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Diagnostica e risoluzione dei problemi: capacità di raffreddamento insufficiente dei sistemi di refrigerazione industriale

Technical analysis: Troubleshooting industrial cooling system insufficient capacity: heat load calculation, flow balance

1. Descrizione del problema e ambito di applicazione

Il presente manuale è destinato alla diagnosi e alla risoluzione dei problemi dei sistemi di refrigerazione industriale, manifestati da una capacità di raffreddamento insufficiente. I sintomi principali includono: aumento della temperatura di processo, frequenti cicli di accensione/spegnimento del refrigeratore, riduzione dell'efficienza di raffreddamento e aumento del consumo energetico. Il manuale copre i seguenti tipi di apparecchiature: refrigeratori industriali (compressione e assorbimento), torri di raffreddamento, dry cooler, scambiatori di calore (a piastre, a fascio tubiero), stazioni di pompaggio per la circolazione del refrigerante e sistemi di distribuzione del refrigerante. Classificazione di gravità:

  • Critico: arresto immediato della produzione, rischio di danni ad attrezzature o prodotti. Richiede un intervento immediato.
  • Significativo: Diminuzione della qualità del prodotto, aumento dei costi operativi, interruzione del processo tecnologico. Necessita di una diagnosi urgente.
  • Minore: Aumento del consumo energetico, leggera deviazione dai parametri ottimali. Necessita di diagnostica e ottimizzazione pianificate.

2. Precauzioni

ATTENZIONE! Prima di eseguire qualsiasi lavoro diagnostico o di riparazione, assicurarsi di osservare le seguenti precauzioni:

  • BLOCCO/TAGOUT (LOTO): prima di accedere ai componenti interni del sistema, assicurarsi che tutta l'alimentazione elettrica sia scollegata e bloccata in conformità con le procedure LOTO (DSTU EN 1037). Verificare l'assenza di tensione utilizzando l'apposito indicatore.
  • DISPOSITIVI DI PROTEZIONE INDIVIDUALE (DPI): utilizzare sempre occhiali/schermi facciali di sicurezza, guanti resistenti al calore, scarpe e tute antinfortunistiche. Quando si lavora con refrigeranti, utilizzare speciali guanti criogenici e una protezione completa per il viso.
  • ENERGIA IMMAGAZZINATA: i sistemi di raffreddamento possono contenere energia immagazzinata (tensione nei condensatori, pressione del refrigerante, molle, superfici riscaldate, liquido di raffreddamento caldo). Prima di iniziare il lavoro, assicurarsi di scaricare la pressione, raffreddare le superfici e scaricare i componenti elettrici.
  • REFRIGERANTI: i refrigeranti possono causare congelamento a contatto con la pelle e gli occhi e possono essere tossici o asfissianti negli spazi chiusi. Fornire una ventilazione adeguata. Non permettere che il refrigerante venga rilasciato nell'atmosfera, utilizzare stazioni di recupero.
  • SUPERFICI E LIQUIDI CALDI: i compressori, le tubazioni del gas caldo e alcuni componenti del sistema possono essere molto caldi. Evitare il contatto senza DPI adeguati.
  • ALTA PRESSIONE: i sistemi refrigeranti e i circuiti idraulici funzionano ad alta pressione. Non svitare i componenti senza prima scaricare la pressione.

3. Strumenti diagnostici necessari

Strumento Specifica/Modello Intervallo di misurazione Scopo
Termometro digitale a contatto Fluke 50 Serie II, Testo 905-T2 Da -50°C a +250°C, precisione ±0,5°C Misurazione della temperatura superficiale del liquido/condotta, ingresso/uscita degli scambiatori di calore, delta T.
Termometro a infrarossi (pirometro) Testo 830-T2, Fluke 62 MAX+ Da -30°C a +500°C, precisione ±1,5°C Misurazione rapida della temperatura senza contatto delle superfici, rilevamento di surriscaldamento/iporaffreddamento.
Stazione manometrica Testo 550, Fieldpiece SMAN460 Alta pressione: fino a 60 bar; Bassa pressione: fino a 15 bar (da -1 a 14 bar) Misurazione della pressione di aspirazione e scarico del refrigerante, calcolo del surriscaldamento/sottoraffreddamento.
Flussometro (ultrasuoni/inserimento) Flexim FLUXUS F601, Siemens Sitrans FUP101 da 0,1 m/s a 20 m/s, DN 15-600 mm Misurazione della portata volumetrica del liquido di raffreddamento nelle tubazioni.
Analizzatore di vibrazioni SKF Microlog, Fluke 805 FC Gamma di frequenza 10-1000 Hz, velocità di vibrazione 0-500 mm/s Diagnostica dello stato dei meccanismi rotanti (compressori, pompe, ventilatori).
Termocamera FLIR T540, Testo 883 Da -20°C a +650°C, sensibilità <0,03°C Visualizzazione dei campi di temperatura, rilevamento di perdite, intasamenti, surriscaldamento dei motori.
Multimetro (con funzione di misurazione della corrente) Fluke 87V, KYORITSU 2012R Tensione fino a 1000 V AC/DC, Corrente fino a 1000 A AC/DC, Resistenza fino a 50 MΩ Misura dei parametri elettrici di motori, compressori, circuiti di controllo.
Analizzatore della qualità dell'acqua Hach HQ40D, Hanna HI98194 pH: 0-14, Conduttività: 0-200 mS/cm, Torbidità: 0-1000 NTU Valutazione della composizione dell'acqua nelle torri di raffreddamento e nei circuiti di raffreddamento chiusi, controllo della corrosione e dei depositi.
Pompa a vuoto CPS VP6D, Robinair 15500 Vuoto limite: 15-25 micron Rimozione dell'umidità e dei gas non condensabili dal circuito frigorifero.
Bilance per refrigeranti Cannocchiale MR45, Refco REF-METER-OCTO Precisione ±5 g, peso massimo fino a 100 kg Dosaggio accurato del refrigerante durante il riempimento dell'impianto.

