i nuovi sistemi vrf - ing. luca ferrari · 2015-01-26 · propri sistemi multiset vrf dc inverter...

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TECNOLOGIA 86 RCI n.9/2014 I nuovi sistemi VRF Fin dalla loro comparsa sul mercato, i sistemi a portata di refrigerante variabile hanno contribuito a trasformare radicalmente l’architettura della climatizzazione ambientale. Oggi, oltre ai continui miglioramenti di efficienza, riescono ad implementare soluzioni progettuali innovative ed eterogene che ne permettono l’utilizzo “all season”. Diventa sempre più complicato disegnare un quadro riassuntivo delle nuove tecno- logie dei sistemi VRF. Infatti, se agli esor- di sul mercato erano disponibili solo pochi modelli tra i quali risultava abbastanza fa- cile un confronto di tecnologie e prestazio- ni, oggi lo scenario è decisamente mutato, sia per la comparsa di nuovi costruttori, sia per lo sviluppo di nuove tecnologie e scel- te progettuali Anche se a grandi linee il principio di funzio- namento dei sistemi VRF è ben noto, il come si svolga differisce in aspetti e dettagli anche non trascurabili tra costruttore e costruttore. Luca Ferrari Non solo, da diverso tempo sono presenti sul mercato sistemi che, oltre alla climatizzazio- ne, realizzano la produzione di acqua calda per riscaldamento e/o per usi sanitari. Né mancano sistemi che utilizzano le acque in natura per lo smaltimento del calore refluo al condensatore nel regime di condiziona- mento, o per prelevarvi energia termica nel regime di riscaldamento a pompa di calore. Sistemi che hanno dimostrato successo an- che in applicazioni geotermiche, con valori di efficienza energetica molto interessanti. Gli ulteriori sistemi VRF a pompa di calore, ottimizzati per il riscaldamento, con capaci-

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TECNOLOGIA

86RCI n.9/2014

I nuovi sistemi VRF

Fin dalla loro comparsa sul mercato,

i sistemi a portata di refrigerante

variabile hanno contribuito a

trasformare radicalmente l’architettura

della climatizzazione ambientale.

Oggi, oltre ai continui miglioramenti

di efficienza, riescono ad

implementare soluzioni progettuali

innovative ed eterogene che ne

permettono l’utilizzo “all season”.

Diventa sempre più complicato disegnare

un quadro riassuntivo delle nuove tecno-

logie dei sistemi VRF. Infatti, se agli esor-

di sul mercato erano disponibili solo pochi

modelli tra i quali risultava abbastanza fa-

cile un confronto di tecnologie e prestazio-

ni, oggi lo scenario è decisamente mutato,

sia per la comparsa di nuovi costruttori, sia

per lo sviluppo di nuove tecnologie e scel-

te progettuali

Anche se a grandi linee il principio di funzio-

namento dei sistemi VRF è ben noto, il come

si svolga differisce in aspetti e dettagli anche

non trascurabili tra costruttore e costruttore. Luca Ferrari

Non solo, da diverso tempo sono presenti sul

mercato sistemi che, oltre alla climatizzazio-

ne, realizzano la produzione di acqua calda

per riscaldamento e/o per usi sanitari. Né

mancano sistemi che utilizzano le acque in

natura per lo smaltimento del calore refluo

al condensatore nel regime di condiziona-

mento, o per prelevarvi energia termica nel

regime di riscaldamento a pompa di calore.

Sistemi che hanno dimostrato successo an-

che in applicazioni geotermiche, con valori

di efficienza energetica molto interessanti.

Gli ulteriori sistemi VRF a pompa di calore,

ottimizzati per il riscaldamento, con capaci-

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tà esaltate rispetto ai modelli standard, so-

no oggi in grado di mantenere le condizioni

di benessere in ambiente anche di fronte a

temperature esterne molto basse.

Tutto questo conferma che la realtà di tali

sistemi è oggi grandemente diversificata e in

continua evoluzione, fatto questo che rende

non facili confronti e valutazioni.

Nel seguito si è cercato di delinearne le ca-

ratteristiche innovative di maggior rilievo,

basandosi sulle informazioni fornite dai co-

struttori.

