria - significativa minore significativa


R 134A

E’ un refrigerante puro, HFC, costituito da un singolo compo-nente, e perciò non è soggetto a “scorrimenti” di temperatura(glide) durante i cambiamenti di stato. Un’ulteriore caratteristicapositiva è rappresentata dal basso potenziale di riscaldamentoglobale (HGWP) rispetto agli altri refrigeranti. Purtroppo essopresenta una capacità termodinamica sensibilmente più ridotta,rispetto all’R 22. La conseguenza di ciò è che, a parità di poten-za frigorifera, una macchina caricata con R 134a deve esseretra il 30% e il 40% più grande di una con R 22 (compressore dimaggiore cilindrata, tubi di maggiore sezione e scambiatori dimaggior superficie). A ciò si aggiunge il fatto che il coefficientedi scambio termico dell’R 134a è minore di quello dell’R 22 e, daesperienze preliminari, sembra che esso sia inoltre soggetto adiminuire nell’uso. Per queste ragioni sembra difficile che l’R134a possa affermarsi nel condizionamento dell’aria civile.Diverse e più favorevoli sono invece le prospettive di utilizzonelle grandi centrali frigorifere equipaggiate con compressori avite e centrifughi che hanno utilizzato tradizionalmente R 11 edR 12. In queste applicazioni l’R 134a può costituire una soluzio-ne eccellente con costi di investimento contenuti e con minorirequisiti di riprogettazione delle macchine.

R 407C

l’R 407C è un HFC, una miscela ternaria di R 32, R 125 e R134a, e presenta caratteristiche operative simili a quelle dell’R22. Si tratta però di un fluido Zeotropo, con uno scorrimento ditemperatura (glide) non trascurabile, di 5,4°K; a ciò si aggiungeanche lo svantaggio di una minor efficienza rispetto all’R 22.


Esso offre tuttavia la maggior semplicità di conversione degliimpianti rispetto alle altre alternative. Si può ritenere in impiantio macchine dove il suo glide risulti accettabile, l’R 407C rappre-senti una scelta interessante per il passaggio all’uso di HFC.Invece, il suo impiego deve essere attentamente valutato inquelle applicazioni dove l’effetto del glide sulle prestazioni delcircuito frigorifero possano essere sensibili, ad es. in impianticon evaporatori allagati o evaporatori multipli. Neppure il suo uti-lizzo per il retrofit di impianti già funzionanti con R 22 può esse-re immediato, poichè, com’è noto, tutti gli HFC non possono fun-zionare con oli minerali e necessitano di oli poliesteri. Ciò richie-de estese operazioni di pulizia del circuito frigorifero.

R 410A E R 410B

Questi due refrigeranti HFC costituiscono delle miscele di R 32e R 125 ed hanno comportamento quasi-Azeotropico, perciò illoro scorrimento di temperatura o glide è trascurabile. Essi fun-zionano però a pressioni sensibilmente più elevate dell’R 22,come può vedersi nella già richiamata tab. 2. Dalle prove realiz-zate fino ad oggi risulta che, sebbene con questi nuovi refrige-ranti non si possa raggiungere l’efficienza teoricamente ottenibi-le con l’R 22, le loro caratteristiche di scambio termico si rivela-no superiori nella maggior parte degli impianti. L’utilizzo dell’R410A e R 410B comporta d’altra parte la necessità di riproget-tare estesamente le macchine ed i circuiti frigoriferi.Un importante vantaggio che si prospetta per l’utilizzo di questirefrigeranti sta nel fatto che, per effetto della loro maggior den-sità, pressione di lavoro e capacità di scambio termico, essi con-sentono di ridurre la grandezza dei componenti dei circuiti frigo-riferi, a parità di potenza resa. Oppure, a parità di grandezza deicomponenti, di aumentare sensibilmente la capacità frigoriferaerogata rispetto al funzionamento con R 22, fin del 50 ÷ 55%.Nel primo caso è possibile perciò beneficiare di significativeriduzioni dei costi di produzione e ciò costituisce un vantaggionon indifferente per la vendita. Soprattutto nel settore dei picco-li impianti di tipo residenziale e small-commercial questo apri-rebbe nuove e importanti possibilità di sviluppo. C’è un puntoche apparentemente risulta meno favorevole per i nuovi HFC: ilpotenziale di surriscaldamento globale dell’atmosfera (HGWP) èrelativamente alto, pari a 0,44 riferito a quello della CO2.