4. Lista di controllo della revisione iniziale

Punto di controllo azioni Registrazione/risultato previsto
Ispezione visiva Ispezionare tutte le apparecchiature (refrigeratore, torre di raffreddamento, pompe, tubazioni) per danni visibili, perdite, contaminazione, corrosione, rumori anomali. Foto, descrizione dei difetti. Perdite di olio, refrigerante, acqua. Depositi visibili su torri di raffreddamento/scambiatori di calore.
Indicatori del pannello di controllo Registrare tutte le letture correnti sul pannello di controllo del refrigeratore: pressione di aspirazione/scarico del compressore, temperatura dell'acqua in ingresso/uscita dell'evaporatore/condensatore, corrente/tensione del compressore, stato di guasto. Valori attuali (bar, °C, A, B). Confrontare con lo standard del produttore.
Storia degli incidenti e degli avvertimenti Visualizza il registro degli incidenti e degli avvisi del sistema di controllo del refrigeratore per il periodo più recente. Prestare attenzione alla frequenza delle attivazioni delle protezioni, alla tipologia degli errori. Codici degli incidenti, date, ora. Ad esempio "Bassa pressione di aspirazione", "Alta pressione di scarico", "Sovraccarico motore".
Storia del servizio Conoscere i dati dell'ultima manutenzione: data, lavoro eseguito (pulizia, riempimento, sostituzione dei componenti). Data dell'ultimo servizio. Lavori completati. Ad esempio: "L'ultima pulizia della torre di raffreddamento è avvenuta 6 mesi fa".
Condizioni ambientali Registrare la temperatura dell'aria ambiente e l'umidità relativa. Per le torri di raffreddamento - presenza di ostacoli al flusso d'aria. °C, %. Ad esempio: "La temperatura dell'aria è +30°C, la torre di raffreddamento è parzialmente in ombra".
Carico di produzione Stimare la produzione di calore attuale e tipica del processo tecnologico servito dal sistema di raffreddamento. Produzione di calore attuale (kW/Mcal/h). Confrontare con la potenza nominale del sistema.

5. Diagnostica sistematica (schema decisionale)

SE: il sistema mostra prestazioni di raffreddamento insufficienti (aumento della temperatura del processo raffreddato, ciclo di refrigerazione frequente).

