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IMPIANTI A PORTATA VARIABILE DI REFRIGERANTE CON RECUPERO DI CALORE

 

                                    

 

Il nome VRV - Variant Refrigerant Volume (o VRF - Variant Refrigerant Flow - per alcuni costruttori) deriva dalla logica di regolazione della potenza frigorifera che avviene modulando di continuo la portata volumetrica del refrigerante.

Il sistema è formato da una unità esterna dotata di compressore e di batteria di scambio in grado di funzionare indifferentemente da condensatore e da evaporatore. Ad essa sono collegate, mediante tre tubi, una serie di unità interne dotate di ventilatore, batteria di scambio, valvola termostatica elettronica e valvola di deviazione a cassetto.

Sostanzialmente si tratta di un multisplit in cui le unità interne possono lavorare in modo differenziato tra loro, alcune in freddo per rinfrescare il locale, ed altre in pompa di calore per riscaldarlo.

Si tratta quindi di un impianto alternativo al tradizionale quattro tubi a fluido intermedio con gruppi frigoriferi a recupero di calore.

Quando tutte le unità interne lavorano in raffreddamento, il sistema si comporta come un normale multisplit: l'unità esterna funge da condensatore, quelle interne da evaporatore e vengono utilizzate solamente due delle tre tubazioni.

Qualora parte delle unità interne debbano lavorare in riscaldamento, ma il carico predominante sia quello in raffreddamento, si attua il recupero di energia termica: il vapore surriscaldato in uscita dal condensatore viene inviato parte all'unità esterna, che funge ancora da condensatore, e parte alle unità interne in riscaldamento, attraverso il terzo tubo dell'impianto.

Le batterie delle unità interne lavorano anch'esse da condensatore ed il liquido ad alta pressione in uscita da esse viene inviato, assieme a quello proveniente dalla batteria dell'unità esterna, alle batterie delle altre unità interne con funzione di evaporatore.

Nel caso in cui il carico tra richiesta di riscaldamento e di condizionamento sia perfettamente bilanciato: l'intera quantità del refrigerante condensa nelle unità funzionanti in riscaldamento ed evapora nelle altre, by-passando la batteria dell'unità esterna. Quando i carichi sono contrapposti, ma la predominanza è in riscaldamento, vi è il recupero di energia frigorifera. Il vapore surriscaldato in uscita dal compressore viene inviato esclusivamente alle batterie delle unità interne, con funzione di condensatore. Il liquido passa le termostatiche, abbassandosi di pressione, e viene inviato parte alla batteria dell'unità esterna, che funge da evaporatore, e parte alle batterie delle unità in raffreddamento, per poi ricongiungersi, attraverso la terza tubazione, sulla linea di aspirazione del compressore.

Quando, infine, tutte le unità interne lavorano in pompa di calore, il sistema torna a funzionare come un normale multisplit, impiegando due soli tubi con la batteria esterna in funzione di evaporatore e le batterie interne in funzione di condensatore.

Anche questo funzionamento è possibile nella versione a due soli tubi senza recupero.

Particolarmente sofisticato è il sistema di regolazione: la temperatura ambiente è mantenuta costante dal controllo simultaneo delle valvole termostatiche elettroniche di cui sono dotate le singole unità interne e della variazione di portata volumetrica del refrigerante. A seconda del carico richiesto le valvole si aprono o chiudono, così da adattare la pressione, quindi la temperatura di evaporazione (in raffreddamento) e di condensazione (in riscaldamento), ai reali fabbisogni dell'ambiente.

La regolazione della portata volumetrica del refrigerante viene fatta variando, con un inverter, il numero di giri del compressore in base al segnale di ritorno dalle valvole: se le valvole tendono a chiudere, il numero di giri diminuisce riducendo la portata in tutto il circuito; il contrario se le valvole tendono ad aprire.

Il comando all'inverter viene dato mettendo in parallelo i segnali delle termostatiche affinché il numero di giri del compressore, quindi la portata di refrigerante, sia regolata in modo da tenere in totale apertura almeno una valvola delle unità interne, generalmente quella dell'unità a maggior carico, garantendo le prestazioni volute con la minor portata di refrigerante possibile. Si ottiene, pertanto, un'ottimizzazione dell'efficienza energetica, che tende a migliorare, a parità di ogni altra condizione, riducendo la portata di refrigerante perché migliorano le pressioni di condensazione e di evaporazione.

Per il buon funzionamento del sistema è assolutamente fondamentale che i circuiti frigoriferi siano perfettamente posati da personale altamente specializzato.

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