Rivista 8-2010 Industria & Formazione by Centro Studi Galileo

N° 342

ORGANO UFFICIALE CENTRO STUDI GALILEO

per il tecnico della refrigerazione e climatizzazione

Le Nazioni Unite e l’Europa chiedono nuove professionalità: l’Italia e il Centro Studi Galileo rispondono Maggiori e nuove professionalità: CSG risponde con nuovi corsi e nuove sedi in Italia ed in UK Nella foto il cinquecentesco Palazzo d’Alençon nuova sede centrale del Centro Studi Galileo, segreteria dell’Associazione dei Tecnici italiani del Freddo-ATF e Vice-Presidenza europea AREA.

Conclusione dell’ultimo corso EEC-European Energy Centre, consociato al Centro Studi Galileo, svolto in UK presso l’Edinburgh Napier University.

EEC-European Energy Centre organizza nelle più prestigiose università in Gran Bretagna, come l’Heriot - Watt University, Glasgow Caledonian University e Edinburgh Napier University, corsi e convegni internazionali sulle energie rinnovabili: nella foto l’ingresso del corso svolto in una delle sedi dell’Edinburgh Napier University.

Anno XXXIV - N. 8 - 2010 - Sped. a. p. - 70% - Fil. Alessandria - Dir. resp. E. Buoni - Via Alessandria, 12 - Tel. 0142.453684 - 15033 Casale Monferrato

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OPTYMA PLUS™ con compressori Scroll Listen to the sound of eﬃciency Danfoss introduce sul mercato la nuova gamma di unità condensatrici OPTYMA PLUS™ con compressori Scroll per applicazioni di refrigerazione. La nuova gamma va a completare l’attuale con compressori ermetici alternativi. Grazie all’impiego della tecnologia scroll, Danfoss è stata in grado di ridurre ulteriormente il livello di rumorosità e incrementare l’efficienza. L’isolamento acustico, lo speciale design interno e la riduzione di velocità del ventilatore durante i periodi di lavoro a basso carico garantiscono un livello sonoro estremamente basso. Danfoss sempre la scelta giusta per la vostra applicazione.

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I tecnici di 3 generazioni in più di 36 anni di corsi con una media di oltre 2500 all’anno si sono specializzati ai corsi CSG

Tecnici specializzati negli ultimi corsi del Centro Studi Galileo GLI ATTESTATI DEI CORSI, I PIÙ RICHIESTI DALLE AZIENDE, SONO PURE UTILI PER LA FORMAZIONE DEI DIPENDENTI PREVISTA DAL DLGS 81/2008 (EX LEGGE 626) E DALLA CERTIFICAZIONE DI QUALITÀ

L’elenco completo di tutti i nominativi, divisi per provincia, dei tecnici specializzati negli ultimi anni nei corsi del Centro Studi Galileo si può trovare su www.centrogalileo.it (alla voce “Corsi”) Videoesempi e foto dei corsi su www.centrogalileo.it

TECNICI CHE HANNO OTTENUTO L’ATTESTATO ATQ A CASALE MONF.TO Divano Sergio ABB spa Genova

DAL NUMERO PRECEDENTE CONTINUA ELENCO DEI TECNICI SPECIALIZZATI NEGLI ULTIMI CORSI NELLE VARIE REGIONI ITALIANE

Girardello Ivo ETHALFILTER srl Sovizzo Aurea Salvatore FRIGOSTAFF srL Borzano d’Albinea Gallo Vincenzo Santa Marina

Adenle Samson Olusola San Sebastiano al Vesuvio

Bomparola Emiliano GENIA ENERGIA srl San Giuliano M.se

Gammaraccio Christian ATLAS COPCO ITALIA spa Cinisello B.mo

Grippo Lorenzo GRIPPO EUROIMPIANTI Torre Orsaia

Busellato Simone ATLAS COPCO ITALIA spa Cinisello B.mo

Gusmeri Davide Genova

Isacchi Dario Cermenate Bulgaron Alberto MTH srl Almese Serra Cristian MTH srl Almese Martignoni Nicolò PASINATO TERMOSANITARIA srl Ca’ di David Verona Pellegrino Pasquale PELLEGRINO PASQUALE Torre Orsaia

Pellegrino Carmine PELLEGRINO PASQUALE Torre Orsaia Pierotti Doriano PIEROTTI snc Polinago Sanchez Lopez Carlos Torino Quattrini Fabrizio SOCRATE spa Rodano Tosetti Stefano Sona Dorigo Paolo VIESSMANN srl Balconi di Pescantina

Bellazzini Emiliano ATRA Volpiano Grossetti Davide BERTACCINI & GROSSETTI snc Castel San Giovanni Todica Costantin CARLUCCI DI CARLUCCI GIANNA Torino D’Oria Stefano CIMIT srl Moncalieri Penna Piero CMI DI PENNA & C. snc Cairo Montenotte Oliverio Alberto ECOENERGY DI OLIVERIO Milano El Beeh Omar Milano

L’Edinburgh Napier University: sede dell’ultimo corso di impianti fotovoltaici dell’European Energy Centre-Centro Studi Galileo, vedi www.EUenergycentre.org

CORSI A CASALE MONFERRATO AELLE CLIMA sas DI LOVAGLIO Lovaglio Alfredo San Giuliano M.se BERTACCINI & GROSSETTI snc Porcari Gianluigi Castel San Giovanni BIANCO GILBERTO Caselle T.se CAPUTO SIMONE Mossini Sonia Villanova d’Albenga

Sede di Agliana (Toscana) del Centro Studi Galileo: su impianto didattico acqua-acqua il docente del corso di manutenzione avanzata, Donato Caricasole, mentre spiega la casistica guasti.

TECNICI CHE HANNO OTTENUTO L’ATTESTATO ATQ A ROMA D’Ambrosio Nicola Alife Spina Andrea EDIL IMPIANTI DI SPINA S. Cipirello Bielli Walter GIVAT srl Zagarolo Chialastri Marco GIVAT srl Zagarolo

Giocastro Massimiliano GIVAT srl Zagarolo Macone Stefano Gaeta Piantadosi Alessandro Cercola Pignalosa Massimo Civitavecchia Portale Fausto Riposto Cafolla Davide QUATTROCIOCCHI EGIDIO srl Frosinone Savarese Gualberto Bologna

Di Filippo Giovanni STEITEC DI DI FILIPPO GIOVANNI Guardiagrele Vainieri Andrea STENI srl Roma

CARLUCCI DI CARLUCCI GIANNA Todica Costantin Torino CASAVECCHIA SIMONE Bra Fr. Pollengo CASTEL srl Bossi Roberto Sepe Antonio Pessano con Bornago

Scannelli Antonio VIMA srl Torrette di Mercogliano

CELLI spa Vezzoli Fausto Faedi Luca Zuffi Fulvio San Giovanni in Marignano

Santomauro Patrizio VIMA srl Torrette di Mercogliano

CLIMAGEST srl Caldera Diego Brescia COCA COLA HBC ITALIA srl Tettamanti Giambattista Carraro Ennio Bacchelli Mattia Campogalliano

Edimburgo: conclusione del corso EEC-CSG di impianti fotovoltaici al Edinburgh Napier University in Gran Bretagna. Anche questo paese, come tutta l’Europa, punta alle energie rinnovabili.

VIN SERVICE srl Savoldi Francesco Cattaneo Massimiliano Zanica VL ELETTROTECNICA DI VITELLA Vitella Lazzaro Olcenengo

CORSI PRESSO IL POLITECNICO DI TORINO ANGELONI CORRADO Villar Perosa APPENDINO ROBERTO Rivarolo C.se

Esercitazione pratica sull’impianto didattico CSG nella sede principale di Casale Monferrato.

COLOMBANO JUAN JOSÈ Colombano Juan Josè Carballo Luis Gibsy Vercelli

LA VENEXIANA sa Mileo Antonio D’Alessandro Nicola Milano

COMBARIATI GIACOMO Crotone

LS DI LAVEZZERO STEFANO Lavezzero Stefano Grugliasco

CRIOCABIN srl Baldon Matteo Bertoli Claudio Praglia di Teolo DAMINO IVAN Albenga DE LONGHI APPLIANCES srl Gobbo Gilberto Gorgo al Monticano

MONDIAL GROUP srl Gallinotti Marco San Giorgio M.to

PINO ANTONIO Cigliano SINERGAS IMPIANTI srl Biagi Massimo Mirandola SOLVAY SOLEXIS spa Gerace Andrea Morandini Enrico Spinetta Marengo-Alessandria

NORMEDIA srl Tomasoni Sergio Milano

TECNOLOGIA E SERVIZI srl Cuberli Massimo Gubiani Renzo Campoformido

PANZA LUCIANO Sorisole

TOSATTO CRISTIAN San Francesco al Campo

BFV RADIALE srl D’Alessandro Luana Nichelino BIANCO GILBERTO Caselle T.se CAPUTO SIMONE Mossini Sonia Villanova d’Albenga CASAVECCHIA SIMONE Bra Fr. Pollengo COLOMBANO JUAN JOSÈ Gibsy Carballo Luis Colombano Juan Josè Vercelli CONTI CINZIA Palestro DAMINO IVAN Albenga

DE LONGHI APPLIANCES srl Guidotto Sandro Treviso DI RAUSO MARIA Torino ECOENERGY DI OLIVERIO Oliverio Alberto Milano FEI DI FRATUS BATTISTA Fratus Battista Gussago GALLINO GIANCARLO Moncalieri GOBBI MARCO TIZIANO Trino ISIR IMPIANTI srl Buoni Maurizio Gherici Enrico Patrone Alessandro Rosa Mauro Berardi Roberto Genova

Ultimo corso pratico di installazione, manutenzione impianti split, multisplit a Casale Monferrato, sede del Centro Studi Galileo. La corretta pulizia e installazione delle tubazioni deve essere effettuata da personale qualificato per ridurre la possibilità di perdite refrigerante.

DI RAUSO MARIA Torino GALLINO GIANCARLO Moncalieri GOBBI MARCO TIZIANO Trino GUIDI ROBERTO Castagneto Po LA VENEXIANA sa Mileo Antonio D’Alessandro Nicola Milano LS DI LAVEZZERO STEFANO Lavezzero Stefano Grugliasco NORMEDIA srl Tomasoni Sergio Milano PINO ANTONIO Cigliano RIGOLETTI MAURO Torino SOLINAS ALESSANDRO Collegno TROIANI & CIARROCCHI srl Pesacane Raffaele Monteprandone VL ELETTROTECNICA DI VITELLA Vitella Lazzaro Olcenengo

Corso nella sede CSG di Roma su CE842, libretto d’impianto, visite periodiche e recupero refrigerante.

CORSI A BOLOGNA GHEO srl Gianfranchi Andrea Occhione Francesco Ortonovo LAMBORGHINI CALOR spa Fratullo Orazio Dosso

SURF srl Lanzoni Alessandro Imola

CASADEI & PELLIZZARO srl Bacchilega Gianni Piraccini Stefano Iuliano Loris Forlì

CORSO AD HOC PRESSO LF DI CESENA

CASCONE FRANCESCO Reggio Calabria

LC DI CANTELLI LUCA Cantelli Luca Galliera

ASTEC CAROLI Passerini Paolo Sampieri Gianluca Bianchi Alex Montanari Valerio S. Mauro Mare

SOTTOZERO DI PANFILIO Panfilio Alessandro Ariano nel Polesine

CAT DI MARTUFI T & C. snc Spaccasassi Sergio Grottammare

DINA PROFESSIONAL Gianpetraglia Alessandro Tremestieri Etneo FARACE EMANUELE Catona FERRARI CARLO Ferrari Nicola Reggio Emilia LF spa Gorin Massimiliano Caporali Valter Comandini Andrea Abati Demis Cesena RESPRESSO DI MAFFEI EMILIO & C. snc Maffei Matteo Scandiano SAGI DI CONTI GILBERTO & C. snc Boccafoglia Mattia Ferrara SARDA IMPIANTI srl Bortolotti Lucio Baja Sardinia TAURUS srl Magnani Giovanni Riccione

Nella foto il docente del corso Donato Caricasole (sulla sinistra), docente anche nelle sedi di Bari e Napoli, con gli allievi del corso di base tecniche frigorifere nella sede CSG di Roma.

TECNODRINK srl Gasperini Claudio Venturi Ivan Misano Adriatico

VELLANI E MARAMOTTI snc Vellani Alex Reggio Emilia

CORSI AD AGLIANA (TOSCANA)

ALBIANI MARIO Arezzo DIDDI DINO & FIGLI Bruni Stefano Calì Calogero Pistoia EDILTERMICA srl Lenzi Alessio Calcinaia ELETTRODEPURCLIMA Franceschini Enrico Suvereto EUROCENTRO SISTEMI srl Nepi Pietro Firenze EUROCLIMA srl Dolcimascolo Salvatore Ponsacco

Alcuni corsi teorici CSG vengono proposti presso l’Università La Sapienza, nella foto il professor Franco Gugliermetti, già direttore del dipartimento di Fisica Tecnica, e a sinistra il direttore del Centro Studi Galileo Enrico Buoni (sullo sfondo lo storico chiostro di San Pietro in Vincoli).

FERRONI MARINO Reggello Loc. Vaggio GS IMPIANTI snc Carbonetti Gabriele Calcinaia PROGET IMPIANTI srl Danti Valeriano Sesto Fiorentino SIRAM FIRENZE spa Cioni Giulio Francesconi Giancarlo Firenze STORAI CLAUDIO Lucca Gli impianti didattici importantissimi per l’insegnamento della parte pratica nei laboratori CSG di Roma.

Nella foto: esame per l’ottenimento dell’Attestato Tecnico di Qualità ATQ in preparazione al patentino frigoristi. Tale verifica viene svolta unicamente a Casale Monferrato nel corso di Tecniche Frigorifere.

Sommario Direttore responsabile Enrico Buoni

Tecnici specializzati negli ultimi corsi del Centro StudI Galileo

Editoriale M. Buoni – Vice Presidente Associazione Europea AREA,

Il futuro dei gas refrigeranti D. Coulomb – Direttore dell’Istituto Internazionale del Freddo - IIF

Gli sviluppi della formazione in USA Intervista a M. Lowry – RSES USA

Pompe di calore reversibili a CO2 applicate ai treni pubblici A. Hafner, P. Neksa – SINTEF Energy Research Ø. Christensen – NTNU Norwegian University of Science and

Good practices nella refrigerazione: le corrette operazioni di pratica (parte prima)

Principi di base del condizionamento dell’aria Variazioni del carico termico negli impianti ad espansione diretta e negli impianti a fluido secondario P.F. Fantoni - 117ª lezione

Nuova tecnologia di brasatura degli impianti di refrigerazione e condizionamento D. Andreetta – Oxyweld

Corrispondente in Francia: CVC

I generatori di gas ad idrogeno ed ossigeno pre-miscelati – In dettaglio, quali sono i relativi vantaggi?

La rivista viene inviata a: 1) installatori, manutentori, riparatori, produttori e progettisti di: A) impianti frigoriferi industriali, commerciali e domestici; B) impianti di condizionamento e pompe di calore. 2) Utilizzatori, produttori e rivenditori di componenti per la refrigerazione. 3) Produttori e concessionari di gelati e surgelati.