  1. Verifica elettrica e di controllo:
    1. Misurare la tensione e la corrente del compressore/pompe.
      • SE: la corrente è significativamente superiore a quella nominale o la protezione termica è intervenuta.
        • PROBLEMA: sovraccarico del compressore/pompa.
        • CAUSE: Alta pressione di mandata, bassa pressione di aspirazione (per il compressore), malfunzionamenti meccanici, deviazioni di tensione.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 1.
      • SE: La corrente è notevolmente inferiore a quella nominale oppure il compressore/pompa non si avvia.
        • PROBLEMA: Guasti elettrici, problemi di controllo.
        • CAUSE: Contattore, relè, bassa tensione, avvolgimento motore aperto, sensore guasto.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 2.
    2. Verificare le impostazioni del controller/sistema di controllo del refrigeratore.
      • SE: la temperatura impostata, l'isteresi o altre impostazioni sono diverse da quelle di progettazione.
        • PROBLEMA: Impostazioni errate.
        • CAUSE: Errore umano, modifica non autorizzata.
        • VERIFICA: confronta con la documentazione del produttore.
  2. Controllo del circuito frigorifero (per refrigeratori a compressione):
    1. Misurare la pressione di aspirazione e di scarico del compressore utilizzando una stazione di manometro.
      • SE: La pressione di aspirazione è significativamente inferiore al normale (ad esempio, meno di 3 bar per R134a a 5°C in evaporazione) E anche la pressione di scarico è ridotta.
        • PROBLEMA: Carica di refrigerante insufficiente.
        • CAUSE: Perdita di refrigerante nel sistema.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 3.
      • SE: la pressione di aspirazione è significativamente inferiore al normale E la pressione di scarico è normale o elevata.
        • PROBLEMA: Parziale intasamento o ostruzione della linea di aspirazione (filtro deidratore, TRV, valvola di non ritorno).
        • CAUSE: Intasamento del filtro deidratatore, errata impostazione/malfunzionamento della TRV, congelamento dell'evaporatore.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 4.
      • IF: La pressione di scarico è significativamente più alta del normale (ad esempio più di 18 bar per R134a con condensazione a 40°C).
        • PROBLEMA: Sovraccarico del condensatore, carica eccessiva di refrigerante, gas non condensabili.
        • CAUSE: Contaminazione del condensatore (aria o acqua), guasto alla ventola/pompa del condensatore, refrigerante in eccesso, aria/azoto nel sistema.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 5.
    2. Misurare il surriscaldamento di aspirazione del compressore e il sottoraffreddamento del liquido in uscita dal condensatore.
      • SE: surriscaldamento di aspirazione basso (meno di 3-5°C) o surriscaldamento di aspirazione elevato (maggiore di 8-10°C).
        • PROBLEMA: Impostazione errata o malfunzionamento del TRV.
        • CAUSE: Intasamento, malfunzionamento del pallone termico, dimensione errata del TRV.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 4.
      • SE: bassa ipotermia (meno di 2-3°C) o nessuna ipotermia.
        • PROBLEMA: Carica di refrigerante insufficiente o blocco della linea del liquido.
        • CAUSE: Perdita, intasamento del filtro deidratatore.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 3.
  3. Controllo del circuito refrigerante (acqua, glicole):
    1. Misurare la temperatura del refrigerante all'ingresso e all'uscita dell'evaporatore/utilizzatore di processo.
      • SE: Delta T (temperatura di ingresso - temperatura di uscita) è significativamente inferiore a quella di progetto (ad esempio, inferiore a 3-5°C al carico nominale).
        • PROBLEMA: flusso di refrigerante basso attraverso l'evaporatore/consumatore.
        • CAUSE: Parziale intasamento dello scambiatore di calore, malfunzionamento/scarso rendimento della pompa, intasamento dei filtri, intasamenti d'aria.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 6.
      • SE: La temperatura di ingresso dell'evaporatore è significativamente più alta del normale.
        • PROBLEMA: Carico termico eccessivo sul sistema o problemi con il trasferimento di calore dal processo tecnologico.
        • MOTIVI: Aumento del carico di produzione, malfunzionamento delle valvole di controllo sui consumatori, contaminazione degli scambiatori di calore dei consumatori.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 7.
    2. Misurare il flusso di refrigerante con un flussometro.
      • SE: il flusso è molto inferiore a quello previsto.
        • PROBLEMA: flusso di refrigerante basso.
        • MOTIVAZIONI: Come al punto 3.a.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 6.
    3. Controllare la pulizia dei filtri del liquido di raffreddamento e degli scambiatori di calore.
      • SE: i filtri sono sporchi, gli scambiatori di calore presentano depositi visibili.
        • PROBLEMA: Circuito del liquido di raffreddamento ostruito.
        • CAUSE: Filtrazione insufficiente, mancanza di preparazione chimica dell'acqua, corrosione.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 6.
  4. Controllo del circuito dell'acqua di raffreddamento (per refrigeratori raffreddati ad acqua con condensatore, torri di raffreddamento):
    1. Misurare la temperatura dell'acqua all'ingresso e all'uscita del condensatore del refrigeratore.
      • SE: Delta T è significativamente inferiore a quello di progetto (ad esempio, inferiore a 3-5°C).
        • PROBLEMA: Basso flusso di acqua di raffreddamento attraverso il condensatore.
        • MOTIVI: Come al punto 3.a per il liquido di raffreddamento, ma si applica all'acqua di raffreddamento.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 8.
      • SE: La temperatura dell'acqua in ingresso al condensatore è significativamente più alta della temperatura di progetto.
        • PROBLEMA: Raffreddamento insufficiente nella stanza di raffreddamento/raffreddatore a secco.
        • CAUSE: Contaminazione della torre di raffreddamento (ugelli, sprinkler), guasto dei ventilatori della torre di raffreddamento, flusso d'acqua basso attraverso la torre di raffreddamento, carico termico eccessivo.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 9.
    2. Controllare la pulizia della stanza di raffreddamento/raffreddatore.
      • SE: Sporco visibile, depositi, ugelli ostruiti, ventole non funzionanti.
        • PROBLEMA: Diminuzione dell'efficienza di raffreddamento nella stanza di raffreddamento/raffreddatore a secco.
        • CAUSE: Mancanza di manutenzione regolare, acqua dura, contaminazione biologica.
        • VERIFICA: Capitolo 6, Fase 9.

