Risoluzione dei problemi della pompa di calore in inverno Domande e risposte

Quando arriva l'inverno, le pompe di calore ad aria operano in condizioni molto più impegnative. Basse temperature esterne, elevati carichi di riscaldamento, brina sull'evaporatore, variazioni del flusso d'acqua e rischi di congelamento possono esporre problemi che potrebbero non apparire durante i mesi più caldi.

Per distributori, installatori e tecnici dell'assistenza, la sfida è che lo stesso sintomo può avere diverse cause.

Ad esempio:

• Un allarme di alta pressione non significa sempre che il circuito refrigerante sia difettoso.
• La brina sui tubi del refrigerante non significa sempre che la pompa di calore sia a corto di refrigerante.
• Un'unità che non attiva immediatamente un allarme di alta pressione potrebbe comunque avere un flusso d'acqua insufficiente.
• La concentrazione di antigelo non dovrebbe essere selezionata semplicemente in base a una percentuale fissa.

In questa FAQ sulla risoluzione dei problemi delle pompe di calore in inverno, rispondiamo a sette domande pratiche comunemente riscontrate nei progetti di pompe di calore aria-acqua.

D1. Perché la pompa di calore visualizza un guasto ad alta pressione ma continua a funzionare?

Normalmente, un segnale di protezione da alta pressione genuino dovrebbe causare l'arresto della pompa di calore o l'ingresso in uno stato di protezione.

Se il display mostra un guasto ad alta pressione mentre il compressore continua a funzionare, la prima cosa da indagare è la relazione tra:

Protezione di pressione → Controller principale → Display/controller

Ci sono diverse possibilità.

Possibile Causa 1: Il PCB principale rileva l'allarme ma non esegue lo spegnimento

Il controller potrebbe ricevere il segnale di protezione da alta pressione, ma la logica di spegnimento corrispondente potrebbe non funzionare correttamente.

In questo caso, il display può mostrare il guasto mentre il compressore continua a funzionare.

Possibile Causa 2: Il display mostra l'allarme ma il PCB principale non elabora correttamente il segnale di protezione

Un'altra possibilità è che il display/controller riceva o visualizzi le informazioni sull'allarme, ma il PCB principale non esegua correttamente il comando di protezione associato.

Ciò potrebbe indicare un problema con:

• PCB principale
• Circuito di ingresso della protezione da alta pressione
• Comunicazione tra controller e display
• Logica di protezione

Cosa dovrebbero fare i tecnici?

Non assumere che la macchina sia sicura semplicemente perché continua a funzionare.

Verificare:

1. Pressione effettiva lato alta del refrigerante
2. Stato dell'interruttore/sensore di alta pressione
3. Ingresso di protezione del PCB principale
4. Cronologia allarmi del controller
5. Se la logica di spegnimento del compressore funziona

Se la pressione effettiva del refrigerante è pericolosamente alta, l'unità non dovrebbe continuare a funzionare finché non viene identificata la causa principale.

Principio diagnostico chiave: Un allarme visualizzato sul display e l'azione di protezione effettiva della pompa di calore sono due cose diverse che devono essere verificate separatamente.

D2. Perché il manometro di alta pressione sale rapidamente subito dopo l'avvio?

Uno scenario comune di messa in servizio è:

• La pompa di circolazione sembra funzionare
• La pompa di calore si avvia
• La pressione lato alta sale rapidamente
• Il manometro sale bruscamente
• La protezione da alta pressione segue poco dopo

Una causa importante è l'aria intrappolata nel circuito idronico.

Perché l'aria nel circuito idrico può causare alta pressione?

Il condensatore/scambiatore di calore a piastre necessita di un flusso d'acqua sufficiente per rimuovere il calore dal refrigerante.

Se una grande quantità di aria rimane nel sistema, la pompa di circolazione può sembrare in funzione, ma la circolazione effettiva dell'acqua può essere significativamente ridotta.