I termostati come dispositivi di regolazione e sicurezza Come sceglierli e installarli I termostati elettronici e le nuove opportunità di gestione degli impianti frigoriferi

Responsabile di Redazione M.C. Guaschino Comitato scientifico Marco Buoni, Enrico Girola, PierFrancesco Fantoni, Luigi Nano, Alfredo Sacchi Redazione e Amministrazione Centro Studi Galileo srl via Alessandria, 12 15033 Casale Monferrato tel. 0142/452403 fax 0142/525200 Pubblicità tel. 0142/453684 Grafica e impaginazione A.Vi. Casale M. Fotocomposizione e stampa A. Valterza - Casale Monferrato E-mail: buoni@centrogalileo.it www.centrogalileo.it continuamente aggiornato www.EUenergycentre.org per l’attività in U.K. e India www.associazioneATF.org per l’attività dell’Associazione dei Tecnici del Freddo (ATF) Corrispondente in Argentina: La Tecnica del Frio

N. 342 - Periodico mensile - Autorizzazione del Tribunale di Casale M. n. 123 del 13.6.1977 - Spedizione in a. p. - 70% Filiale di Alessandria - Abbonamento annuo (10 numeri) € 36,00 da versare sul ccp 10763159 intestato a Industria & Formazione. Estero € 62,00 - una copia € 3,60 arretrati € 5,00.

Segretario Associazione dei Tecnici Italiani del Freddo-ATF

Technology - Norvegia Introduzione – Schema di un sistema mobile HVAC – Risultati della simulazione – Potenziali di risparmio energetico – Discussione/conclusione.

GTZ – Proklima

Introduzione – Raffrescamento e riscaldamento – Impianti di condizionamento e carichi termici – Controllo della capacità dell’impianto – Versatilità degli impianti a fluido secondario.

P.F. Fantoni - 137ª lezione Introduzione – Guasto del termostato – Funzioni di sicurezza dei termostati elettronici – Sbrinamento degli impianti frigoriferi – Alcuni vantaggi dello sbrinamento gestito dai termostati elettronici.

Sistema per individuazione dei guasti

I problemi dei frigoristi: la parola all’esperto G. Cattabriga

Glossario dei termini della refrigerazione e del condizionamento

Importante flash su ricerca guasti per una pronta risoluzione dei problemi del tecnico del freddo M. Alotto – Danfoss

(Parte centoduesima) - A cura di P. Fantoni

Editoriale

Le Nazioni Unite e l’Europa chiedono nuove professionalità: l’Italia e il Centro Studi Galileo rispondono MARCO BUONI Vice-Presidente Air Conditioning and Refrigeration European Association - AREA Segretario Associazione dei Tecnici italiani del Freddo - ATF

● XIV convegno europeo Nazioni Unite-CSG-IIF-EEC organizzato ad Edimburgo e a Milano ● ISI 2010 per i convegni internazionali Nazioni Unite-CSG-EEC ● Corsi nelle nuove sedi in UK a Edimburgo ed in Italia Già nel prossimo convegno, che il Centro Studi Galileo organizzerà insieme all’European Energy Centre in UK, alle Nazioni Unite e all’Istituto Internazionale del Freddo IIR, un argomento particolarmente importante sarà l’aumento di professionalità che dovranno affrontare i tecnici in conseguenza dell’evoluzione tecnologica degli ultimi anni dovuta sia al controllo del risparmio energetico sia al rispetto dell’ambiente. Il prossimo 14° Convegno Europeo verterà, per la parte che si svolgerà a Edimburgo il 21 gennaio 2011, sulle energie rinnovabili applicazioni in riscaldamento e raffreddamento con particolare attenzione alla direttiva europea sulla promozione delle energie rinnovabili che tra l’altro impone agli stati membri di creare una nuova figura professionale qualificata e cioè il Tecnico delle Energie Rinnovabili (pompe di calore, solare termico, solare fotovoltaico, eolico e biomasse). Mentre la seconda parte del convegno stesso, che si terrà a Milano il 10-11 giugno 2011, verterà sulle ultime tecnologie del freddo e del condi-

zionamento e parlerà in particolare della certificazione dei tecnici del freddo, del patentino frigoristi e della prossima revisione della regolamentazione sui gas fluorurati HFC (vedere anche la proposta AREA nel trafiletto su questo articolo). Per questa maggiore richiesta di qua-

lificazione e professionalità il Centro Studi Galileo ha creato una nuova sede CSG con la consociata European Energy Centre in Scozia, paese particolarmente sensibile a questi aggiornamenti tecnologici per le attività di formazione ed informazione, in particolare sulle energie rin-

INTERNATIONAL SPECIAL ISSUE ISI 2010 A chi ce ne farà richiesta scritta via email a conference@centrogalileo.it inviamo gratuitamente l’International Special Issue ISI 2010 di Industria&Formazione pubblicato, con l’introduzione del Ministro dell’Ambiente italiano, Stefania Prestigiacomo, e del sottosegretario generale delle Nazioni Unite, Achim Steiner. Tale ISI 2010 è pure la premessa tecnica al XIV Convegno Europeo che viene organizzato sotto il patrocinio della Presidenza italiana del Consiglio dei Ministri e del governo scozzese in collaborazione sempre con le Nazioni Unite- UNEP e l’IIR e con le maggiori associazioni mondiali. Il convegno è organizzato all’interno delle prestigiose università scozzesi, per la prima parte che riguarda i problemi energetici in riferimento alla refrigerazione e al condizionamento (Edimburgo 21 gennaio 2011), e presso il Politecnico di Milano, per quanto riguarda le ultime tecnologie del freddo e del condizionamento con riferimento ai problemi energetici (10-11 giugno 2011). Visitare la pagina del 14° Convegno Europeo su www.centrogalileo.it Per visionare la rivista (l’edizione precedente era stata presentata, come da foto, dalle Nazioni Unite in Qatar e consegnata ai Ministri e Capi di Stato firmatari del protocollo di Kyoto). Versione in pdf (10 Mb) Versione sfogliabile online su www.centrogalileo.it (pagina principale). Ulteriori informazioni sulla rivista internazionale e sulla sua distribuzione verranno inviate nelle prossime settimane.

novabili, ed inoltre ha potenziato i corsi in Italia con anche una nuova sede operativa del Centro stesso, che verrà inaugurata con il nuovo anno, sita nello storico palazzo casalese Anna D’Alençon del 1500, il palazzo di maggior pregio della città di Casale Monferrato, capitale italiana del freddo. Le Nazioni Unite, per sottolineare ancora maggiormente l’evoluzione tecnologica ed il trend ambientalista, che si sta portando avanti negli ultimi ed anche nei prossimi anni, ci hanno richiesto di realizzare la 3a edizione dell’International Special Issue ISI 2010 sul quale hanno scritto e partecipato i maggiori esperti internazionali del settore della refrigerazione e del condizionamento. La rivista è stata realizzata per presentare il 14° Convegno Europeo di Edimburgo e di Milano del 2011 e per spiegare ai Capi di Stato e di Governo e ai Ministri di tutti i Paesi firmatari del protocollo di Kyoto e di Montreal, rispettivamente sui problemi climatici e sui problemi dell’ozono, che cosa il nostro settore rappresenta per il genere umano e cosa sta facendo per il nostro pianeta in relazione alla riduzione dei problemi energetici e per proteggere l’ambiente. La rivista può essere consultata gratuitamente o scaricata dal sito www.centrogalileo.it, inoltre a tutti quelli che ne faranno richiesta con una email a conference@centrogalileo.it verrà spedita una copia cartacea gratuita. Per argomentare in modo più approfondito l’importanza che ha il nostro tecnico nella società odierna e quanto può e deve fare, vogliamo qui di seguito spiegare quali saranno i suoi sviluppi futuri. Il tecnico del freddo è quella figura professionale con cui si identifica il tecnico che deve fare installazione, manutenzione e riparazione delle unità aventi lo scopo di raffreddare un locale ed ora anche che deve riscaldarlo con le pompe di calore, essendo un sistema esattamente affine. Difatti, ed ancor più negli ultimi anni, questa professione sta rivestendo sempre maggiore importanza. Confrontato con il suo omologo, il Tecnico del caldo, anche detto caldaista, il tecnico del freddo ha maggiori

PROPOSTA AREA

(dettagli su www.associazioneATF.org) La posizione che l’Associazione dei Tecnici italiani del Freddo ATF assume, come membro effettivo dell’Air conditioning and Refrigeration European Association AREA, riguardo alla revisione della regolamentazione 842/06 su taluni gas fluorurati ad effetto serra, è già stata anche presentata alla Commissione europea nello scorso stakeholders meeting in Bruxelles l’11 ottobre 2010. Proposte AREA in Europa per la prossima revisione della regolamentazione 842/06: • Bandire nelle apparecchiature non monoblocco la precarica di refrigerante ma far partire dalle fabbriche le macchine caricate di azoto, in maniera che solo personale qualificato le carichi e le installi. • Abbassare la soglia di compilazione del libretto di impianto e rendere obbligatorie le visite periodiche da 100g • Bandire le giunzioni non saldate negli impianti di refrigerazione e condizionamento (come già avviene in Olanda – rif. STEK) • I distributori debbano vendere gas refrigeranti fluorurati solo a personale dotato di tesserino comprovante che è un tecnico certificato (patentino frigoristi)

responsabilità e sempre più gliene verranno date per diversi motivi che qui cerchiamo di presentare: • I sistemi frigoriferi risultano di maggiore complessità del sistema caldaia, in particolar modo per quanto riguarda l’unità che produce il freddo paragonata a quella che produce il caldo. Mentre per quanto riguarda il sistema indiretto di distribuzione del calore (o in questo caso di sottrazione del calore) potrebbe considerarsi simile, nonostante anche in questo caso siano molteplici le possibili variabili di installazione sia da una parte sia dall’altra. • Le normative che negli anni 80 hanno riguardato il caldo e ne hanno sancito una regolamentazione abbastanza stringente di controlli e di formazione del personale qualificato, ora negli anni 2000 e oltre stanno interessando il freddo in maniera ancora maggiore considerando sia che il tecnico del caldo deve essere elettricista, idraulico ed anche frigorista, con quest’ultima parte rigidamente regolamentata in quanto il gas refrigerante risulta di particolare pericolosità per l’ambiente, sia che la sensibilità sociale e la richiesta di regolamentazioni più stringenti sono anch’esse aumentate, aumentando

gli standard minimi di sicurezza ambientale ed energetica. • Il tecnico del caldo lascerà parte del mercato e del suo lavoro nei prossimi anni al tecnico del freddo. Questo succederà in quanto in tutta Europa si sta spingendo verso energie rinnovabili facilmente individuabili nelle pompe di calore con efficienza energetica superiore ad un dato valore (facilmente raggiungibile con le tecnologie odierne). Le pompe di calore hanno l’indubbio vantaggio di rinchiudere in se sia il riscaldamento invernale sia il raffrescamento estivo garantendo il comfort lungo tutto l’arco dell’anno con un’unica soluzione economicamente vantaggiosa anche sotto l’aspetto degli incentivi sulle energie rinnovabili o di ridotti costi in capitale o in conto energia prodotta. A questo proposito, per far crescere la qualifica del Tecnico al livello richiesto, il Centro Studi Galileo fin dal 1975 organizza corsi nelle oltre 10 sedi dei corsi in ogni regione italiana, appositamente munite di laboratori attrezzati per formare nel miglior modo possibile il tecnico del freddo, condizionamento e energie rinnovabili per prepararlo ad affrontare le sfide del futuro.

Speciale ISI 2010 e conferenze UNEP

Il futuro dei gas refrigeranti

Comunicato presentato a Bangkok, Thailandia, 8-12 novembre 2010 dal dott. DIDIER COULOMBLUIGI NANO Ventiduesima riunione delle parti del Protocollo di Montreal (MOP-22)

Direttore dell’Istituto Internazionale del Freddo - IIFCoordinatore pratico dei corsi nazionali del Centro Studi Galileo

L’Istituto Internazionale del Freddo (IIR/IIF) è un’organizzazione indipendente ed intergovernativa fondata sulla scienza e sulla tecnologia. Diffonde su scala mondiale le conoscenze relative al freddo e alle tecnologie associate tese a migliorare la qualità della vita in modo redditizio e durevole dal punto di vista ambientale, ivi compresi: la qualità e la sicurezza dei prodotti alimentari per tutta la catena del freddo; il comfort all’interno degli immobili residenziali e commerciali; i prodotti e i servizi del settore della sanità; la tecnologia delle basse temperature e la tecnologia della liquefazione dei gas; il rendimento energetico; l’utilizzo in sicurezza dei refrigeranti che non impoveriscono l’ozono ed hanno un debole impatto sul riscaldamento del pianeta.

tenuta difettosa degli impianti o a causa di un cattivo recupero dei refrigeranti alla fine della vita di questi ultimi, hanno un impatto negativo sull’ambiente: I CFC e in minor misura gli HCFC contribuiscono all’impoverimento dell’ozono stratosferico; I CFC, gli HCFC e gli HFC sono potenti gas ad effetto serra e favoriscono il riscaldamento del pianeta. • Il freddo utilizza energia e contribuisce indirettamente all’emissione di importanti quantità di CO2. Rappresenta in media il 15% del consumo mondiale di elettricità (con percentuali maggiori nei paesi industrializzati). Il rendimento energetico è legato al refrigerante scelto. L’IIR/IIF formula le seguenti raccomandazioni: - E’ indispensabile una migliore coordinazione tra i due protocolli: gli HFC sostituiscono in genere i CFC e gli HCFC. - La durata degli impianti supera spesso i 20 anni e la loro progettazione è legata al tipo di refrigerante scelto, fatto che rende la sostituzione del refrigerante difficile e costosa. I refrigeranti attuali ad elevato potenziale di effetto serra possono essere ancora necessari in un prossimo futuro per gli impianti esistenti. Il controllo delle perdite dei refrigeranti deve, dunque, essere migliorato grazie ad un’ottimizzazione della progettazione e della manutenzione degli impianti e grazie alla formazione e alla certificazione dei tecnici. La fase del recupero è di primaria importanza. - E’ possibile e raccomandabile favorire l’utilizzo dei refrigeranti a debole effetto serra, soprattutto di quelli naturali (ammoniaca, idrocarburi, acqua,..) per

Il freddo (ivi compreso il condizionamento dell’aria) è indispensabile alla vita. Conserva il nostro cibo ed ha un ruolo importante nel settore della sanità. In futuro il fabbisogno di freddo continuerà ad aumentare, soprattutto nei paesi in via di sviluppo. La produzione di freddo contribuisce a due minacce principali all’ambiente del nostro pianeta: l’impoverimento dello strato dell’ozono e i cambiamenti climatici. Le prime azioni intraprese al fine di limitare queste minacce hanno condotto ai Protocolli di Montreal e di Kyoto. L’impatto del settore del freddo su queste due minacce ha due origini: • il freddo utilizza dei refrigeranti che, almeno per alcuni di essi, se sono emessi nell’atmosfera a causa di una

gli impianti nuovi. Soluzioni efficaci che implicano l’utilizzo di questi refrigeranti esistono già in numerose applicazioni, compresi i paesi caratterizzati da un clima caldo e/o quelli in via di sviluppo. I numerosi lavori in corso dovrebbero permettere in un prossimo futuro di proporre ovunque soluzioni efficaci dal punto di vista energetico utilizzando refrigeranti caratterizzati da un effetto serra più debole rispetto a quello degli HFC ora utilizzati: scambio di calore, compressori e regolazione più efficaci, utilizzo di tecnologie come il solar cooling (raffreddamento solare) e il raffreddamento a recupero di calore, ivi compreso il calore proveniente dal riscaldamento urbano come fonte di energia invece di quella meccanica. Si consiglia di privilegiare queste soluzioni, particolarmente nel settore dei finanziamenti pubblici, per i nuovi investimenti. Il costo di investimento è, in genere, superiore ma il costo di funzionamento è inferiore. Una politica a corto, medio e lungo termine deve essere attuata in ogni paese e da parte di ogni impresa. E’ essenziale avere a disposizione informazioni sufficienti ed obiettive al fine di prendere decisioni politiche efficaci sia nei paesi industrializzati che in quelli in via di sviluppo. L’Istituto Internazionale del Freddo con i suoi 61 paesi membri e 600 esperti è un’autorità mondiale senza scopo di lucro riconosciuta per la sua competenza e il suo ruolo primario nella diffusione delle conoscenze: è a vostra disposizione nel caso desideriate un aiuto quando deciderete di intraprendere delle misure a favore dello sviluppo sostenibile. ●