6. Matrice dei malfunzionamenti e delle cause

Sintomo Cause probabili (classificate in base alla probabilità) Test diagnostico Risultato atteso quando si conferma la causa
Fase 1: sovraccarico compressore/pompa (corrente elevata, intervento di protezione)
  1. Alta pressione di iniezione (90%)
  2. Malfunzionamenti meccanici del compressore/pompa (8%)
  3. Deviazione della tensione di alimentazione (2%)
 Misura della pressione di iniezione, analisi delle vibrazioni, misura della tensione.
  1. Pressione di iniezione >18 bar (R134a)
  2. Tasso di vibrazione >7,1 mm/s (ISO 10816-1 per macchine di grandi dimensioni)
  3. Tensione superiore/inferiore al nominale ±10%
Fase 2: guasti elettrici (compressore/pompa non si avvia, corrente bassa)
  1. Guasto contattore/relè (40%)
  2. Guasto all'avvolgimento del motore (30%)
  3. Guasto del sensore (20%)
  4. Bassa tensione di alimentazione (10%)
 Controllo del contattore con un multimetro, misurazione della resistenza degli avvolgimenti del motore, controllo dei segnali dei sensori.
  1. Nessuna commutazione, elevata resistenza di contatto
  2. Circuito aperto o cortocircuito tra le spire (deviazione significativa della resistenza)
  3. Nessun segnale, indicatori errati
  4. Tensione inferiore al nominale >10%
Fase 3: carica di refrigerante insufficiente (bassa pressione di aspirazione, sottoraffreddamento basso)
  1. Perdita di refrigerante (95%)
  2. Riempimento errato in fase di installazione/manutenzione (5%)
 Misurazione delle pressioni e delle temperature, utilizzo di un rilevatore di perdite di refrigerante, ispezione visiva per la presenza di tracce di olio. Pressione di aspirazione <3 bar (R134a), sottoraffreddamento <2°C. Il rilevatore di perdite funziona.
Fase 4: Intasamento/restrizione nel circuito di aspirazione del refrigerante (bassa pressione di aspirazione, surriscaldamento elevato)
  1. Intasamento del filtro deidratatore (50%)
  2. Malfunzionamento/impostazione errata della TRV (40%)
  3. Ghiaccio parziale dell'evaporatore (10%)
 Misurazione della caduta di pressione sul filtro deidratatore, ispezione visiva della TRV e dell'evaporatore, controllo del surriscaldamento.
  1. Perdita di pressione >0,2 bar sul filtro
  2. Surriscaldamento instabile >10°C o basso <3°C
  3. Ghiaccio sulla superficie dell'evaporatore
Fase 5: Problemi di condensa (alta pressione di scarico, basso sottoraffreddamento)
  1. Contaminazione del condensatore (60%)
  2. Guasto alla ventola/pompa del condensatore (25%)
  3. Carica di refrigerante eccessiva (10%)
  4. La presenza di gas non condensabili (5%)
 Ispezione visiva del condensatore (alette, ugelli), controllo funzionamento ventilatori/pompe, misurazione temperatura/pressione.
  1. Depositi visibili, alette/ugelli bloccati
  2. Le ventole non funzionano/bassa velocità. Pressione di iniezione >18 bar.
  3. Ipotermia <2°C. Pressione di iniezione >18 bar.
  4. Pressioni instabili, temperatura di iniezione eccessiva.
Fase 6: flusso di refrigerante basso (delta T basso, flusso basso)
  1. Intasamento dei filtri del liquido refrigerante (50%)
  2. Malfunzionamento/scarse prestazioni della pompa (30%)
  3. Intasamento dello scambiatore di calore evaporatore/utenza (15%)
  4. Inceppamenti d'aria nel sistema (5%)
 Misurazione della caduta di pressione sui filtri, misurazione della portata, ispezione visiva della pompa e dello scambiatore di calore.
  1. Perdita di pressione >0,5 bar sul filtro
  2. Consumo <80% del progetto, rumore della pompa
  3. Depositi visibili nello scambiatore di calore, delta T basso
  4. Bolle d'aria nel vaso di espansione, rumore nei tubi
Fase 7: carico termico eccessivo sul sistema (la temperatura dell'ingresso dell'evaporatore è più alta del normale)
  1. Aumento del carico produttivo (60%)
  2. Malfunzionamento delle valvole di controllo sui consumatori (30%)
  3. Contaminazione degli scambiatori di calore dei consumatori (10%)
 Controllo del processo tecnologico, controllo del funzionamento delle valvole di controllo, ispezione visiva degli scambiatori di calore dei consumatori.
  1. Il carico termico attuale > della capacità nominale del refrigeratore
  2. La valvola non si chiude completamente o non regola il flusso
  3. Ritardo, delta T sul consumatore ridotto
Fase 8: basso flusso di acqua di raffreddamento attraverso il condensatore (basso delta T sul condensatore)
  1. Intasamento dei filtri dell'acqua di raffreddamento (50%)
  2. Malfunzionamento/basse prestazioni della pompa della torre di raffreddamento (30%)
  3. Intasamento dello scambiatore di calore del condensatore (15%)
  4. Inceppamenti d'aria nel sistema (5%)
 Misurazione della caduta di pressione sui filtri, misurazione della portata, ispezione visiva della pompa e del condensatore. Come nella Fase 6, ma vale per il circuito dell'acqua di raffreddamento.
Fase 9: raffreddamento insufficiente nella torre di raffreddamento/raffreddatore a secco (temperatura elevata dell'acqua del condensatore)
  1. Contaminazione degli sprinkler/ugelli della torre di raffreddamento (40%)
  2. Malfunzionamento/velocità insufficiente dei ventilatori delle torri di raffreddamento (30%)
  3. Cortocircuito d'aria nella torre di raffreddamento (20%)
  4. Basso flusso d'acqua attraverso la torre di raffreddamento (10%)
 Ispezione visiva della torre di raffreddamento, controllo del funzionamento dei ventilatori (corrente, velocità), misurazione della temperatura del bulbo umido.
  1. Deposizione, inquinamento biologico, distribuzione disomogenea dell'acqua
  2. I ventilatori non funzionano, velocità di rotazione ridotta, corrente motore elevata
  3. L'aria calda proveniente dall'uscita della torre di raffreddamento viene ricircolata all'ingresso
  4. Consumo di acqua attraverso la torre di raffreddamento <80% del progetto

