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Funzionamento e dettagli costruttivi

La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire energia termica da una sorgente a temperatura più bassa ad una sorgente a temperatura più alta, utilizzando differenti forme di energia, generalmente elettrica.

schema pompe di calore

Principio di funzionamento di una pompa di calore:

  1. Condensatore (lato caldo)
  2. Valvola di espansione
  3. Evaporatore (lato freddo)
  4. Compressore
Il funzionamento di un condizionatore d'aria si basa sull'utilizzo di un ciclo termodinamico che viene svolto su un fluido termovettore. Il condizionatore è in genere costituito da seguenti elementi essenziali:
  • compressore: ha lo scopo di comprimere il fluido, cioè aumentarne la pressione; nel compressore il fluido si trova allo stato gassoso; in accordo con le equazioni di stato dei gas (nel caso più semplice l'equazione di stato dei gas perfetti) aumentando la pressione di un gas aumenta anche la sua temperatura, per cui il gas all'uscita dal compressore ha una temperatura e una pressione maggiore rispetto all'entrata;
  • condensatore: ha lo scopo di condensare il gas, cioè portarlo allo stato liquido; tale passaggio di stato avviene sottraendo calore al gas; tale calore viene disperso nell'ambiente;
  • organo di laminazione: corrisponde ad una strozzatura della condotta; durante il passaggio da tale strozzatura, il liquido viene sottoposto a perdite di carico localizzate, per cui diminuisce la sua pressione e di conseguenza la sua temperatura;
  • evaporatore: ha lo scopo di vaporizzare il liquido, assorbendo calore dall'esterno.
I fluidi termovettori più utilizzati nei condizionatori d'aria sono (o sono stati):
  • R12: condizionatori industriali (ormai fuori legge);
  • R22: condizionatori civili e terziario (ormai fuori legge);
  • R32: condizionatori civili e terziario (ultima generazione);
  • R407c: condizionatori civili e terziario;
  • R410a: condizionatori civili e terziario.
Vi sono poi una serie di componenti ed accessori che servono a completare e gestire il funzionamento del sistema, come ad esempio: valvole, pressostati, ventilatori, telecomando, sonde, schede elettroniche. Negli impieghi civili è comune la configurazione che presenta due unità separate:
  • un'unità esterna, ospitante il motore del condizionatore e solitamente caratterizzata dalla ventola radiale;
  • un'unità interna (lo split), che provvede a mettere in circolo l'aria (condizionata o meno), distribuendola nei locali attraverso un'apposita feritoia.

Aspetto esteriore

I condizionatori d'aria possono essere costituiti da due unità, una detta unità interna e la seconda detta unità esterna (con una o due ventole). Tra le due unità corrono due tubi in rame per la circolazione dei fluidi (uno in ingresso e uno in uscita) e i cavi dei collegamenti di controllo e comando, mentre l'alimentazione elettrica solitamente viene portata dalla rete all'unità esterna e da essa all'unità interna. Entrambe le unità necessitano di un tubo di scarico per evacuare l'acqua che si forma per condensazione. Ultimamente sono entrate in commercio anche macchine formate da un unico elemento le quali, se addossate ad una parete, assolvono ad entrambe le funzioni delle due prima descritte ma con notevoli limiti di rendimento e alto costo d'acquisto.
Le unità interne poi possono essere distinte in cinque tipologie costruttive:

  • a muro: per installazioni a muro in posizione alta;
  • a pavimento: tipo fancoil;
  • a consolle: per installazione a soffitto senza controsoffitto;
  • a cassetta: per installazioni a incasso nei controsoffitti;
  • canalizzabili: per l'installazione assiemata a condotti d'aria e anemostati.

