Guida agli impianti di climatizzazione (quarta parte)
Guida agli impianti di climatizzazione
- quarta parte Pubblicato il: 04/05/2005
Aggiornato al: 07/05/2005
di Gianluigi Saveri
L’installazione del climatizzatore richiede un’attrezzatura minima indispensabile per un corretto
montaggio dei vari elementi. Oltre ai normali attrezzi d’uso comune come cacciaviti, pinze, trapani,
ecc.. occorrono anche tutta una serie di strumenti specifici.
1. Materiali e tecniche d’installazione
L’installazione del climatizzatore richiede un’attrezzatura minima indispensabile per un corretto montaggio
dei vari elementi. Oltre ai normali attrezzi d’uso comune come cacciaviti, pinze, trapani, ecc.. occorrono
anche tutta una serie di strumenti specifici fra i quali si possono segnalare i più importanti (fig. 4.1):
tagliatubo; sbavatubo; flangiatubo (detto anche cartellatrice); allargatubo; piegatubo; pinza
schiacciatubo per tubi in rame; pettine per alette; ecc..
Fig. 4.1: Alcuni attrezzi indispensabili per una corretta installazione (Orieme)
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Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono
possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.
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Installazione delle unità
L’unità esterna viene solitamente fissata a pavimento (fig. 4.2a) con appositi supporti adeguatamente e
solidamente imbullonati per
evitare che la macchina
facendo vela controvento
possa essere scardinata a
causa di forti raffiche di vento.
Le unità interne da parete
(fig.
4.2b)
normalmente
vengono
montate
tramite
staffe a muro che devono
essere installate in “bolla”,
rispettando gli spazi minimi di
manovra per le operazioni di
montaggio e manutenzione e
con fissaggi solidi che devono
sopportare con sicurezza il
peso dell’unità. Particolare
cura deve essere posta
all’inclinazione del foro di
attraversamento del muro
per far passare con la giusta
inclinazione il tubo di scarico
della condensa che per
garantire un buon drenaggio
deve essere leggermente
inclinato rispetto all’attacco
interno del tubo.
Tra il supporto di appoggio e la
macchina è sempre utile
frapporre
degli
elementi
antivibranti in gomma per
attutire le normali vibrazioni
della macchina (fig. 4.3). Se la
macchina funziona anche come
pompa di calore l’unità deve
essere sollevata dal pavimento
per permettere un regolare
drenaggio
dell’acqua
di
condensa nel funzionamento in
riscaldamento.
Fig. 4.2: Impianto di climatizzazione centralizzato (Orieme)
Fig. 4.3: Supporti per unità esterne (Orieme)
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2. Tubazioni di collegamento e loro preparazione
I singoli tubi di collegamento sono solitamente di rame coibentato specificatamente previsti per impianti di
refrigerazione e condizionamento con caratteristiche di finitura e pulizia interna superiori a quelli
comunemente utilizzati per i normali impianti idraulici (le superfici interne devono essere pulite, sgrassate e
disossidate con le estremità tappate ed eventualmente con il tubo caricato con gas inerte come ad esempio
azoto).
Le piccole porosità e imperfezioni tipiche dei tubi per uso idrosanitario che non influiscono
significativamente sul passaggio dell’acqua, potrebbero non essere invece trascurabili nel caso di fluidi
refrigeranti. Oltre a questo, le piccole impurità presenti potrebbero entrare nel circuito della macchina
compromettendone il funzionamento oppure ostruire il capillare, che presenta un foro di passaggio inferiore
al millimetro, provocando malfunzionamenti o addirittura il blocco della macchina. Per un corretto
funzionamento devono essere adottati alcuni accorgimenti installativi generalmente indicati dal costruttore.
Devono essere verificati: la distanza e il dislivello tra le unità interna ed esterna, il diametro del tubo, lo
spessore del tubo (in funzione del tipo di gas utilizzato) e il massimo numero di curve permesse. Le case
costruttrici per garantire una certa resa e la continuità di servizio impongono una lunghezza del tubo e un
numero di curve oltre le quali, a causa dell’inevitabile perdita di carico che il fluido refrigerante subisce nel
suo percorso, non potrebbero essere più mantenute le prestazioni frigorifere dichiarate. Si deve ricordare a
tal proposito che ogni curva inserita nel percorso del fluido refrigerante comporta una perdita di carico
equivalente a circa un metro di tubazione diritta. Detto questo si può dire però che, purché se ne tenga conto
nel dimensionamento dell’impianto, entro certi limiti possono essere approntati anche collegamenti con
lunghezze maggiori.