7. Analisi delle cause profonde dei malfunzionamenti

7.1. Contaminazione dello scambiatore di calore (condensatore/evaporatore/sala di raffreddamento)

Spiegazione: L'inquinamento può essere causato da depositi di calcare (carbonato di calcio, magnesio), prodotti di corrosione (ossidi di metalli), depositi biologici (alghe, limo) o impurità meccaniche (sabbia, sporco). Ciò porta alla formazione di uno strato isolante sulle superfici di scambio termico, che riduce notevolmente il coefficiente di scambio termico.

Come confermare:

  • La misurazione della caduta di pressione sullo scambiatore di calore (per i circuiti idraulici) — un aumento significativo (più di 0,5 bar) indica un intasamento interno.
  • Ispezione visiva (dopo lo smantellamento o tramite portelli di ispezione) — presenza di depositi visibili, incrostazioni, escrescenze biologiche.
  • Misurazione della temperatura della superficie dello scambiatore di calore con una termocamera: rilevamento di zone fredde o calde, che indicano una distribuzione non uniforme del flusso o una forte contaminazione.

Danno potenziale: diminuzione delle prestazioni di raffreddamento del sistema, aumento del consumo di energia, aumento della pressione di scarico del compressore (per un condensatore sporco), che porta al sovraccarico, al surriscaldamento e all'usura prematura. A lungo termine, la distruzione del materiale dello scambiatore di calore a causa del surriscaldamento/sottoraffreddamento locale e della corrosione sotto i depositi.

7.2. Carica di refrigerante insufficiente (perdita)

Spiegazione: Una riduzione della quantità di refrigerante nel sistema è solitamente il risultato di perdite dovute a giunti che perdono, guarnizioni, crepe nelle tubazioni o difetti delle apparecchiature. Una quantità insufficiente di refrigerante interrompe il ciclo di raffreddamento, riducendone l'efficienza.

Come confermare:

  • Misurazione delle pressioni di aspirazione e di scarico: entrambe le pressioni saranno inferiori al normale e la differenza tra loro potrebbe essere piccola.
  • Misurazione del surriscaldamento all'aspirazione del compressore: surriscaldamento notevolmente aumentato (più di 8-10°C).
  • Misurazione del sottoraffreddamento in uscita dal condensatore: sottoraffreddamento basso (meno di 2-3°C) o nessun sottoraffreddamento.
  • Utilizzo di un rilevatore elettronico di perdite di refrigerante per individuare la perdita.
  • Ricerca visiva di tracce di olio su tubazioni e componenti (il refrigerante trasporta con sé olio).

