Surriscaldamento e sottoraffreddamento: cosa sono e come si calcolano

Il principio

Un refrigerante evapora e condensa a una temperatura che dipende solo dalla pressione: è la temperatura di saturazione, che si legge sulla tabella pressione–temperatura (PT) del gas. Quando nell’evaporatore tutto il liquido è evaporato, il vapore continua ad assorbire calore e la sua temperatura sale oltre la saturazione: quell’aumento è il surriscaldamento. Nel condensatore succede il contrario: condensato tutto il vapore, il liquido continua a raffreddarsi sotto la saturazione, e quella differenza è il sottoraffreddamento.

Surriscaldamento   = temperatura tubo di aspirazione − temperatura di saturazione alla pressione di aspirazione
Sottoraffreddamento = temperatura di saturazione alla pressione del liquido − temperatura tubo del liquido

Entrambi sono differenze di temperatura, quindi si esprimono in kelvin (K): una differenza di 1 K è uguale a una di 1 °C.

Dove misurare

• Surriscaldamento all’evaporatore: pressione e temperatura all’uscita dell’evaporatore. Surriscaldamento totale: sulla linea di aspirazione vicino al compressore, cioè, in uno split, al rubinetto di servizio dell’unità esterna. Le tabelle di carica dei costruttori per gli split residenziali di solito si riferiscono a questa lettura.
• Sottoraffreddamento: pressione al rubinetto della linea del liquido e temperatura del tubo del liquido nello stesso punto, all’uscita del condensatore.
• La sonda di temperatura va fissata su rame pulito e isolata dall’aria, altrimenti misura l’ambiente invece del tubo.
• Usa la pressione relativa (bar letti sul manometro) con una tabella PT in pressione relativa. Confondere pressione assoluta e relativa sposta la lettura di circa 1 bar e falsa la temperatura di saturazione.

Esempi di calcolo

Surriscaldamento, R-32: aspirazione 8,5 bar, tubo di aspirazione a 12 °C. La tabella PT dà una saturazione di 5,0 °C, quindi il surriscaldamento è 12 − 5,0 = 7,0 K.

Sottoraffreddamento, R-32: liquido a 26 bar, tubo del liquido a 38 °C. Saturazione 43,6 °C, sottoraffreddamento 43,6 − 38 = 5,6 K.

Surriscaldamento, R-410A: aspirazione 8,2 bar, tubo a 10 °C. Saturazione 4,5 °C, surriscaldamento 5,5 K.

Sottoraffreddamento, R-410A: liquido a 24 bar, tubo a 36 °C. Saturazione 41,3 °C, sottoraffreddamento 5,3 K.

A parità di pressione R-32 e R-410A hanno temperature di saturazione vicine ma non uguali: usa sempre la colonna del gas effettivamente caricato, scritto sulla targa dell’unità esterna.

Con quale dei due si carica

Lo decide l’organo di laminazione. Un capillare o un orifizio fisso non si regola da solo, quindi il surriscaldamento all’evaporatore cambia con la carica: questi impianti si caricano a surriscaldamento. Una valvola termostatica (TXV) o elettronica mantiene da sola il surriscaldamento quasi costante, che quindi dice poco sulla carica: questi impianti si caricano a sottoraffreddamento.

Per gli impianti a orifizio fisso il surriscaldamento obiettivo non è un numero unico: si legge sulla tabella di carica del costruttore in funzione della temperatura a bulbo umido interna e di quella a bulbo secco esterna. Per gli impianti con valvola il sottoraffreddamento obiettivo è di solito indicato sulla targa dell’unità esterna o nel manuale di installazione.

Per dare un ordine di grandezza, un articolo tecnico di ACHR News indica che nei condizionatori residenziali con valvola termostatica il surriscaldamento resta di solito intorno a 8–12 °F, cioè circa 4,4–6,7 K. Il valore giusto per un impianto è sempre quello del costruttore, e il nostro calcolatore non ne propone uno.

Come cambia la lettura con la carica

In un impianto a orifizio fisso, aggiungere refrigerante allaga una parte maggiore dell’evaporatore e abbassa il surriscaldamento; toglierlo lo alza. In un impianto con valvola termostatica la valvola tiene fermo il surriscaldamento e il refrigerante in più si accumula nel condensatore: aggiungerlo alza il sottoraffreddamento, recuperarlo lo abbassa.

Anche portata d’aria, batterie sporche e gas incondensabili spostano entrambi i valori: controlla filtri, ventilatore e batterie prima di aggiungere o togliere gas.

Miscele con glide (R-454B, R-407C)

Le miscele zeotropiche non evaporano a una sola temperatura: a una data pressione il liquido comincia a bollire al punto di bolla e finisce al punto di rugiada. Per il surriscaldamento si usa la temperatura di rugiada, per il sottoraffreddamento quella di bolla. R-454B ha un glide piccolo, circa 2 °F (poco più di 1 K), per cui il nostro calcolatore usa la media dei due valori e lo dichiara nella pagina; per misure precise usa una tabella PT con colonne separate di bolla e rugiada.

Errori frequenti

• Leggere i valori prima che l’impianto sia stabile: lascialo funzionare finché pressioni e temperature smettono di variare.
• Usare la tabella PT del gas sbagliato, o una tabella in pressione assoluta con il manometro in relativa.
• Caricare a surriscaldamento un impianto con valvola termostatica.
• Aggiungere gas per correggere una bassa pressione di aspirazione dovuta in realtà a un filtro intasato o al ventilatore.
• Misurare la temperatura del liquido all’unità interna per il sottoraffreddamento: va presa dove si misura la pressione.
• Convertire una differenza in °F con la formula delle temperature (−32): per le differenze basta moltiplicare per 5/9.

Domande frequenti