D’altra parte se si fa riferimento all’effetto complessivo del surri-scaldamento, tenendo conto anche delle emissioni di CO2 in

centrale per la produzione di energia elettrica, la situazione sipresenta molto più favorevole. Il TEWI di R 410A e R 410B risul-ta dello stesso ordine di grandezza, o minore, di quello degli altrirefrigeranti considerati.CONCLUSIONI

Da quanto si è visto, allo stato attuale l’industria non ha ancoraeffettuato una scelta definitiva di un fluido che possa risultare del


tutto soddisfacente come sostituto dell’R 22. Nella tab. 3 è ripor-tato un riepilogo dei principali refrigeranti e delle rispettive carat-teristiche applicative. L’R 134a costituisce un refrigerante puro,con ottime caratteristiche ecologiche (il suo HGWP è il piùbasso nel gruppo dei tre candidati, appena 0,28), ma le sue pre-stazioni sono intorno al 30% o più inferiori di quelle dell’R 22.Questo impone una riprogettazione delle macchine e un sovra-dimensionamento non indifferente di compressori, scambiatori elinee, con la conseguenza di un maggior costo.L’R 407C può essere utilizzato nelle macchine di nuova costru-zione senza una particolare riprogettazione, ma verificando lacompatibilità dei materiali dei componenti. Però il fatto di essereuna miscela zeotropica costituisce un problema. Inoltre essonon può essere utilizzato negli impianti esistenti ad R 22 senzaprima aver pulito estesamente il circuito ed averne sostituito l’o-lio minerale con olio poliestere. Gli R 410A e R 410B presenta-no una maggior pressione di lavoro dell’R 22 e richiedono unaestesa riprogettazione delle macchine (e forse il riadeguamentodelle normative di sicurezza). Hanno però il vantaggio di con-sentire la riduzione della grandezza delle macchine stesse, per-ciò con costi di produzione inferiori.

Fig. 20

A.T. = alta temperatura;M.T. = media temperatura;B.T. = bassa temperatura;M.O. = oli minerali;POE = oli poliesteri;

CARATERISTICHE DEI PRINCIPALI CFC, HCFC E HFC

CFC SIMILE A APPLICAZIONI ODP HGWP GLIDE, °C COMPONENTI LUBRIFICANTI

R 12 - B.T. 1,00 3,10 0 R 12 MO o POE

R 502 - B.T. 0,33 3,75 <0,5 R 22, 115 MO o POE

HCFC simile a applicazioni ODP HGWP Glide, °C Componenti Lubrificanti

R 22 - B.T./M.T./A.T. 0,055 0,34 0 R 22 MO o POE

HFC simile a applicazioni ODP HGWP Glide, °C Componenti Lubrificanti

R 134a R 12 M.T./A.T. 0 0,28 0 singolo POE

R 407A R 502 B.T./M.T. 0 0,49 4,8 R32,125,134a POE

R 407B R 502 B.T./M.T. 0 0,70 2,9 R32,125,134a POE

R 507 R 502 B.T./M.T. 0 0,98 <0,5 R 125, 143a POE

R 404A R 502 B.T./M.T. 0 0,94 <0,5 R125,143a,134a POE

R 407C R 22 M.T./A.T. 0 0,37 4,4 R32,125,134a POE

R 410A R 22 M.T./A.T. 0 0,44 <0,5 R 32, 125 POE

R 410B R 22 M.T./A.T. 0 0,49 <0,5 R 32, 125 POE


7. FUNZIONI DELLE

MACCHINE

FUNZIONI DELLA SCHEDA ELETTRONICA

Il funzionamento della macchina è controllato da una schedaelettronica a microprocessore che realizza le regolazioni di tem-peratura, le funzioni di protezione e la gestione degli organi elet-tromeccanici sulla base delle impostazioni effettuate sul teleco-mando (da parte dell'utente) e delle temperature rilevate (dallesonde: ambiente, a immersione nello scambiatore interno e, neisoli modelli a pompa di calore, a immersione nello scambiatoreesterno).

MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO:Le modalità di funzionamento previste sono le seguenti:

• Raffreddamento (COOLING);• Deumidificazione (DRY);• Riscaldamento (HEATING);• Funzionamento Automatico (AUTO);• Funzionamento in modalità collaudo (TEST).

ALTRI CONTROLLI:• Sleep• Swing• Timer di accensione o di spegnimento

PROTEZIONE DELLA MACCHINA:• protezione del compressore• protezione della batteria interna (cool-heat)• processo sbrinamento

RAFFREDDAMENTO:In questa modalità il climatizzatore raffresca l'ambiente e con-temporaneamente riduce l'umidità dell'aria.Impostare sul telecomando la temperatura desiderata inambiente. L’apparecchio regola automaticamente i cicli di fun-zionamento del compressore per mantenere l'ambiente allatemperatura desiderata.Il ventilatore funzionerà alla velocità impostata.

DEUMIDIFICAZIONE:Questa modalità, realizzata con cicli alternati di raffreddamentoe di ventilazione, è prevista per ottenere la deumidificazione del-l'aria senza variare di molto la temperatura ambiente. Il funzio-namento è totalmente automatico: l'apparecchio regola da solola velocità del ventilatore. Se la temperatura della stanza è supe-riore di due gradi alla temperatura impostata tramite telecoman-do, la macchina funziona in modalità raffreddamento con il ven-tilatore alla bassa velocità. Se la temperatura ambiente è infe-riore di 2°C alla temperatura impostata tramite telecomando, lamacchina si arresta.


Se la temperatura della stanza è di -2°C o di +2°C della tempe-ratura impostata, tramite telecomando, si avvierà il ciclo di fun-zionamento alternato; il climatizzatore si attiverà per sei minuti inmodalità raffreddamento e si arresterà per quattro minuti, duran-te questo intervallo di quattro minuti il ventilatore dell'unità inter-na funzionerà alla bassa velocità.

Riscaldamento (solo per modelli pompa di calore)in questa modalità il climatizzatore riscalda l'ambiente con fun-zionamento a "pompa di calore". Il riscaldamento dell'ambienteè prodotto utilizzando il calore dell'aria esterna.Perché si avvii il ciclo in riscaldamento impostare sul teleco-mando una temperatura superiore alla temperatura ambiente.L'apparecchio regola automaticamente i cicli di funzionamentodel compressore per mantenere l'ambiente alla temperaturadesiderata e il ventilatore funzionerà nella modallità impostata.

AUTOMATICA

Nel funzionamento "AUTO" il controllo elettronico selezionaautomaticamente la modalità di funzionamento a seconda dellatemperatura ambiente (rilevata dalla sonda incorporatanell'Unità Interna):

• se la temperatura ambiente scende al di sotto di 22°C si avviail ciclo in riscaldamento, che rimane in funzione finchè la tem-peratura non sale sopra 24°C. Nei modelli solo freddo, si avvie-rà il ciclo in ventilazione.• se la temperatura ambiente supera 26°C si avvia il ciclo in raf-freddamento, che rimane in funzione finché la temperatura nonscende sotto 24°C.• se la temperatura ambiente è compresa tra 22°C e 24°C siavvierà il ciclo deumidificazione.

SCHEMA CICLO ALTERNATO

raffreddamentoTEM

PE

RAT

UR

A IM

PO

STA

TA

TEM

PE

RAT

UR

A A

MB

IEN

TE

solo�ventilazione

raffreddamento TEMPOsolo�ventilazione


FUNZIONE SLEEPING

La funzione SLEEPING adegua automaticamente la temperatu-ra in modo da rendere l'ambiente più confortevole durante ilperiodo notturno.In modalità raffreddamento o deumidificazione la temperaturaimpostata viene aumentata progressivamente di 2°C durante leprime due ore di funzionamento.In modalità riscaldamento la temperatura impostata viene dimi-nuita progressivamente di 2°C durante le prime 2 ore di funzio-namento.

