Come Funziona un Condizionatore d`aria ?

Come Funziona un Condizionatore d'aria ?
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Come Funziona un Condizionatore d'aria ?
Per chiarire questo quesito fondamentale varrà la pena di dilungarci un poco:
- Concetti di base
Un condizionatore funziona sfruttando alcune leggi della termodinamica e le proprietà di un gas
nobile, il Freon. Tutti i gas quando si comprimono si riscaldano e poi, una volta raffreddati,
diventano liquidi. In seguito alla compressione, alcuni gas speciali come il Freon aumentano di
temperatura in modo eccezionale. Con
circa venti atmosfere di pressione (dieci volte quella dei pneumatici della vostra auto), il Freon
passa da una temperatura di 12°C alla bellezza di 80°C, dopo raffreddandosi, come abbiamo detto, diventa liquido. Ora se
si forza a passare un gas liquefatto attraverso un buchino, questo espandendosi diventa freddo, il Freon freddissimo.
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- Come fatto?
Il condizionatore é per lo più costituito da due parti, una che é posta all'interno dell'ambiente e
una che é posta all'esterno all'aria aperta (vedi - come funziona). Queste sono collegate tra
loro da tubi di Rame, dove circola il Freon, e cavi elettrici. Gli elementi contenuti nella parte
interna sono: uno scambiatore di calore
e un ventilatore; quelli presenti nelle parte esterna sono: un compressore, uno scambiatore di
calore e un ventilatore. Il compressore é una pompa elettrica che comprime il gas Freon. Per capire invece cos'é uno
scambiatore faremo l'esempio del vostro frigorifero dove la cella all'interno, che é il primo scambiatore, cede freddo all'aria e i cibi si raffreddano, e dove la
serpentina all'esterno dietro il frigorifero, che é l'altro scambiatore, cede il calore sottratto all'interno all'aria.
- Come funziona?
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Questo sotto é lo schema di funzionamento del condizionatore. Lo scambiatore "A" é all'interno
dell'ambiente e si chiama evaporatore, quello "B" é all'esterno e si chiama condensatore, in
tutto il circuito circola il gas Freon, ma il suo stato e la sua temperatura sono molto diversi a
seconda di dove si trova. Cerchiamo di
capire cosa succede partendo dal compressore. Questo compressore comprime il Freon a ben
20 atmosfere e gli fa' raggiungere la temperatura di circa 80°C. A questa temperatura il Freon arriva allo scambiatore esterno "B".
Anche se fuori ci fossero 40°C, lo scambiatore aiutato dal suo ventilatore cede parte del calore del Freon all'aria. Questo si raffredda e cambia di stato
diventando liquido. A questa temperatura e in questo stato viene costretto a passare attraverso un buchino piccolissimo "Tubo Capillare". Alla sua uscita si
dilata diventando in parte gassoso e si raffredda moltissimo scendendo a circa 5°C. Ora il Freon é pronto per arrivare allo scambiatore "A",
all'interno dell'ambiente. Qui l'evaporatore aiutato dal suo ventilatore, cederà il freddo all'aria e poi ritornerà al compressore per un nuovo ciclo.
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- Conclusioni
Che il condizionatore funzioni nella maniera descritta é solo l'inizio. Affinché tutto questo si
trasformi in benessere per la nostra persona, bisognerà poter regolare la temperatura e quindi
occorrerà un termostato, bisognerà pulire l'aria dalle polveri e pollini, quindi verrà inserito un
filtro e infine bisognerà ottenere un
giusto grado di umidità dell'aria, cosa che attualmente si ottiene dimensionando bene la
macchina nei confronti dell'ambiente da servire
- Quali sono le unità di misura usate nel settore per indicare la potenza frigorifera o termica?
• BTU/h -> British Termal Unit, unità di misura della potenza termica di origine anglosassone;
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•W -> Watt (frigoriferi o caloriferi), unità di misura della potenza nel sistema SI (sistema
internazionale delle unità di misura);
• frig/h (e kcal/h) -> frigorie (e chilocalorie), unità di misura del calore appartenente al Sistema
Pratico, una frigoria equivale ad una chilocaloria e indica il calore sottratto ad un corpo, come
convenzione si attribuisce alla frigoria un segno negativo: 1 frigoria = - 1 kcal;
• 1Watt = 3,413BTU = 0,860kcal/h.
- Quali sono le condizioni di prova a cui si riferiscono i dati salienti dei climatizzatori?
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Viene chiamato a pompa di calore il climatizzatore o il refrigeratore d'aria che riesce a produrre
sia il "freddo" che il "caldo". Questo tipo di macchina può essere sia on-off (condizionatore
classico) e sia inverter. Per produrre il "caldo" si ha nella macchina un inversione del ciclo del
freddo. E' come se il climatizzatore
cercasse di raffreddare l'esterno, il calore prodotto in questa fase, compreso quello prodotto dal
compressore, viene quindi rilasciato all'interno e l'ambiente che si riscalda. Fate attenzione, proprio perché il condizionatore sottrae
calore all'esterno (cedendolo all'interno), più di tanto non può andare. A seconda dei modelli e delle marche si hanno dei limiti di funzionamento
rispetto alle basse temperature esterne. Badate bene che questo non é un difetto, ma un limite fisico delle macchine. Infine più la pompa di calore riesce a
produrre "caldo" a temperature esterne basse, migliore é la qualità. Ulteriori approfondimenti nella nostra Sezione Tecnica.