Speciale formazione per i soci ATF

Gli sviluppi della formazione in USA

INTERVISTA A MARK LOWRY RSES USA

Quali sono le prospettive di formazione nel campo della refrigerazione e dei sistemi di condizionamento dell’aria? Le prospettive attuali di formazione in America sono ancora esigue, ciò non si deve attribuire ad una assenza di opportunità formative, ma al numero ancora limitato di tecnici disposti a formarsi su base volontaria. In America non c’è una formazione obbligatoria per diventare tecnico. Oggigiorno le persone sono sempre molto occupate, gli si chiede di fare sempre di più, e di

conseguenza il tempo e l’interesse a seguire dei percorsi formativi su base volontaria sono sempre meno. Nell’attesa penso che la richiesta di tecnici qualificati sia destinata ad aumentare, in quanto il governo federale si sta rendendo conto che la soluzione per ovviare ai problemi di un gran numero di installazioni mal fatte sia la formazione. Stanno quindi iniziando a valorizzare l’importanza di formare il personale per ottenere un lavoro ben fatto, molteplici sono i corsi e le possibilità per formarsi, ma, nonostante questo, si

Nella foto, il VicePresidente AREA Marco Buoni con il Presidente RSES Mark Lowry all’ultima fiera americana AHR ad Orlando-Florida.

nota ancora un’assenza di interesse e partecipazione da parte delle persone. Occorre spingerle e penso che ci vi vorrà del tempo prima che l’idea di richiedere tecnici specializzati venga accettata. Quando questo accadrà, si assisterà ad una ricerca più ampia di formazione da parte di quest’ultimi. La formazione affronta l’efficienza energetica degli impianti ad aria condizionata? Da questo punto di vista le cose vanno ancora un po’ a rilento ma certamente è aumentato l’ interesse per l’efficienza energetica. Onestamente la diminuzione di emissioni di refrigerante è ciò che sta guidando ora gli Stati a gestire l’efficienza energetica. Mentre noi assistiamo ad uno spreco energetico, gli Stati sono interessati all’efficienza energetica e a richiedere tecnici qualificati. La formazione sta iniziando ad essere importante per le industrie. La cosa giusta è capire come i sistemi sono progettati. Per indirizzare la formazione verso l’efficienza energetica si deve installare correttamente, calcolare le impostazioni di surriscaldamento… compiere i passi corretti. E’ importante mostrare ai clienti che un impianto installato e mantenuto correttamente, anche se potrebbe costare di più, sarà più efficiente nel funzionamento a lungo termine. Questa concezione sta diventando sempre più radicata nella formazione. ●

Speciale refrigeranti naturali

Pompe di calore reversibili a CO2 applicate ai treni pubblici

ARMIN HAFNERa - ØYSTEIN CHRISTENSENb - PETTER NEKSÅaLUIGI Peter Neksa

Questo lavoro presenta l’opportunità di usare l’R744 (CO2) come refrigerante nei sistemi di aria condizionata dei treni pubblici. Il sistema a R744 fornirà il raffreddamento in estate e il riscaldamento in inverno. Oggi il 75% dei sistemi di aria condizionata nei treni usa l’HFC-134a come refrigerante. Il GWP dell’ HFC-134a è 1410 mentre quello del R744 è 1. Una sostituzione dell’HFC-134a con l’R744 offre la possibilità di rispettare maggiormente l’ambiente. Vengono qui presentate differenti soluzioni tecniche di sistemi a pompe di calore, ognuna col suo proprio metodo di produzione di freddo e caldo. Soluzione I: le variazioni fra la modalità di raffreddamento e riscaldamento sono compiute cambiando la direzione del flusso refrigerante attraverso il sistema. Soluzione II: le variazioni fra la modalità di raffreddamento e riscaldamento sono realizzati cambiando la configurazione delle correnti d’aria (sportelli movibili) attraverso gli scambiatori di calore. Nella Soluzione III la direzione del flusso refrigerante e le configurazioni delle correnti d’aria sono sempre uguali. L’intera pompa di calore è posta su una unità girevole e il cambio fra raffreddamento e riscaldamento è effettuato attraverso la rotazione

aSINTEF Energy Research bNTNU Norwegian University

of Science and Technology - Norvegia

dell’intera pompa di calore di 180°. In tutte e tre le soluzioni tecniche vi sono scambiatori di calore separati per l’aria fresca e quella di scarico. Questo fornisce un sistema energeticamente efficiente che recupera il calore dall’aria di scarico. La simulazione a computer mostra che una soluzione di sistema con una pressione di evaporazione e una compressione a uno stadio è problematica per le basse temperature ambiente; il sistema deve sostenere temperature fino a -40 °C. Una soluzione di sistema con due livelli sulla pressione di evaporazione e una compressione a due stadi mostra un miglioramento del COP (Coefficiente di prestazione) da 1,7 a 3,2 quando la temperatura ambientale è a -40 °C. Come esempio, la Norvegia è un paese con un clima freddo. Le statistiche climatiche mostrano che un treno che circola ad Oslo ogni giorno dalle 6 alle 18 per tutto l’anno avrà bisogno per il 3% del suo tempo di raffreddamento e per l’83% di riscaldamento. Questo riscaldamento dovrebbe essere fornito da una pompa di calore e non con il riscaldamento elettrico come avviene oggi. I risultati della simulazione a computer mostrano che il consumo annuale di energia per il riscaldamento di un treno sarà ridotto del 78% se verrà usata una pompa di calore progettata con refrigerante R744 invece del riscaldamento elettrico.

INTRODUZIONE I veicoli su strada non sono gli unici che contribuiscono alle emissioni globali di HFC, come è stato dimostrato in un’indagine condotta da Schwarz & Rhiemeier: “Relazione finale del settore Marittimo, Ferroviario e Aereo” (2007). Nel 2006 il materiale rotabile degli operatori delle ferrovie, tram e metro consisteva nella Unione Europea UE di 175.000 unità, 65.000 delle quali fornite di sistemi di aria condizionata. Il 75% di questi HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning, ovvero Riscaldamento, Ventilazione e Condizionamento dell’aria) utilizzavano l’R134a come refrigerante e il 25% usava l’HFC-407C. La carica totale (standard) di refrigerante del settore ferroviario è di 1.605 tonnellate di CO2 - eq. Questo è il 26% in più rispetto al settore Marittimo. Comunque, le emissioni di HFC (& HCFC) dal settore Marittimo sono molto più alte delle unità nelle Ferrovie, soprattutto a causa della scarsa assistenza e degli alti tassi di perdite delle unità marittime. Il tasso annuale di perdita è stimato intorno al 40%, anche quando vengono applicati sistemi indiretti; ogni anno viene disperso il 20% del refrigerante. Nel Settore Ferroviario il tasso di perdita è del 5% per la maggior parte dei veicoli. Una stima delle emissioni nel 2020, presupponendo una normale attività, mostra che le emissioni di HFC dal settore ferroviario raddoppieranno fino

a 174 tonnellate di CO2 eq mentre le emissioni dal settore marittimo aumenteranno del triplo fino a 1141 tonnellate di CO2 eq. Morgenstern & Ebinger (2008) svolgono ricerche sui sistemi di aria condizionata nei futuri veicoli ferroviari e su come il consumo di energia può essere ridotto. L’R744 e l’HFO-1234yf sono i due refrigeranti esaminati. Se l’HFO1234yf è applicabile al settore del trasporto pubblico potrà essere utilizzato comunemente, a condizione che siano applicate le misure di sicurezza conosciute. Tuttavia, si mostrano preoccupazioni riguardo a questo nuovo fluido a causa dei problemi di infiammabilità e della decomposizione tossica dei prodotti; anche non tutte le proprietà termodinamiche e tecniche di questo refrigerante sono conosciute, comprese o pubblicate. I sistemi R744 HVAC devono sostenere pressioni di lavoro molto più alte (alta pressione circa di 80-120 bar). Una tecnologia completamente nuova deve essere applicata, cosa che potrebbe risolversi in più alti costi iniziali delle prime unità HVAC. Come noto, il biossido di carbonio CO2 applicato come un fluido di lavoro ha il vantaggio di essere naturale, rispettoso dell’ambiente, disponibile globalmente a bassi costi e non esistono effetti sconosciuti che possano proibire l’utilizzo di questo fluido come refrigerante nel futuro. I risparmi annuali di energia paragonati al sistema convenzionale R134a per l’aria condizionata delle carrozze passeggeri sono misurate da Morgenstern & Ebinger, (2008). I risultati di un esperimento hanno provato che le richieste annuali di energia per differenti sistemi HVAC nelle carrozze passeggeri delle ferrovie sono paragonabili ad un sistema esistente a R134a (100% preso come riferimento). In questo esperimento un prototipo di sistema a CO2 aveva richieste di energia più basse (~52%) di un sistema a R134a ottimizzato (~64%). SCHEMA DI UN SISTEMA MOBILE HVAC Ci sono molti modi di progettare sistemi HVAC in grado di produrre sia il riscaldamento sia il raffreddamento, come mostrato da Hafner (1998; 2003).

Figura 1. Circuito di un ciclo R744 HVAC (di esempio) e tabella di configurazione delle direzioni del flusso dell’aria. Riscaldamento a pavimento

Qgc2

Qgc1

Raffreddatore di gas 2

Raffreddatore di gas 1 Alta pressione Media pressione

Scompartimento 2

Bassa pressione

Scambiatore di calore interno

Scompartimento 1

Ricevitore di media pressione Valvola 1

Evaporatore 1

Valvola 2 Evaporatore 2

Ricevitore di bassa pressione

Q01 Q02

Modalità di raffreddamento (T_amb> T_di scarico)

Modalità di riscaldamento (T_amb< T_di scarico)

Raffreddatore a gas 1

Aria ambiente

Aria dello scompartimento (riciclata)

Raffreddatore a gas 2

Aria presente nello scompartimento

Aria ambiente (che entra nello scompartimento)

Evaporatore 1

Aria ambiente (che entra nello scompartimento)

Aria presente nello scompartimento

Evaporatore 2

Aria dello scompartimento (riciclata)

Aria ambiente

Saranno presentati e discussi differenti schemi per sistemi HVAC mobili. Soluzione I. Il sistema della pompa di calore cambia dalla modalità di raffreddamento a quella di riscaldamento invertendo la direzione del flusso refrigerante attraverso l’unità (con una valvola di inversione del ciclo). In questa soluzione lo scambiatore di calore deve essere progettato per funzionare sia come evaporatore sia come raffreddatore a gas (la progetta-

zione non fa parte di questo studio) (ndr con i sistemi a CO2 si parla di raffreddatori di gas invece che condensatori in quanto la CO2 oltre il punto critico di 31 °C non condensa in liquido, ma raffredda il gas). Soluzione II. La variazione fra la modalità di riscaldamento e quella di raffreddamento è resa possibile reindirizzando il flusso d’aria attraverso il sistema HVAC. Il flusso refrigerante all’interno della pompa di calore non è

Figura 2. Configurazione del sistema HVAC di inversione dell’aria nella modalità di raffreddamento (A) e riscaldamento (B). A)

B) Uscita dell’aria fresca Uscita dell’aria Raffreddatore di scarico a gas 1 Evaporatore 1

Uscita dell’aria fresca

Uscita dell’aria di scarico Raffreddatore a gas 1

Raffreddatore a gas 2 Raffreddatore a gas 2 Evaporatore 2

Evaporatore Aria fresca trattata

Aria riciclata trattata

modificato, ad esempio scorre nella stessa direzione e lo scambiatore di calore dell’aria non cambia funzione da raffreddatore a gas a evaporatore quando la modalità del sistema viene cambiata. Soluzione III. La pompa di calore è situata su un’unità girevole e le variazioni dalla modalità di raffreddamento a quella di riscaldamento sono realizzate ruotando la piattaforma di 180°. La CO2 scorre sempre nella stessa direzione e la configurazione dei differenti flussi d’aria è anche simile nelle due modalità operative. Un progetto di sistema dove l’aria fresca/ambiente e quella di scarico è prima mescolata e poi mandata ad uno scambiatore di calore non è preferibile dato che un po’ della potenziale energia/exergia viene persa nell’a-

Evaporatore 1

2 Aria fresca trattata

ria di scarico. Quindi vengono proposti per l’aria fresca e di scarico degli evaporatori separati e raffreddatori a gas. Tutte le soluzioni di sistema sono progettate per contenere quattro scambiatori di calore d’aria per refrigerante, uno scambiatore che rilascia calore dal refrigerante al glicole, per fornire calore ad un possibile circuito di riscaldamento a pavimento, e uno scambiatore di calore per una linea di aspirazione interna. A causa dei differenti livelli di temperatura dell’aria in entrata, in uscita, recircolata e ambientale, vengono applicati due raffreddatori a gas e due evaporatori nel condotto dell’aria di questi sistemi HVAC. L’aria fresca/ambiente ha il suo livello di temperatura e una definita portata volumetrica fluisce attraverso l’evaporatore prima di

Aria riciclata trattata

entrare nello scompartimento passeggeri, e il raffreddatore a gas che espelle il calore, lo rigetta in ambiente durante la stagione in cui è richiesto il raffreddamento dello scompartimento. L’aria dello scompartimento interno/passeggeri è già trattata e ha un livello di temperatura vicino alla temperatura richiesta nello scompartimento; per esempio nella modalità di raffreddamento l’aria di scarico, che lascia lo scompartimento passeggeri, ha per la maggior parte del tempo una temperatura più bassa di quella ambiente, cosa che permette un’ulteriore riduzione della temperatura del flusso refrigerante del primo raffreddatore a gas. Lo scambiatore di calore con glicole (posto tra i raffreddatori a gas) è utilizzato per il riscaldamento a pavimento ed è in uso solo durante la modalità di riscaldamento. In entrambe le modalità di riscaldamento e raffreddamento l’aria più fredda attraversa il raffreddatore a gas 2, in questo modo può essere raggiunta la più bassa temperatura possibile all’uscita del refrigerante dal raffreddatore a gas , che può essere a livelli di temperatura al di sotto della temperatura ambiente. Da un punto di vista termodinamico progetti di sistema che contengono due evaporatori in serie e perciò che lavorano ad una pressione di evaporazione simile non sono una soluzione ottima, quando le temperature dell’aria sono generalmente piuttosto diverse. In più, la distribuzione del refrige-