SWING

IL SWING attiva il movimento oscillante delle alette "Flap", ilflusso dell'aria viene diretto alternativamente dall'alto verso ilbasso (e viceversa) per avere una diffusione uniforme dell'arianell'ambiente.Premendo nuovamente il tasto SWING il movimento oscillante

FUNZIONAMENTO IN RAFFREDDAMENTO

1 ora

* temperatura impostata

* temperatura impostata

2°C2°C

1°C1°C

1 ora

2 ora

2 ora

FUNZIONAMENTO IN RISCALDAMENTO


delle alette si arresta nella posizione desiderata e il flusso del-l'aria viene diretto in un'unica direzione:• in modalità raffreddamento è consigliabile orientarle verso l'al-to (per non avere il flusso diretto di aria fresca).• in modalità riscaldamento è consigliabile orientarle verso ilbasso (poichè l'aria calda tende a salire verso l'alto).

FUNZIONAMENTO TIMER

La funzione permette di accendere (o spegnere) automatica-mente il climatizzatore all'orario desiderato.

FUNZIONE VENTILAZIONE

La funzione permette di far circolare l'aria all'interno della stan-za.Si può scegliere la velocità del ventilatore fra: (bassa),

(media), (alta) o AUTO FAN.Scegliendo la velocità AUTO FAN, il controllo elettronico sele-ziona automaticamente la velocità del ventilatore.

FAN AUTO

Nella funzione AUTO il controllo elettronico sceglie la velocitàdel ventilatore. Questa aumenta e diminuisce in base alle tem-perature rilevate dalla sonda interna.

SBRINAMENTO DELL'UNITÀ ESTERNA (lampeggia la spia OPERATION)La procedura di sbrinamento permette di eliminare la brina chesi può formare, secondo le condizioni climatiche, sullo scambia-tore dell'Unità Esterna durante il funzionamento nella modalitàHEATING.

L’ingrandimentoper evidenziare le aletteSwing e Flap.


La procedura viene avviata e completata in modo automatico.Durante lo sbrinamento viene disattivata la valvola a 4 vie, inmodo che il ciclo frigorifero scaldi lo scambiatore esterno. Inoltrevengono arrestati i ventilatori esterno ed interno.Lo sbrinamento viene concluso quando la temperatura delloscambiatore dell'Unità Esterna raggiunge i 10°C oppure, anchese tale temperatura non viene raggiunta, dopo 8 minuti al mas-simo. Per tornare alla modalità riscaldamento vengono nuova-mente attivate la valvola a 4 vie e il ventilatore dell'UnitàEsterna; l'accensione del ventilatore dell'Unità Interna vieneritardata, come indicato sopra, in modo di evitare l'emissione diaria fredda.

PROTEZIONE CONTRO IL SURRISCALDAMENTO DELLO SCAMBIATORE

DELL'UNITÀ INTERNA

Il microprocessore controlla che la temperatura dello scambia-tore interno non aumenti eccessivamente, in modo che non visiano deformazioni della struttura in plastica. Quando la tempe-ratura dello scambiatore dell'Unità Interna (misurata dalla sondaa immersione) supera i 58°C per otto secondi vengono fermati ilventilatore esterno, mentre il ventilatore interno continua a gira-re alla velocità selezionata.Il ventilatore dell'Unità Esterna viene nuovamente avviata quan-do la temperatura dello scambiatore interno scende sotto i 50°C.

“WATCHDOG”Il microprocessore può non funzionare bene a causa di sbalzi ditensione o altre anomalie. In questo caso il circuito di allarmeripristina il microprocessore.

PROTEZIONE DEL COMPRESSORE

Nelle modalità di funzionamento <Cooling, Heating, Dry e Auto>è sempre presente la protezione per evitare il ripetersi di cicliravvicinati di accensione e spegnimento del compressore.Quando il microprocessore ferma il compressore, esso prevedeun'attesa di 3 minuti prima della successiva accensione.

PROTEZIONE CONTRO IL GELO DELLO SCAMBIATORE DELL’UNITÀ INTERNA

Il microprocessore controlla che la temperatura dello scambia-tore interno non rimanga troppo bassa, in modo che non vi siaformazione di ghiaccio.Dopo 6 minuti di funzionamento continuo del compressore, se latemperatura dello scambiatore (rilevata dalla sonda a immersio-ne) rimane per 3 minuti sotto O°C vengono fermati compresso-ree ventilatore esterno, mentre il ventilatore interno rimane attivoalla velocità impostata.L'Unità Esterna viene nuovamente avviata quando la tempera-tura dello scambiatore, una volta eliminata la brina, supera gli8°C.