Tipologie

Solo freddo e a pompa di calore

I condizionatori si dividono in due grandi famiglie:

  • quelli chiamati solo freddo
  • quelli detti a pompa di calore.
La differenza sostanziale è che quelli a pompa di calore, oltre a raffreddare l'aria in estate, in inverno possono anche riscaldare invertendo il ciclo di funzionamento, sottraendo il calore dell'aria esterna per poi immetterlo nell'ambiente interno (ovviamente più bassa è la temperatura esterna più basso sarà il rendimento).

On-off e inverter

Un'ulteriore distinzione è quella relativa alla loro alimentazione e al loro funzionamento. Sotto questo punto di vista, ci sono due grandi famiglie:

  • condizionatori d'aria on-off
  • condizionatori d'aria ad inverter.
La tecnologia dei condizionatori on-off è più vecchia, molto semplice ed è meno costosa, ma ha un consumo elevato, perché il compressore, appena viene acceso l'apparecchio, va subito alla massima potenza e vi resta, a prescindere da quanta ne possa effettivamente servire, per poi fermarsi completamente quando è stata raggiunta la temperatura impostata e ripartire al massimo quando la temperatura non è più tale. I condizionatori ad inverter invece hanno una tecnologia detta "modulante": sotto il controllo di un sistema elettronico, viene impiegata solo la potenza necessaria per raggiungere il valore di temperatura impostato. La potenza del compressore inizialmente è massima per poi diminuire gradualmente fino al raggiungimento di tale valore, e poi viene impiegato solo il minimo necessario per mantenerlo, senza però fermarsi. Se il condizionatore viene fatto funzionare per molte ore (per esempio di notte) è economicamente conveniente il modello inverter, in caso contrario il maggior costo rispetto al sistema on-off non viene ammortizzato, poiché la funzione modulante interviene soltanto nel momento in cui si sta per raggiungere la temperatura desiderata.

Aspetto energetico

I condizionatori, come molti elettrodomestici, sono vincolati da norme sul risparmio energetico. Nell'Unione Europea dal 1º gennaio 2013 sul condizionatore dev'essere presente l'etichetta energetica, che riporta la classe di consumo energetico, che va da A+++ (migliore) a D (peggiore, con i consumi più alti). I condizionatori con i minori consumi solitamente hanno la tecnologia inverter, mentre un condizionatore on-off può essere incluso in qualunque classe nel caso risulti consumare quanto il tipo di elettrodomestico (in questo caso il condizionatore) di una stessa classe, con tecnologia inverter oppure no. Spesso i condizionatori con tecnologia on-off non vanno al di sopra della classe C. La potenza di un condizionatore si misura in BTU/h o frigorie/h.

Manutenzione dei climatizzatori

I condizionatori o climatizzatori sono degli apparecchi costituiti da varie componenti che permettono loro, a seconda della tipologia, di raffreddare, riscaldare o deumidificare l'aria di un ambiente interno. Affinchè queste funzioni siano svolte sempre correttamente è importante verificare il buon funzionamento di ciascuna componente, in modo da provvedere, eventualmente, alla sua riparazione o sostituzione.

manutenzione climatizzatori


Solo se il condizionatore è sottoposto periodicamente ai necessari controlli e alla opportuna manutenzione, si può garantire il raggiungimento della temperatura ottimale, soprattutto in estate, quando il funzionamento è prolungato, e di conseguenza un adeguato benessere ambientale.
Infatti, la manutenzione frequente dei condizionatori è indispensabile, non solo per mantenere efficiente la macchina, ma anche per preservare la salute di chi abita la casa. Tra l'altro dal 2013 i programmi di manutenzione sono tutti definiti in funzione della macchina e sono normati.
Per questo bisogna prevedere un programma di manutenzione stagionale dell'impianto da affidare ad una assistenza specializzata in condizionatori, che comprenda pulizia e controllo del funzionamento di tutte le componenti. In questo modo si potrà scongiurare il verificarsi di guasti proprio nel momento di maggior bisogno ed evitare di incorrere in spese più ingenti.