La sequenza diventa:

Aria intrappolata nel circuito idrico
↓
Flusso d'acqua effettivo insufficiente
↓
Scarsa rimozione del calore dal condensatore
↓
Temperatura di condensazione sale rapidamente
↓
Pressione di scarico/lato alta aumenta
↓
Protezione da alta pressione

Ecco perché controllare semplicemente se la pompa di circolazione è accesa non è sufficiente.

Pompa in funzione ≠ Flusso d'acqua corretto.

Cosa controllare?

Prima della messa in servizio:

• Riempire correttamente il sistema
• Sfiato dell'aria intrappolata
• Controllare gli sfiati aria automatici/manuali
• Confermare il funzionamento della pompa di circolazione
• Verificare che le valvole siano completamente aperte
• Pulire i filtri
• Confermare un flusso adeguato attraverso lo scambiatore di calore

Dopo aver riempito un nuovo sistema idronico, la rimozione dell'aria dovrebbe essere considerata una procedura di messa in servizio essenziale.

D3. È possibile utilizzare la pressione dell'acqua di rete per riempire un sistema di pompa di calore aria-acqua a circuito chiuso?

Sì, l'acqua di rete può normalmente essere utilizzata per riempire e pressurizzare un sistema di riscaldamento idronico chiuso, a condizione che il sistema di riempimento e la pressione finale del sistema siano conformi al progetto del sistema e ai requisiti del produttore.

Tuttavia, un punto dal materiale originale sul campo necessita di una chiarificazione importante.

Una pressione di 2 MPa equivarrebbe a circa 20 bar, che sarebbe troppo alta per molti sistemi di riscaldamento idronico residenziali convenzionali.

Per molti sistemi di riscaldamento chiusi, la pressione di riempimento a freddo è tipicamente molto più bassa e deve essere determinata in base a:

• Altezza dell'edificio
• Prevalenza statica
• Precarica del vaso di espansione
• Taratura valvola di sicurezza
• Requisiti del produttore della pompa di calore

Pertanto, i tecnici non dovrebbero mai riempire ciecamente un circuito di riscaldamento della pompa di calore a 2 MPa.

Il principio corretto è:

Riempire il sistema chiuso alla pressione specificata nel progetto della pompa di calore e del sistema idronico, quindi sfiatare completamente il circuito e verificare la pressione stabile.

Ispezionare anche:

• Vaso di espansione
• Manometro
• Valvola di sicurezza
• Sfiato aria automatico
• Valvola di riempimento
• Perdite di sistema

Per gli edifici a più piani, la prevalenza statica deve essere considerata anche nella determinazione della corretta pressione di riempimento.

D4. Perché c'è brina tra il distributore del refrigerante e l'evaporatore?

Durante il funzionamento di riscaldamento, i tecnici potrebbero notare la formazione di brina:

• Vicino al distributore del refrigerante
• Sui rami del distributore
• Vicino all'ingresso dell'evaporatore
• Su diversi circuiti refrigeranti

Ciò significa automaticamente carenza di refrigerante?

No.

Una piccola quantità di brina relativamente uniforme può verificarsi in normali condizioni di riscaldamento a bassa temperatura.

La questione importante è il modello di brina.

Quando può essere normale?

Se la brina è:

• Leggera
• Relativamente uniforme
• Coerente con condizioni ambientali fredde e umide
• Rimossa normalmente durante lo sbrinamento
• Non associata a pressione di esercizio anomala

potrebbe semplicemente far parte del normale funzionamento della pompa di calore.

Quando dovresti indagare?

Se la brina diventa:

• Grave
• Molto irregolare
• Concentrata su un solo ramo
• Persistente dopo lo sbrinamento
• Associata a bassa pressione di aspirazione
• Associata a ridotta capacità di riscaldamento

allora è necessaria un'ulteriore indagine.

Le possibili cause includono:

Distribuzione irregolare del refrigerante

Il distributore del refrigerante potrebbe non alimentare uniformemente ogni circuito dell'evaporatore.