Miglioramenti e innovazioni

Ai fini di un esame generale, semplifican-

do, le principali peculiarità dei nuovi sistemi

VRF si possono distinguere in miglioramen-

ti, nella direzione di una maggior efficienza

energetica e prestazionale, e in innovazioni

quali il recupero/trasferimento di calore e la

produzione di acqua calda, per usi di riscal-

damento e sanitari, combinata con la cli-

matizzazione ambientale e del trattamento

dell’aria. A queste novità va aggiunta inoltre

la riprogettazione dei circuiti frigoriferi per

esaltare certe specifiche caratteristiche. In

ultimo, seppur di nicchia, la condensazione

ad acqua ha permesso di raggiungere valori

notevoli di efficienza energetica rispetto ai

sistemi omologhi ad aria.

Prima di esaminare di seguito tali aspetti, ri-

cordiamo le caratteristiche già ampiamen-

te consolidate dei sistemi VRF di ultima ge-

nerazione:

– utilizzo del refrigerante R-410A;

– disponibilità di macchine a pompa di ca-

lore e a recupero di calore;

– sviluppo di compressori rotativi a palet-

te e scroll con motori a corrente continua

con Inverter;

– utilizzo di motori a corrente continua a

velocità variabile per i ventilatori;

– campo di potenze frigorifere esteso, in gene-

rale, da 8 a circa 120 kWf, e da 9 a 132 kWt

per i sistemi a pompa di calore, e da circa

20 a 90 kWf e da circa 25 a 100 kWt nei si-

stemi a recupero di calore.

Compressori con motori

a corrente continua

Nel campo dei miglioramenti dell’efficienza

energetica viene naturale analizzare innan-

zi tutto il cuore dell’impianto VRF: il com-

pressore.

Vi è infatti sempre un’intensa ricerca dedica-

ta al miglioramento delle prestazioni energe-

tiche dei compressori e della rispettiva elet-

tronica di regolazione (Inverter). Inoltre la

regolazione impostata consente di attivare

parametri flessibilità che permettono all’e-

lettronica di adeguare la prestazione dell’im-

pianto alla richiesta specifica, superando le

impostazioni standard di lavoro.

Per questo è possibile consentire al com-

pressore di lavorare in raffreddamento, in

riscaldamento o in entrambe le modalità, in

maniera “più spinta” per raggiungere velo-

cemente la risposta desiderata.

Nella maggior parte dei prodotti sul mercato

i compressori sono di tipo scroll e in misura

minore rotativi, per le potenze inferiori, ma

ciò non significa che abbiano identiche ca-

ratteristiche. Ormai nella generalità dei ca-

si, i compressori a velocità variabile (scroll

o rotativi) sono equipaggiati con motore a

corrente continua e Inverter, in quanto con

essi si può ottenere un’efficienza energe-

tica maggiore dall’elettronica e un funzio-

namento più uniforme del motore. Infatti

la corrente alternata di rete, dopo essere

stata trasformata in continua non deve es-

sere ritrasformata nuovamente in alternata.

Daikin e Hitachi utilizzano compressori scroll

a corrente continua a riluttanza con rotori

a magnete permanente al neodimio pilota-

ti da Inverter.

Vi è poi la tendenza generale di abbando-

nare la soluzione di equipaggiare le unità

esterne con un solo compressore a velocità

variabile, mentre gli altri – uno o più secon-

do la potenza dell’unità – sono del tipo a

velocità costante (on-off) con alimentazio-

ne a corrente alternata, per andare verso

soluzioni con soli compressori con inverter.

Un’unità esterna della gamma Hitachi è vi-

sibile nella figura 1.

A corrente continua, sempre con regolazio-

ne a inverter, sono i compressori scroll di

quarta generazione montati sulla serie Multi

V IV di LG Electronics; ciascuna unità ester-

na è equipaggiata con due compressori, en-

trambi a funzionamento con inverter a cor-

rente continua. Il nuovo compressore scroll

inverter LG ad alta pressione è ottimizzato

per il funzionamento a regimi parziali, pesa

la metà del modello precedente e raggiunge

1 Una tipica unità esterna di un sistema VRF di potenza media equipaggiata con compressori scroll con motore a corrente continua pilotati da Inverter (Hitachi).

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una frequenza massima di rotazione di 150 Hz

(maggior reazione alle variazioni di carico e

maggior efficienza ai carichi parziali).