Figura 3. Configurazione del sistema HVAC su piattaforma girevole per la modalità di raffreddamento (A) e riscaldamento (B). A)

B) Uscita dell’aria di scarico

Raffreddatore a gas 2

Uscita dell’aria fresca

Uscita dell’aria di scarico

Uscita dell’aria fresca

Riscaldamento a pavimento

Evaporatore 2

Raffreddatore a gas 1

Evaporatore 1

Evaporatore 2

Evaporatore 1

Raffreddatore a gas 1

Raffreddatore a gas 2 Riscaldamento a pavimento

Aria di scarico da trattare/riciclare

Aria fresca da trattare

rante all’entrata del secondo evaporatore potrebbe essere problematica. Ci sono molte possibilità di gestire più livelli di pressione di evaporazione: • Espansione a una più bassa pressione di aspirazione alla base dell’evaporatore (non preferibile). • Compressione multi stadio. • Espansione tramite eiettori. • Ecc. Come mostrato nella Figura 1, per esempio, può essere applicata una compressione a due stadi mentre un dispositivo per la seconda espansione riduce la pressione del liquido refrigerante alla base del primo accumulato-

Aria di scarico da trattare/riciclare

re. In questo modo i due evaporatori possono gestire diverse temperature di evaporazione. Durante il periodo di riscaldamento l’aria di scarico è già scaldata, tuttavia, deve essere in parte sostituita dall’aria fresca. Il calore dell’aria che lascia lo scompartimento dei passeggeri è in parte recuperato nell’evaporatore 1 mentre l’aria ambiente ad una temperatura più bassa è la maggior fonte di calore che deve essere raffreddata nell’evaporatore 2. Soluzione con inversione dell’aria (II) La soluzione II usa sportelli mobili per

Aria fresca da trattare

reindirizzare il flusso dell’aria attraverso il sistema HVAC quando è richiesto un cambio di modalità. Questo sistema richiede un condotto d’aria e un sistema di ventilazione che controlla i flussi d’aria e li cambia a seconda delle richieste delle due modalità. Gli evaporatori non devono essere delle dimensioni da reggere alte temperature perché operano sempre come evaporatori. Il circuito del sistema è semplice e non c’è una valvola a tre vie per controllare la direzione del flusso refrigerante. Questo ridurrà il rischio di guasti e perdite nel circuito del sistema.

Figura 4. Copertura del sistema HVAC a piattaforma girevole (Unità 1) e piattaforma girevole (Unità 2).

Raffreddatore a gas 1 Evaporatore 1

Raffreddatore a gas 2

Unità 1

Unità 2

Evaporatore 2

Intervallo di temperatura [°C]

Durante la modalità di raffreddamento, l’aria re-circolata dallo scompartimento dei passeggeri entra nell’Evaporatore 2, mentre l’aria ambiente è raffreddata dall’Evaporatore 1. Sul lato del raffreddatore a gas ci sono due fori nel tetto dell’unità per lasciare che l’aria esca dal sistema. L’aria ambiente sul lato del raffreddatore a gas prima deve scorrere giù per incontrare l’area frontale del Raffreddatore a gas1 sulla parte inferiore e poi attraverso lo scambiatore di calore uscire dal sistema. L’aria dallo scompartimento entra nell’unità e scambia calore con il Raffreddatore a gas2 per poi lasciare il sistema HVAC. Come mostra la figura gli scambiatori di calore sono gli stessi della modalità

Figura 6. Capacità di raffreddamento e potenza del compressore come funzione della quantità di re-circolazione dell’aria. Capacità di raffreddamento, potenza del compressore [kW]

Percentuale di aria fresca [%]

Figura 5. La quantità richiesta di aria fresca per vettura dipende dalla temperatura ambientale (NS-EN 13129-1, 2002).

Percentuale di aria fresca nello scompartimento passeggeri [%]

di raffreddamento, però il flusso d’aria cambia in diagonale. I fori nel pavimento vengono anche spostati dal lato dell’evaporatore a quello del raffreddatore a gas, perché durante la stagione fredda l’aria riscaldata deve entrare nella vettura. I fori nel pavimento sono spostati da sopra il raffreddatore a gas a sopra l’evaporatore, perché è l’aria raffreddata che deve lasciare il sistema, o dallo scompartimento (recupero di energia) o dall’aria ambiente (maggiore fonte di calore). Soluzione a piattaforma girevole (III) In questa soluzione la pompa di calore è posta su un dispositivo girevole. Nella Soluzione II tutti i flussi d’aria cambiano diagonalmente quando la

modalità cambia da raffreddamento a riscaldamento. Quando la pompa di calore ruota di 180° la posizione dello scambiatore di calore cambia diagonalmente. La Soluzione III ha un circuito in cui il refrigerante scorre nella stessa direzione come nella Soluzione II, e le correnti d’aria sono simili nella modalità di raffreddamento e riscaldamento come mostrato. La copertura del tetto del sistema HVAC (Unità 1) include il dispositivo girevole (Unità 2) dove è posizionata la pompa di calore. L’unità 1 ha una parete su ogni lato e l’unità 2 ha una parete centrale, queste pareti tutte insieme separano il lato caldo da quello freddo del modulo HVAC. L’unità 1 ha delle connessioni d’aria alla base dove l’aria trattata è distribuita attraverso il condotto dello scompartimento passeggeri. I due fori nel tetto sono la connessione all’aria ambiente in ingresso e dove l’aria in uscita lascia il sistema. Il dispositivo girevole ha due fori nel pavimento e nel tetto in entrambi i lati. Durante la modalità di raffreddamento l’aria trattata lascia il lato dell’evaporatore ed entra nel condotto dell’aria trattata attraverso i fori nell’unità 2 e unità 1. I fori nel tetto sopra gli evaporatori sul lato destro dell’unità 2 sono chiusi dal tetto sull’unità 1. Nello stesso modo i fori nel pavimento sul lato sinistro dell’unità 2 sono chiusi dal pavimento dell’unità 1.

Figura 7. Rendimento del sistema simulato per la modalità di riscaldamento (A) e raffreddamento (B) dei sistemi HVAC. B) COP Coefficiente di prestazione di raffreddamento

COP Coefficiente di prestazione di raffreddamento

A) Umidità 0% Umidità 30% Umidità 60%

Temperatura ambiente [°C]

Nella stagione estiva sia l’aria di scarico sia quella fresca scambiano il calore con il flusso del raffreddatore a gas attraverso i fori nel tetto dell’unità 2 e dell’unità 1 e poi esce dal sistema. Quando il sistema passa dal raffreddamento al riscaldamento l’unità 2 è ruotata di 180°. Quindi i fori inseriti nel pavimento combaciano con il lato del raffreddatore di gas in modo che entri nello scompartimento passeggeri e i fori nel tetto si adattino alla portata del flusso d’aria che deve essere rilasciata tramite l’evaporatore, mentre i fori nel pavimento sul lato dell’evaporatore sono chiusi così come i fori nel tetto sul lato del raffreddatore di gas.

RISULTATI DELLA SIMULAZIONE La simulazione a computer del circuito del sistema come mostrato nella Figura 1 è realizzata applicando e combinando i seguenti strumenti: RnLib, HXsim e Pro II. - RnLib è una biblioteca delle proprietà refrigeranti sviluppata da NTNU-SINTEF. Calcola i dati termodinamici e le proprietà di trasporto dei refrigeranti e delle miscele refrigeranti. - HXsim è un programma di simulazione sviluppato da SINTEF. Si usa per calcoli di dimensioni e prestazioni degli scambiatori di calore, per esempio vengono utilizzati modelli reali di scambiatori di calore durante i calcoli. - PRO II/PROVISION è un programma

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Umidità 0% Umidità 30% Umidità 60%

Temperatura ambiente [°C]

di simulazione che simula un intero circuito di sistema con scambiatori di calore, compressori, ricevitori, valvole ad espansione. Sono state fatte le seguenti ipotesi: Modalità di raffreddamento • Temperatura dell’aria che lascia lo scompartimento passeggeri: 25 °C • Temperatura dell’aria che lascia l’evaporatore: 15 °C (to = 5 °C) • Temperatura in uscita del refrigerante del raffreddatore a gas 1 = tamb + 5K • Temperatura in uscita del refrigerante del raffreddatore a gas 2 = tair coupè 2 + 2K Modalità di riscaldamento • Temperatura dell’aria che lascia lo scompartimento passeggeri: 20 °C • Temperatura dell’aria che entra nello scompartimento (aria riscaldata + recircolata): 30 °C • Temperatura di evaporazione = tamb -10K • Riscaldamento a pavimento (glicole): 25 a 30 °C; ~3 kW • Raffreddatore a gas 2: la differenza di temperatura dei fluidi è impostata su 5K. Quando il ciclo è transcritico il punto minimo di temperatura (pinch point) tra i fluidi si verifica all’uscita. Quando il ciclo è subcritico il punto (pinch point) si verifica all’interno dello scambiatore. Il rapporto fra aria fresca utilizzata e richiesta dipende dalla temperatura

Figura 8. Rendimento del sistema simulato per la modalità di riscaldamento (A) e raffreddamento (B) dei sistemi HVAC.

Capacità di raffreddamento[kW]

Capacità di riscaldamento [kW]

Umidità 60% Umidità 30% Umidità 0%

Temperatura ambiente [°C]

dell’ambiente come mostrato dalla Figura 5. A seconda della quantità di aria fresca, la capacità di raffreddamento varia come mostrato nella Figura 6. La Figura 7 mostra il rendimento del sistema HVAC simulato su un’intera gamma di temperature in treni che operano in Europa. A seconda della relativa umidità dell’aria ambiente ci si può aspettare un COP (Coefficiente di Prestazione) di riscaldamento tra 3 e 6, mentre durante la stagione fredda possono essere

Temperatura ambiente [°C]

ottenute prestazioni fra 4.5 e 2. La Figura 8 mostra le capacità di riscaldamento e raffreddamento di un sistema HVAC simulato ad un’intera gamma di temperature su treni che operano in Europa. La capacità di riscaldamento della configurazione del sistema applicato è nell’intervallo fra 18 e 12 kW, mentre gli intervalli della capacità di raffreddamento dai 12-19 kW alle basse temperature ambiente ai 15-40 kW alle condizioni di alte temperature ambiente.

Questi valori sono applicati per calcolare il potenziale di risparmio energetico per vetture che circolano in tre diverse zone climatiche d’Europa. POTENZIALI DI RISPARMIO ENERGETICO I dati meteo dalla biblioteca METEONORM (2005) come mostrato nella Figura 9 A sono utilizzati per calcolare il consumo di energia per una vettura tipo, in servizio con un orario giorna-

Figura 9. Dati climatici applicati/temperature (A) e consumo di energia calcolato del compressore del sistema HVAC (B). A)

B) Norvegia (Oslo) Germania (Francoforte) Grecia (Atene)

Germania (Francoforte)

Intervallo di temperatura [°C] Tra le 6 e le 18 (totale 4380h)

> 35

da 30 a 35

da 25 a 30

da 20 a 25

da 15 a 20

da 10 a 15

da 5 a 10

da 0 a 5

da -5 a 0

da -10 a -5

da -15 a -10

da -20 a -15

< -20

Energia del compressore [MWh]

> 35

da 30 a 35

da 25 a 30

da 20 a 25

da 15 a 20

da 10 a 15

da 5 a 10

da 0 a 5

da -5 a 0

da -10 a -5

da -15 a -10

da -20 a -15

< -20

Ore totali

Grecia (Atene)

Intervallo di temperatura [°C] Tra le 6 e le 18 (totale 4380h)

Norvegia (Oslo)

Figura 10. Richiesta annuale di energia per il sistema HVAC (A) e Porzione di energia del compressore rispetto all’energia totale di riscaldamento (B) per una vettura utilizzata ad Oslo. A)

Energia totale HP [MWh]

B) Energia del compressore [MWh] Energia riscaldamento [MWh]

Tra le 6 e le 18 (totale 4380h)

liero dalle 6 alle 18. Ad esempio, in questo studio analitico la Norvegia (Oslo) rappresenta il clima freddo europeo mentre il clima di Francoforte è stato scelto come luogo del Centro Europa con temperature ambiente moderate. Le alte temperature ambiente di Atene richiedono una ampia porzione di energia del compressore per AC come mostrato nella parte B della Figura 9. Per il calcolo dell’energia si suppone che la vettura ferroviaria richieda il raffreddamento quando la temperatura ambiente è al di sopra dei 20 °C e il riscaldamento quando è sotto i 15 °C. La parte A della Figura 10 mostra le diverse richieste di riscaldamento e raffreddamento nell’Europa Settentrionale e Meridionale. A causa del clima freddo in Scandinavia viene richiesto il 96% di energia per il riscaldamento dello scompartimento passeggeri, mentre solo il 4% è richiesto per il raffreddamento. Anche nell’Europa Centrale viene usata una piccola parte di energia per raffreddare la vettura a livelli di comfort. Invece nell’Europa Meridionale circa il 60% dell’Energia viene usata per raffreddare lo scompartimento passeggeri.

da 10 a 15 (82%)

da 5 a 10 (80%)

da 0 a 5 (78%)

da -5 a 0 (77%)

da -10 a -5 (76%)

da -15 a -10 (75%)

da -20 a -15 (74%)

Grecia (Atene)

Germania (Francoforte)

Norvegia (Oslo)

del compressore/ Riscaldamento elettrico

Richiesta annuale di energia [MWh]

Energia totale AC [MWh]

Intervallo di temperatura [°C]

La Figura 10 (parte B) mostra, come esempio, quanta energia è richiesta per scaldare una vettura a Oslo a differenti temperature ambientali. Azionando una pompa di calore, si può risparmiare più dell’82% dell’energia elettrica poiché deve essere fornita solo l’energia per il compressore, mentre i sistemi correnti richiedono il 100% dell’energia elettrica per riscaldare le vetture. Emissioni GHG Nella Unione Europea circa 65.000 delle 175.000 unità ferroviarie, di tram e metro sono equipaggiate con sistemi di aria condizionata. Il peso totale del refrigerante di questi veicoli è di ~1.180 tonnellate metriche. Il tasso annuale medio di perdite è del 5% nel settore ferroviario. Sulla base di questi dati ogni unità ha approssimativamente un peso di 18 kg di refrigerante. I treni norvegesi hanno una media di 5 carrozze, cosa che dà ad ogni treno una carica di refrigerante di 90 kg. I calcoli mostrano che la perdita da un treno, con una perdita media annuale del 5%, contribuisce ad una emissione annuale di Gas Serra di 63 tonnellate di CO2 eq.

DISCUSSIONE/CONCLUSIONE Il potenziale di risparmio energetico potrebbe essere ulteriormente migliorato se le richieste di aria fresca negli scompartimenti si basassero su sensori di qualità dell’aria all’interno degli scompartimenti passeggeri. Più persone viaggiano su una vettura più l’aria dello scompartimento deve essere sostituita dal sistema HVAC. Un ulteriore miglioramento della prestazione del sistema avviene quando vengono utilizzati dispositivi di recupero del lavoro come eiettori o espansori per recuperare parzialmente il lavoro di espansione inutilizzato nei dispositivi HVAC ad anidride carbonica R744. Utilizzando queste unità compatte HVAC a R744 nei treni si contribuirà ad una significativa riduzione di energia richiesta per mantenere gli scompartimenti dei passeggeri ad un livello di comfort durante tutte le stagioni e nella maggior parte delle zone climatiche. ●

Gli autori vogliono ringraziare G. Vadseth (NSB) e L. Hiesche (Faiveley Transport) per il loro supporto.

