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Caratteristiche e funzionalità della pompa di calore inverter. Sistema VRV.
Sulla base dello studio della certificazione energetica, forniamo questo post con informazioni relative al pompa di calore inverter davanti alle strutture per comprenderne meglio il funzionamento e le caratteristiche. Sottolineando i ben noti COP ed EER che caratterizzano il pompe di calore inverter.
Esistono diverse alternative per la climatizzazione degli edifici. Uno di questi è la pompa di calore, in grado di fornire aria fredda o aria calda. In questo post, cercherò di spiegare cos'è un sistema di pompa di calore>
In modo che tu capisca, il refrigerante è un fluido che ha la capacità di assorbire calore a bassa pressione e temperaturae cederlo ad alta pressione e ad alta temperatura. Per fare questo, abbiamo bisogno che quel fluido abbia caratteristiche speciali.
Una delle caratteristiche principali (tra le tante) è quella di avere una temperatura di ebollizione molto bassa (cambio da liquido a gas). Successivamente, e per darvi un'idea, vi indico diverse temperature di ebollizione (a pressione atmosferica):
- Acqua… 99,98ºC
- Etanolo … 78,37ºC
- Ammoniaca…. -33,34ºC
- Refrigerante R410A… -51,58ºC
Immaginiamo di "racchiudere" questo fluido in un circuito di tubazioni (rame) e di metterlo a contatto con l'ambiente che vogliamo raffreddare; Il refrigerante assorbirà il calore ed evaporerà facilmente (ricordate le basse temperature di ebollizione), il che significa che tutto ciò che è a contatto con quella parte del circuito sarà freddo. Pertanto, il refrigerante assorbe calore a bassa temperatura e bassa pressione, cambiando stato da liquido a gas. Questa parte del circuito è chiamata EVAPORATORE.
È necessario rinunciare al calore assorbito dal refrigerante. Per fare ciò, il gas a bassa pressione esce dall'evaporatore. È necessario che la pressione e la temperatura del gas siano elevate per il passaggio di stato a liquido, utilizzando il COMPRESSORE.
Una volta innalzate la pressione e la temperatura, il refrigerante deve trasformarsi in liquido, cioè condensare. Questo cambio di stato viene effettuato nel CONDENSATORE, cedendo all'ambiente il calore assorbito. Per riavviare il ciclo è necessario che il refrigerante liquido ad alta pressione lo abbassi. Per fare ciò, prima dell'EVAPORATORE, viene inserita una VALVOLA DI ESPANSIONE.
Per facilitare il processo di evaporazione e condensazione, vengono utilizzate correnti d'aria attraverso i ventilatori, che sono quelli che realmente accelerano l'evaporazione fornendo il flusso d'aria necessario. Allo stesso modo, nel condensatore è incluso un ventilatore per rilasciare il calore.
In sintesi,restare con l'idea che attraverso i tubi in un circuito chiuso, scorre un REFRIGERANTE che assorbe calore nell'EVAPORATORE (zona fredda), e trasferisce calore nel CONDENSATORE (zona calda)
Se vuoi approfondire e capire di più visivamente, ti lascio dei video molto interessanti, dove tutti questi concetti sono spiegati in modo chiaro.
Cosa sono i sistemi a pompa di calore
Come visto sopra, possiamo fornire aria fredda a un'unità immobiliare, dove si trova l'unità evaporante.
Il pompa di calore, può invertire il ciclo del refrigerante, fornendo così calore in inverno (l'apparecchiatura interna fungerebbe da unità condensante e quella esterna da unità evaporante) e in estate fornirebbe freddo (l'apparecchiatura interna fungerebbe da unità evaporante e la esterno come unità motocondensante) . La/e unità esterna/e incorporano il compressore.
Pertanto, “giocando” con il concetto di unità evaporatore e unità condensante, si possono configurare diversi sistemi in pompa di calore:
- Attrezzature compatte: i vecchi modelli che venivano installati nelle finestre
- Equipaggiamento split: un'unità esterna e un'unità interna.
- Apparecchiature multisplit: una o più unità esterne e più unità interne
Tengo a precisare che tutti questi impianti sono comunemente indicati nei software di Certificazione Energetica, come SISTEMI ad ESPANSIONE DIRETTA unizona o multizona.
Esistono molti modelli di unità interne ed esterne, per impianti domestici, residenziali, o per il terziario, lo vediamo in questo articolo sulle tipologie di condizionamento.
Hai mai visto unità di tipo a cassetta, unità di canalizzazione, unità decorative, ecc; quindi, c'è una grande varietà di prodotti, per poter climatizzare da una casa, ad un ospedale. Ti consiglio di visitare i siti dei produttori, e dare un'occhiata ai cataloghi; in essi scoprirai una moltitudine di caratteristiche tecniche e usi dell'attrezzatura.