Particolarità dei compressori scroll LG, ma

non solo di essi, è l’immissione di refrige-

rante in fase vapore nella zona di compres-

sione che può aumentare la temperatura di

mandata in condizioni di lavoro a basse tem-

perature esterne in modo da incrementa-

re la capacità di riscaldamento e migliorare

l’intervallo operativo. A ciò si aggiunge un

nuovo sistema di recupero dell’olio ad alta

pressione (HiPORTM) che ne aumenta ul-

teriormente l’efficienza preservandone nel

contempo il corretto funzionamento.

Basata anch’essa su doppio compressore

scroll a corrente continua di terza generazio-

ne, è la filosofia Samsung della serie DVM S

(Digital Variable Multi), anch’essa con inver-

ter e iniezione di gas per aumentare l’effi-

cienza alle basse temperature EVI (Enhan-

ced Vapor Injection) e una messa a regime

rapida (figura 2).

La tecnologia EVI consiste nell’iniezione di

vapore di refrigerante freddo da uno scam-

biatore di calore in una fase intermedia del-

la compressione. Anche in questo caso si li-

mita la temperatura di fine compressione, si

aumenta la portata massica del refrigerante

nel condensatore e si accresce il valore del

sottoraffreddamento del liquido. L’unione di

queste due tecnologie produce un aumento

della capacità di riscaldamento a pompa di

calore fino del 20% e dell’efficienza ener-

getica fino del 7%.

I limiti di temperatura esterna sono com-

presi tra -5 °C e +48 °C in raffrescamento

e -20 °C e +24 °C in riscaldamento.

Una soluzione originale è quella sviluppata

da Toshiba (figura 3), che consiste nell’aver

equipaggiato le unità esterne (14-16 HP) ad-

dirittura con tre compressori rotativi (Twin

Rotary) di propria produzione, con motori

a corrente continua, pilotati da Inverter a

controllo vettoriale in grado di modulare

la frequenza della tensione di alimentazio-

ne del compressore con una precisione di

0,1 Hz, consentendo al compressore di ero-

gare solamente la potenzialità strettamente

necessaria.

Una scelta che si distacca da quella degli al-

tri costruttori anche per il diverso regime di

funzionamento ai carichi parziali.

Nel funzionamento a carico ridotto il carico

stesso viene ripartito sui più compressori tut-

ti ad inverter, invece di utilizzare un singolo

compressore ad elevata velocità.

La potenza complessiva è la stessa, ma il

consumo energetico e la rumorosità sono

ridotti perché la velocità di funzionamento

è più bassa. Inoltre non si incorre all’usura

selettiva del solo compressore Inverter.

Mitsubishi Electric ha dotato invece i propri

VRF del nuovo compressore scroll inverter

con motore elettrico DC ad alta efficienza

Poki Poki, ottimizzato per funzionare ai ca-

richi parziali.

Il motore si caratterizza per un elevato livello

di densità della bobina e per un alta efficien-

za. Lo statore del motore non è costituito

da un corpo unico, ma sezionato in più parti

(noccioli). I singoli noccioli subiscono singo-

larmente il processo di avvolgimento della

bobina (da qui la denominazione di avvol-

gimento concentrato), in modo tale che il

2 Un’unità esterna DVM S di Samsung equipaggiata con compressore Digital Scroll EVI. La variazione di capacità avviene interrompendo per brevi intervalli di tempo la compressione ma senza arrestare il motore.

3 Toshiba ha equipaggiato le proprie unità esterne con una terna di compressori rotativi Twin Rotary con motore a corrente continua pilotati da Inverter che ne regola la velocità in modo indipendente rispetto agli altri e mantengono i carichi equilibrati su tutte le unità anche ai valori più bassi della domanda.

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processo di avvolgimento minimizzi lo spa-

zio morto (dead space).

Con un 20% maggiore di rapporto volu-

metrico della densità della bobina di rame

rispetto ai motori elettrici convenzionali, l’ef-

ficienza del motore è aumentata del 4%.

Anche Airwell, nella propria serie FlowLo-

gic, di cui un modello è visibile nella figura

4, prevede la regolazione con inverter dei

compressori scroll.

Argo invece ha optato per una scelta ibrida

circa la tipologia dei compressori, che nei

propri sistemi Multiset VRF DC Inverter uti-

lizzano un modello rotativo (Twin Rotary)

con Inverter e motore a corrente continua

in unione a compressori scroll a velocità fis-

sa a corrente alternata.