Fig. 4.4: Materiali d’installazione (Orieme)
Questi limiti sono imposti dalla potenza del compressore e dalle perdite di carico che si verificano nelle
tubazioni. Se non si rispettano le indicazioni fornite dal costruttore la potenza frigorifera potrebbe non
sostenere più le perdite di carico compromettendo l’efficienza di tutto il sistema. Oltre a questo la velocità
del fluido refrigerante potrebbe non essere più sufficiente a ricondurre nel compressore l’olio
indispensabile alla sua lubrificazione.
Il lubrificante che circola all’interno del circuito chiuso del sistema inizia il suo percorso nel compressore per
passare poi al condensatore, sciogliersi nel refrigerante allo stato liquido, essere ripreso sotto forma di
nebbia dall’evaporatore ed essere riportato di nuovo nel compressore. Se la velocità del gas lo consente
l’olio diffuso in microgocce nel gas refrigerante segue normalmente il flusso gassoso (anche se in realtà
alcune microgocce aderiscono comunque alle pareti del tubo formando delle vere e proprie gocce), ma se
l’unità esterna è installata più in alto dell’unità interna il ritorno dell’olio potrebbe farsi critico.
Per tratti verticali fino a circa tre metri normalmente non si presentano particolari problemi, ma se i tratti
superano i cinque metri si rende necessario inserire un sifone che possa raccogliere le colature di olio.
L’olio progressivamente accumulato formerà ad un certo punto un’occlusione che verrà espulsa verso l’alto
dal gas in pressione, risolvendo il problema dell’accumulo ma con notevole dispendio di energia e quindi a
spese del potere refrigerante del sistema.
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3. Collegamenti idraulici
Lo spessore minimo dei tubi deve essere scelto in
relazione al tipo di gas refrigerante impiegato
(l’R410A lavora con pressioni di esercizio superiori
all’R22 ed all’R407C) e la connessione delle
tubazioni è del tipo cosiddetto “a cartella” con una
flangia svasata di 45° (fig. 4.5) realizzabile mediante
apposita flangiatrice. La coppia da applicare per il
serraggio dei bocchettoni, che per garantire la
buona tenuta del raccordo è preferibile dosare
mediante una chiave dinamometria, è normalmente
indicata dal costruttore in relazione alla pressione di
esercizio del gas refrigerante impiegato.
Fig. 4.5: Cartella corretta
Nell’operazione di flangiatura devono essere evitati
i tipici errori nella cartella mostrati in fig. 4.6. Una
corretta flangiatura presuppone un taglio del tubo,
ottenibile con l’apposito tagliatubo, senza sbavature
e perfettamente perpendicolare all’asse del tubo
stesso. Tagli effettuati con altri attrezzi, come ad
esempio forbici o seghetti, potrebbero produrre
flangiature non corrette con conseguente cattiva
tenuta dei raccordi.
Le cartelle come si può capire sono il punto debole
di tutto l’impianto. E’ possibile semplificare la
risoluzione del problema impiegando i cosiddetti
giunti autocartellanti che eliminano le operazioni di
cartellatura e permettono di eseguire i collegamenti
in modo semplice e pratico (fig. 4.7).
Se il tubo di rame è del tipo con carica di gas inerte
prima del taglio occorre schiacciare il tubo con
la pinza schiacciatubo. A taglio avvenuto, con
l’estremità del tubo rivolta verso il basso per evitare
l’introduzione di corpi estranei, con l’ausilio di un
appropriato sbavatubo devono essere asportate le
eventuali bave presenti alle estremità del tubo
facendo attenzione però a non indebolire troppo la
cartella (fig. 4.8).
Fig. 4.6: Difetti tipici di una cartella
A volte può presentarsi la necessità di effettuare
giunzioni in tubi troppo corti che non possono
essere sostituiti altri più lunghi. L’unione delle due
parti può essere realizzata tramite giunto filettato
(nipplo), giunto a compressione oppure giunto a
saldare. La saldatura se ben fatta fornisce maggiori
garanzie di tenuta nel tempo. Le tubazioni devono
essere isolate con guaine di adeguato spessore e,
se installate in esterno, protette contro i
danneggiamenti meccanici con apposita canalina
(fig. 4.9).
Fig. 4.7: Giunti autocartellanti (Orieme)
Ad impianto ultimato, ed in particolare quando sono state effettuate operazioni di saldatura, le tubazioni
possono essere lavate per asportare le eventuali scorie presenti. A tal scopo esistono degli appositi set per
il lavaggio mediante azoto dell’impianto dopo qualsiasi intervento sulle condutture (fig. 4.10).
