RIPRISTINO FUNZIONAMENTO POMPA DI CALORE
Nel presente articolo descriveremo come Geotecnica s.r.l. azienda specializzata nell’installazione e manutenzione di impianti geotermici sia stata incaricata dalla Società Agricola Tenuta Mara ad eseguire una riparazione specialistica sulla pompa di calore riscontrata fuori servizio.
L’attività ha richiesto l’impiego della forza lavoro e della professionalità maturata su questa tipologia impiantistica in grado di garantire una rimessa in funzione dell’impianto nel più breve tempo possibile.
La pompa di calore geotermica in fase di diagnosi si presentava nel seguente stato:
circuito 1 resa termica insufficiente causa mancanza di quantitativo importante di refrigerante,
circuito 2 completamente allagato causa rottura scambiatore utenza,
CIRCUITO 1: Il ripristino del corretto funzionamento del circuito 1 sarebbe stato garantito dopo la sostituzione della soleinoide Y11 (causa della perdita) e la ricarica del fluido refrigerante.
CIRCUITO 2: Il ripristino del circuito 2 è stato possibile adottando le metodologie oggetto di preventivo condiviso con la Committenza di cui seguito viene riportato un breve riepilogo:
scollegamento elettrico ed idraulico pompa di calore
recupero gas refrigerante circuito 1
recupero acqua inquinata da circuito n.2
smontaggio dei compressori n.3 e n.4
smontaggio degli scambiatori di calore acs, utenza, sonde geotermiche
bonifica dell’intero circuito
installazione dei nuovi componenti.
L’allagamento del circuito frigorifero n.2 è stato causato dalla rottura dello scambiatore utenze (freddo) molto probabilmente per congelamento del fluido vettore (acqua non glicolata).
Si rende necessario introdurre all’interno del circuito idraulico lato utenze un quantitativo sufficiente di fluido antigelo in modo tale da raggiungere un punto di congelamento di -10 °C e la pulizia periodica dei filtri a protezione degli scambiatori i quali sono stati riscontranti molto sporchi.
Infomation
DESCRIZIONE ATTIVITA’
SCOLLEGAMENTO POMPA DI CALORE
Per poter separare la pompa di calore dal modulo idronico ed iniziare le lavorazioni sui circuiti frigoriferi è stato intercettato mediante la chiusura delle apposite valvole tutti i circuiti idraulici:
buffer acqua refrigerata
buffer acqua calda sanitaria
circuito sonde geotermiche (le sonde geotermiche sono state intercettate chiudendo ogni singola sonda sui collettori posti nel pozzetto interrato in quanto le valvole di intercettazione in centrale non permettevano una chiusura stagna)
Durante lo svuotamento dei tre circuiti sopra elencati è stata riscontrata la presenza di olio(proveniente dai compressori) nel circuito utenze e non negli altri due a conferma della diagnosi fatta in precedenza e cioè che lo scambiatore rotto era appunto quello delle utenze.
Terminato lo svuotamento dei tre circuiti idraulici si è provveduto alla separazione dei 2 moduli (pompa di calore/modulo idronico) smontando le giunzioni di tipo “VITAULIC” mediante l’utilizzo di apposita chiave.
Il secondo step ha riguardato lo scollegamento elettrico di tutti i componenti in pompa di calore e la loro etichettatura per facilitare l’operazione successiva di ricollegamento.
Ultimo passaggio prima di iniziare le lavorazioni sui circuiti frigoriferi è stata la rimozione del quadro elettrico dalla sua sede in pompa di calore.
RECUPERO GAS REFRIGERANTE CIRCUITO 1
Mediante l’utilizzo di apposito recuperatore come da regolamento EU 517/2014 e successivi aggiornamenti, è stato recuperato un quantitativo di circa 4 kg di r 410 a contro i 19 kg di capienza del circuito come indicato sulla targa della macchina.
È emerso quindi la presenza di una importante perdita nel circuito, a questo punto è stata rimandata la ricerca della stessa alla fase successiva di pressurizzazione con azoto.
SMONTAGGIO COMPRESSORI SCAMBIATORI DI CALORE E COMPONENTI DANNEGGIATI
Vista la posizione difficoltosa dello scambiatore utenze all’interno della macchina è stato necessario sezionare entrambi i circuiti frigoriferi ed asportare le varie sezioni di circuito dopo averle opportunamente catalogate. Sono stati rimossi i compressori allagati.
Sono stati smontati gli scambiatori nel seguente ordine:
scambiatore ACS(acqua calda sanitaria)
scambiatore sonde geotermiche
scambiatore utenze
A questo punto è stato possibile spostare la pompa di calore mediante l’utilizzo di appositi leverini ed iniziare la bonifica di tutte le parti inquinate.
ISPEZIONE E BONIFICA CIRCUITO FRIGORIFERO
Avendo appurato che l’acqua ha riempito ogni singolo cm3 del circuito 2 è stato dato corso alle opere di bonifica delle tubazioni e degli scambiatori ACS e SONDE GEOTERMICHE lato circuito n 2.