Sono sempre compressori DC Twin Rota-

ry, con tecnologia Inverter quelli montati

sulle macchine a flusso refrigerante varia-

bile Airstage di Fujitsu. Anche qui l’uso di

un inverter DC, unitamente a un sistema di

espansione con valvola elettronica per uni-

tà interna individuale, assicura un controllo

preciso del flusso del refrigerante.

Caratteristiche aerodinamiche

dei ventilatori

Un impegno non meno attento è stato de-

dicato a migliorare le caratteristiche aerodi-

namiche dei ventilatori delle unità esterne,

con soluzioni diverse secondo i costruttori,

ma che si possono compendiare in una ri-

cerca volta a ridurre la turbolenza del flus-

so d’aria scaricato, agendo sia sul profilo

delle pale del ventilatore, sia sulle caratte-

ristiche del boccaglio di scarico. Il risultato,

indipendentemente dalle soluzioni adotta-

te, si è tradotto in una maggiore efficienza

aerodinamica e in una riduzione del livello

sonoro. Ad esempio, Daikin sui modelli VRV

ha ridotto la turbolenza deflettendo di un

certo angolo l’inclinazione di estremità del-

le tre pale del proprio ventilatore a spirale

Aero. In aggiunta, ha utilizzato un motore

a corrente continua a rotore esterno che

ha consentito un ulteriore guadagno di ef-

ficienza. Un diametro più grande per il ro-

tore permette di raggiungere valori di for-

za magnetica più elevati a parità di campo

magnetico generato e un miglior controllo

grazie alla maggiore parzializzazione che

permette di raggiungere più facilmente il

valore di potenza impostato.

Ottimizzando l’andamento dell’onda sinu-

soidale viene generata una rotazione del

motore più uniforme migliorando l’effi-

cienza.

Hitachi a propria volta ha sviluppato un ven-

tilatore a 4 pale a diametro maggiorato che

permette di ridurre fino a 60 giri/min. la ve-

locità di funzionamento. A ciò ha contribu-

ito anche il profilo della bocca di scarico al

quale è stata conferita un’espansione nel-

la zona superiore. All’efficienza energetica

contribuiscono anche in questo caso mo-

tori a corrente continua pilotati da Inverter.

Varie soluzioni sono state pure sviluppate

per migliorare l’efficienza del processo di

scambio termico delle batterie, giocando

sia sul profilo delle alette, sia sul diametro

dei tubi. La riprogettazione del profilo del-

le alette, con la riduzione del diametro dei

tubi, ha permesso di ridurre le perdite di

carico opposte al flusso d’aria, migliorando

al tempo stesso l’efficienza dello scambio

4 Un modello di unità esterna VRF, nella fascia bassa di potenze, della serie Flowlogic di Airwell.

5 La gamma VRV IV a recupero di calore di Daikin è un sistema a tre tubi con temperatura del refrigerante variabile dal quale si possono ottenere contemporaneamente raffrescamento, riscaldamento, acqua fredda a 5 °C, acqua calda fino a 80 °C e ricircolo dell’aria.

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termico e quella del ventilatore. Le batterie

stesse sono fondamentalmente del tipo a

pacco, variamente sagomate, a 2 o 3 ran-

ghi, secondo i modelli e la capacità delle

unità esterne.

Questo insieme di interventi ha prodotto un

rimarchevole aumento dell’efficienza ener-

getica complessiva dei sistemi VRF.

Ad oggi invece risulta che solo Daikin ha

introdotto la tecnologia della temperatura

variabile del refrigerante VRT, che consente

ai propri VRV IV di meglio adattarsi alle esi-

genze stagionali dei singoli edifici.

In modalità automatica il sistema regola co-

stantemente sia la temperatura sia il volu-

me del refrigerante in funzione del carico di

lavoro totale richiesto e della temperatura

esterna. E’ cosi impostato per massimizzare

l’efficienza energetica durante la maggior

parte dell’anno, garantendone un aumento

del 28% e comfort durante tutto l’anno.

Ad esempio nella media stagione, quando

le esigenze di raffrescamento sono limitate

e la temperatura dei locali è prossima al set-

point, il sistema può regolare la temperatu-

ra del refrigerante aumentandola in modo

da consumare meno energia.

Sistemi ibridi

In questa tipologia rientrano quelle carat-

teristiche dell’impianto che estendono le

funzioni classiche dei sistemi VRF realiz-

zando impianti ibridi: idronici e a espansio-

ne diretta. Il sistema ibrido, oltre ad offrire

un’elevata efficienza energetica, consente

eccellenti capacità di diversificazione che

mancano del tutto ai sistemi di climatizza-

zione tradizionali.