Cos'è un sistema inverter
Come abbiamo visto, per aumentare la temperatura e la pressione del gas refrigerante è necessario esistenza di un compressoreQuesto importante elemento è il principale consumatore di energia elettrica in un sistema a pompa di calore>
Nel sistemi di aria condizionata Il controllo convenzionale della temperatura ambiente viene effettuato con un termostato che agisce arrestando e avviando l'apparecchiatura, e di conseguenza il compressore, con il quale i picchi di consumo di energia elettrica sono molto elevati. Si chiama tutto-niente sistemi.
Il sistema inverter o come molti lo chiamano, il apparecchiature inverter, agisce sul compressore variandone la velocità, adattandosi ai fabbisogni termici richiesti, per i quali, tramite un variatore di frequenza, si evitano avviamenti e arresti continui. Si chiamano sistemi proporzionali.
I due principali vantaggi di un sistema inverter sono:
1. - Comodità.
- La temperatura di setpoint viene raggiunta molto più velocemente rispetto a un sistema convenzionale
- Mantiene la temperatura desiderata con minor spesa e minimi eccessi di freddo o caldo
- Livelli di rumore inferiori
Puoi vedere in questo grafico, le grandi fluttuazioni di temperatura in un sistema convenzionale (velocità fissa), mentre nei sistemi inverter sono molto piccole (+ 1 / -1ºC circa)
2. - Risparmio energetico
- Evitiamo avviamenti costanti del compressore e ottimizziamo la produzione di energia
- Minore manutenzione grazie alla riduzione dell'usura meccanica del compressore.
Che cos'è un sistema VRV
Le iniziali delSistema VRV significare "Volume refrigerante variabile", sebbene il termine preciso per Funzionamento VRV voluto "Flusso refrigerante variabile".
A differenza della pompa di calore convenzionale, questo sistema ha la capacità di variare la portata di refrigerante fornita alle batterie di evaporazione-condensazione, controllando così in modo più efficace le condizioni di temperatura dei locali da climatizzare. Questo suona come noi, vero?
Chiaro. Tutti i sistemi denominati INVERTER sono sistemi VRV, anche se nella pubblicità il primo termine viene utilizzato per il mercato domestico e residenziale.
Pertanto, quando si parla di un sistema VRV, si pensa ad un edificio del terziario con numerose unità esterne ed interne. Ogni unità interna funzionerà indipendentemente dalle altre, richiedendo la quantità di refrigerante necessaria. Una valvola di espansione elettronica consentirà il passaggio della quantità necessaria di fluido refrigerante.
Un certo numero di unità interne "penderà" da ciascuna unità esterna, tenendo conto dei limiti del produttore in termini di potenze termiche e distanze dei tubi, tra le altre variabili.
Cos'è un sistema VRV con recupero di calore
Come abbiamo visto in precedenza, l'evaporazione del fluido refrigerante per raffreddare un ambiente implica la sua condensazione e il trasferimento di calore all'ambiente esterno. Questo calore di condensazione viene solitamente disperso verso l'esterno nei sistemi>
Le energie in gioco sono la potenza elettrica consumata dal compressore (W), la potenza calorifica fornita dal condensatore (Qc) e la potenza calorifica assorbita dall'evaporatore (Qf). Il principio di conservazione dell'energia richiede che:
Se consideriamo che l'obiettivo è fornire calore, l'energia utile della pompa di calore è Qc. L'energia che useremo per produrre Qc è W. Quindi l'efficienza termica di questa macchina sarebbe:
Osserviamo che abbiamo chiamato POLIZIOTTO all'efficienza della pompa di calore. Le iniziali COP, sono le iniziali in inglese "Coefficient of Performance", che possono essere tradotte con coefficiente di prestazione.
Immaginiamo che il COP di una pompa di calore sia 3.5. Ciò significa che ogni kWh elettrico viene trasformato in 3,5 kWh di calore. Una stufa elettrica, ad esempio, trasforma 1 kWh di elettricità in 1 kWh di calore. Guarda, quindi, l'efficienza delle pompe di calore.
Allo stesso modo,se consideriamo che l'obiettivo è fornire freddo, l'effetto utile è il calore estratto dal bulbo freddo.
Sebbene nell'espressione appaia come COP, in realtà è chiamatoEER (Energy Efficiency Ratio), ed è sempre inferiore al COP in calore.
Pertanto, con questi due valori, ci faremo un'idea dell'efficienza della pompa di calore che stiamo studiando. Successivamente, ti mostro alcuni grafici dell'etichettatura delle apparecchiature di condizionamento dell'aria secondo il COP e l'EER.
Quale sarebbe la conclusione?
Attualmente, come abbiamo visto, ci sono alcuni Sistemi di condizionamento inverter e VRV, molto avanzato, in cui l'elettronica ha reso queste apparecchiature sistemi molto efficienti con enormi vantaggi, anche con possibilità di recupero di calore, che li rende molto competitivi dal punto di vista risparmio energetico. Pertanto, sono sistemi da tenere in considerazione quando si climatizza qualsiasi tipo di edificio.
Articolo preparato da Paulino Rivas García (Ingegnere tecnico industriale - Installazioni / Ingegnere per l'efficienza energetica) Titolare di http://www.instalacionesyeficienciaenergetica.com/ in collaborazione con OVACEN.