Pulizia delle unità interna ed esterna  dei condizionatori

manutenzione climatizzatori

La prima operazione di manutenzione di un condizionatore è rappresentata da un'adeguata pulizia. Le due unità componenti l'impianto, sia quella interna che quella esterna, infatti, sono costantemente a contatto con elementi presenti nell'aria, non solo polvere ma, soprattutto per la parte esterna, anche sostanze inquinanti e pollini. Questi si depositano sulla copertura dell'unità esterna e possono attaccare le batterie, elementi fondamentali per il funzionamento.
Inoltre le stesse sostanze possono intasare i filtri dell'unità interna facendoli diventare ricettacolo di germi e batteri, con conseguente formazione di cattivi odori e pericolo di allergie ed inoltre viene impedita la corretta circolazione dell'aria ed aumenta la rumorosità di funzionamento. La pulizia dei filtri è un intervento spesso eseguito in modalità fai da te, ma questo tipo di approccio non è molto consigliabile, perché non è sufficiente l'utilizzo dei normali disinfettanti e detersivi per la casa affinché l'intervento sia efficace. L'igienizzazione compiuta da ditte specializzate, da compiersi almeno una volta all'anno, avviene invece con prodotti certificati.

Perdite di gas dai condizionatori

Un evento che può verificarsi di frequente è rappresentato dalle perdite del gas utilizzato come fluido termovettore. Questo tipo di evento è uno dei fattori più dannosi per il corretto funzionamento di un condizionatore. Quando si verificano queste perdite, infatti, si determina un calo del rendimento, sul freddo, dell'apparecchio, con un contemporaneo aumento dei consumi energetici. In pratica, il condizionatore pur consumando più energia, riesce a raffreddare meno di quanto richiesto. Il primo intervento che il tecnico manutentore dovrà effettuare è una verifica dei collegamenti tra tubature e saldature, perché è questo il punto dove si verificano le perdite. Potrà valutare anche se è possibile effettuare il rabbocco del liquido refrigerante, anche se si tratta di un intervento sconsigliato.

Malfunzionamento dei condensatori dei condizionatori

Il condensatore è uno dei dispositivi fondamentali del condizionatore, il cui compito è quello di condensare il gas compresso dal compressore e portarlo allo stato liquido. Esso è attraversato da un fluido refrigerante che sottrae calore al gas da condensare. Un cattivo funzionamento del condensatore può essere provocato dalla sua posizione, che può portare l'aria calda a scontrarsi con l'aria più fresca che deve interessare le batterie, determinando un calo notevole delle prestazioni. Un controllo periodico di questa componente ha la funzione di verificare che gli scambi termici avvengano correttamente.

Dove rivolgersi?

Il condizionatore è un apparecchio elettromeccanico: intervenire su di esso senza la necessaria perizia ed esperienza può rivelarsi molto dannoso. È sufficiente un filo scoperto o uno sbalzo di temperatura, perché possa essere danneggiato l'intero impianto. Per questo, quindi, è consigliabile rivolgersi sempre a tecnici specializzati. Per valutare l'affidabilità ed efficienza di una ditta di manutenzione, bisogna assicurarsi che effettui i seguenti interventi:

  • Pulizia dell'unità interna
  • Sostituzione o pulizia dei filtri antibatterici
  • Trattamenti disinfettanti dell'unità interna
  • Estrazione e pulizia batteria esterna
  • Verifiche e rabbocchi del gas refrigerante
  • Controllo sul funzionamento del motore
  • Controllo e riparazioni sul compressore
  • Verifica pressione dell'impianto refrigerante
  • Controllo sulle connessioni del circuito refrigerante
  • Controllo sui pannelli di accensione / spegnimento / regolazione
  • Trattamento contro l'ossidazione dei morsetti
  • Riparazioni di natura elettrica

Virus Legionella: attenzione ai condizionatori!!

