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T UTORIAL di Pierfrancesco Fantoni
REGOLARE LA PRESSIONE DI CONDENSAZIONE alle basse temperature esterne
I LOCALI TECNOLOGICI SPESSO CONTENGONO DISPOSITIVI CHE GENERANO CARICHI TERMICI , ANCHE NELLE STAGIONI FREDDE . SE L ’ IMPIANTO NON È SPECIFICATAMENTE PROGETTATO , SPETTA AL TECNICO MANUTENTORE INTERVENIRE PER CERCARE DI RIPRISTINARE IL REGOLARE FUNZIONAMENTO DEL CIRCUITO QUANDO SI MANIFESTANO PROBLEMATICHE LEGATE ALLE BASSE TEMPERATURE
Uno dei più ricorrenti problemi che preoccupa i tecnici che eseguono la manutenzione sugli impianti frigoriferi in generale e sui condizionatori split in particolare è il controllo della pressione di condensazione . Nelle giornate particolarmente calde e umide , se l ’ apparecchiatura deve rigettare il calore nell ’ aria ambiente , nascono problemi legati al fatto che tale pressione raggiunge livelli limite , per cui intervengono le protezioni che arrestano il funzionamento dell ’ impianto . Proprio nel momento in cui , data la calura che opprime , è necessario che l ’ apparecchiatura dia il massimo delle proprie prestazioni , viene a mancare il servizio richiesto , cosa che , molte volte , crea forti disagi e malumori negli occupanti i locali che devono essere raffrescati . Anche senza giungere a questi casi estremi , però , il fatto che il circuito debba lavorare con pressioni di condensazione superiori al valore standard comporta delle conseguenze che si riversano sull ’ intero circuito e che si ripercuotono in maniera negativa sul compressore . In generale si può affermare che condensare a pressioni troppo alte porta a un calo della resa frigorifera dell ’ apparecchiatura che si riflette in un aumento dei consumi e in un precoce deterioramento di alcuni componenti del circuito frigorifero . Per tale ragione , uno dei compiti dell ’ addetto alla manutenzione del circuito è quello di creare le condizioni affinché la pressione di condensazione non ecceda i suoi valori nominali se non per cause che sono inevitabili . Sostanzialmente , quindi , ci si deve accertare che il condensatore sia messo nelle condizioni operative di poter scambiare in maniera ottimale il calore con l ’ aria o l ’ acqua di raffreddamento e , quindi , di controllare meticolosamente il suo stato strutturale ( condizione delle alette , funzionamento della ventola , stato del convogliatore d ’ aria ecc .) e le sue condizioni esterne di pulizia ( superficie , filtri , griglie di protezione ecc .),
IL PROBLEMA DELLA BASSA PRESSIONE DI CONDENSAZIONE V ’ è da dire , però , che non solo una pressione di condensazione elevata può provocare problemi di funzionamento , ma anche una pressione di condensazione eccessivamente bassa causa anomalie che possono condurre , anche in questo caso , a una riduzione della resa frigorifera complessiva . La pressione di condensazione può scendere a livelli troppo bassi quando lo scambio di calore risulta essere eccessivo : caso tipico è quello in cui la temperatura dell ’ a- ria esterna risulta essere molto bassa . Chi lavora sui circuiti per la refrigerazione che prevedono l ’ unità condensante in aria , posta nell ’ ambiente esterno , conosce bene questo problema , in quanto è piuttosto diffuso . In condizionamento , invece , questa situazione è meno frequente . Infatti , a questo punto , ci si può chiedere come può essere che quando la temperatura dell ’ aria esterna è molto bassa ci sia la necessità di condizionare un ambiente dato che , in maniera intuitiva , si è portati a pensare che anche all ’ interno dei locali non vi sia un eccesso di calore che deve essere sottratto .