- Cosa sono i limiti di funzionamento di un climatizzatore?
Rappresentano i valori di temperatura esterna entro i quali è garantito il funzionamento del
climatizzatore anche se a rendimenti inferiori al 100%. Ad esempio, una modello capace di
funzionare da -15°C a +46°C è superiore ad uno che oscilla da -10°C a +43°C. Molto spesso
il dato è omesso dalle Case ed è un
vero peccato.
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- Cos'è e come funziona una pompa di calore?
Viene chiamato a pompa di calore il climatizzatore o il refrigeratore d'aria che riesce a produrre
sia il "freddo" che il "caldo". Questo tipo di macchina può essere sia on-off (condizionatore
classico) e sia inverter. Per produrre il "caldo" si ha nella macchina un inversione del ciclo del
freddo. E' come se il climatizzatore
cercasse di raffreddare l'esterno, il calore prodotto in questa fase, compreso quello prodotto dal
compressore, viene quindi rilasciato all'interno e l'ambiente che si riscalda. Fate attenzione, proprio perché il condizionatore sottrae
calore all'esterno (cedendolo all'interno), più di tanto non può andare. A seconda dei modelli e delle marche si hanno dei limiti di funzionamento
rispetto alle basse temperature esterne. Badate bene che
questo non é un difetto, ma un limite fisico delle macchine. Infine più la pompa di calore riesce a
produrre "caldo" a temperature esterne basse, migliore é la qualità. Ulteriori approfondimenti nella nostra Sezione Tecnica.
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- Come varia la capacità termica della pompa di calore?
Stima approssimativa della riduzione della capacità termica (rendimento) della pompa di calore
rispetto alle basse temperature esterne:
- Rendimento Pompa di Calore
Temperatura Esterna +7°C +5°C 0°C -5°C -8,5°C -10°C
Rendimento 100% 98% 87% 82% 75% 69%
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- Cos'è e come funziona un inverter?
Il climatizzatore inverter è dotato di un dispositivo elettronico, che aumentando o diminuendo il
regime di rotazione del compressore permette la modulazione della potenza erogata dalla
macchina, in maniera proporzionale alla effettiva richiesta di "freddo" o "caldo" (se l'inverter è
anche a pompa di calore) dell'ambiente.
Semplicemente é come se il compressore di questi condizionatori funzionasse come
un'automobile con il cambio automatico, più serve freddo (es. stanza con finestre socchiuse e tante persone che chiacchierando
animatamente) più va forte, meno ne serve (es. stanza chiusa con due persone comodamente sedute a guardare la TV) più va piano. L'inverter quindi è
sempre in funzione. L'eliminazione dei continui attacca e stacca del motore (condizionatore classico on/off), consentono di ottenere un risparmio di
energia elettrica di circa il 30% su otto ore di funzionamento continuo. Inoltre l'inverter, variando l'emissione del freddo o del caldo secondo la vera necessità
dell'ambiente, ne stabilizza la temperatura che varia solo di circa 0,5°C intorno a quella impostata, contro i circa ±2°C dei classici condizionatori
on/off.
Per il suo principio di funzionamento, l'inverter quando è a bassi regimi (stanza in temperatura)
è decisamente meno rumoroso dei modelli on/off.
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- Cosa significano le sigle DC, PAM e PWM di alcuni inverter?
• DC -> climatizzatore completamente a corrente continua, l'unità interna risulta più silenziosa
ed efficiente;
• PAM -> (Pulse Amplitude Modulation) modulazione ampiezza impulso, funzione che assicura
velocemente la potenza necessaria a raggiungere rapidamente la temperatura impostata;
• PWM -> (Pulse With Modulation) modulazione larghezza impulso, funzione che interviene
dopo la PAM è mantiene la temperatura impostata facendo funzionare il compressore alla
minima velocità possibile in maniera costante.
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- Come si ottiene la deumidificazione dell'aria?
La deumidificazione é una caratteristica poco conosciuta del condizionatore, ma
importantissima. Difatti se mai installeremo la nostra macchina, ci accorgeremo che anche a
temperature impensabili si godrà di un'ottima frescura. Ad esempio in camera da letto sarà
sufficiente impostare la tem
peratura a (26-27)°C per stare freschi e asciutti. Quando il climatizzatore é in funzione, la
batteria di scambio termico dell'unità interna si raffredda rapidamente. L'aria che ci passa attraverso, ci deposita sopra la propria umidità sotto forma di
goccioline di brina, uscendone bella asciutta. Quando poi il climatizzatore si spegna o si riposa, la batteria si riscalda e queste goccioline cadono nella
vaschetta dello scarico della condensa e sono quindi espulse. Se il climatizzatore é ben dimensionato nei confronti dell'ambiente da servire, l'umidità
della stanza varia dal 40% al 60%, valori che sono ideali per il nostro benessere. Tutti i climatizzatori hanno anche una funzione specifica di
deumidificazione, tale funzione è disponibile quando la temperatura esterna è più alta di circa (20-22)°C. Avviene che il climatizzatore esegue, in
maniera automatica, vari cicli del "freddo" molto rapidi e brevi, questi riescono ad espellere l'umidità ma non a rinfrescare l'ambiente.