Dimensionare un impianto di raffrescamento e riscaldamentosignifica che deve compensare il carico termico presente nel-l'ambiente. Per carico termico si intende la somma di tutte quel-le cause che determinano la presenza di colore in eccesso nel-l'ambiente durante l'estate. In inverno, all'opposto, il carico ter-mico comprende tutte quelle cause che sottraggono caloreall'ambiente.

In estate si parla specificamente di carico frigorifero, o di raf-freddamento, per distinguerlo dal carico di riscaldamento inver-nale.

Il carico frigorifero richiede che l'impianto produca un certo raf-freddamento, in misura tale da neutralizzare il colore presentenell'ambiente. Ossia il condizionatore, deve fornire un numero difrig/h pari al numero di kcaI/h in eccesso presenti, per causenaturali o varie, in ambiente.

Il carico di riscaldamento richiede che l'impianto produca uncerto riscaldamento in misura tale da compensare il calore chesfugge dall'ambiente verso l'esterno.

Ossia, l'unità di riscaldamento deve fornire un numero di kcal/hpari al numero di kcal/h che fuoriescono dall'ambiente per causevarie.

Ci sono due possibilità per calcolare la potenza delle macchine• metricubi * coefficiente • tabella di calcolo

CALCOLO RAPIDO

Metricubi * coefficiente• si può utilizzare questo calcolo quando dobbiamo dimensiona-re dei locali adibiti ad abitazione, studi ecc...• si calcola la cubatura dei locale e si moltiplica per un coefficíente che è dato da:

- locale isolato, 100 BTU/m3- locale con sopra un altro locale- superficie, delle vetrate normale con tende- isolamento muri esterni

- locale non isolato, 140 BTU/m3- locale all'ultimo piano- locale con grandi vetrate o senza tende- isolamento scarso dei muri esterni

TABELLA DI CALCOLO

Modulo semplificato di calcolo dei carichi termiciLa tabella di calcolo deve essere sempre utilizzata quando dob-biamo dimensionare locali adibiti a bar, ristoranti, sale riunioni,uffici e altro

8. CHE COSA

SIGNIFICA

DIMENSIONARE


Il carico determinato con il presente modulo, consente di otte-nere una riduzione della temperatura interna di 6-8°C rispettoalla temperatura esterna e, considerando il valore di quest’ulti-ma pari a 35°C.

Nei locali adiacenti all’ambiente da climatizzare, inoltre nondevono essere presenti eccezionali fonti di calore.

Nel calcolare i carichi termici, bisogna inoltre fare le seguenticonsiderazioni:

1. Se il locale ha vetrate e pareti su più di un lato esterno, biso-gna tener presente che solamente una facciata alla volta èesposta al sole e quindi nell’eseguire il calcolo si dovrà tener

TABELLA DI CALCOLO

(a) conduzione Termica

Superficie Coefficiente Totale WattPareti al sole mq x 25Pareti in ombra mq x 8Tetti con isolamento mq x 18Tetti senza isolamento mq x 35Soffitti con locali sopra mq x 9Pavimenti con locali sotto mq x 9

(b) Radazioni solari

Finestre o vetrate Superficie Senza Schermi Schermi Interni Schermi Esterni Totale WattNord-ombra mq x 30Nord Est - Nord Ovest mq x 170 x 120 x 50Est mq x 250 x 160 x 70Sud Est - Sud Ovest mq x 390 x 220 x 80Sud mq x 240 x 140 x 60Ovest mq x 450 x 280 x 100Orizzontali lucernari) mq x 580 x 400 x 120

(c) Altri carichi termici

Superficie Coefficiente Totale WattRicambio aria mc/h x 5Infiltrazione per apertra porte n°/h x 30Pers. Con attività normale n° x 60Per. Con attività moderata n° x 120Pers. Con attività pesante n° x 200Lampada incandescenza W x 1Lampade fluorescenti W x 1,2altri apparecchi elettrici W x 1

Tabella di conversione


conto del lato più sfavorito dalla radiazione solare, o eventual-mente dell’orario di utilizzo del locale stesso. Le rimanenti vetra-te e pareti dovranno essere considerate in ombra.

2. Nel caso in cui l’illuminazione non sia utilizzata di giorno,dovrà essere considerato nel calcolo solamente il maggiore tra ivalori della radiazione solare e del carico dovuto all’illuminazio-ne.

