Rotex HPSU Compact: come funziona lo sbrinamento ?

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Il tema degli sbrinamenti invernali e’ particolarmente caro ai possessori di pompa di calore, soprattutto quando sia l’unica fonte per il riscaldamento. Magari ingigantendo la dimensione effettiva del problema.

Ho già toccato questo tema, negli aspetti generali, nel mio articolo precedente Riscaldamento invernale e pompa di calore aria-acqua- attenzione agli sbrinamenti.

Uno dei principali punti di oscurità riguarda l’algoritmo di effettivo funzionamento dello sbrinamento della specifica pompa di calore, in particolare quali sono le condizioni per cui i de-frost vengono avviati.

Andiamo a scoprirlo per la Rotex HPSU Compact, facendo uso di:

  • documentazione ufficiale disponibile sul sito Daikin
  • documentazione ufficiale di servizio trovata in rete (su un sito ungherese) relativa al modello Altherma la cui unita’ esterna (ERLQ04-08CAV3) e’ quella montata con la HPSU versione nuova seconda serie e praticamente identica a quella della versione nuova prima seria come la mia (RRLQ04-08CAV3)

Trovate i riferimenti in Documentazione Daikin/Rotex.

Partiamo dallo schema dell’unita’ esterna, in cui si vedono i principali componenti e sensori:

1457778298.png

Ed infine un bel rendering 3D dell’unita’ esterna dal manuale Altherma:

schema3d.png
[I nomi dei sensori di temperatura sono variati tra un modello e l’altro]

Vorrei evidenziare che la HPSU non fa alcuna misura diretta o indiretta della presenza effettiva di brina/ghiaccio sulla superficie dello scambiatore esterno: non stupitevi quindi che, in presenza di aria esterna abbastanza secca, ci possano essere cicli di sbrinamento senza alcun ghiaccio visibile.

Il manuale Daikin Altherma e’ chiaro in merito all’approccio: “In modalità riscaldamento, viene effettuata un’operazione di sbrinamento per evitare la formazione di ghiaccio sullo scambiatore di calore dell’unita’ esterna”.

Le condizioni di avvio dello sbrinamento sono determinate da:

  • temperatura esterna Ta
  • temperatura di evaporazione del gas refrigerante Te
  • temperatura dello scambiatore di calore a lamelle  Tb
  • intervallo di tempo con compressore attivo trascorso dall’ultimo sbrinamento

Le condizioni sulle temperature sono rappresentate su questo diagramma, estrapolato dal documento Altherma:

frost

Le condizioni di avvio dello sbrinamento sono le seguenti:

  • Defrost requesting area (evidenziata in blu)
    • compressore attivo per almeno 25 minuti dall’ultimo sbrinamento
  • Defrost permitting area (evidenziata in azzurro)
    • compressore attivo per 2 ore dall’ultimo sbrinamento

Le condizioni ordinarie di fine dello sbrinamento sono invece le seguenti:

  • temperatura dello scambiatore > 12 ºC
  • temperatura dello scambiatore > 12 ºC e tempo di de-frost > 10 minuti

Notare che qui’ c’e’ una piccola discrepanza rispetto alla documentazione della HPSU che indica 8 minuti massimi per il ripristino della modalità di funzionamento antecedente allo sbrinamento.

In sintesi:

  • Defrost requesting area: uno sbrinamento ogni 25 minuti
  • Defrost permitting area: uno sbrinamento ogni 2 ore

La realtà sperimentale non mi ha finora permesso di validare al 100% queste frequenze di sbrinamento, soprattutto perché la misura della temperatura superficiale dello scambiatore non e’ disponibile e le condizioni transitorie probabilmente spostano il punto di funzionamento tra le diverse aree.

 

Ma che cosa accade in dettaglio nell’unita’ esterna durante lo sbrinamento ?

  1. il compressore si spegne, il ventilatore rimane acceso, la valvola a 4 vie comincia a passare da riscaldamento verso raffrescamento
  2. il compressore si riaccende, il ventilatore si spegne, la valvola a 4 vie inverte ha invertito il ciclo di funzionamento facendo in modo che il calore prelevato dall’interno faccia sciogliere il ghiaccio sullo scambiatore esterno
  3. quando l’accresciuta temperatura dello scambiatore fa uscire della Defrost permitting area, il compressore si spegne, il ventilatore si riaccende, la valvola a 4 vie comincia a tornare verso riscaldamento
  4. il compressore si riaccende, il ventilatore rimane acceso, la valvola a 4 vie e’ su riscaldamento: il sistema torna ad operare nella modalità precedente allo sbrinamento

tempodefrost

Passiamo ora alla domanda che frulla in testa alla maggior parte di noi: che cosa possiamo fare nella configurazione dell’unita’ interna per minimizzare gli energivori sbrinamenti  ?

Il supporto Rotex giustamente mi ha risposto dicendo che non si può fare molto per limitarli e che nella manutenzione annuale e’ opportuno controllare:

  • i valori misurati dai sensori di temperatura dell’unita’ esterna
  • che il quantitativo di gas refrigerante presente sia sufficiente

In realtà, oltre quei giusti controlli, qualcosa si potrebbe fare cercando di mantenere la temperatura dello scambiatore esterno al valore massimo possibile.

Partiamo dalla considerazione che:

  • a parità di temperatura ed umidità esterna
  • col compressore in modulazione (condizioni di regime)
  • con temperatura dello scambiatore esterno sempre inferiore a quella esterna

posso produrre la medesima quantità di calore in tempi differenti.

Poiché l’energia termica scambiata e’ proporzionale alla differenza di temperatura tra pozzo caldo e freddo (in questo caso esterna e scambiatore) ed al tempo speso, maggiore sara’ il tempo impiegato per produrre il calore e maggiore sara’ la temperatura dello scambiatore stesso.

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Quindi per ridurre la comparse degli sbrinamenti nella HPSU e’ meglio lavorare a temperature di mandate più basse sul maggior numero di ore giornaliere possibile.

Questo e’ ovviamente in contraddizione col fatto che di notte le temperature esterne sono più basse e quindi i COP più bassi.

Molto articolato da valutare quantitativamente a priori se e di quanto convenga o meno allungare il tempo di funzionamento giornaliero della HPSU.

Ma “In medio stat virtus”, quindi il prossimo inverno avremo ancora margini di ottimizzazione.

Le osservazioni precedenti valgono anche per gli “spunti” che l’impianto può fare quando riparte dopo un certo numero di ore di inattività.

Buon inverno a tutti che la primavera e’ praticamente arrivata.

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Leggi Defrost Daikin: una scelta consapevole ? per un aggiornamento sull’argomento !