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Good practices nella refrigerazione: le corrette operazioni di pratica (PARTE PRIMA)

LUIGI NANO GTZ - Proklima

UTENSILI PER TUBAZIONI: GLI ATTREZZI NECESSARI AL FRIGORISTA PER LE TUBAZIONI NEGLI IMPIANTI DI REFRIGERAZIONE E CONDIZIONAMENTO Iniziamo in questo numero una serie di articoli sulla buona pratica a cui deve attenersi il tecnico del freddo, del condizionamento e delle pompe di calore per effettuare correttamente il suo lavoro. Queste operazioni sono di particolare importanza soprattutto dal punto di vista delle regolamentazioni europee e leggi nazionali che impongono che il tecnico sia sempre maggiormente formato ed informato per garantire il risparmio energetico e il rispetto ambientale. In questo articolo incominciamo proponendo le attrezzature base di cui deve essere in possesso il tecnico del freddo, incominciando dalla realizzazione delle tubazioni frigorifere all’interno delle quali passerà il gas refrigerante portatore di quell’energia che verrà utilizzata dall’utente. Figura 1. Tagliatubo (a rotella)

Alesatore interno ed esterno per la rimozione di sbavature in tubi di rame Alesatore interno ed esterno per tubazioni in rame Sbavatore a mano per tubi, la lamina può essere ruotata Figura 4. Paglietta e spazzola in lana d’acciaio

Taglia tubi in rame, ottone e alluminio Tagliatubo per tubi di diametri da 6 a 35 mm Tagliatubo per tubi di diametri da 3 a 16 mm Figura 2. Tagliatubo capillare

Per tagliare tubi capillari senza rovinarne il diametro interno Taglia tutte le misure di tubi capillari

Figura 3. Alesatore e sbavatore per tubi

Pulizia e finitura interna ed esterna con una Paglietta in plastica Spazzola adatta Figura 5. Spazzola in acciaio

Pulizia esterna dei tubi in rame, in acciaio, in ottone e in alluminio Filo acciaio

Figura 6. Pinza schiacciatubi

Figura 9. Componenti del sistema a pressione per montaggio tubi

Schiacciatubi di rame fino a 12 mm di diametro.

Figura 7. Tubi estensibili in rame con valvola d’accesso (Schrader)

Insieme di strumenti con raccordi, connettori e adattatori Connettore a pressione per tubi dritti in rame Connettore a gomito a pressione Connettore a pressione per tubi d’aspirazione con tubo capillare (domestico)

Figura 10. Specchietto telescopio per ispezione

Saldatura dritta con tubo e valvola di servizio 1/4” maschio SAE Anima della valvola

Se installata in modo improprio provocherà una potenziale perdita del refrigerante! Non raccomandato per le applicazioni con idrocarburi

Si utilizza per l’spezione visiva dei giunti eseguiti mediante brasatura

Figura 8. Attacchi rapidi “Hansen”

Figura 11. Cartellatrice

Montaggio di un attacco rapido da un tubo a un tubo flessibile del refrigerante Si chiude ermeticamente direttamente su tubi dritti con diametro da 2 a 10 mm Come , ma per avvitamento Pressione di esercizio da 13 mbar a 45 bar

Cartellatrice sfaccettata (maniglia) 6-8-10-12-15 e 16 mm (oppure pollici) con cono di flangiatura all’estremità Barra per flangiatura a diaframma iris (maniglia) da 5 a 16 mm con cono di flangiatura all’estremità Aggancio con cono di flangiatura Barra con alloggio tubi di diversi diametri

Figura 12. Piegatubi

Figura 15. Cannello e ugelli per propano-ossigeno

Piegatubi a impugnatura Swivel per tubi di misura specifica (disponibile da 6 a 18 mm o in pollici) Piegatubi a testa tripla per tubi di 6, 8 e 10 mm (o in pollici) Assemblaggio piegatubi meccanico con fissaggi e controforma (differenti misure)

Brasatura di tubi in rame, ottone e alluminio Impugnatura del cannello con regolatore per il gas Cannello con forcella a doppia fiamma Cannelli con attacchi di diversa misura con ugelli in rame duro Figura 16. Accendi Fiamma

Figura 13. Espansore

Accendi Fiamma con pietrina (forma spirale) Accendi Fiamma con pietrina e pulitore ugelli (forma spirale) Accendi Fiamma con pietrina (forma di pistola) I comuni accendini per sigarette sono pericolosi se usati con le attrezzature di brasatura

Figura 17. Esempio di connessioni Espansore per tubi in rame con testine di espansione sostituibili (da 10 a 42 mm o in pollici) Esempio di un tubo in rame espanso Espansore e set di testine Figura 14. Attrezzatura per brasatura

Diverse forme e diametri - Materiale: ottone e rame

Figura 18. Esempi di bacchette per brasatura (saldatura)

UnitĂ di brasatura a propano/ossigeno Regolatore della pressione dellâ&#x20AC;&#x2122;ossigeno con tubi flessibili Brasatura (solamente) a propano Brasatura (solamente) ad acetilene Regolatore della pressione dellâ&#x20AC;&#x2122;acetilene con tubi flessibili Cannello

Raccomandate per brasatura di rame/rame Raccomandate per brasatura rame/ottone

Speciale corso di climatizzazione

Principi di base del condizionamento dell’aria 117ª lezione

Variazioni del carico termico negli impianti ad espansione diretta e negli impianti a fluido secondario (Continua dal numero precedente) PIERFRANCESCO FANTONI

CENTODICIASSETTESIMA LEZIONE DI BASE SUL CONDIZIONAMENTO DELL’ARIA Continuiamo con questo numero il ciclo di lezioni di base semplificate per gli associati sul condizionamento dell’aria, così come da più di 13 anni sulla nostra stessa rivista il prof. Ing. Pierfrancesco Fantoni tiene le lezioni di base sulle tecniche frigorifere. Vedi www.centrogalileo.it. Il prof. Ing. Fantoni è inoltre coordinatore didattico e docente del Centro Studi Galileo presso le sedi dei corsi CSG in cui periodicamente vengono svolte decine di incontri su condizionamento, refrigerazione e energie alternative. In particolare sia nelle lezioni in aula che nelle lezioni sulla rivista vengono spiegati in modo semplice e completo gli aspetti teorico-pratici degli impianti e dei loro componenti.

INTRODUZIONE Una delle caratteristiche che deve possedere un impianto di climatizzazione è quella di sapersi adattare nella maniera più rapida possibile alle variazioni dei carichi termici per garantire il massimo del comfort all’utenza. D’altra parte questo richiede all’impianto di lavorare in condizioni che possono risultare, a lungo andare, critiche per alcuni dei suoi componenti, a meno che non vengano adottate alcune soluzioni tecniche particolari.

RAFFRESCAMENTO E RISCALDAMENTO Un impianto di climatizzazione deve essere in grado, oltre a produrre freddo, anche di produrre caldo. Sia gli impianti ad espansione diretta sia quelli a fluido secondario offrono la possibilità di riscaldare gli ambienti attraverso diverse tecnologie. Gli impianti a ventilconvettore ad espansione diretta possono produrre calore impiegando delle resistenze elettriche, così come può avvenire negli impianti idronici, ma anche grazie all’impiego di scambiatori di calore ad acqua calda a bassa pressione. Uno dei vantaggi offerti dagli impianti ad espansione diretta è la possibilità di avvalersi dell’inversione di ciclo per la produzione di calore (pompa di calore). Come noto, questa modalità operativa non necessita di alcuna rete di tubazioni addizionali anche se per la sua gestione devono essere predisposti opportuni sistemi di regolazione. Comunque esistono impianti a fluido secondario che possono funzionare anche a ciclo inverso per la produzione di acqua calda garantendo efficienze energetiche superiori ai tradizionali impianti di riscaldamento. IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO E CARICHI TERMICI Come ben sappiamo, ogni impianto frigorifero, quando lavora, non deve rimuovere il medesimo carico termico.

Quest’ultimo, infatti, è variabile nel tempo in dipendenza di un certo numero di fattori. L’avere un carico termico variabile richiede che l’impianto frigorifero debba adattare continuamente la propria capacità frigorifera alle richieste. Gli impianti di condizionamento sono soggetti maggiormente, rispetto agli impianti di refrigerazione, alla variabilità dei carichi termici; questo sostanzialmente perchè essi sono incaricati di raffrescare, generalmente, luoghi in cui si ha la presenza quasi costante di persone, che si spostano, si muovono, lavorano, azionano apparecchiature e fonti luminose, entrano ed escono dal locale. Inoltre i locali possono essere soggetti all’esposizione dei raggi solari, il cui apporto calorico è variabile nel corso della giornata, a seconda dell’ora e dell’esposizione, delle condizioni meteorologiche e della stagione. Oltre a ciò gli impianti di condizionamento sono soggetti a periodi di funzionamento transitori molto frequenti, ad esempio dovuti all’accensione diurna e allo spegnimento notturno dell’impianto stesso, ma anche causati dalle diverse regolazioni di temperatura che i vari utenti che si succedono in un locale possono impostare agendo sul termostato ambiente. A tutti questi fattori se ne aggiungono altri, di natura strutturale e relativi all’edificio, dovuti alle continue infiltrazioni di aria dall’esterno attraverso i serramenti ma anche attraverso finestre e porte che possono venire lasciate inavvertitamente aperte.

CONTROLLO DELLA CAPACITÀ DELL’IMPIANTO Negli impianti ad espansione diretta di piccola e media potenza le variazioni del carico termico cui i ventilconvettori devono sopperire sono difficili da soddisfare a causa della necessità di adattare la capacità frigorifera del compressore a quella dell’evaporatore. La tecnologia ad inverter, oggigiorno, è quella che permette meglio di adattare il regime di giri del compressore alle reali necessità di raffreddamento, ma comunque richiede un certo investimento iniziale che va valutato anche in rapporto alla grandezza dell’impianto in questione. Nei compressori di piccola potenza il controllo della capacità può essere ottenuto anche attraverso il by-pass del gas caldo di scarico grazie all’utilizzo di un’opportuna valvola in grado di imporre un limite inferiore alla pressione di aspirazione del compressore (vedi figura 1). Negli impianti di media capacità frigorifera è possibile ricorrere alla parzializzazione a gradini della potenza erogata. Generalmente il controllo della capacità si realizza attraverso i gradini del 33% e del 50% e può essere aumentato ricorrendo al by-pass del gas di scarico. C’è da sottolineare, però, che tutti i sistemi che impiegano il by-pass del gas caldo vedono diminuire fortemente la loro efficienza energetica ed aumentare i costi di gestione. Negli impianti di condizionamento di maggiore potenza, funzionanti con compressori multipli in parallelo, è possibile adattare la capacità frigorifera per soddisfare le variazioni di carico

Figura 1. Schema semplificato di funzionamento del by-pass del gas di scarico.

VERSATILITÀ DEGLI IMPIANTI A FLUIDO SECONDARIO

attraverso la realizzazione di una serie di gradini molto ampia ed è possibile giungere ad una riduzione della potenza anche molto significativa, attorno al 5-10% della potenza nominale. Anche i sistemi ad inverter sono particolarmente adatti a tale scopo. Comunque è utile ricordare che in talune occasioni anche ridurre la potenza frigorifera a valori molto bassi, oltre a comportare una serie di possibili problematiche di funzionamento del compressore, non sempre è sufficiente ad adattare il funziona-

Fondata nel 1959, S.I.BE.G. Srl opera in Sicilia come imbottigliatore e distributore dei prodotti The Coca-Cola Company per tutto il territorio siciliano. Per il rafforzamento del proprio team di Cold Drink Equipment ricerca:

TECNICI FRIGORISTI

PER LE PROVINCE DI RG - SR - CL - AG - EN - TP Il candidato ideale ha maturato almeno 2 anni di esperienza nei seguenti ambiti: • installazione impianti alla spina premix e postmix; manutenzione frigovetrine, impianti elettrici e distributori automatici. • Inoltre: è in possesso del diploma di Scuola Media Superiore - indirizzo tecnico; • ha una discreta conoscenza del Pacchetto Office; • è in possesso della patente B; • ha una buona conoscenza del territorio siciliano. •

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Ai sensi della normativa vigente l’offerta di lavoro si intende estesa a entrambi i sessi. (L 903/77) I dati saranno trattati ai sensi dell’art. 13 D.lgs 196/03, al solo scopo di selezione.

mento dell’impianto alle ridotte esigenze di raffreddamento che l’utenza può richiedere poiché erogare anche solo il 5-10% della potenza frigorifera nominale potrebbe essere ancora troppo elevato per soddisfare la richiesta di raffreddamento proveniente da uno o comunque pochi ventilconvettori.

Come già evidenziato, gli impianti a fluido secondario si possono adattare meglio alle variazioni geometriche del circuito e di layout dei terminali poiché il loro circuito idraulico è più facilmente modificabile secondo le esigenze rispetto ad un circuito frigorifero. In tal senso si può anche pensare di organizzare la disposizione dei ventilconvettori in modo tale che un certo numero di essi serva a creare le condizioni di base dell’aria (a sorta di impianto centralizzato) ed un secondo numero di ventilconvettori possa venire localizzato in spazi specifici in modo da creare le condizioni di temperatura e umidità specifiche desiderate dai singoli occupanti. Con tale soluzione ogni singolo terminale può venire controllato da un singolo termostato che agisce in base alla temperatura dell’aria di ripresa che consente di soddisfare le specifiche variazioni dei carichi termici senza ricorrere alla necessità di altre soluzioni tecnologiche. Negli impianti di medie e grandi dimensioni, si può ricorrere all’impiego di due circuiti dell’acqua. Il primo è quello che collega il chiller ad un serbatoio di accumulo dell’acqua mentre il secondo collega il serbatoio di accumulo ai singoli ventilconvettori. In questo caso il serbatoio di accumulo dell’acqua svolge l’importante funzione di costituire un volano termico di considerevoli dimensioni in grado di assorbire, almeno in parte, le variazioni del carico termico presso i ventilconvettori e di attenuare il verificarsi di brevi e continui cicli di marcia della centrale frigorifera, che risultano essere molto più probabili in un impianto ad espansione diretta qualora non siano adottate le opportune soluzioni tecnologiche. ● È vietata la riproduzione dei disegni su qualsiasi tipo di supporto.

