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I SISTEMI AD ESPANSIONE DIRETTA VRV (VARIANT REFRIGERANT VOLUME)

 

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.
È proprio la distribuzione interna delle linee, cariche di refrigerante, il punto debole dei VRV, per due motivi distinti.
In primo luogo vi è un aspetto pratico: un'eventuale perdita in qualche punto delle tubazioni diventa estremamente difficile da rilevare. È vero che una simile eventualità ha scarse probabilità di verificarsi se l'impianto è installato bene, però una piccola imperfezione può sempre sfuggire ed è giusto considerla nel valutare l'affidabilità globale del sistema.
In secondo luogo non vanno sottovalutati gli aspetti legati alla tutela dell'ambiente. Indubbiamente un sistema di questo tipo contiene una quantità di refrigerante maggiore rispetto ad un sistema a fluido intermedio ed una maggiore probabilità di fughe.

IMPIANTI IDRONICI
Una tecnologia semplice, innovativa e soprattutto matura dal punto di vista applicativo consente oggi con costi d’esercizio molto contenuti di realizzare in modo confortevole ed efficiente con un unico impianto la climatizzazione estate-inverno uniformemente distribuita in tutti gli ambienti. È l’impianto idronico, vi spieghiamo cos’è, come e quando s’installa e quali i sono i suoi componenti.

DESCRIZIONE TIPOLOGIA IMPIANTISTICA
Unica condizione preliminare per la realizzazione dell’impianto idronico è che questa scelta venga effettuata prima della posa in opera della tubazione di distribuzione dell’impianto, avendo detto circuito caratteristiche diverse rispetto a quello di un normale impianto di riscaldamento.

Il sistema idronico (a circolazione d’acqua), si avvale di un circuito di distribuzione in rame opportunamente dimensionato per la circolazione di fluido refrigerato. L’isolamento dei tubi sarà costituito necessariamente in elastomero al fine d’evitare fenomeni di condensa per la quale dovrà essere previsto, per ogni punto radiante, il relativo scarico. L’aria fresca-calda sarà erogata da ventilconvettori che potranno essere scelti nella versione a soffitto a parete o a pavimento opportunamente dimensionati e posizionati nei diversi locali.

COMPONENTI DELL’IMPIANTO
I componenti principali e caratteristici dell’impianto sono:

a) CALDAIA MURALE A GAS per riscaldamento ambientale e produzione d’acqua calda sanitaria (in comune con un normale impianto di riscaldamento)
b) CIRCUITO DI DISTRIBUZIONE in rame con caratteristiche tecniche idonee a veicolare acqua refrigerata
c) REFRIGERATORE D’ACQUA funzionante ad energia elettrica da posizionare in parallelo alla caldaia e che può essere, alternativamente alla stessa, collegato nel periodo estivo, tramite lo stesso circuito di distribuzione in rame ai diversi ventilconvettori posizionati nei diversi ambienti
d) VENTILCONVETTORI per la distribuzione dell’aria calda/fresca nei diversi ambienti. Nei locali in cui non si ritiene indispensabile il raffrescamento estivo (come ad es. nei bagni) al posto dei ventilconvettori possono essere utilizzati i comuni elementi radianti.

PRINCIPALI VANTAGGI (rispetto ad un impianto a pompa di calore convenzionale)

  • Disponibilità anche d’acqua calda prodotta dalla stessa caldaia a gas
  • Minor costo dell’apparecchiatura refrigerante.
  • Minor consumo d’energia elettrica:

a) sia sotto il profilo dell’assorbimento elettrico vero e proprio

b) sia sotto quello di non dover aumentare l’impegno di potenza del contatore ENEL

  • Minore ingombro e quindi minori problemi estetici relativi al posizionamento dell’unità refrigerante che si presenta singola, compatta e facilmente occultabile.
  • Possibilità d’avere il fresco dove si vuole utilizzando gli stessi ventilconvettori che ci servono per il riscaldamento invernale ed evitando quindi ingombri d’altre apparecchiature.
  • Maggiore sicurezza e rispetto dell’ecologia in quanto in casa non circola gas freon, ma solo acqua.

Nel periodo estivo, contrariamente al periodo invernale, non è necessario rinfrescare contemporaneamente tutti gli ambienti, ma esclusivamente quelli alternativamente abitati e cioè la zona notte o la zona giorno. Questa constatazione pratica dà l’opportunità di dimensionare il refrigeratore per circa la metà del suo carico complessivo che, per un appartamento medio è di circa BTU/H, 18.000 corrispondenti ad un assorbimento elettrico di circa Kw/h 2.

Per esigenze particolari la percentuale di tale contemporaneità può essere elevata, incrementando in proporzione la potenza del refrigeratore d’acqua.

DIFFERENZE SOSTANZIALI CON UN COMUNE IMPIANTO DIRISCALDAMENTO
La tecnica d’impianto e la relativa componentistica è in pratica molto simile ad un comune impianto di riscaldamento. Le uniche sostanziali differenze riguardano:

  • circuito di distribuzione del fluido termovettore con caratteristiche già descritte
  • utilizzazione di un refrigeratore d’acqua della potenza di circa BTU/H:18.000 (per un appartamento medio)
  • utilizzo nei diversi locali per la distribuzione del calore di ventilconvettori in luogo dei normali elementi radianti.

QUANTO COSTA
I maggiori costi possono essere approssimativamente calcolati in circa il 40% in più rispetto a quelli di un comune impianto di riscaldamento. Un sacrificio economico certamente non grande rispetto al grosso vantaggio di potere avere anche aria fresca uniformemente distribuita in qualsiasi ambiente dell’abitazione. Da rilevare poi che per ottenere lo stesso risultato aggiungendo all’impianto di riscaldamento i comuni split in commercio costerebbe certamente di più con risultati funzionali, estetici e di efficienza energetica notevolmente inferiori.

INCENTIVI E DETRAZIONI FISCALI
Se l’impianto sostituisce un impianto obsoleto di riscaldamento già esistente o in sede di ristrutturazione dei locali si ha diritto alla detrazione IRPEF pari al 36% dei costi sostenuti.

CONCLUSIONI
Si può senza dubbio concludere che l’impianto idronico, su descritto, rappresenta una scelta impiantistica intelligente che accomuna i benefici di un normale impianto di riscaldamento e di condizionamento sommandone i vantaggi ma diminuendone le problematiche ed i relativi costi sia d’impianto che d’esercizio. Esso inoltre si presenta facile da istallare, sicuro e soprattutto flessibile e versatile.