Per la bonifica degli scambiatori è stato utilizzato il metodo della soffiatura con azoto ad alta pressione per eliminare la maggior parte dell’acqua presente, successivamente sono stati chiusi i circuiti mediate la brasatura di appositi manicotti ed effettuato il vuoto spinto e la rottura del vuoto per 3 volte mediante l’immissione di azoto fino alla pressione di 1 bar ed infine l’asciato in vuoto per 14 ore entrambi gli scambiatori.
Questa procedura ha permesso di eliminare totalmente la presenza di acqua all’interno degli scambiatori stessi. Per la bonifica delle tubazioni è stato sufficiente la soffiatura con azoto ad alta pressione ed il surriscaldamento delle stesse.
Il ricevitore di liquido, la valvola espansione ed i compressori sono stati sostituiti.
INSTALLAZIONE DEI NUOVI COMPONENTI
Sono successivamente alle opere sopra descritte iniziate le attività di rimontaggio dei componenti partendo dallo scambiatore nuovo delle utenze, l’ordine utilizzato per queste lavorazioni è stato esattamente l’opposto dell’ordine utilizzato per lo smontaggio e la catalogazione delle sezioni.
Sono state effettuate molteplici brasature in opera utilizzando sia lega di argento ad alto tenore e sia lega ottone semplice. In questa fase sono stati inseriti tutti i nuovi componenti (compressori, valvola espansione, scambiatore, filtro deidratante).
PROVA DI TENUTA
Terminata l’operazione di riassemblaggio dei 2 circuiti frigoriferi, si è provveduto alla pressurizzazione con azoto fino alla pressione di 28 bar ed effettuato l’ispezione con cercafughe (mille bolle) di entrambi i circuiti, analizzando tutte le brasature effettuate, attacchi di pressione bocchettoni ecc., riscontrando una perdita dallo stelo della solenoide Y 11 del circuito 1,la quale ha determinato la fuga di gas nel quantitativo descritto nel paragrafo RECUPERO GAS REFRIGERANTE. È stato quindi deciso di non caricare il circuito in questione ma di lasciarlo pressato in azoto fino alla sostituzione della stessa.
Il circuito n.2 ha dato esito negativo (non sono state rilevate perdite).
RIMONTAGGIO POMPA DI CALORE
Verificata la tenuta del circuito 2 sono iniziate le opere riposizionamento della pompa di calore, il ricollegamento della stessa al modulo idraulico e la riapertura dei circuiti idraulici e lo sfiato.
In concomitanza alla messa in vuoto del circuito n.2 è stata riassemblata tutta la parte elettrica e digitale della macchina.
VUOTO E RICARICA REFRIGERANTE
Il vuoto finale del circuito n.2 è durato circa 38 ore alla pressione di oltre 650 mmtorr, la bonifica del circuito è riuscita perfettamente. Sono stati caricati i 19 kg di r 410 A come da targa.
COLLAUDO
Tutti i parametri di funzionamento sono stati monitorati e registrati ed effettuate le prove in bianco per la verifica del funzionamento delle sicurezze con esito negativo (tutte le sicurezze funzionanti).
L’ESPERIENZA DEL MANUTENTORE
La strategia scelta per raggiungere gli obiettivi prefissati si è dimostrata essere l’unica strada percorribile.
Il sezionamento completo dei circuiti frigoriferi, di cui il circuito numero 2 nella sua totalità, ci ha permesso di raggiungere un grado di bonifica ottimale, inoltre ci ha permesso di ottimizzare al massimo i tempi di intervento e ridurre al minimo il rischio di imprevisti.
In questo tipo di guasti, verificato il corretto funzionamento di tutte le sicurezze, si può affermare che nella maggior parte dei casi la rottura dello scambiatore è causato dalla formazione di ghiaccio all’interno dello scambiatore stesso che dilatandosi tende a rompe le pareti interne unendo i circuiti gas/acqua con le conseguenze descritte nel presente articolo.
Le anomalie che portano alla formazione di ghiaccio all’interno degli scambiatori possono essere numerose, tuttavia nel nostro caso abbiamo trovato 2 indizi che avvalorano la tesi del ghiaccio e nello specifico facciamo riferimento all’alto grado di sporco dei filtri a protezione degli scambiatori i quali riducono pesantemente la portata di fluido all’interno degli scambiatori stessi, il secondo indizio è stata la perdita di refrigerante del circuito 1 la quale portava inevitabilmente ad una temperatura di evaporazione del gas sotto zero.
Sono sufficienti queste due anomalie a causare la rottura dello scambiatore soprattutto in mancanza di fluido glicolato.
Le operazioni minime raccomandate per ridurre al minimo i rischi di rottura in futuro sono:
inserimento di fluido antigelo all’interno del circuito utenze fino al raggiungimento del punto di congelamento di -10°C;
Pulizia periodica dei filtri per garantire la portata di progetto agli scambiatori;
visite periodiche per il controllo delle fughe gas refrigerante.