Guida sulle pompe di calore in 4 moduli

Modulo 3: Progettare e misurare correttamente - le pompe di calore.

Le pompe di calore sono prefabbricate a livello industriale in grandi quantità. Il circuito del refrigerante è quindi già preinstallato in un’unità monoblocco – per installazione interna o esterna. Nel caso delle unità splittate, il tecnico specializzato deve chiudere il circuito del refrigerante. Il compito successivo consiste nel collegare correttamente la pompa di calore ai serbatoi termici o alla rete di distribuzione nell’edificio e alla sorgente di calore. Qui non sono ammessi errori, in quanto altrimenti si avrebbe inevitabilmente un impatto negativo sull’indice di prestazione energetica stagionale e quindi sull’efficienza globale dell’impianto di riscaldamento. Il passaggio finale è la messa in funzione.

1. Progettazione degli impianti a pompa di calore

Spesso, però, la pratica di tutti i giorni chiede ancora di più a un’impresa specializzata. A differenza della tecnologia di combustione basata su fonti energetiche quali nafta, gas, legno o pellet, ogni grado Celsius nel ciclo termodinamico di una pompa di calore svolge un ruolo più o meno importante nell’uso dell’energia elettrica. Ad esempio, ogni aumento di 1 K della temperatura di evaporazione sul lato della sorgente di calore o ogni aumento di 1 K della temperatura di condensazione in corrispondenza del pozzo di calore comporta un miglioramento di 2-3 punti percentuali del COP della pompa di calore. Sono pertanto richieste conoscenze specialistiche.

La progettazione degli impianti a pompa di calore include l’indagine preliminare, lo sviluppo concettuale e una pianificazione dettagliata. Questa dovrebbe comprendere i circuiti idraulici, il dimensionamento dei componenti dell’impianto, la documentazione, la messa in funzione dell’impianto, l’istruzione dell’operatore e anche le considerazioni in materia di costi.

2. Nozioni pratiche per il lavoro sul campo

Valori misurati esatti e conoscenze specialistiche costituiscono la base per una valutazione completa dell’impianto e una regolazione corretta del circuito del refrigerante in una pompa di calore splittata chiusa. Solo così è possibile registrare e valutare condizioni operative o parametri fondamentali.

Preparazione

Per la messa in funzione e, soprattutto, in caso di assistenza, è essenziale che il tecnico specializzato ottenga rapidamente i principali parametri dell’impianto di un circuito del refrigerante. È vero che, in una certa misura, sulle pompe moderne si possono leggere le pressioni e le temperature. Tuttavia, la certezza che i valori visualizzati siano corretti si può avere solo dopo un controllo. Un manifold e uno strumento di misura della temperatura sono dunque strumenti indispensabili per la messa in funzione. Ma gli strumenti di misura sono spesso esposti a sollecitazioni meccaniche e termiche nei veicoli e nei cantieri. La versione analogica, ossia un manometro con indicatori meccanici, comporta lo svantaggio che valori fondamentali quali il sottoraffreddamento e il surriscaldamento non possono essere letti direttamente. Quando questi valori sono calcolati manualmente, sussiste sempre il rischio di errori matematici. Inoltre, nell’interpretare la posizione dell’indicatore possono verificarsi cosiddetti errori di parallasse, ossia errori di lettura del valore di pressione.

Diverso è il discorso con il manifold digitale. Qui le pressioni dell’impianto e le rispettive temperature possono essere registrate parallelamente e in modo molto preciso per consentire la determinazione del surriscaldamento e del sottorafreddamento. È impossibile che si verifichi un errore di parallasse o matematico.

Messa in servizio

Una volta che la pompa di calore è giunta a destinazione ed è stata installata, occorre completare il circuito di refrigerazione dei sistemi splittati. Per scegliere correttamente i tubi da utilizzare si fa riferimento alle norme vigenti. Ciò in quanto il materiale, lo spessore delle pareti, la tenacia, la resistenza alla corrosione e alla pressione devono essere scelti in modo da corrispondere al refrigerante utilizzato. Tutti i giunti saldati sono collegati a tenuta stagna mediante brasatura a rame o ad argento sotto gas inerte (azoto). Segue quindi la messa in funzione del circuito del refrigerante. Il tecnico specializzato collega il suo manifold digitale ai corrispondenti attacchi ad alta pressione e a bassa pressione della pompa di calore. I tubi flessibili rossi e blu aiutano il tecnico specializzato a mantenere la visione d’insieme su dove è effettuata la misura della pressione. Il terzo tubo flessibile, che è solitamente giallo, viene attaccato al collegamento di servizio del manifold. Inizialmente è usato per introdurre azoto essiccato per la prova di pressione o di tenuta. È anche possibile rimuovere anticipatamente l’aria presente nei tubi o nello scambiatore di calore per mezzo di una pompa a vuoto e quindi introdurre l’azoto essiccato nel sistema svuotato.

In seguito è importante aumentare gradualmente la pressione di prova fino alla sovrapressione ammissibile calcolata. Solo così è possibile rilevare le perdite dovute a pori o crepe sottili nei materiali, nei cordoni di saldatura e nei giunti saldati ed eliminarle in tempo utile durante il successivo funzionamento. Altri punti deboli per le perdite sono i collegamenti filettati, i premistoppa delle valvole, i dispositivi di misura e monitoraggio e, paradossalmente, le chiusure a tenuta di ogni tipo.