Carenza di refrigerante

Una carica di refrigerante bassa può ridurre la pressione di evaporazione e causare una distribuzione anomala della temperatura della serpentina.

Perdita di refrigerante

Se la carica è diminuita gradualmente, potrebbe esserci una perdita.

Restrizione del circuito refrigerante

Un tubo capillare, una valvola di espansione elettronica, un ramo del distributore o un altro passaggio del refrigerante potrebbero essere parzialmente ristretti.

Non diagnosticare la carenza di refrigerante dalla sola brina.

Pressione, temperatura, surriscaldamento/sottoraffreddamento ove applicabile, condizioni ambientali e il modello completo di brina sull'evaporatore dovrebbero essere valutati insieme.

D5. Una pompa di calore ad aria necessita di antigelo in inverno?

Questa è una delle domande più importanti per le installazioni di pompe di calore nei climi freddi.

La risposta è:

Dipende dal progetto del sistema e dalla temperatura minima locale.

Per una pompa di calore monoblocco aria-acqua, parte del circuito idronico si trova all'esterno.

Se l'unità si arresta a causa di:

• Mancanza di corrente
• Guasto della pompa
• Guasto del controllo
• Lungo arresto
• Condizioni meteorologiche estreme

l'acqua all'interno dello scambiatore di calore esterno e delle tubazioni può congelare.

L'acqua che congela si espande e può danneggiare:

• Scambiatore di calore a piastre
• Tubi dell'acqua
• Valvole
• Pompe
• Raccordi

Pertanto, la protezione antigelo deve essere considerata durante la progettazione del sistema.

Quanto antigelo aggiungere?

Non esiste una percentuale universale che funzioni per ogni progetto.

La concentrazione di antigelo dovrebbe essere selezionata in base a:

Temperatura minima di progetto locale + protezione antigelo richiesta + tabella di concentrazione del produttore di antigelo

Ad esempio, la concentrazione richiesta per un progetto progettato per condizioni di -10°C potrebbe essere molto diversa da un progetto che si prevede subirà -25°C o -30°C.

Fare sempre riferimento ai dati di concentrazione/punto di congelamento del fornitore di antigelo.

Importante: l'antigelo influisce anche sulle prestazioni della pompa di calore

Aumentare la concentrazione di glicole può modificare:

• Viscosità del fluido
• Resistenza alla pompaggio
• Flusso d'acqua
• Prestazioni di trasferimento del calore
• Consumo energetico della pompa

Pertanto:

Più antigelo non è automaticamente meglio.

L'obiettivo è fornire una protezione antigelo sufficiente mantenendo prestazioni idroniche accettabili.

D6. La pompa di calore ha avuto un allarme di alta pressione. Dopo la decalcificazione dello scambiatore di calore, funziona normalmente. La scheda madre dovrebbe comunque essere sostituita?

Normalmente, no—non se la causa principale è stata confermata come un problema di trasferimento del calore lato acqua e le funzioni di protezione/controllo testano correttamente in seguito.

Supponiamo che la situazione originale fosse:

Incrustazione dello scambiatore di calore
↓
Scarsa trasmissione del calore / flusso effettivo ridotto
↓
Temperatura di condensazione aumenta
↓
Pressione alta aumenta
↓
Protezione da alta pressione

Dopo una decalcificazione adeguata, se:

• Il flusso d'acqua torna alla normalità
• Il trasferimento di calore torna alla normalità
• La pressione del refrigerante è normale
• Nessun allarme di alta pressione ritorna
• Il funzionamento del controller è normale

allora non c'è motivo tecnico per sostituire un PCB funzionante semplicemente perché si è verificato in precedenza un allarme di alta pressione.

L'allarme era un sintomo.

L'incrostazione era la causa principale.

Questa distinzione è fondamentale nella risoluzione dei problemi post-vendita professionale.