3. Oltre alle apparecchiature elettriche, bisogna ricordare cheanche gli apparecchi a fiamma diretta (apparecchi a gas) pro-ducono calore. Il carico dovuto a queste fonti si può determina-re conoscendo il consumo orario degli apparecchi stessi e mol-tiplicando tale valore per il potere calorifico del combustibile.(Esempio un fornello medio che consumi 0,1 mc. di metano cheha un potere calorifico pari a 9000 x 0,1 = 900 Kcal/h pari a 900x 1,16 = 1044 W).

4. Nel calcolare i carichi termici dovuti agli apparecchi, è neces-sario considerare sempre il periodo di utilizzo degli stessi e laprobabilità che i vari apparecchi siano in funzione contempora-neamente (fattore di contemporaneità dei cerchi).

5. Per i locali pubblici, si deve tener conto anche dell’aria cheentra da ogni apertura delle porte che danno sull’esterno.Tuttavia, tale valore non deve essere considerato nel caso di uti-lizzo di barriere d’aria.

6. Per i locali pubblici, è importante stimare il numero di perso-ne mediamente presenti, trascurando eventuali sovraffollamentimomentanei.

EFFETTUANDO UN CORRRETTO DIMENSIONAMENTO SI POTRANNO OTTE-NERE I SEGUENTI VANTAGGI:Assicura diversi importanti vantaggi per l'installatore e il suoCliente come:

MINIMO COSTO INIZIALE DELL’IMPIANTO

1. Un dimensionamento corretto mette al sicuro contro inutili eonerosi sovradimensionamenti. La grandezza delle macchinerisulta perciò quella strettamente necessaria, quindi con il costopiù contenuto.

Watt/h Frig/h Btu/hWatt/h 1,00 0,86 3,41Frig/h Kcal/h 1,16 1,00 3,98Btu/h 0,32 0,25 1,00

35Ilseguente manuale è per uso interno

MAGGIORE RAPIDITÀ NEL COMPLETAMENTO DEI LAVORI

2. Un impianto "piccolo" è di esecuzione più rapida, agevole econ meno personale di un impianto anche analogo ma sovradi-mensionato.

MINOR RUMOROSITÀ DI FUNZIONAMENTO

3. Un impianto correttamente dimensionato ha di regola un fun-zionamento più silenzioso rispetto ad uno sovradimensionato.Inoltre, presenta un funzionamento continuativo privo dei fre-quenti e fastidiosi "attacca e stacca" tipici degli impianti esube-ranti.

MINOR CONSUMO DI ENERGIA

4. Un impianto scelto per fornire la giusta potenza frigorifera e diriscaldamento ha un funzionamento continuativo, perciò con altorendimento, e consuma molto meno energia di un impiantosovradimensionato costretto a frequenti cicli di attacco/stacco.Questi cicli non sono solamente dispendiosi per il consumo dienergia, ma risultano anche pericolosi poiché determinano, alungo andare, guasti e malfunzionomento dell'impianto.Un dimensionamento corretto é pertanto l'operazione più impor-tante per assicurare il miglior rapporto costi/benefici sia all'in-stallatore che al suo Cliente.

9. INSTALLAZIONEPer un corretto funzionamento, è indispensabile che le unitàinterne ed esterne siano collocate in posizioni idonee.I punti di installazione sceltidovranno rispettare le distan-ze minime come mostrato infigura e lasciare gli spazinecessari alla circolazionedell’aria.Assicurarsi che l’ambiente diinstallazione e gli impianti acui deve connettersi l’appa-recchiatura siano conformialle normative vigenti.

300

250

300

600

300

250

150

300

600

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INSTALLAZIONE UNITÀ INTERNA

Gli accorgimenti di installazione varianosecondo il tipo di unità interna.Installare l'unità orizzontalmente e alivello, mantenendo il tubo di scaricocondensa nella parte bassa del foro nelmuro, in modo da impedire perdite diacqua di condensa, dalla bacinella diraccolta, sul pavimento.Installare l'unità in un luogo ove non vi

siano ostacoli che possano impedire il flusso dell'aria di manda-ta e di ripresa.

Per contrastare al meglio l'entrare di aria calda o fredda (aseconda della stagione) dalle porte d'ingresso o dalle finestreinstallare l'unità interna sul lato opposto di esse.