Danno potenziale: diminuzione della capacità di raffreddamento, surriscaldamento del compressore a causa del raffreddamento insufficiente del motore con il refrigerante, danno al compressore per mancanza di olio (il refrigerante trasferisce olio), aumento del consumo di elettricità, rischio di danni ambientali.

7.3. Flusso di liquido refrigerante/acqua di raffreddamento basso

Spiegazione: Riduzione del flusso volumetrico del liquido di raffreddamento attraverso l'evaporatore o dell'acqua di raffreddamento attraverso il condensatore. Può essere causato da filtri intasati, malfunzionamento della pompa di circolazione (usura, girante intasata), intasamenti d'aria nell'impianto, apertura impropria della valvola di intercettazione o depositi all'interno delle tubazioni/scambiatori di calore.

Come confermare:

  • Misurazione del flusso di refrigerante/acqua utilizzando un flussometro: gli indicatori sono significativamente inferiori a quelli di progettazione.
  • La misurazione della caduta di pressione dell'evaporatore/condensatore è notevolmente inferiore rispetto a quella di progetto (se il flusso è basso) o notevolmente superiore (se lo scambiatore è intasato).
  • La misurazione Delta T (temperatura di ingresso/uscita) è significativamente inferiore rispetto a quella di progetto (meno di 3°C al carico nominale).
  • Controllare la pressione di ingresso e di uscita della pompa: una pompa difettosa potrebbe avere una pressione di uscita bassa.
  • Ispezione visiva dei filtri: contaminazione visibile.

Danno potenziale: diminuzione dell'efficienza dello scambio termico, formazione di ghiaccio sull'evaporatore (per basso flusso di refrigerante), aumento della pressione di scarico del compressore (per basso flusso di acqua di raffreddamento), cavitazione nelle pompe, aumento del consumo di energia.

7.4. Gas non condensabili nel sistema

Spiegazione: Presenza di aria, azoto o altri gas che non condensano alle temperature e pressioni di esercizio del ciclo di refrigerazione. Questi gas normalmente entrano nel sistema durante l'installazione, la riparazione (aspirazione insufficiente) o attraverso perdite in aree a bassa pressione. Si accumulano nel condensatore riducendo la superficie effettiva di scambio termico.

Come confermare:

  • Elevata pressione di mandata del compressore senza proporzionale aumento della temperatura di condensazione (secondo tabelle dei vapori saturi).
  • Basso sottoraffreddamento del refrigerante all'uscita del condensatore.
  • Pulsazione della pressione di iniezione.
  • Lento recupero della pressione dopo l'arresto del compressore (quando il sistema si equalizza).

Danno potenziale: aumento significativo della pressione di scarico, con conseguente sovraccarico del compressore, aumento del consumo energetico, intervento dei dispositivi di protezione dall'alta pressione, maggiore usura del compressore.

8. Procedure dettagliate per la risoluzione dei problemi

8.1. Procedura per la pulizia degli scambiatori di calore

  1. SICUREZZA: Applicare le procedure LOTO al refrigeratore e alle pompe del circuito appropriato. Scaricare la pressione dal circuito dell'acqua, scaricarlo.
  2. Pulizia meccanica (per scambiatori di calore smontabili a fascio tubiero o a piastre):
    1. Smontare i cappucci terminali dello scambiatore di calore a fascio tubiero o smontare il pacco piastre.
    2. Rimuovere la contaminazione meccanica con spazzole (per tubi) o lavatrici speciali (per piastre).
    3. Controllare l'integrità dei sigilli. Sostituisci quelli danneggiati.
    4. Assemblare lo scambiatore di calore serrando i bulloni con la coppia specificata dal produttore (ad esempio 20-30 Nm per fascio tubiero).
  3. Pulizia chimica (per tutti i tipi, soprattutto non smontabili):
    1. Isolare lo scambiatore di calore dal resto del sistema.
    2. Collegare la pompa per far circolare la soluzione di lavaggio.
    3. Riempire lo scambiatore di calore con una soluzione chimica speciale (come una soluzione acida per incrostazioni o un biocida per depositi biologici) secondo le istruzioni del produttore del prodotto chimico.
    4. Far circolare la soluzione per il tempo consigliato (es. 2-6 ore) con controllo del pH.
    5. Scaricare la soluzione utilizzata (smaltire in conformità con le normative ambientali).
    6. Sciacquare accuratamente lo scambiatore di calore con acqua pulita fino a quando il pH è neutro.
  4. Verifica: avvia il sistema. Controllare la caduta di pressione sullo scambiatore di calore (dovrebbe rientrare nell'intervallo normale, ad esempio 0,1-0,2 bar). Controllare le temperature.