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Fig. 4.8: Attrezzi per tubi di rame
Fig. 4.9: Canaline e relativi accessori per fornire adeguata
protezione meccanica ai tubi (Orieme)
Fig. 4.10: Set per il lavaggio dei tubi con azoto (Orieme)
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4. Collegamenti elettrici e messa in servizio
Collegamenti elettrici
La sezione della linea di alimentazione
deve essere dimensionata in relazione alla
massima
corrente
assorbita
dalla
macchina
e,
congiuntamente
alla
lunghezza del cavo di alimentazione, in
modo tale che la caduta di tensione ai
morsetti della macchina non superi il 4%
della tensione nominale (eventualmente
tenendo conto anche di possibili correnti di
spunto all’avviamento).
Il cavo di alimentazione è solitamente a
tre conduttori di cui uno, di colore/giallo
verde, serve per il collegamento di messa
a terra e deve essere collegato
all’apposito morsetto contrassegnato col
simbolo di terra, mentre gli altri due, che
costituiscono i veri e propri conduttori di
alimentazione, sono contrassegnati dalla
lettera N, il neutro, di colore azzurro
chiaro, e dalla lettera L corrispondente al
conduttore di fase.
Fig. 4.11: Collegare correttamente il conduttore di alimentazione
serrando bene le viti di ciascun morsetto
I collegamenti all’apposita morsettiera devono essere eseguiti a regola d’arte spellando nella giusta
misura il terminale di ciascun conduttore e con l’avvertenza di serrare bene le viti delle morsettiere. Si vuole
evitare in questo modo che un conduttore accidentalmente allentato provochi un aumento della resistenza di
contatto con conseguente surriscaldamento del cavo e invecchiamento precoce dell’isolamento (fig. 4.11).
Messa in servizio della macchina
Terminata l’installazione ed eseguiti i collegamenti si
possono avviare le procedure di vuoto e di
caricamento dell’impianto. Si deve estrarre dal
circuito l’aria ed il vapore in essa contenuto o che si
è depositato per condensazione all’interno dei
circuiti. La presenza di aria nel circuito può causare
un aumento della pressione di mandata del
compressore con conseguente aumento del lavoro
utile a parità di effetto frigorifero, con aumento di
temperatura di funzionamento e una diminuzione del
coefficiente di trasmissione termico. Eliminando
invece qualsiasi traccia di acqua si vuole evitare
che la sua presenza possa determinare fenomeni
corrosivi o il blocco delle valvole o del capillare.
Fig. 4.12: Pompe del vuoto: a) bistadio b) monostadio
(Orieme)
Il vuoto viene praticato tramite una pompa da vuoto (fig. 4.12) rispettando una sequenza di operazioni
fornite dal costruttore. La pompa deve lavorare per qualche decina di minuti portando la pressione all’interno
dell’impianto a 0 bar, corrispondente alla pressione di 1 bar indicata dal manometro. Una volta spenta la
pompa si attendono alcuni minuti e si verifica che l’indicazione del manometro non tenda a salire. In caso
contrario significa che entra dell’aria nel circuito e che quindi occorre allentare le giunzioni, aggiungere un
goccio d’olio, serrare con cura e ripetere nuovamente le operazioni di vuoto.
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Terminate le operazioni di vuoto ed accertato che nell’impianto l’impianto non ci siano perdite si procede alla
carica del gas refrigerante (fig. 4.13) con l’avvertenza di non superare il limite massimo indicato dal
costruttore.
Fig. 4.13: Caricamento dell’impianto
Le operazioni di vuoto e carica possono essere eseguite anche per mezzo di sistemi automatici gestiti
tramite microprocessore. La sequenza di operazioni può essere programmata ed eseguita automaticamente
dalla stazione di vuoto e carica (fig. 4.14).
Fig. 4.14: Sistema automatico di vuoto e carica (Orieme)
I gas refrigeranti utilizzati negli impianti di climatizzazione sono di seguito brevemente descritti.
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•
R22 - è un gas monocomponente della gruppo degli HCFC (Idroclorofluorocarburi contenenti
cloro e dannosi per l’ozono stratosferico. Dal 1° gennaio 2004 ne è vietato l’uso nelle macchine di
nuova costruzione. Gli impianti già installati e le macchine ancora a magazzino possono ancora
utilizzarlo ( regolamento europeo N° 2037/2000 in vigore dal 1° di ottobre 2000) come gas vergine
fino al 31/12/2009, e come gas riciclato o rigenerato potrà essere fino al 31 dicembre 2014. Saranno
definitivamente vietati dal 1° gennaio 2015.
•
R407C - miscela di refrigeranti della famiglia degli HFC senza cloro. Sono considerati ecologici
perché hanno un Potere di Distruzione dell'Ozono (ODP) nullo. Nonostante questo anche loro
concorrono al cosiddetto effetto serra anche se in misura ridotta rispetto ai più pericolosi CFC.
•
R 410A – è un refrigerante chimicamente stabile e poco tossico. Fa parte della famiglia degli
HFC non è esplosivo e nemmeno infiammabile e in condizioni normali non è corrosivo.
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