- E' sempre necessario effettuare il vuoto del circuito frigorifero mediante l'apposita pompa?
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L'operazione di vuoto del circuito frigorifero (mandata+split+ritorno) é sempre necessaria,
anche in presenza di pochi metri di tubazioni, specialmente con le attuali miscele refrigeranti
HFC che utilizzano oli sintetici molto igroscopici che, in presenza di particelle d'acqua, si
degradano velocemente, perdend
o la propria capacità lubrificante.
L'operazione di vuoto deve essere effettuata mediante l'apposita pompa, che deve essere del
tipo a doppio stadio, ed ha due scopi principali:
• evacuare l'aria dai tubi perché essendo incondensabile produrrebbe certamente effetti nocivi
sul funzionamento;
• eliminare le tracce d'acqua normalmente presenti come tracce di umidità nelle tubazioni.
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Naturalmente, quanto minore é la lunghezza delle tubazioni, tanto minore può essere il
contenuto d'acqua, ma bisogna ricordare che una piccola goccia trasformata in ghiaccio, per
effetto della bassa temperatura che esiste all'interno del circuito, é capace di bloccare un
capillare o una valvola d'esp
ansione causando continui malfunzionamenti e rischiando la rottura del compressore.
- Come si puliscono i filtri dell'aria?
I filtri dell'aria negli split sono di diverse forme, quando non è espressamente richiesta la
sostituzione, in generale procedete come segue:
• sempre e comunque, in qualsiasi caso di manutenzione di un climatizzatore o di qualsiasi
apparato sotto tensione, staccate l'alimentazione elettrica alla macchina;
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• sollevate il coperchio frontale dello split agendo sui piccoli incavi laterali (di solito ci sono);
• rimuovete i filtri come decritto nei manuali d'uso, in genere basta sollevare a linguetta alla
base ed estrarli facendoli scivolare verso il basso;
• soffiateli con un getto d'aria o spruzzateli sotto l'acqua effettuando questa operazione dalla
parte contraria a quella di ingresso dell'aria, in pratica dalla parte normalmente rivolta verso la
batteria di scambio termico (evaporatore);
• se i filtri sono in plastica come nella quasi totalità degli split residenziali, dopo averli soffiati o
spruzzati possono anche essere lavati con i normali
detergenti da cucina, avendo cura di usare una spugnetta morbida per non rovinare la trama
del filtro, dopo il risciacquo lasciateli asciugare bene;
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• reinseriteli poi nella loro sede, chiudete la veletta e ridate l'alimentazione elettrica.
E' estremamente importante che periodicamente puliate i filtri del vostro climatizzatore. Non c'é
una scadenza esatta, se siete in un luogo polveroso fatelo di frequente, viceversa ogni tanto,
ma fatelo almeno prima di metterlo in funzione d'Estate. Respirare l'aria filtrata male fa
ammalare, e questa non é colpa del
climatizzatore. Inoltre, con filtri molto sporchi variano anche i rendimenti della vostra macchina,
più sono sporchi meno raffredda. Se sapete di dimenticarvene o per vari motivi non volete o non potete effettuare questa operazione,
contattate dei professionisti che vi forniscano un servizio di manutenzione programmata.
- Quando bisogna effettuare la ricarica del gas nel circuito?
Non bisogna mai farlo. Il gas circola in un circuito chiuso, se non c'é una perdita l'impianto non
si scarica mai. In ogni caso, prima di ricaricare bisogna cercare ed eliminare il "buco" da cui il
gas è fuoriuscito.
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- Come si effettua la ricarica di fluido refrigerante in un condizionatore?
Tenendo ben presente che per i piccoli gruppi refrigeranti quali gli split, l'unica maniera per
garantire la resa del 100% della macchina è quella di avere a bordo la corretta quantità in
grammi di gas indicata dal costruttore in etichetta, il tecnico di comprovata esperienza,
procederà di massima come segu
e:
• recupererà il gas ancora nel circuito (quando possibile) o lo scaricherà del tutto;
• eliminerà la perdita;
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• se necessario pulirà le linee frigorifere (a seconda dei casi con appositi detergenti e poi con
Azoto ad alta pressione o solo con quest'ultimo);
• farà un ottimo vuoto con l'apposita pompa;
• attraverso il manometro e servendosi della bilancia di precisione caricherà l'esatta quantità di
gas indicata in etichetta.
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