POMPE DI CALORE-GLI ERRORI PIU’ COMUNI

Le pompe di calore sono macchine con poche parti meccaniche in movimento.

Grazie a questo risultano affidabili, richiedono in generale poca manutenzione, e hanno una vita tecnica molto lunga.

Questo è vero però solo a patto che siano rispettati i criteri di funzionamento prescritti, che dipendono per lo più dal corretto dimensionamento (fase progettuale) e dalla corretta installazione.

Vediamo quali sono gli errori in cui si cade più facilmente, e le conseguenze sull’impianto.

Dal lato impianto è fondamentale che la pompa di calore sia in grado di smaltire il calore prodotto, con il salto termico prescritto dal produttore.

Per le macchine Ochsner, il salto termico al condensatore deve essere compreso tra 5 e 7 K. Per mantenere il corretto salto termico occorre garantire la giusta portata, e la pulizia dello scambiatore.

Conseguenze di una portata insufficiente: la portata insufficiente causa lo smaltimento insufficiente di calore dal circuito frigorifero. A seconda dell’equilibrio che si raggiunge, si può avere un aumento del salto termico che provoca un aumento di temperatura del gas di scarico al compressore ed un aumento della pressione di esercizio. Si ha una diminuzione di rendimento, e si può arrivare fino al blocco per pressione troppo alta nel circuito frigorifero. In caso di funzionamento inverso, la temperatura di mandata troppo bassa può bloccare la macchina in protezione antigelo. In caso di mancato intervento delle sicurezze si può arrivare al congelamento dello scambiatore con possibile rottura.

Cause di una portata insufficiente:

  • Tubazioni e accessori mal dimensionati
  • Circolatori mal dimensionati
  • Circolatori mal regolati
  • Filtri sporchi
  • Acqua impianto incrostante
  • Impianto da sfiatare
  • Punti alti dell’impianto senza sfiati
  • Vaso di espansione mal dimensionato/con pressione di precarico errata
  • Valvole chiuse/bloccate/non idonee

Qualità inadeguata dell’acqua impianto: lo scambiatore può sporcarsi o forarsi a causa di una qualità non idonea dell’acqua di riempimento dell’impianto. Acqua ricca di calcare, oppure di ferro, manganese o altri minerali, o ancora acqua con pH troppo alto o con durezza troppo bassa, può causare corrosioni o sporcamento dello scambiatore e dell’impianto.

Conseguenze: la corrosione può arrivare a provocare la foratura dello scambiatore. Questa comporta perdita del gas frigorifero, ed eventuale contaminazione del circuito frigorifero con acqua dell’impianto. Il primo caso è risolvibile con la sostituzione dello scambiatore e la ricarica del circuito frigorifero (intervento costoso). Il secondo caso può comportare la sola sostituzione dello scambiatore con pulizia del circuito frigo, o arrivare a comportare l’impossibilità della riparazione con perdita totale della pompa di calore. Le incrostazioni possono arrivare a intasare i passaggi dello scambiatore, che a volte non è possibile pulire. La sostituzione dello scambiatore è una riparazione costosa.

Conseguenze (continua): la qualità dell’acqua impianto non idonea può provocare danni anche ai circolatori, con diminuzione di efficienza (maggiori consumi elettrici) o guasto per blocco delle giranti o del motore.

Prevenzione: trattamento dell’acqua di riempimento impianto con prodotti condizionanti.

Dal lato fonte di calore occorre garantire sufficiente disponibilità di energia all’evaporatore, e le corrette condizioni di scambio termico.

In generale, anche in questo caso occorre garantire sufficiente portata del mezzo termovettore (aria, acqua, miscela antigelo), e temperature nei limiti di esercizio.

Conseguenze di una fonte di calore insufficiente: il circuito frigorifero viene regolato con l’obiettivo di garantire sufficiente surriscaldamento del gas all’ingresso del compressore. Energia insufficiente all’evaporatore comporta l’abbassamento della pressione di evaporazione, con riduzione della potenza termica resa, diminuzione del rendimento (COP), aumento della temperatura dei gas di scarico, diminuzione delle temperature di esercizio allo scambiatore con possibile formazione di brina e ghiaccio (dipende dal tipo di fonte di calore). Sono possibili blocchi per bassa pressione o temperatura eccessiva dei gas allo scarico del compressore.

ARIA/ACQUA – Cause dell’insufficienza della fonte di calore:

  • Portata aria insufficiente a causa di: scambiatore alettato sporco, posizionamento errato dell’evaporatore, guasto al ventilatore, sbrinamento mancato/incompleto, canali aria o griglie mal dimensionati (per le macchine canalizzate)
  • Temperature troppo basse a causa di: mancato ricambio dell’aria per il posizionamento errato dell’evaporatore (“soffocato”, troppo vicino a pareti, in fondo a zone chiuse, sotto aggetti troppo bassi, in nicchie profonde, in buche, coperto da siepi per motivi estetici).

GEOTERMICO – Cause dell’insufficienza della fonte di calore:

  • Portata fluido antigelo insufficiente a causa di: tubazioni sonde troppo piccole, antigelo mal miscelato, sfiato inadeguato, tubazioni troppo lunghe, tubazioni schiacciate, filtro intasato, protezione antigelo insufficiente con formazione di tappi di ghiaccio, schiacciatura dei tubi a causa di movimenti sotterranei, perdite idrauliche, valvole chiuse/bloccate.
  • Temperature troppo basse a causa di: campo geotermico mal dimensionato, ore di esercizio eccessive rispetto al progetto, pompa di calore usata per il primo riscaldamento di massetti di impianti radianti, terreno non abbastanza conduttivo rispetto al progetto.

GEOTERMICO ad espansione diretta – Cause dell’insufficienza della fonte di calore:

  • Portata gas frigorifero insufficiente a causa di: tubazioni sonde schiacciate, valvola di espansione mal regolata.
  • Temperature/pressioni troppo basse a causa di: campo geotermico mal dimensionato, ore di esercizio eccessive rispetto al progetto, pompa di calore usata per il primo riscaldamento di massetti di impianti radianti, terreno non abbastanza conduttivo rispetto al progetto, perdita di gas frigorifero.

ACQUA/ACQUA – Cause dell’insufficienza della fonte di calore:

  • Portata acqua di falda insufficiente a causa di: tubazioni troppo piccole, pompa del pozzo mal dimensionata, sfiato inadeguato, filtro intasato, perdite idrauliche, pozzo intasato, livello della falda troppo basso, tubazioni/valvole/scambiatori incrostati/sporchi, valvole chiuse/bloccate.
  • Temperature troppo basse a causa di: caratteristiche della falda, ricircolo dell’acqua di reimmissione nel pozzo di prelievo.

I problemi in produzione acqua calda ricadono in genere negli stessi problemi già visti per il lato impianto. Le cause più specifiche possono essere:

  • Portata insufficiente a causa di: scambiatori incrostati di calcare o altri depositi, filtro sporco, valvole chiuse/bloccate.
  • Scambio di calore insufficiente a causa di: scambiatori mal dimensionati, scambiatori che perdono efficienza a causa dello sporcamento (mancata manutenzione).

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