CONDIZIONAMENTO DEI LOCALI TECNOLOGICI Il tradizionale e più diffuso impiego di un condizionatore split , infatti , avviene nella stagione estiva , quando gli ambienti residenziali o piccolo commerciali devono essere raffrescati e garantite condizioni di sufficiente benessere agli occupanti , anche se le temperature esterne toccano picchi da clima tropicale . Un impiego meno diffuso , ma altrettanto importante per
Figura 1 - Esempio di condizionatori al servizio di locali tecnologici
la funzione che svolge , prevede l ’ impiego di alcune tipologie di split per mantenere condizioni standard di temperatura all ’ interno dei locali tecnologici ( figura 1 ) che contengono al loro interno apparecchiature elettriche che producono un carico termico durante tutto l ’ arco dell ’ anno . In tali situazioni , quindi , la necessità di raffrescamento non è dovuta alle infiltrazioni di calore che provengono dall ’ esterno del locale da trattare , ma è dovuta a cause endogene al locale stesso , indipendentemente dalle condizioni climatiche esterne . È così che nelle cabine elettriche , nelle centrali telefoniche , nei locali a servizio delle antenne per le telecomunicazioni e nei container le apparecchiature elettriche ed elettroniche in esse contenute rappresentano una fonte di calore permanente , dì e notte , estate e inverno indifferentemente . Dal punto di vista dell ’ equilibrio di funzionamento del circuito frigorifero , invece , dì e notte o estate e inverno non sono equivalenti : nelle calde e soleggiate giornate estive le condizioni di lavoro del condensatore sono decisamente diverse da quelle delle freddi notti invernali . Quando la condensazione avviene in aria , le temperature di lavoro del condensatore seguono la variabilità delle temperature dell ’ aria esterna . Nello specifico essa crolla durante la stagione invernale e di notte , e questo comporta una consistente diminuzione dell ’ alta pressione del circuito . A seguito di ciò sussiste la concreta possibilità che l ’ evaporatore venga sottoalimentato di liquido refrigerante poiché la portata del dispositivo d ’ espansione ( valvola ma ancor più capillare ) si riduce notevolmente quando la pressione che si registra a monte diminuisce .
CONSEGUENZE E PROBLEMATICHE La minor quantità di refrigerante che giunge all ’ evaporatore del condizionatore provoca una diminuzione anche della sua temperatura e della sua pressione di lavoro ( figura 2 ) e , soprattutto , una diminuzione dell ’ effetto raffreddante che l ’ apparecchiatura è in grado di garantire . Danno conferma di tale situazione il valore del surriscaldamento del gas all ’ uscita dell ’ evaporatore , che tende ad aumentare , e i prolungati stati di funzionamento del compressore , che cerca di compensare la minore capacità di raffrescamento che si viene a creare . Se il surriscaldamento tende ad aumentare , in caso di presenza di valvola d ’ espansione vi è una “ reazione ” della valvola stessa , che tende ad aprire completamente il proprio orifizio proprio per cercare di compensare la minore portata di refrigerante che si verifica a seguito dell ’ abbassamento della pressione di condensazione . Ovviamente anche la valvola , una volta che ha spalancato del tutto il proprio orifizio non può spingersi oltre , per cui comunque l ’ evaporatore risulta essere sottoalimentato di refrigerante . Nel caso di capillare come dispositivo di espansione la situazione è molto più problematica perché quest ’ ultimo non ha capacità di variare la portata di fluido frigorifero che lo attraversa . Tale situazione è una delle più delicate che si possono presentare .
COME RIMEDIARE Nella maggior parte dei casi , per il raffrescamento dei locali tecnologici vengono impiegate apparecchiature già pensate ed equipaggiate con i necessari dispositivi idonei a contrastare le problematiche di funzionamento che sono state descritte . In alcuni casi capita , invece , che le apparecchiature in servizio siano quelle d ’ uso comune , destinate al comfort umano , o che siano datate e quindi soggette a un funzionamento critico durante certe parti dell ’ anno . In tali evenienze è possibile intervenire per cercare di ripristinare un più regolare funzionamento del circuito frigorifero del condizionatore . Assolutamente da evitare è l ’ aggiunta di refrigerante al circuito frigorifero . Vero è che la sua aggiunta porta ad un rialzo immediato delle pressioni di lavoro del circuito , sia quella di condensazione che quella di evaporazione , e che l ’ apparecchiatura sembra riprendere la sua regolarità di funzionamento dato che l ’ aggiunta del gas in più tende a compensare la mancanza di refrigerante che si registra all ’ evaporatore , ma tale soluzione risulta essere temporanea e non risolutiva , giacché nel momento in cui la temperatura dell ’ aria di raffreddamento del condensatore tornerà ad aumentare il circuito frigorifero andrà sicuramente in crisi proprio a causa del surplus di refrigerante presente all ’ interno del circuito stesso . Non è da escludere , anzi , che nelle condizioni di temperatura dell ’ aria più alte vi sia la possibilità che , a seguito di ciò , intervengano le protezioni a fermare completamente l ’ apparecchiatura . Situazione , questa , di una certa gravità , dato che al calore di produzione interna si sommano le infiltrazioni di calore provenienti dall ’ esterno che portano le temperature interne a valori pericolosi per l ’ integrità dei dispositivi elettrici ed elettronici che lavorano all ’ interno del locale .
Nemmeno è pensabile che , per risolvere il problema contingente , si proceda a togliere la quantità di gas che si era aggiunto nella stagione più fredda dato che un circuito frigorifero non è concepibile come un mero contenitore in cui si aggiunge o si toglie con frequenza parte del suo contenuto a seconda delle stagioni .
Intervenire sulle condizioni di scambio . Un intervento più pertinente ed efficace in questa situazione è quello di
Figura 2 - Quando la pressione di evaporazione cala eccessivamente il tubo del liquido di un condizionatore split può brinare