Nota sui prodotti chimici per la decalcificazione

Il materiale di origine mette specificamente in guardia dall'uso casuale di acidi forti come acido cloridrico o solforico.

Questo è un buon consiglio.

Acidi forti o incompatibili possono:

• Corrodere i materiali dello scambiatore di calore
• Danneggiare le giunzioni saldobrasate
• Attaccare le tubazioni
• Creare perdite
• Ridurre la vita dello scambiatore di calore

Utilizzare un prodotto decalcificante compatibile con il materiale specifico dello scambiatore di calore e seguire le sue istruzioni:

• Concentrazione
• Tempo di circolazione
• Temperatura
• Procedura di neutralizzazione
• Procedura di risciacquo

Dopo la pulizia chimica, risciacquare accuratamente il circuito con acqua pulita.

D7. Cosa succede se la pompa di circolazione non viene sfiatata correttamente?

Una pompa di circolazione idronica può essere in funzione elettricamente pur non fornendo un flusso d'acqua sufficiente.

L'aria intrappolata nella pompa o nelle tubazioni può causare:

• Circolazione ridotta
• Flusso d'acqua instabile
• Cavatazione/rumore della pompa
• Scarsa trasmissione del calore del condensatore
• Pressione di condensazione più alta
• Efficienza di riscaldamento ridotta

Un aspetto pericoloso è che la pompa di calore potrebbe non attivare immediatamente un allarme di alta pressione.

La pressione operativa effettiva potrebbe semplicemente rimanere più alta del normale per un periodo prolungato.

La sequenza può essere:

Aria nel sistema
↓
Flusso d'acqua ridotto
↓
Temperatura di condensazione più alta
↓
Pressione operativa più alta
↓
Stress a lungo termine dello scambiatore di calore / rischio di incrostazione

Pertanto, l'assenza di un allarme di alta pressione non dimostra che il flusso d'acqua sia corretto.

Dopo aver riempito o assistito il sistema, controllare:

• Sfiato della pompa
• Sfiati aria del sistema
• Flusso d'acqua
• Rumore della pompa
• Differenza di temperatura acqua in ingresso/uscita
• Pressione del sistema
• Pulizia del filtro

Per le unità dotate di sensore di flusso o pressostato di flusso, verificare che la lettura sia coerente con il funzionamento effettivo del sistema.

Risoluzione dei problemi delle pompe di calore in inverno: il principio più importante

Molti problemi delle pompe di calore in inverno sono interconnessi.

Ad esempio:

Aria nel circuito idrico

può portare a:

Basso flusso d'acqua

che porta a:

Scarsa trasmissione del calore

che causa:

Alta temperatura di condensazione

che produce:

Alta pressione del refrigerante

e infine:

Protezione da alta pressione

Ciò significa che i tecnici dovrebbero evitare di diagnosticare una pompa di calore solo dal codice di errore finale.

Una migliore filosofia di risoluzione dei problemi è:

Allarme → Dati operativi → Condizione del sistema → Causa principale

piuttosto che:

Allarme → Sostituire componente

Ciò è particolarmente importante nei sistemi di pompe di calore idroniche perché la pompa di calore stessa è solo una parte dell'installazione completa.

Tabella rapida per la risoluzione dei problemi invernali

FAQ: Domande aggiuntive per proprietari e installatori di pompe di calore

L'aria intrappolata può causare un allarme di alta pressione della pompa di calore?

Sì. L'aria intrappolata nel circuito idronico può ridurre il flusso d'acqua effettivo attraverso il condensatore. Una scarsa rimozione del calore aumenta la temperatura e la pressione di condensazione e può eventualmente attivare la protezione da alta pressione.

Una pompa di circolazione può funzionare senza far circolare effettivamente abbastanza acqua?

Sì. Una pompa può essere alimentata e ruotare mentre blocchi d'aria, valvole chiuse, filtri bloccati o altre restrizioni idrauliche riducono significativamente il flusso effettivo.