Speciale brasatura per i soci ATF

Nuova tecnologia di brasatura degli impianti di refrigerazione e condizionamento

DIEGO ANDREETTA Oxyweld

I GENERATORI DI GAS AD IDROGENO ED OSSIGENO PRE-MISCELATI Queste tecnologie innovative, grazie al loro funzionamento ad acqua e corrente elettrica, hanno rivoluzionato molti settori come quello dell’aria condizionata e della refrigerazione. Grazie ad una particolare cella elettrolitica posta all’interno della macchina le molecole di idrogeno ed ossigeno presenti nell’acqua (H2O) vengono scomposte e rese gassose. Questa miscela è definita Ossidrogeno con una proporzione atomica di 2 a 1, come l’acqua. Si genera così un gas perfettamente miscelato, che fuoriesce in un unico tubo senza la necessità di regolare i due gas al cannello - a differenza dell’ossigeno acetilene ad esempio. La fiamma neutra - rapporto stechiome-

trico perfetto - è la migliore che si può avere per brasare metalli come rame, alluminio, ottone, etc. Alla fine del processo l’ossidrogeno bruciando si trasforma in vapore acqueo e non crea danni alla salute dell’utilizzatore. IN DETTAGLIO, QUALI SONO I REALI VANTAGGI? E’ ormai confermato che questi sistemi stanno cambiando il volto della saldobrasatura, a livello globale. Aziende leader nel settore del freddo - sia grandi che piccole - hanno già abbandonato i tradizionali gas per adottare un sistema di brasatura più innovativo, come l’ossidrogeno pre-miscelato Oweld, che consenta loro di ridurre i costi ma soprattutto di migliorare la qualità dei prodotti e la sicurezza del luogo di lavoro.

Alla luce di questi cambiamenti è vitale che le aziende del freddo si strutturino in modo da differenziare i propri prodotti ed essere più competitive nel mercato. SICUREZZA. Con questi prodotti è possibile eliminare i tradizionali gas (es. ossigeno-acetilene o ossigenopropano) e ridurre a zero il pericolo di esplosione dovuto dell’alta pressione nell’impianto e delle bombole. Eliminando quindi lo stoccaggio di gas nell’ambiente di lavoro questo diventa più sicuro e non vi è più l’obbligo di certificazioni costose per mettere l’area a norma. Questi generatori lavorano a pressioni molto basse 0,5 bar massimo e non hanno accumuli di gas interni in quanto producono gas “on demand” (solo su richiesta). La fiamma è totalmente ecologica:

Comparazione tra i gas standard e il generatore di gas pre miscelato Oweld.

Concentrazioni del monossido di carbonio.

Concentrazione delle diossine.

come anticipato dalla combustione di idrogeno ed ossigeno si genera solamente vapore acqueo, senza emissioni di CO2 dannose per l’ambiente e l’operatore. La riduzione dei fumi è drastica e non è necessario indossare occhiali molto scuri che limitano la visuale durante le lavorazioni.

Average Median Deviation Max. Min.

4,6 10,1 0,5 4,4 0,0 0,4 0,7 24,7 0,2 6,3 121,0 1,1 3,7 0,0 0,1

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

QUALITÀ. Grazie all’alta temperatura della fiamma (circa 3500 °C), la lega penetra più in profondità rispetto ai sistemi tradizionali e questo consente di avere giunzioni più robuste, con minori porosità, minori perdite nel tempo e sprechi di lega. Grazie al gas pre miscelato l’operatore ha un punto fisso: una fiamma perfettamente regolata. In questo modo, riducendo la pos-

Scambiatori di calore.

Connessioni rame-ottone.

A - Test di vibrazione eseguiti per 1 ora e 30 minuti a 5HZ 1G.

CO2 OXYHYDROGEN

CO OXYHYDROGEN

CO2 GC2 GAS

CO GC2 GAS

Concentrazioni di CO e CO2. Comparazione con gas tradizionale e il generatore OWELD ad ossidrogeno.

B B -Test di impatto fatti su una superficie obliqua.

Entrambi i test sono stati positivi. Lo stesso prodotto alla fine delle prove non ha dato segni di danneggiamento o perdite. sibilità di errore umano, la qualità della fiamma è sempre garantita e il processo produttivo standardizzato. Grazie alla sua semplicità di utilizzo, quanti macchinari possono essere utilizzati da operatori non esperti, soprat-

Connessioni rame-rame.

Connessioni con punta doppia.

tutto in quegli ambienti produttivi dove c’è molta rotazione di personale. Un ulteriore vantaggio deriva dalla fiamma molto concentrata, che scalda solamente la parte interessata senza surriscaldare una grande superficie. In questo modo riduciamo drasticamente l’ossido interno alle tubature (che se presente va in circolo riducendo la vita dei componenti). Diventa facile brasare l’alluminio, un metallo sempre più utilizzato (soprattutto nella produzione di scambiatori di calore) grazie al suo basso costo rispetto al rame. RISPARMIO ECONOMICO. Attraverso l’adozione di tali sistemi è possibile eliminare i seguenti costi: gas, (affitto e trasporto delle bombole), messa a norma e in sicurezza dell’ambiente di lavoro e formazione del personale. Con questi prodotti le brasature diventano più rapide se comparate con i sistemi tradizionali. Il risultato è un incremento della produttività e di conseguenza riduzione dei costi di produzione. La stima sulla riduzione dei costi si aggira all’75-80% (Fonte Oxyweld Italia) a seconda del tipo di azienda e dei consumi. Per quelle aziende che hanno le necessità di costruire un nuovo impianto, possono inoltre evitare l’investimento in quanto questi macchinari sono facili da installare, a qualsiasi distanza dalla postazione di brasatura.

Connessioni rame-rame.

Perfetta penetrazione della lega.

Brasatura tubi in rame.

Facile brasare anche l’alluminio.

Speciale corso ATF di tecniche frigorifere

I termostati come dispositivi di regolazione e sicurezza Come sceglierli ed installarli 137ª lezione di base I termostati elettronici e le nuove opportunità di gestione degli impianti frigoriferi PIERFRANCESCO FANTONI

CENTOTRENTASETTESIMA LEZIONE SUI CONCETTI DI BASE SULLE TECNICHE FRIGORIFERE Continuiamo con questo numero il ciclo di lezioni semplificate per i soci ATF del corso teorico-pratico di tecniche frigorifere curato dal prof. ing. Pierfrancesco Fantoni. In particolare con questo ciclo di lezioni di base abbiamo voluto, in questi più di 13 anni, presentare la didattica del prof. ing. Fantoni, che ha tenuto, su questa stessa linea, lezioni sulle tecniche della refrigerazione ed in particolare di specializzazione sulla termodinamica del circuito frigorifero. Visionare su www.centrogalileo.it ulteriori informazioni tecniche alla voce “articoli” e inoltre alla voce “organizzazione corsi” 1) calendario corsi 2010-2011, 2) programmi, 3) elenco tecnici specializzati negli ultimi anni nei corsi del Centro Studi Galileo divisi per provincia, 4) esempi video-corsi, 5) foto attività didattica. È ORA DISPONIBILE LA RACCOLTA COMPLETA DEGLI ARTICOLI DEL PROF. FANTONI Per informazioni 0142.452403 È vietata la riproduzione dei disegni su qualsiasi tipo di supporto.

Introduzione Il problema dei guasti che possono interessare i termostati di lavoro di un impianto frigorifero è un problema di non poco conto, dato che un banale inconveniente può pregiudicare seriamente la funzionalità dell’impianto stesso con conseguente ripercussione, talvolta molto seria anche in termini economici, sulle merci conservate (nel caso di impianto di refrigerazione) o sugli occupanti un dato locale (nel caso di impianto di condizionamento). Tra le varie opzioni che i termostati elettronici offrono in più rispetto a quelli di tipo elettromeccanico vi è proprio l’interessante possibilità di garantire comunque la marcia del compressore anche in caso di guasto del termostato stesso. I termostati elettronici risultano vantaggiosi anche dal punto di vista dell’inglobamento in un’unica apparecchiatura di un certo numero di funzioni che tradizionalmente venivano svolte da più componenti, con maggiore occupazione di spazi anche a seguito della necessità di predisporre i relativi cablaggi elettrici. Guasto del termostato Negli impianti frigoriferi dove la regolazione della temperatura avviene in maniera elettromeccanica uno dei guasti che può portare a conseguenze gravi è la rottura del termostato, con conseguente bloccaggio dei contatti elettrici. Se essi si fermano in posizione di chiusura le ripercussioni del gua-

sto si avranno prevalentemente sul compressore, destinato a funzionare continuamente. Questo provoca una sicura sua usura nel tempo, con abbassamento della pressione di evaporazione, temperature più basse nel luogo raffreddato con conseguenti possibili danni alle derrate conservate (nel caso di un impianto di refrigerazione) oppure di condizioni di disturbo agli occupanti il locale (nel caso di impianto di condizionamento). Inoltre l’evaporatore tenderà a ricoprirsi di uno strato consistente di brina, se non addirittura di ghiaccio, se la normale temperatura di evaporazione è negativa, oppure a brinare in maniera inaspettata nel caso di impianto di condizionamento dove la normale temperatura di evaporazione è di solito positiva. Nel caso in cui, invece, i contatti si blocchino in posizione aperta le conseguenze possono essere ancora più gravi, dato che in tale caso l’impianto frigorifero non è più in grado di garantire le corrette temperature di conservazione dei prodotti alimentari con potenziale rilevante perdita economica se non sussistono idonei sistemi di segnalazione dell’avaria. In generale i principali guasti che interessano un termostato di tipo elettromeccanico possono riguardare l’incollaggio dei contatti a seguito di sovracorrenti superiori alla portata nominale del termostato oppure a rottura del capillare a seguito di vibrazioni che lo coinvolgono e che lo portano a fessurazioni attraverso cui viene persa tutta la carica di gas che permette la trasmissione del segnale dall’elemento termostatico (bulbo) al soffietto.

Funzioni di sicurezza dei termostati elettronici Nei termostati di tipo elettronico esistono opportune funzioni, impostabili dall’utente, che consentono al compressore di continuare a marciare anche quando il termostato stesso è soggetto a guasti e perde, di conseguenza, la sua funzione regolativa. Infatti, anche un termostato elettronico può andare incontro a dei guasti. In particolare si possono verificare degli inconvenienti alla sonda di temperatura, che può perdere le sue funzioni di rilevazione e di trasmissione delle misure al corpo centrale del termostato. Altresì si può verificare che, pur funzionando il termostato correttamente, i valori che esso rileva siano al di fuori dei limiti costruttivi prefissati. Anche in tali occasioni il rischio è che il compressore non venga più azionato, con gravi conseguenze per i prodotti conservati a causa della perdita del controllo della temperatura ambiente. In alcune tipologie di termostati elettronici, per ovviare a tale potenziale inconveniente, è possibile programmare una specifica funzione che consente comunque di far marciare il compressore anche se il termostato non è più in grado di fornire l’adeguata regolazione in base ai valori di temperatura rilevati. Così, a seconda dei valori assegnati alla specifica funzione, è possibile azionare il compressore e farlo marciare in continuazione, indipendentemente dalla temperatura ambiente, oppure impostare dei cicli di marcia/arresto predeterminati anche que-

Figura 1.

sti a prescindere dalle reali condizioni di temperatura presenti nel locale raffreddato. Con tale accorgimento è possibile salvaguardare il mantenimento della temperatura ambiente voluta anche in condizioni di emergenza in modo tale che, nel frattempo, venga garantito un tempo adeguato per individuare la causa che ha portato al default del termostato. Sbrinamento degli impianti frigoriferi La formazione della brina è un evento molto negativo per il funzionamento degli impianti frigoriferi sia in termini di scambi termici ma soprattutto in termini di efficienza energetica dell’impianto stesso. La brina che si deposita sulla superficie dell’evaporatore, infatti, provoca un

peggioramento degli scambi di calore, con conseguente riduzione della potenza frigorifera dell’evaporatore stesso. Al contempo la pressione di evaporazione tende a diminuire portando ad un aggravio di lavoro per il compressore ed a un aumento del consumo di energia elettrica. Alla luce di tali considerazioni appare chiaro come sia basilare, per il buon funzionamento di un impianto frigorifero, la corretta gestione degli sbrinamenti da un punto di vista temporale. Infatti se una frequenza degli sbrinamenti troppo bassa rischia di provocare la copertura della superficie dell’evaporatore di uno spesso strato di ghiaccio, l’eccessiva frequenza, d’altro canto, non è altrettanto positiva, dato che comunque la fase di sbrinamento porta ad un rialzo delle temperature all’interno del locale raffreddato (seppur, in taluni casi, minimo) con conseguente potenziale riscaldamento dei prodotti conservati. Alcuni vantaggi dello sbrinamento gestito dai termostati elettronici I termostati elettronici consentono di gestire le più comuni modalità di sbrinamento per gli impianti frigoriferi quali lo sbrinamento mediante resistenze elettriche, quello a gas caldo e quello di tipo naturale che viene utilizzato in caso di temperature positive. In caso di regolazione elettromeccanica gli sbrinamenti non vengono gestiti direttamente dal termostato ma da un temporizzatore il cui orologio può essere programmabile o meno. Il ter-

mine della fase di sbrinamento viene gestito da un secondo termostato, quello di fine sbrinamento, che arresta la procedura quando l’evaporatore ha raggiunto una determinata temperatura positiva. Il successivo riavvio del compressore e delle ventole dell’evaporatore vengono solitamente gestite sempre dal temporizzatore che provvede alla corretta sequenza di avvio di tali componenti permettendo anche all’evaporatore di completare la necessaria fase di sgocciolamento. Un termostato elettronico raggruppa al suo interno tutte le funzioni che vengono svolte dal termostato ambiente, dal temporizzatore e dal termostato di fine sbrinamento. La figura 1 fornisce uno schema a blocchi delle funzioni di comando di un termostato elettronico. Al di là delle specifiche funzioni che l’elettronica offre, risulta senz’altro funzionale il fatto di avere un’unica apparecchiatura che svolge i medesimi compiti di tre diversi componenti di tipo elettromeccanico, sia dal punto di

vista degli ingombri sia dal punto di vista dei cablaggi elettrici, che risultano notevolmente semplificati. Tale risparmio di spazio risulta essere particolarmente prezioso nel caso delle piccole e medie apparecchiature destinate alla refrigerazione commerciale (ad esempio armadi e piccole vetrine frigorifere) dove lo spazio fisico per l’alloggiamento dei vari componenti frigoriferi (compressore, condensatore, accessori e relativi componenti e cablaggi elettrici) non risulta essere sempre di dimensioni adeguate (o in alto, al di sopra dello spazio refrigerato, o in basso, al di sotto, a livello del pavimento) per evidenti ragioni di contenere le dimensioni complessive dell’apparecchiatura. Per gli installatori ed i manutentori questo ovviamente significa minori spazi per operare quando si deve intervenire sull’impianto e quindi maggiori difficoltà operative con allungamento dei tempi di intervento. ●

Metodo di calcolo dell’LCCP (Life Cycle Climate Performance)

L’istituto per le tecnologie del condizionamento, riscaldamento e refrigerazione (AHRTI) sta mettendo a punto una nuova metodologia standardizzata per il calcolo dell’LCCP in modo che essa sia applicabile per differenti tipi di impianto (impianti di condizionamento residenziali e commerciali, impianti di riscaldamento residenziali, ecc), per differenti tipi di refrigeranti (HFC, anidride carbonica, idrocarburi), per differenti tipi di layout di impianti (per esempio split, monoblocco, centralizzati, ecc) e per diverse capacità frigorifere e rapporti di efficienza energetica nelle diverse regioni climatiche. (Pagina 6 della Newsletter AREA ottobre 2010) Clicca qui per i dettagli http://bit.ly/cNtjO5

Speciale assistenza tecnica per i soci ATF

Sistema per individuazione dei guasti Importante flash su ricerca guasti per una pronta risoluzione dei problemi del tecnico del freddo

MASSIMO ALOTTONANO Danfoss Nell’articolo trovate la ricerca e risoluzione dei guasti che potete seguire sugli schemi di figura 1 partendo dalle frecce a valle del compressore.