8.2. La procedura per la ricerca di perdite e il rabbocco del refrigerante

  1. SICUREZZA: Applica le procedure LOTO. Utilizzare DPI (guanti criogenici, protezione per il viso).
  2. Ricerca di una perdita:
    1. Con l'aiuto di un rilevatore di perdite elettronico, esaminare attentamente tutte le connessioni, valvole, punti di saldatura, saldature, guarnizioni, punti di montaggio del sensore.
    2. Utilizzare una soluzione saponosa per visualizzare piccole perdite.
    3. Se la perdita è significativa, ripristinare la tenuta dell'impianto (saldatura, sostituzione delle guarnizioni, riparazione o sostituzione dei componenti danneggiati).
  3. Evacuazione:
    1. Collegare la pompa del vuoto alle porte di servizio del sistema attraverso la stazione del manometro.
    2. Aspirare il sistema fino al raggiungimento di un vuoto profondo (250-500 micron o inferiore a 0,5 mbar).
    3. Chiudere le valvole della stazione manometrica e spegnere la pompa. Monitorare l'aumento della pressione per 15-30 minuti. Un aumento di pressione superiore a 50 micron indica la presenza di una perdita o di umidità nel sistema. Se necessario, ripetere l'aspirazione o il rilevamento delle perdite.
  4. Riempimento del refrigerante:
    1. Collegare la bombola con il refrigerante alla stazione manometrica, posizionare la bombola sulla bilancia.
    2. Riempire il refrigerante nella fase liquida (attraverso la linea del liquido) fino a raggiungere la massa richiesta secondo la targhetta del refrigeratore (precisione ±50 g). Se necessario, è consentito effettuare il rifornimento in fase gassosa attraverso la linea di aspirazione in piccole porzioni mentre il compressore è in funzione, monitorando costantemente il surriscaldamento.
    3. ATTENZIONE: un riempimento eccessivo può sovrapressurizzare e sovraccaricare il compressore.
  5. Verifica: avviare il refrigeratore. Controllare pressioni, temperature, surriscaldamento (5-7°C) e ipotermia (4-6°C). Controllare nuovamente il sistema con un rilevatore di perdite.

8.3. Procedura di recupero del flusso dell'acqua di raffreddamento/refrigerante

  1. SICUREZZA: Applicare le procedure LOTO alle pompe e a qualsiasi componente del circuito elettrico.
  2. Controllo e pulizia dei filtri:
    1. Isolare la sezione del filtro, scaricare la pressione.
    2. Aprire l'alloggiamento del filtro, rimuovere l'elemento filtrante.
    3. Pulire o sostituire l'elemento filtrante.
    4. Montare il filtro, assicurandosi che le guarnizioni siano installate correttamente.
  3. Controllo della pompa:
    1. Ispezionare visivamente la pompa per individuare eventuali perdite, rumori, vibrazioni.
    2. Controllare la pressione in ingresso e in uscita della pompa.
    3. Se la pompa è in funzione ma la pressione in uscita è bassa, la girante potrebbe essere ostruita (richiede smontaggio e pulizia) o usurata.
    4. Controllare i parametri elettrici della pompa (corrente): una deviazione significativa indica un malfunzionamento.
    5. Sostituire la pompa difettosa o i suoi componenti (cuscinetti, guarnizioni).
  4. Rimozione dei tappi dell'aria:
    1. Aprire tutte le valvole dell'aria (sfiati) nei punti superiori del sistema.
    2. Mantenere la pressione del sistema finché l'aria non smette di fuoriuscire e dalle valvole esce solo acqua.
    3. Garantire il corretto funzionamento delle prese d'aria automatiche.
  5. Verifica: avvia il sistema. Misurare il flusso di refrigerante/acqua, la caduta di pressione negli scambiatori di calore e il delta T. Tutte le letture dovrebbero rientrare nei limiti normali.