Per i modelli di unità ad installazione a controsoffitto si consigliadi prevedere un pannello di accesso ai controlli sufficientemen-te ampio, per consentire una manutenzione.

INSTALLAZIONE UNITÀ ESTERNA

Installare l'unità esterna in una paretesolida sicura e a livello, in modo dapoterne sostenere il peso, in un luogodove il rumore prodotto e la fuoriuscitad'aria non possano recare disturbo.Scegliere un luogo che non ostacoli illibero passaggio e che sia facile eva-cuare l'acqua di condensa prodotta.Il punto di installazione dell'unità va sta-bilito anche in modo da ridurre al mini-mo la lunghezza del circuito frigorifero e

il dislivello rispetto all'unità interna.

Stabilire la posizione idonea prevedendo gli spazi necessari perla ripresa dell'aria e per poter effettuare agevolmente eventualiinterventi di manutenzione.

L'unità esterna può essere installata al suolo, su di un tetto, sudi un balcone o su di una parete esterna mediante le appositestaffe di montaggio.

Evitare di installare l'unità in punti soggetti a soleggiamento con-tinuo.

Unitàinterna

Unitàesterna


Se installata in luoghi particolarmente ventosi, orientare la parteposteriore (batteria) dell'unità esterna controvento.Se si effettua una installazione multipla posizionare le unitàesterne schiena a schiena come mostrato in figura 30.

TUBAZIONI E COLLEGAMENTI

L'unità interna e l'unità esterna sono collegate tra loro tramite letubazioni frigorifere, che sono costituite da tubi in rame con iso-lamento adeguato. Le tubazioni possono essere orientate indiverse posizioni, a seconda del tipo di installazione che si staeseguendo, unire ai tubi di rame il tubo di scarico condensa e icavi elettrici con del nastro isolante facendo attenzione a man-tenere il tubo di scarico condensa più in basso possibile in modoche l'acqua possa scorrere liberamente.

SCARICO DELLA CONDENSA

Lo scarico della condensa dell'unità interna è un punto fonda-mentale per la buona riuscita dell'installazione. Occorre mante-nere il tubo sulla parte bassa del foro nel muro, una pendenzacontinua di circa 3 cm al metro . Non effettuare sifoni nella tuba-zione di scarico condensa. Non immergere l'estremità liberadello scarico condensa in acqua e non lasciarlo in prossimità diluoghi emananti cattivi odori.Lo scarico della condensa nell'unità esterna può essere elimi-nato attraverso il raccordo di scarico. L'installazione prevede difissare il raccordo di scarico nel foro che si trova sul fondo del-l'unità.Collegare il tubo per lo scarico della condensa con il raccordo efare in modo che l'acqua finisca in uno scarico adatto.

A

Installazione multipla Unità Esterne

Figura ACorretta

Figura BNon correttaB


CONNESSIONI

Per le connessioni dell'unità interna effettuare una sagomaturadei tubi di collegamento secondo il tracciato.

Togliere la calottina di chiusura dei tubi dell'unità interna (verifi-care che all'interno non siano rimaste impurità). Inserire il boc-chettone e praticare la flangia all'estremità dei tubo di collega-mento. Collegare e serrare i tubi usando due chiavi una chiavefissa e una chiave dinamometrica.Si consiglia di lasciare 50 cm di tubo in rame, per eventuali suc-cessivi interventi in prossimità dei rubinetti.

Per le connessioni dell'unità esterna inserire il bocchettone epraticare la flangia all'estremità del tubo di collegamento.Collegare e serrare i tubi usando due chiavi, una chiave fissa euna chiave dinamometrica.

E' importante prestare attenzione alla forza di serraggio, dei tubi,che se insufficiente, si verificheranno probabilmente delle perdi-te. Anche se la forza è eccessiva potranno esserci delle perditepoiché è facile danneggiare la flangia.

VUOTO E CARICA

La vuotatura del circuito frigorifero, da ogni traccia di aria atmo-sferica, vapore acqueo od eventuali altri gas incondensabili,consente il successivo riempimento con il refrigerante.