SINTOMO

CAUSA POSSIBILE

RIMEDIO

Pressione di condensazione troppo elevata. Condensatori raffreddati ad aria e ad acqua.

a) Aria o altri gas non condensabili nell’impianto frigorifero.

Ventilare il condensatore, avviare e far rifunzionare l’impianto. Eventualmente ventilare di nuovo. Sostituire il condensatore con uno più grande. Togliere del refrigerante fino a normalizzare la pressione del condensatore. La spia di liquido deve restare piena. Tarare il regolatore alla pressione corretta.

Pressione di condensazione troppo elevata. Condensatori raffreddati ad aria.

a) Impurità sulla superficie esterna del condensatore. b) Motore o ventola del ventilatore difettosi o troppo piccoli. c) Il flusso d’aria verso il condensatore è troppo debole. d) Temperatura ambiente troppo alta.

b) La superficie del condensatore è troppo piccola. c) La carica del refrigerante è troppo grande (Concentrazione di liquido nel condensatore). d) Regolatore della pressione di condens. tarato ad una pressione troppo elevata.

Pulire il condensatore.

f) Corto circuito tra mandata e aspirazione del ventilatore del condensatore.

Sostituire motore o ventola del ventilatore o entrambi. Eliminare ostacoli all’ingresso dell’aria o spostare il condensatore. Provvedere a far entrare aria fresca o spostare il condensatore. Cambiare il senso di rotazione del motore del ventilatore. Sulle unità condensatrici l’aria deve passare attraverso il condensatore e quindi sopra il compressore. Montare un canale adatto, possibilmente verso l’aria esterna.

Pressione di condensazione troppo elevata. Condensatori ad acqua.

a) La temperatura dell’acqua di raffreddamento è troppo alta. b) La quantità d’acqua è troppo piccola. c) Depositi sulle superfici interne delle tubazioni d’acqua. d) Pompa dell’acqua di raffreddamento difettosa o ferma.

Alimentare con acqua a temperatura più bassa. Aumentare la quantità d’acqua. Pulire le tubazioni d’acqua del condensatore, eventualmente a mezzo di decalcificante. Trovare la causa e/o sostituire o riparare la pompa dell’acqua di raffreddamento.

Pressione di condensazione troppo bassa. Condensatori raffreddati ad aria e ad acqua.

a) Superficie del condensatore troppo grande. b) Basso carico sull’evaporatore.

Inserire un regolatore della pressione di condensazione o sostituire il condensatore. Inserire un regolatore della pressione di condensazione.

e) La direzione dell’aria attraverso il condensatore non è corretta.

Figura 1. Impianto frigorifero con raffreddamento ad aria e condensatore raffreddato ad aria.

SINTOMO

CAUSA POSSIBILE

RIMEDIO

c) Pressione di aspirazione troppo bassa, per es. a causa di insufficienza di liquido nell’evaporatore. d) Cattiva tenuta delle valvole di aspirazione o di mandata del compressore. e) Regolatore della pressione di condensazione tarato a pressione troppo bassa. f) Ricevitore non isolato collocato in un punto troppo freddo rispetto al condensatore (il ricevitore agisce da condensatore).

Trovare il guasto sul tratto tra condensatore e valvola termostatica (vedere prossimo numero di I&F “Pressione di aspirazione troppo bassa”). Sostituire la piastra valvole.

Pressione di condensazione troppo bassa. Condensatori raffreddati ad aria.

a) Temperatura dell’aria troppo bassa.

Inserire un regolatore della pressione di condensazione. Sostituire il ventilatore con uno più piccolo o inserire un regolatore della velocità del motore.

Pressione di condensazione troppo bassa. Condensatori ad acqua.

a) Quantità d’acqua troppo grande.

La pressione di condensazione pendola.

a) Il pressostato che avvia il ventilatore ha un differenziale troppo alto. Può provocare la formazione di vapore nella tubazione di liquido dopo l’avviamento del ventilatore.

b) Quantità d’aria attraverso il condensatore troppo grande.

b) Temperatura dell’acqua troppo bassa.

Tarare il regolatore della pressione di condensazione al valore corretto. Spostare il ricevitore o isolarlo con apposito materiale.

Installare una valvola ad acqua WVFX o regolare la valvola preesistente. Diminuire la quantità d’acqua eventualmente mediante valvola ad acqua tipo WVFX. Regolare il differenziale ad un valore inferiore oppure usare una valvola (KVD+KVR) o usare una regolazione della velocità del motore del ventilatore.

Figura 2. Impianto frigorifero con raffreddatore di liquido e condensatore ad acqua.

SINTOMO

CAUSA POSSIBILE

RIMEDIO

b) La valvola termostatica pendola.

Tarare la valvola termostatica con un maggior surriscaldamento o sostituire l’orificio con uno più piccolo. Sostituire le valvole con valvole piu piccole.

c) Difetto nelle valvole di regolazione della pressione di condensazione KVR/KVD (orificio troppo grande). d) Conseguenza della pendolazione nella pressione di aspirazione. e) Valvola dimensionata o posizionata in modo errato. a) Pressione di aspirazione troppo bassa a Temperatura della causa di: tubazione di mandata 1) Mancanza di liquido nell’evaporatore. troppo elevata. 2) Alto carico termico sull’evaporatore. 3) Valvole di aspirazione e di mandata non a tenuta. 4) Surriscaldamento troppo elevato nello scambiatore di calore o nell’accumulatore di aspirazione. b) Pressione di condensazione troppo alta.

Vedere prossimo numero di I&F “Pendolazione nella pressione di aspirazione”. Controllare le dimensioni. Montare la valvola di ritegno sotto il condensatore e vicino all’ingresso del ricevitore.

Trovare il guasto sul tratto tra il ricevitore e la tubazione di aspirazione (Vedere prossimo numero di I&F “Pressione di aspirazione troppo bassa”). Idem. Sostituire la piastra valvole. Evitare lo scambiatore di calore. Vedere sopra “Pressione condensazione troppo alta”.

SINTOMO

CAUSA POSSIBILE

RIMEDIO

a) Arriva liquido al compressore (la valvola Temperatura della termostatica è regolata per un surriscalda tubazione di mandata mento troppo piccolo o il bulbo è collocato troppo bassa. in un punto sbagliato). b) Pressione di condensazione troppo bassa.

Vedere prossimo I&F 9/2010 “Colpo di liquido nel compressore”.

Livello di liquido nel serbatoio troppo basso.

Trovare la causa (perdite, evaporatore sovraccaricato), eliminare i guasti e caricare l’impianto, se necessario. Vedere prossimo I&F 9/2010 “Colpo di liquido nel compressore”. Vedere prossimo I&F 9/2010 “Colpo di liquido nel compressore”.

a) Mancanza di refrigerante nell’impianto. b) Evaporatore sovraccaricato. 1) Basso carico, con conseguente concentrazione di refrigerante nell’evaporatore. 2) Guasto nella valvola termostatica (per es., regolata su surriscaldamento troppo piccolo, bulbo collocato in modo sbagliato). c) Concentrazione di refrigerante nel condensatore a causa di pressione di condensazione troppo bassa.

Vedere sopra “Pressione di condensazione troppo bassa”.

Condensatori ad aria: mantenere la pressione di condensazione mediante un regolatore della velocità delle ventole, per es. con un RGE.

Carica di refrigerante,troppo grande nell’imLivello di liquido nel serbatoio troppo elevato. pianto. Resa frigorifera normale.

Togliere del refrigerante, in modo, tuttavia, che la pressione di condensazione resti normale e che la spia di liquido sia priva vapore.

a) Otturazione parziale di qualche compoLivello di liquido nel nente nella tubazione di liquido. serbatoio troppo elevato. Resa frigorifera troppo b) Guasto della valvola termostatica (per es., surriscaldamento troppo grande, orificio bassa (possibile troppo piccolo, perdita di carica, otturaziointermittenza del ne parziale). compressore).

Trovare il componente, pulirlo o sostituirlo.

Filtro disidratatore freddo, eventualmente coperto di condensa o di brina.

a) Otturazione parziale del filtro disidratatore a causa di impurità.

Verificare se ci sono impurità nell’impianto, eventualmente pulirlo e sostituire il filtro disidratatore. Verificare se c’è umidità o acidità nell’impianto, pulirlo eventualmente e sostituire il filtro disidratatore (filtro “burn out”), più volte se necessario. In caso di forte inquinamento da acidi: sostituire il refrigerante e la carica d’olio e montare un filtro disidratatore DCR con cartuccia intercambiabile nella tubazione aspirazione.

Decolorazione dell’indicatore di umidità. Colore giallo.

Umidità nell’impianto.

Colore marrone/nero.

Piccole impurità nell’impianto.

b) Filtro disidratatore parzialmente o totalmente saturo di acqua o acido.

a) Insufficiente sottoraffreddamento del liquiBolle di vapore nella do a causa di una caduta di pressione spia di liquido a troppo grande nella tubazione di liquido, monte della valvola di che può essere dovuta a: espansione 1) La tubazione di liquido è troppo lunga termostatica. rispetto al diametro della tubazione.

Vedere prossimo I&F 9/2010 “Colpo di liquido nel compressore”.

Verificare se ci sono perdite nell’impianto. Riparare eventualmente. Verificare la presenza di acidi. Sostituire il filtro disidratatore, eventualmente più volte. In casi molto gravi bisogna sostituire refrigerante e olio. Eliminare eventualmente le impurità dall’impianto. Sostituire la spia di liquido SGI/SGN e il filtro disidratatore.

Sostituire la tubazione di liquido con tubo di diametro adatto.

SINTOMO

CAUSA POSSIBILE 2) La tubazione di liquido è troppo stretta. 3) Curve troppo strette nella tubazione di liquido. 4) Otturazione parziale del filtro disidratatore. 5) Guasto nella valvola solenoide. b) Insufficiente sottoraffreddamento a causa di riscaldamento della tubazione di liquido. Ciò può essere dovuto ad un’alta temperatura nell’ambiente circostante la tubazione di liquido. c) Condensatori ad acqua: Insufficiente sottoraffreddamento perché l’acqua scorre nella direzione sbagliata. d) Pressione di condensazione troppo bassa. e) Rubinetto del ricevitore troppo piccolo o non completamente aperto. f) Colonna di liquido troppo grande nella tubazione di liquido.(Differenza di livello troppo grande tra valvola termostatica e ricevitore). g) Difettosa o errata taratura del regolatore della pressione di condensaz. con conseguente concentrazione di liquido nel condensatore. h) La regolazione della pressione di condensazione mediante avvio o arresto del ventilatore del condensatore può provocare vapore nella tubazione di liquido per qualche tempo dopo la messa in moto del ventilatore. i) Liquido insufficiente nell’impianto.

Raffreddatori ad aria. Evaporatore bloccato a causa di brina.

a) Procedura di sbrinamento insufficiente o inefficace. b) Umidità dell’aria nella cella frigorifera troppo alta a causa di: 1) Merci non imballate. 2) Penetrazione di aria attraverso fessure o porta aperta.

Raffreddatori ad aria. Evaporatore bloccato solo sulla tubazione accanto alla valvola di espansione termostatica, grave formazione di brina sulla valvola di espansione termostatica.

L’afflusso di refrigerante all’evaporatore è troppo piccolo a causa di: a) Guasti alla valvola termostatica, come per es.: Orificio troppo piccolo. Surriscaldamento troppo grande. Perdita parziale della carica del bulbo. Otturazione parziale del filtro per impurità. Orificio otturato dal ghiaccio. b) Guasti indicati sotto “Bolle di vapore nella spia di liquido”.

RIMEDIO Sostituire la tubazione di liquido con tubo di diametro adatto. Eliminare curve troppo strette e quei componenti che causano notevoli cadute di pressione. Verificare se ci sono impurità nell’impianto, pulire event., e sostituire il filtro disidratatore. Vedere prossimo numero di I&F “Valvole solenoidi”. Abbassare la temperatura ambiente o installare uno scambiatore di calore tra la tubazione di liquido e quella di aspirazione o isolare la tubazione di liquido dall’ambiente, eventualmente insieme a quella di aspirazione. Invertire entrata e uscita dell’acqua di condensazione. (L’acqua e il refrigerante devono correre in direzioni opposte). Vedere sopra “Pressione di condensazione troppo bassa”. Sostituire il rubinetto o aprirlo completamente. Montare uno scambiatore di calore tra la tubazione di liquido e quella di aspirazione prima che la tubazione di liquido cominci a salire. Sostituire o tarare la KVR al valore corretto.

Se necessario, procedere a regolare la pressione di condensaz. mediante valvole (KVD + KVR) o mediante regolazione della velocità del motore del ventilatore con un VLT”. Caricare l’impianto, ma assicurarsi prima che non ci sia alcuno dei guasti di cui a a), b), c), d), e), f), g) e h). Installare un sistema di sbrinamento o regolare la procedura di sbrinamento. Imballare le merci e regolare la procedura di sbrinamento. Eliminare le fessure. Tenere la porta chiusa.

Vedere prossimo numero di I&F.

Vedere sotto “Bolle di vapore nella spia di liquido”.

SINTOMO

CAUSA POSSIBILE

RIMEDIO

Raffreddatori ad aria. Evaporatore danneggiato.

Alette deformate.

Raddrizzare le alette con un pettine.

Umidità dell’aria nella a) Superficie dell’evaporatore troppo grande causa un funzionamento intermittente a cella frigorifera temperatura di evaporazione troppo alta. troppo alta, Carico termico nell’ambiente troppo temperatura ambiente basso, per es. durante l’inverno (insuffinormale. ciente deumidificazione dovuta al tempo di funzionamento nelle 24 ore troppo basso).

Sostituire l’evaporatore con uno più piccolo.

Umidità dell’aria nella a) Cella frigorifera male isolata. b) Consumo interno di energia troppo alto cella troppo bassa. dovuto, per es., a illuminazione e ventilatori. c) Superficie evaporatore troppo piccola, che causa tempi di funzionamento lunghi a temperature troppo basse.

Isolare meglio. Ridurre il consumo di energia interno.

Temperatura dell’aria nella cella frigorifera troppo alta.

Vedere prossimo numero di I&F. Vedere prossimo numero di I&F.

a) Termostato ambiente difettoso. b) Capacità del compressore troppo piccola. c) Carico termico troppo grande, dovuto a: 1) Immissione di merci non raffreddate. 2) Elevato consumo energetico, dovuto, per es., a illuminazione o ventilatori. 3) Cella frigorifera male isolata. 4) Grande infiltrazione d’aria. d) Evaporatore troppo piccolo. e) Afflusso di refrigerante all’evaporatore: troppo piccolo o nullo. f) Regolatore della pressione di evaporaz. tarato ad un valore troppo alto. g) Pressostato di bassa tarato ad un valore di arresto troppo alto. h) Valvola di regolaz. di capacità apre a pressione di evaporaz. troppo alta. i) Regolatore di avviamento tarato a pressione di apertura troppo bassa.

Temperatura dell’aria nella cella frigorifera troppo bassa.

Pressione di aspirazione troppo elevata.

a) Guasto al termostato ambiente: 1) Taratura della temperatura di arresto troppo bassa. 2) Bulbo collocato in modo errato. b) Temperatura ambiente molto bassa. a) Compressore troppo piccolo. b) Una o più valvole del compressore non tengono. c) La regolazione di capacità è difettosa o tarata male. d) Carico termico troppo alto. e) La valvola a gas caldo perde.