I costruttori sempre attenti all’evoluzione

delle tecnologie a questo proposito han-

no cosi affrontato la riprogettazione dei

circuiti frigoriferi dei rispettivi prodotti, al-

lo scopo di esaltarne certe caratteristiche

prestazionali soprattutto in riscaldamen-

to. Il risultato è che il circuito frigorifero

classico è stato trasformato e ha assunto

delle connotazioni diverse e delle funzioni

più evolute (pompe di calore), consenten-

do così in un unico impianto il recupero di

calore estratto dalle aree che richiedono il

raffrescamento e il suo utilizzo per riscal-

dare altre aree, oppure per la produzione

di acqua calda per usi sanitari e/o di riscal-

damento.

Questa soluzione in cui il sistema si dota

del recupero di calore sta vedendo preva-

lere la soluzione impiantista dei tre tubi in

virtù della maggiore efficienza nel recupe-

ro del calore: nei sistemi a due tubi il gas

e il refrigerante liquido sono miscelati e

per separarli e recuperare calore è richiesta

un’elevata temperatura di condensazione.

Nel sistema a tre tubi invece gas e refrige-

rante sono separati e quindi per recuperare

calore è richiesta una temperatura di con-

densazione minore, che si traduce anche

in una riduzione del consumo di energia.

Questi sistemi sono dotati di un modulo

idronico interno al sistema VRF grazie al

quale di norma è possibile produrre acqua

calda fino ad una temperatura di 45 °C per

riscaldamento o per la generazione di ac-

qua calda sanitaria. Mediante l’utilizzo di

questo modulo, il sistema VRF si sostituisce

agli impianti di riscaldamento centralizzati

tradizionali.

È questa la soluzione integrata della gam-

ma VRV IV a recupero di calore di Daikin

(figura 5). Nello specifico si tratta di un si-

stema a tre tubi con temperatura del refri-

gerante variabile dal quale si possono otte-

nere contemporaneamente raffrescamento,

riscaldamento, acqua fredda a 5 °C, acqua

calda fino a 80 °C e ricircolo dell’aria.

La sfida maggiore è stata quella di riuscire a

produrre acqua calda anche quando la tem-

peratura esterna risulti maggiore di 40 °C, e

questo significa far lavorare il sistema ad

alte temperature con alte pressioni.

Il sistema è disponibile per potenze da 12,5

a 31,5 kW e può essere collegato ai sistemi

VRV IV, sia condensati ad aria, sia ad acqua.

Allo stesso tempo le unità di collegamen-

to Daikin BS, mono e multi, consentono di

passare dalla modalità di raffreddamento a

quella di riscaldamento e viceversa.

Il medesimo principio viene applicato dal

modulo idronico Hydrobox di Mitsubishi

Electric a bassa temperatura per riscalda-

mento con produzione di acqua calda da

25 °C a 45 °C e quindi idoneo per riscal-

damento radiante, radiatori a bassa tem-

peratura, fan coil in pompa di calore. In

alternativa il modulo Hydrobox reversibile

aggiunge la funzione di raffrescamento.

Sempre nel campo del riscaldamento e

recupero del calore Mitsubishi Electric ha

sviluppato ulteriori due sistemi distinti che

forniscono acqua calda combinata con la

climatizzazione estiva.

Il sistema con modulo idronico HWS pro-

duce acqua calda ad alta temperatura, fino

a 70 °C, previsto per essere collegato ad

un sistema a recupero di calore con siste-

mi R2/WR2, in aggiunta alle unità interne

6 Vista di un modulo HWS equipaggiato con un compressore rotativo a R-134a di Mitsubishi Electric.

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di climatizzazione volute. La potenza ter-

mica è di 12,5 kW. Il sistema con modu-

lo ATW effettua invece la produzione di

acqua calda per riscaldamento a pannelli

radianti fino a 40 °C, e la produzione di

acqua fredda estiva. Èprevisto per essere

collegato sia a sistemi a pompa di calore,

sia a recupero di calore ed è disponibile in

due grandezze costruttive con potenza

termica di 12,5 e 25 kW.