Il virus della Legionella, purtroppo, può trovare un habitat ospitale che ne favorisce la prolificazione nei componenti dei nostri condizionatori domestici. Scopriamo perché può accadere il contagio e quali sono le precauzioni per evitarlo.
Il virus della Legionella è un batterio che, sviluppandosi in ristagni di acqua, si sviluppa facilmente sia in natura o all’aria aperta, dove ovviamente vi sono delle stagnazioni piccole o grandi, ma anche all’interno di impianti per uso industriale o domestico. Per sopravvivere il virus Legionella si nutre di calcare, microorganismi, ioni di ferro che si trovano, appunto, nell’acqua dove si sviluppano in maggior quantità soprattutto nella stagione estiva. Le conseguenze di un eventuale contagio umano con il virus sono rappresentate da infezioni delle vie respiratorie che, a seconda del grado di gravità e della presenza di complicazioni, possono anche far pervenire la morte del soggetto. La legionella in casa o in ufficio
Il rischio di contrarre il virus Legionella in casa, in ufficio o in ambienti di “uso quotidiano” è oggi, purtroppo, possibilità reale in relazione soprattutto alla presenza di una serie di elementi in cui la ricerca ha riscontrato la possibilità di veder nascere il batterio. Ci riferiamo a elettrodomestici o agli impianti dedicati soprattutto all’areazione artificiale, alla climatizzazione e al condizionamento, alla deumidificazione degli ambienti, alla nebulizzazione dell’acqua. Il virus, infatti, ha l’opportunità di prolificare all’interno delle componenti di questi prodotti in cui l’acqua scorre o viene a crearsi attraverso il processo della condensazione e in cui ristagna a lungo prima di evaporare. La sua presenza è potenziale, non certa, ovunque scorra o sia presente dell’acqua riscaldata ad una temperatura compresa tra i 25 e i 50 gradi C. Diffusione del virus
Il fatto che, a causa della presenza di condizionatori e climatizzatori, impianti di areazioni e deumidificatori, il virus della Legionella possa entrare nelle nostre case o nei nostri luoghi di lavoro oggi sempre più “isolati” dall’esterno è una possibilità che deve essere tenuta considerazione e assolutamente non sottovalutata. Tutti i prodotti tecnologici che trattano l’aria e la diffondono, infatti, possono diffondere negli ambienti il virus che verrebbe, quindi, contratto per inalazione e non per contagio diretto tra individui. La possibilità di contrarre la Legionellosi, di conseguenza, cresce esponenzialmente in tutti i luoghi domestici o di lavoro in cui l’uso del cosiddetto “aerosol”, ossia dell’areazione forzata per mezzo di macchine e condotti, è quotidiana e gestita da condizionatori, deumidificatori e impianti di areazione.
Le situazioni di rischio più comuni:

  • Insorgenza di ristagni di acqua che favoriscono la formazione colonie batteriche
  • Presenza di incrostazioni e depositi di calcare che resistono ai disinfettanti
  • Presenza di estesi impianti di areazione e riscaldamento centralizzato con numerose condutture e punti di giunzione dove può generarsi il ristagno
  • Eventuale presenza di serbatoi ove l’acqua viene accumulata
  • Presenza di fenomeni di usura e corrosione delle componenti degli impianti
Come prevenire la nascita del Virus e il contagio
Per evitare la nascita del virus Legionella è utile seguire le seguenti indicazioni:
  • Prevedete una disinfezione dell’impianto idrico con l’uso di prodotti specifici.
  • Fate effettuare la pulizia e la disinfezione periodica dell’impianto di ventilazione e di condizionamento, degli apparati di umidificazione dell’aria e delle vasche e piscine per idroterapia.
  • Fate effettuare la pulizia e la disinfezione di umidificatori.
  • Fate controllare gli impianti per verificare l’eventuale presenza ed eliminare i ristagni di acqua o la formazione di calcare.
  • Per gli ambienti più grandi ed affollati, soprattutto quelli di lavoro, è importante far effettuare il monitoraggio della presenza di Legionelle in sistemi d areazione e in sistemi di distribuzione dell’acqua.

pompe di calore
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