Tale operazione va eseguita tramite il collegamento di unapompa a vuoto all'attacco di servizio dell'unità esterna (fig. 36),è importante verificare, prima del collegamento, la chiusura deirubinetti dell'unità esterna.Svitare i tappi dei rubinetti delle valvole a 2 e 3 vie, e alla valvo-la di servizio.

Collegare la pompa del vuoto alla val-volina di servizio posta nella valvola a 3vie dell'unità esterna, dopo aver apertole opportune valvole della pompa,avviarla e lasciarla funzionare. Fare ilvuoto per circa 20/25 minuti.

Verificare che l'ago del manometro disinistra si sia spostata verso -76 cmHg (vuoto di 4 mm Hg o meno).

Chiudere i rubinetti della pompa espegnerla. Verificare che l'ago delmanometro non si sposti per circa 5minuti. Se l'ago si sposta vuol dire

pompadel vuoto


che ci sono infiltrazioni d'aria nell'impianto, bisogna quindi con-trollare tutti i serraggi e l'esecuzione delle cartelle a questopunto ripetere la procedura di avviamento della pompa.

Una volta effettuato il vuoto scollegare la pompa e aprire i rubi-netti delle valvole a 2 e 3 vie.

RECUPERO DEL REFRIGERANTE

Procedura per riportare tutto il refrigerante nell'unità esterna.

1. svitare i tappi dei rubinetti delle valvole a 2 e 3 vie.2. impostare l'apparecchio in modalità raffreddamento

(controllare se il compressore funziona) e lasciare in funzioneper qualche minuto.

3. collegare il manometro4. chiudere la valvola a 2 vie5. quando il manometro indica lo "0" chiudere la val-

vola a 3 vie e spegnere subito il condizionatore6. chiudere i tappi delle valvole

CARICA DEL REFRIGERANTE

Prima di procedere con la carica di refrigerante, verificare sem-pre che tutte le valvole e i rubinetti siano chiusi.Collegare sulla bassa pressione del manometro la valvola diservizio, e collegare il contenitore di refrigerante alla presa cen-trale del manometro.Aprire il contenitore del refrigerante quindi aprire il tappo dellavalvola centrale e agire sulla valvola a spillo fino a quando nonsi sente fuoriuscire il refrigerante, quindi rilasciare lo spillo eriavvitare il tappo.Aprire la valvola a 3 vie e quella a 2 vie.Accendere il condizionatore in modalità reffreddamento.Lasciarlo funzionare per qualche minuto.Controllare la pressione indicata dal manometro.Aprire la manopola "LOW", far fluire il refrigerante gradatamen-te. Raggiunta la pressione chiudere la manopola "LOW".Completata la carica, eseguire la prova di funzionamento misu-rando la temperatura del tubo del gas, con l'apposito termome-tro, la temperatura deve essere compresa tra i 5° e 8°C in piùdella temperatura letta sul manometro, in corrispondenza dellatemperatura di evaporazione. Eseguire ora la prova di tenutadella pressione collegando il gruppo manometrico alla valvola diservizio a 3 vie. Aprire completamente le valvole a 2 e 3 vie,accendere il condizionatore e con il cercafughe verificare chenon ci siano perdite di refrigerante.Staccare il manometro dalla valvola e spegnere il condizionato-re. Staccare il contenitore del monometro e richiudere tutti itappi.


ATTREZZATURA PER INSTALLAZIONE E COLLAUDO

1 Cercafughe elettronico

2 Pompa da vuoto doppio stadio

3 Gruppo manometrico a 4 vie

4 Kit tubazioni vuoto e carica

5 Sbavatubo

6 Flangiatubo 45°

7 Pinza schiacciatubo

8 Pinza amperometrica digitale

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CONCLUSIONI

Queste brevi annotazioni, non possono certo risolvere tutte leproblematiche legate al campo della climatizzazione d’aria.E’ importante quindi, da parte dell’agente di vendita, assimilareal meglio le informazioni qui contenute ed integrarle nel corsodello svolgimento della propria attività con le esperienze fattesul campo.

Quando si esegue un sopralluogo, è fondamentale che la deter-minazione dei carichi e la scelta della posizione di installazione,vengano eseguite con la massima accuratezza, perchè da que-ste operazioni dipendono in massima parte la semplicità diinstallazione ed il corretto funzionamento dell’impianto, e quindiin definitiva, la soddisfazione del cliente.

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