La brina sulle tubazioni del refrigerante significa che la pompa di calore è a corto di refrigerante?

Non necessariamente. Una leggera brina può verificarsi in normali condizioni operative invernali. Una brina grave o irregolare dovrebbe essere valutata insieme alle pressioni del refrigerante, alle temperature, al flusso d'aria e alle prestazioni dell'evaporatore.

Uno scambiatore di calore incrostato può causare protezione da alta pressione?

Sì. L'incrostazione riduce il trasferimento di calore e può limitare le prestazioni lato acqua. Ciò può aumentare la temperatura di condensazione e la pressione del refrigerante lato alta.

Dovrei aggiungere più glicole per una migliore protezione antigelo?

Non ciecamente. Una maggiore concentrazione di glicole migliora la protezione antigelo ma aumenta anche la viscosità e può ridurre le prestazioni di trasferimento del calore e idrauliche. Selezionare la concentrazione in base al punto di congelamento richiesto e alle raccomandazioni del produttore.

Ogni pompa di calore monoblocco necessita di glicole?

Non necessariamente. La strategia di protezione antigelo dipende dal clima, dalla configurazione dell'installazione, dall'alimentazione di riserva, dai controlli, dal progetto delle tubazioni e dai requisiti del produttore. Tuttavia, i sistemi esposti a condizioni di congelamento devono avere una strategia di protezione antigelo efficace.

Un modo migliore per diagnosticare i problemi invernali delle pompe di calore

Per installatori e ingegneri dell'assistenza, si consiglia di controllare il sistema in questo ordine:

1. Confermare il codice di errore
↓
2. Controllare la pressione e la temperatura operative effettive
↓
3. Controllare il flusso d'acqua e il funzionamento della pompa
↓
4. Rimuovere l'aria intrappolata
↓
5. Controllare filtri, valvole e condizioni dello scambiatore di calore
↓
6. Controllare il flusso d'aria esterno e la brina
↓
7. Controllare il funzionamento lato refrigerante
↓
8. Controllare sensori e controlli elettrici

Ciò evita uno degli errori più comuni nella manutenzione delle pompe di calore:

Sostituire i pezzi prima di identificare la causa principale.

Conclusione

L'inverno è il vero banco di prova di un sistema di pompa di calore ad aria.

Alcuni dei problemi più comuni non sono causati dal compressore o dal circuito refrigerante stesso.

Possono originare da:

• Flusso d'acqua insufficiente
• Aria intrappolata nel sistema idronico
• Pressione del sistema errata
• Incrustazione dello scambiatore di calore
• Scarsa distribuzione del refrigerante
• Protezione antigelo errata
• Problemi di sensori o controller

Per questo motivo, una risoluzione dei problemi di successo delle pompe di calore richiede ai tecnici di guardare il sistema completo piuttosto che solo l'unità della pompa di calore.

Un codice di errore ci dice cosa ha rilevato la pompa di calore.

Non ci dice necessariamente cosa ha causato il problema.

Questa differenza è al centro della risoluzione professionale dei problemi delle pompe di calore.

Serie di guide alla risoluzione dei problemi delle pompe di calore in inverno

Questa FAQ fa parte della nostra serie tecnica pratica sulle pompe di calore invernali:

Parte 1 — Allarme alta pressione: cause e risoluzione dei problemi

Parte 2 — Allarme bassa pressione: cause e risoluzione dei problemi

Parte 3 — Il serbatoio dell'acqua non si riempie: cause e risoluzione dei problemi

Parte 4 — Trabocco del serbatoio dell'acqua: cause e risoluzione dei problemi

Parte 5 — Brina dell'evaporatore e problemi di sbrinamento

Parte 6 — FAQ sulla risoluzione dei problemi delle pompe di calore in inverno

Per ulteriori conoscenze tecniche sulle pompe di calore ad aria, soluzioni OEM e guide alla risoluzione dei problemi:

www.ecoheat-pump.com