9. Precauzioni

La causa principale Strategia di prevenzione Metodo di monitoraggio Intervallo consigliato
Contaminazione dello scambiatore di calore Pulizia chimico/meccanica regolare, preparazione dell'acqua, utilizzo di filtri con grado di filtrazione adeguato. Controllo delle perdite di carico sullo scambiatore di calore, analisi della qualità dell'acqua (pH, durezza, conducibilità, contenuto di sostanze in sospensione), ispezione visiva. Trimestralmente (analisi dell'acqua), una volta ogni 6-12 mesi (pulizia), settimanale (caduta di pressione).
Carica di refrigerante insufficiente (perdita) Controllo periodico della tenuta, manutenzione delle guarnizioni, minimizzazione delle vibrazioni. Monitoraggio quotidiano pressioni/temperature, ispezione visiva settimanale, utilizzo di rilevatori di perdite elettronici. Settimanalmente (visivo), una volta ogni 3-6 mesi (rilevatore di perdite).
Flusso di liquido refrigerante/acqua di raffreddamento basso Pulizia regolare dei filtri, manutenzione/sostituzione delle pompe, monitoraggio delle tubazioni. Controllo delle perdite di carico sui filtri, misurazione della portata, monitoraggio della corrente delle pompe, analisi delle vibrazioni delle pompe. Settimanale (filtri), mensile (consumi), una volta ogni 6-12 mesi (vibrazioni/manutenzione pompa).
Gas non condensabili nel sistema Aspirazione di alta qualità del sistema durante l'installazione/riparazione, eliminazione delle perdite. Controllo pressione/temperatura (rapporto), sottoraffreddamento del liquido. Mensile (controllo parametri).
Problemi di condensazione/torre di raffreddamento Pulizia regolare della torre di raffreddamento (irrigatori, ugelli), manutenzione dei ventilatori/pompe della torre di raffreddamento. Ispezione visiva, controllo della temperatura a bulbo umido, monitoraggio della corrente del motore della ventola/pompa. Mensile (visivo), una volta ogni 3-6 mesi (pulizia).

10. Pezzi di ricambio e componenti

Descrizione del componente Specifica/tipo Quando sostituire Categoria UNITEC
Filtro deidratatore a refrigerante Taglia in base alle prestazioni del refrigeratore (es. DML 164) Con una caduta di pressione significativa (>0,2 bar), dopo importanti riparazioni del sistema refrigerante, con la comparsa di umidità nel sistema. Automazione della refrigerazione
Valvola termoregolatrice (TRV) Tipo e prestazioni in base al refrigeratore (ad esempio Danfoss TGE, Sporlan serie S) In caso di surriscaldamento instabile, intasamento, malfunzionamento della sfera termica, danni meccanici. Automazione della refrigerazione
Sigillatura (per scambiatori di calore, valvole) Materiale (EPDM, NBR), dimensioni in base al componente In caso di perdite, durante lo smontaggio dei componenti, dopo la pulizia chimica. Materiali di tenuta
Sensori di pressione/temperatura Campo di misura, tipo di segnale (4-20 mA, 0-10 V) In caso di letture errate, guasti nel funzionamento dell'automazione. Dispositivi di misurazione
Pompa di circolazione (per liquido di raffreddamento/acqua di raffreddamento) Produttività (m³/h), prevalenza (m), tipologia (centrifuga, multistadio) In caso di prestazioni ridotte, aumento delle vibrazioni/rumore, danni meccanici, usura. Attrezzature di pompaggio
Elementi filtranti per acqua/liquido di raffreddamento Grado di filtrazione (μm), dimensione, materiale In caso di contaminazione, portata ridotta, aumento della caduta di pressione. Sistemi di filtrazione
Refrigerante Tipo (R134a, R407C, R410A) Se è necessario il rifornimento o il rifornimento completo dopo la riparazione. Materiali di consumo
Contattore/relè termico Corrente nominale, tensione bobina, dimensioni In caso di malfunzionamento della parte elettrica, attivazione della protezione senza motivo, incollamento dei contatti. Componenti elettrici
Cuscinetti per motori compressori/pompe/ventilatori Dimensioni, classe di precisione (ad es. SKF 6205-2RS1) Con maggiori vibrazioni, rumore, surriscaldamento, usura significativa. Componenti meccanici
Motore elettrico (compressore/pompa/ventilatore) Potenza (kW), velocità (rpm), tensione (V) In caso di avvolgimenti rotti, cortocircuiti tra le spire, grave surriscaldamento, danni meccanici. Motori elettrici

Cerca questi e altri componenti richiesti nel catalogo UNITEC: www.unitecd.com/e-catalog/

11. Collegamenti

  • DSTU EN 378-1:2018 (EN 378-1:2016, IDT) Sistemi di refrigerazione e pompe di calore. Requisiti di sicurezza e ambientali. Parte 1. Requisiti di base, definizioni, classificazioni e criteri di selezione.
  • ISO 5149:2014 Sistemi di refrigerazione e pompe di calore — Requisiti di sicurezza e ambientali.
  • EN 1037:1995+A1:2008 Sicurezza del macchinario — Prevenzione dell'avviamento inaspettato.
  • ISO 10816-1:1995 Vibrazioni meccaniche — Valutazione delle vibrazioni della macchina mediante misurazioni su parti non rotanti — Parte 1: Linee guida generali.
  • Manuali d'uso e manutenzione dei produttori di apparecchiature (documentazione OEM).
  • Manuali di manutenzione della refrigerazione interna UNITEC.

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