In sintesi i due moduli funzionano su princi-

pi diversi: l’HWS comprende un circuito fri-

gorifero con un compressore rotativo fun-

zionante a R-134a, che, in collegamento

ad una unità esterna, costituisce il 2° sta-

dio – in salita – di un circuito frigorifero in

grado di consentire la produzione di acqua

calda fino a 70 °C (figura 6).

Nel funzionamento dell’impianto a recupe-

ro di calore, esso utilizza l’energia termi-

ca altrimenti dispersa per il riscaldamento

dell’acqua, ottenendo così dei valori di ef-

ficienza energetica sensibilmente elevati.

Il modulo ATW, invece, è sostanzialmen-

te statico e dispone di uno scambiatore

di calore a piastre refrigerante-acqua che

permette, in aggiunta alla climatizzazione,

la produzione di acqua calda fino a 40 °C

per riscaldamento a pannelli radianti e ser-

vizi sanitari. Argoclima con la linea iSeries,

entra anch’essa nell’utilizzo integrato della

tecnologia ad espansione diretta e di quella

idronica, e grazie all’introduzione alla nuo-

va unità interna eMix ottiene la produzione

in accumulo di acqua calda sanitaria tut-

to l’anno con temperature fino a 80 °C.

L’unità eMix di figura 7 sfrutta il calore di

surriscaldamento del gas, grazie ad una

connessione frigorifera presente sulle unità

esterne, collegata direttamente alla man-

data del compressore e dedicata esclusi-

vamente al collegamento di questa par-

ticolare unità, sia ad un software evoluto

di gestione del circuito frigorifero e degli

organi coinvolti (compressore, ventilatori,

valvole elettroniche, pompa di circolazione

dell’acqua). Anche le unità esterne MULTI

V IV HR di LG a recupero di calore (figura

8 ), possono funzionare simultaneamente

in condensazione e evaporazione e tramite

l’unità HR, anche con connessione seriale.

LG ha ampliato l’intervallo operativo in mo-

dalità raffreddamento continuo da -5 °C a

-10 °C, per fornire una soluzione migliore

più efficiente in tutte le applicazioni che

necessitano di funzionare in freddo duran-

te tutto l’arco dell’anno.

In aggiunta alla notevole efficienza energe-

tica, il Multi V IV vanta anche un’estrema

flessibilità di utilizzo.

Le prestazioni del Multi V IV con i nuovi

percorsi differenziati del refrigerante per il

riscaldamento e il raffreddamento contri-

buiscono ad un miglioramento del 15%

dell’efficienza energetica integrata. Inol-

tre, il controllo attivo del refrigerante di

LG regola automaticamente la quantità di

refrigerante in circolo aumentando ulte-

riormente l’efficienza del 3%.

Anche i nuovi sistemi VRF SHRM-i di To-

shiba (Super Heat Recovery Multi System)

a tre tubi erogano simultaneamente raf-

frescamento e riscaldamento e vantano

una elevata efficienza energetica in tutte

le condizioni di carico termico.

Le potenzialità frigorifere spaziano dai 22,4

agli 118 kW, mentre le potenzialità di ri-

scaldamento vanno dai 25 agli 132 kW. Ad

ogni circuito frigorifero possono infine es-

sere collegate fino a 48 unità interne, con

la più distante fino a 190 m.

7 L’unità eMix di Argoclima è dedicata alla produzione in accumulo di acqua calda sanitaria con temperatura fino a 80° C e progettata per essere collegata a qualsiasi tipo di accumulo (dal tipico boiler elettrico da 80 litri fino al serbatoio ad intercapedinwe da 300 litri). È in grado inoltre di gestire fonti energetiche di back-up quali: solare termico o resistenze elettriche.

8 Le unità esterne MULTI V IV HR di LG Electronics a recupero di calore possono funzionare simultaneamente in condensazione e evaporazione, tramite l’unità HR anche con connessione seriale.

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Rimanendo sempre nel campo del recupe-

ro del calore anche le unità esterne DVM

S Samsung possono essere collegate ad

unità interne che funzionano contempo-

raneamente in riscaldamento e raffresca-

mento, garantendo una maggiore flessibi-

lità di gestione ed un notevole risparmio

energetico. Nei sistemi a recupero di calore

devono essere installati i box MCU per ef-

fettuare la conversione di modalità caldo/

freddo. Ogni MCU permette di collegare

fino a 6 unità interne tutte indipendenti tra

loro nel funzionamento in raffrescamento/

riscaldamento.