Regolare l’umidità con un igrostato, una stufa e un termostato di sicurezza KP 62.

Sostituire l’evaporatore con uno più grande.

Immettere minori quantità di merci o ampliare la capacità dell’impianto. Ridurre il consumo di energia o aumentare la capacità dell’impianto. Migliorare !’isolamento. Migliorare l’ermeticità del locale e aprire le porte il meno possibile. Sostituire l’evaporatore con uno più grande. Vedere “Bolle di vapore nella spia di liquido a monte della valvola termostatica”. Tarare il regolatore della pressione di evaporaz. al valore corretto. Usare un manometro. Tarare il pressostato di bassa pressione al valore corretto di arresto. Usare un manometro. Tarare la valvola di regolazione della capacità ad un valore di apertura più basso. Tarare la valvola ad un valore di apertura più alto, se il compressore può sopportarlo. Vedere prossimo numero di I&F.

Se assolutamente necessario: introdurre un riscaldatore elettrico con controllo termostatico. Sostituire il compressore con uno più grande. Sostituire la piastra valvole. Sostituire, riparare o tarare il regolatore di capacità. Diminuire il carico, montare un compressore più grande o installare una KVL. Sostituire la valvola.

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I PROBLEMI DEI FRIGORISTI: LA PAROLA ALL’ESPERTO GIANFRANCO CATTABRIGA Continua con questo numero lo spazio “parola all’esperto” per un confronto interattivo con i nostri lettori sui problemi che questi hanno e la loro soluzione. Chiunque desidera sottoporci un quesito o desidera avere chiarimenti su un problema specifico può inviarci una email a segreteria@associazioneatf.org, risponderemo direttamente sulla rivista in maniera che tutti i frigoristi possano trarne beneficio. Inoltre per un confronto continuo tra i tecnici della refrigerazione sulle problematiche che si trovano ad affrontare, i tecnici possono iscriversi al forum ufficiale dei tecnici del freddo su google ricercando: frigoristi gruppi.

Il Centro Studi Galileo è sul social network più diffuso: Facebook, per collegarvi fare ricerca “Centro Studi Galileo” YouTube - CentroGalileo Channel Video dei corsi del Centro Studi Galileo: manutenzione avanzata impianti refrigerazione e molti altri... Corso Centro Studi Galileo 2010 Carica, Vuoto, Recupero Refrigeranti... www.youtube.com/user/marcobuoni

Da qualche mese è attivo un nuovo servizio per i soci ATF: il forum “Frigoristi”. I soci potranno quindi scambiarsi informazioni, commenti sul mondo della refrigerazione su http://groups.google.it/group/frigoristi

La quantità di refrigerante Norme, regolamenti europei, legislazioni in vigore, molto spesso, prevedono quale parametro discriminante per la loro applicazione la carica di refrigerante del circuito frigorifero. A tale proposito è essenziale chiarire che la quantità di refrigerante necessaria per il regolare funzionamento di un impianto frigorifero dipende solamente dalle condizioni operative previste dal progettista, dalle dimensioni e lunghezza delle linee frigorifere e dai componenti accessori che completano il circuito. Per le normative attualmente in vigore

la carica di refrigerante è la quantità totale contenuta all’interno di tutto il circuito frigorifero. E’ assolutamente inutile e pericoloso cercare di contenere forzatamente la carica di refrigerante per evitare di rientrare nei requisiti della normativa; la corretta carica di refrigerante è quella che soddisfa i requisiti di progetto quali temperatura di evaporazione, surriscaldamento del gas aspirato dal compressore, temperatura di condensazione, sottoraffreddamento del liquido alla valvola e quant’altro previsto e calcolato dal progettista. La vuotatura del circuito frigorifero Il vuoto è una operazione importante che, per carenze professionali, viene spesso sottovalutata e realizzata in modo non corretto. La vuotatura è indispensabile per estrarre da circuito i residui dei gas tecnici eventualmente utilizzati per la pressatura, l’aria atmosferica e il vapore d’acqua; se consideriamo che la presenza di tali elementi inquinanti è causa di danni irreversibili al compressore e ad altri componenti, non vi possono essere dubbi sull’opportunità dell’impiego di idonee attrezzature e strumenti per ottenere un’efficace vuotatura. I mezzi utilizzati per la vuotatura sono le pompe per vuoto. Le ridotte pressioni residue ottenute con pompe per vuoto di buona qualità permettono non solo l’estrazione dei gas estranei ma anche dell’umidità che è “intrappolata” all’interno dell’avvolgi-

mento del motore elettrico del compressore e della sua carica di lubrificante. Per un efficace e sicuro funzionamento della pompa per vuoto, la stessa deve essere avviata quando la pressione all’interno del circuito da evacuare è pari o almeno appena superiore a quella atmosferica, questo significa recuperare il refrigerante dal circuito oppure sfiatare l’eventuale carica di tenuta in azoto prima della procedura di evacuazione. Il recupero del refrigerante Con il termine “recupero” si intende la semplice rimozione del refrigerante dal circuito frigorifero a un contenitore esterno (bombola). Per poter effettuare un’efficace ed efficiente operazione di recupero è necessario che il contenitore abbia una pressione iniziale la più bassa possibile rispetto a quella del circuito e che al suo interno NON siano contenuti elementi inquinanti. Solo dopo una adeguata vuotatura della bombola, la stessa può essere utilizzata per ricevere il refrigerante da recuperare. Perdite di refrigerante, la ricerca indiretta Come previsto dai Regolamenti Europei in vigore, la ricerca delle perdite di refrigerante deve essere eseguita in fase preliminare mediante il metodo indiretto.Il metodo indiretto consiste nella osservazione dei parametri di funzionamento che vengono influenzati da una perdita di refrigerante. I parametri salienti vanno monitorati nei punti essenziali, per esempio: - pressione di condensazione (da leggere sul manometro di alta pressione). - sottoraffreddamento del liquido alla valvola termostatica (il suo funzionamento risulta corretto solo quando viene alimentata da refrigerante liquido, quindi sottoraffreddato). - pressione di evaporazione (da leggere sul manometro di bassa pressione). - surriscaldamento del gas in aspirazione al compressore (il compressore è idoneo a funzionare solo con refrigerante gassoso quindi surriscaldato). - corrente assorbita alle condizioni di progetto. Non sono solo questi i parametri da verificare; l’esperienza, la preparazione tecnica e la conoscenza dell’impianto permetteranno all’operatore di amplia-

viene raggiunta in un tempo più o meno lungo in funzione delle caratteristiche della pompa per vuoto; una pompa con una bassa portata provoca comunque l’apertura delle foglie valvola ma in tempi più lunghi.

re e completare la gamma delle verifiche e dei controlli. Il sottoraffreddamento del liquido Uno dei parametri importanti ai fini del corretto funzionamento dell’impianto è il sottoraffreddamento del refrigerante. Affinché la valvola termostatica possa operare correttamente è necessario, anzi essenziale, che la stessa venga alimentata con refrigerante liquido, quindi un fluido sottoraffreddato. Come tutti sanno, il sottoraffreddamento si misura confrontando la temperatura letta sul termometro posto sulla linea del liquido con la temperatura di saturazione “suggerita” dal manometro di bassa collegato in un punto qualsiasi della parte di bassa del circuito frigorifero. Se la zona in uscita dal condensatore non presenta zone idonee alla misurazione della temperatura, questa deve comunque essere misurata appena prima della valvola termostatica perché è vero che il condensatore deve garantire un certo sottoraffreddamento ma è altrettanto vero che questo deve essere assolutamente presente in ingresso alla valvola. La vuotatura e il comportamento delle foglie valvola del compressore Se parliamo di foglie valvola stiamo certamente parlando di un compressore alternativo dove all’interno di un cilindro scorre un pistone mosso da un sistema di manovellismi (biella, albero, eccentrici) come da fig. 1. La presenza di una piastra valvole (fig. 2) permette l’afflusso e il deflusso del refrigerante gassoso durante il funzionamento del compressore. Le foglie valvola sono realizzate in

Figura 1.

Figura 2.

acciaio speciale e, in posizione di riposo, non permettono il passaggio del refrigerante, solo un’adeguata differenza di pressione ne vince l’elasticità e provoca l’apertura lasciando passare il refrigerante. La differenza di pressione che si verifica sul lato di alta durante la vuotatura provoca l’apertura della valvola di scarico permettendo così la vuotatura dell’interno del cilindro, segue l’apertura delle valvola di aspirazione e la conseguente vuotatura dell’interno del corpo del compressore. La differenza di pressione necessaria a vincere l’elasticità delle foglie valvola

Surriscaldamento e sottoraffreddamento Un corretto valore di surriscaldamento all’uscita dell’evaporatore dipende dalla scelta dei componenti del circuito frigorifero e dalla quantità di carica di refrigerante; un surriscaldamento compreso tra 4K e 6K, contemporaneamente alla giusta temperatura di evaporazione, è la dimostrazione che il refrigerante che alimenta l’evaporatore viene completamente vaporizzato e non vi è presenza di refrigerante liquido nella linea di aspirazione e dimostra altresì che l’impianto è stato caricato con la giusta quantità di refrigerante. In caso di errata scelta di uno o più componenti essenziali il surriscaldamento assume valori anomali, in questo caso ogni azione correttiva deve essere opportunamente valutata prima di essere implementata. Il sottoraffreddamento del liquido al condensatore dipende sia dalla superficie del condensatore selezionato dal progettista sia dalla quantità introdotta nel circuito dal tecnico frigorista. Molto importante è la corretta scelta del condensatore che deve tenere conto della temperatura del mezzo di raffreddamento (acqua o aria). Generalmente, nei condensatori ad acqua la temperatura di condensazione è 5-6 °C superiore alla temperatura di uscita dell’acqua di condensazione mentre la stessa subisce un aumento di temperatura di 5-6 °C (nel caso di acqua di torre evaporativa). Mentre per il condensatore ad aria rimane valido il salto di temperatura di 5-6 °C tra condensazione e temperatura di uscita dell’aria, il salto termico dell’aria attraverso il condensatore diventa 7-8 °C. Rispettando tali condizioni, un ragionevole sottoraffreddamento del liquido può assumere un valore di 5K circa. Le cause di un surriscaldamento elevato sono molteplici e la loro localizzazione, come precedentemente scritto, richiede la conoscenza delle esatte condizioni operative dell’impianto, una buona preparazione tecnica e tanta esperienza. ●

GLOSSARIO DEI TERMINI DELLA REFRIGERAZIONE E DEL CONDIZIONAMENTO uneune (Parte centoduesima)

A cura dell’ing. PIERFRANCESCO FANTONI

Carico di infiltrazione: Carico termico che va computato nella progettazione degli impianti di climatizzazione e che risulta essere dovuto all’indesiderata infiltrazione di aria all’interno del locale condizionato. Tali infiltrazioni avvengono in maniera naturale attraverso le fessure di porte e finestre o di altre aperture presenti nel locale. Anche nella progettazione degli impianti di refrigerazione il carico di infiltrazione va tenuto presente anche se, generalmente, esso è di minore entità dato che le aperture sono nella maggior parte dei casi dotate di guarnizioni sigillanti. Differenziale: In un dispositivo di regolazione (termostato, pressostato,...) il differenziale rappresenta l’intervallo tra il valore della grandezza (temperatura, pressione,....) che permette la chiusura e quello della grandezza che permette l’apertura di un contatto elettrico. Ad esempio, in un termostato il differenziale rappresenta la differenza tra la temperatura di attacco e quella di distacco del compressore, che avviene grazie alla chiusura/apertura di un contatto elettrico del termostato stesso. Se il compressore viene fermato quando si raggiunge la

temperatura di –20 °C e riparte quando essa si riporta a –16 °C allora il differenziale risulta di 4°C. Il differenziale impedisce arresti ed avviamenti del compressore troppo ravvicinati, nocivi in quanto obbligano il compressore a sollecitazioni continue e a condizioni di funzionamento gravose. In genere è preferibile, quindi, impostare il differenziale in modo che l’impianto funzioni con cicli sufficientemente lunghi Ecoefficienza: Termine coniato in occasione dell Conferenza mondiale sull’ambiente e lo sviluppo svoltasi a Rio de Janeiro nel 1992. Con esso si vuole quantificare l’impatto ambientale e quello socio-economico che l’impiego di una data tecnologia può comportare. L’ecoefficienza si calcola rapportando il guadagno che deriva da una data tecnologia con l’impatto che essa produce. Questo indice tiene in considerazione una serie di elementi maggiore rispetto quanto fanno il TEWI o l’LCCP. Fascio tubiero: Insieme di tubazioni che vengono alloggiate all’interno di un opportuno recipiente metallico che le contiene completamente, di forma generalmente cilindrica, che costituisce una sorta di mantello per il fascio di tubi. Grazie a tale predisposizione è possibile scambiare una determinata quantità di calore tra due fluidi che scorrono uno all’interno del fascio tubiero e uno tra gli spazi interni esistenti tra il mantello e il fascio stesso. Tale tipo di scambiatore viene impiegato negli impianti frigoriferi ed uno dei due fluidi generalmente è acqua. Di solito negli evaporatori il refrigerante scorre all’interno del fascio tubiero, ed il liquido da raffreddare all’esterno, mentre nei condensatori è il refrigerante che scorre all’esterno, in modo da poter trasferire una parte del calore che possiede anche all’aria che si trova al di fuori del mantello, con vantaggi per lo scambio termico. Anche per tale motivo uno scambiatore a fascio tubiero risulta avere una capacità frigorifera maggiore di uno scambiatore ad aria di pari dimensioni.

Glicerolo: Sostanza che viene addizionata all’acqua per impedirne il suo congelamento quando essa viene impiegata come fluido termovettore negli impianti frigoriferi a raffreddamento indiretto. Il glicerolo (formula chimica C3H5(OH)3) non presenta particolari rischi di inquinamento ambientale ed ha una viscosità molto elevata alle basse temperature. Incondensabili: Vengono così chiamati tutti quei fluidi, presenti all’interno dell’impianto frigorifero, che non passano allo stato liquido alle normali temperature e pressioni che si verificano nel condensatore. Per tali ragioni essi permangono costantemente allo stato gassoso, penalizzando notevolmente l’efficienza energetica dell’impianto stesso. Uno degli incondensabili che può trovarsi con più frequenza all’interno di un impianto è l’aria. Negli impianti frigoriferi di dimensioni maggiori sono previsti opportuni dispositivi di spurgo per l’eliminazione degli incondensabili. TDODP: Time Dependent Ozone Depletion Potential (potenziale di impoverimento dello strato di ozono dipendente dal tempo). Tale indice consente di quantificare l’impatto che un chilogrammo di un dato refrigerante provoca sul degrado dello strato di ozono atmosferico, quando liberato, in relazione a quanto produce un chilogrammo di CFC-11. Tale calcolo viene condotto considerando un arco temporale limitato, di solito inferiore ai 50 anni. Umidostato: Dispositivo di regolazione il cui funzionamento è basato sul grado di umidità relativa dell’aria. In base ad essa l’umidostato apre o chiude un contatto appartenente ad un circuito elettrico. L’elemento sensibile dell’umidostato può essere composto da capelli umani, da sali igroscopici o da nylon. ●

E’ severamente vietato riprodurre anche parzialmente il presente glossario.