Le esterne DVM S a recupero di calore col-

legate in tandem effettuano uno sbrina-

mento alternato, garantendo sempre un

riscaldamento continuo degli ambienti sen-

za cali di temperatura.

Anch’essi, con kit idrico HP/HR a bassa/al-

ta temperatura (50/80 °C), possono pro-

durre acqua calda/refrigerata a bassa/alta

temperatura (50/80 °C).

Con la serie FSN1E di Hitachi a recupero

di calore è possibile realizzare una porzio-

ne di circuito frigorifero di tipo “ibrido”

confinando la prestazione esclusivamen-

te alla modalità cooling (senza l’unita CH

Box) servendo una potenza complessiva fi-

no al 50% della potenza nominale dell’u-

nità esterna.Va inoltre segnalato, in analo-

gia con altri costruttori del resto, il circuito

Supercooling del sistema Set-Free sempre

di Hitachi. Lo scopo è fondamentalmente il

medesimo: aumentare la capacità termica

e frigorifera del circuito, a parità di potenza

elettrica assorbita, quindi con un aumento

sensibile dell’efficienza energetica.

Infine il VRF Airstage VR-II di Fujitsu (figura

9) con recupero di calore, è caratterizza-

to dalla versatilità di utilizzo con unità in-

terne indipendenti dal punto di vista della

commutazione caldo/freddo a garanzia del

massimo risparmio energetico.

Sistemi condensati ad acqua

I sistemi VRF condensati ad acqua sono

stati distribuiti sul mercato italiano inizial-

mente da Mitsubishi Electric e poi da Dai-

kin; non risulta che siano offerti da altri co-

struttori. La serie W di Mitsubishi Electric

è offerta in due versioni: WY, a pompa di

calore, da 8 a 24 HP su quattro modelli

e WR2, a recupero di calore con potenze

come i precedenti.

Per entrambe le versioni a pompa di calore

e a recupero di calore il collegamento tra

l’unità motocondensante e le unità inter-

ne è a 2 tubi.

Il compressore è regolato mediante Inver-

ter che ne adegua la potenza frigorifera

erogata alla domanda. La capacità totale

delle unità interne è compresa dal 50% al

150% della capacità nominale dell’unità

condensante.

Daikin da parte sua offre i sistemi VRV W

che possono funzionare in regime di pom-

pa di calore o di recupero di calore a se-

conda dei collegamenti effettuati (la scelta

del regime è quindi automatica da parte

della macchina).

Sono disponibili tre grandezze di unità mo-

tocondensanti, con potenze da 8 a 30 HP.

Le unità motocondensanti sono equipag-

giate con uno, due o tre compressori scroll

di nuova generazione, tipo G, Digital Con-

trolled, funzionanti a 6900 g/min, equipag-

giati con Inverter con funzione soft start,

per ridurre la corrente assorbita all’avvia-

mento. I collegamenti frigoriferi dall’unità

motocondensante alle unità interne sono

a 2 tubi per la modalità a pompa di calore,

e a 3 tubi per quella a recupero di calore.

I sistemi VRF ad acqua, oltre a poter uti-

lizzare acque di falda e di superficie, so-

no idonei per l’applicazione in impianti ad

anello d’acqua chiuso e in impianti geo-

termici.

Conclusioni

I moderni sistemi VRF si configurano in

svariate alternative per quanto riguarda le

capacità e le funzioni svolte. I livelli di ef-

ficienza energetica sono poi tra i più alti

dell’industria HVAC nell’ambito dei campi

di potenza coperti.

La scelta dei compressori con motori a cor-

rente continua pilotati da Inverter potrà

anzi riflettersi sui sistemi idronici inducen-

do una positiva trasformazione anche in

questo settore. Non c’è dubbio comunque

che i sistemi VRF si siano saputi affermare

al di là pur delle più ottimistiche previsio-

ni, e che questa affermazione sia stata in

gran parte meritata per gli importanti valori

di innovazione, efficienza energetica, fun-

zionalità e flessibilità di impiego che hanno

saputo offrire al mercato.

© RIPRODUZIONE RISERVATA

9 L’unità Airstage VR-II di Fujitsu, con recupero di calore per riscaldamento e raffreddamento simultanei, è stata completamente riprogettata rispetto alle precedenti versioni attraverso l’ottimizzazione della componentistica interna, dei flussi d’aria e dello scambiatore di calore.

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