Surriscaldamento e sottoraffreddamento: guida per l’esame F-gas

Se si chiede a un gruppo di aspiranti tecnici frigoristi di definire il surriscaldamento, si ottengono una dozzina di risposte, perlopiù corrette solo a metà. Se poi si chiede dove posizionare la sonda e quale dispositivo di espansione cambia la risposta, cala il silenzio. Questa lacuna conta, perché il surriscaldamento e il sottoraffreddamento sono centrali sia nell’esame per il certificato A1 UE sui gas fluorurati sia in tutte le operazioni su un impianto in funzione.

Questa guida propone una spiegazione rivolta proprio agli apprendisti — quella che si darebbe accanto a un’unità condensante con un gruppo manometrico in mano — e la collega a ciò che viene effettivamente richiesto all’esame sui gas fluorurati.

 

 

Dove si effettua ciascuna misurazione

Prima della teoria, occorre avere ben chiari i punti di misurazione sull’impianto. I colori del gruppo manometrico non sono decorativi: corrispondono direttamente alle due misurazioni.

• Sottoraffreddamento — si misura alla valvola di servizio della linea del liquido dell’unità esterna. Manometro rosso, tubo flessibile rosso, lato di alta pressione, tubo di diametro minore.
• Surriscaldamento — si misura alla valvola di servizio della linea del vapore (aspirazione). Manometro blu, tubo flessibile blu, lato di bassa pressione, tubo di diametro maggiore.

“La linea del vapore ha sempre un diametro maggiore rispetto alla linea del liquido.”

Questa sola frase risparmia molti imbarazzi agli apprendisti. Se non si è sicuri della presa a cui ci si è collegati, il diametro del tubo permette di identificarla.

Entrambe le misurazioni richiedono gli stessi due dati: una lettura della pressione convertita in temperatura di saturazione e una temperatura effettiva della linea rilevata con una sonda digitale a pochi pollici dalla presa.

 

Che cos’è realmente il sottoraffreddamento

Il sottoraffreddamento è la diminuzione della temperatura del refrigerante liquido dopo la completa condensazione.

Seguiamo il refrigerante attraverso il condensatore. Il vapore ad alta pressione e ad alta temperatura lascia il compressore ed entra nella batteria. L’aria viene aspirata attraverso le alette e il calore viene ceduto all’esterno dell’impianto. Il refrigerante si raffredda allo stato di vapore fino a raggiungere la saturazione; a quel punto accade qualcosa di importante:

“Una volta raggiunta la saturazione, la temperatura non diminuisce più: avviene soltanto il passaggio di stato da vapore a liquido.”

All’incirca a metà della batteria, il refrigerante diventa completamente liquido. Solo allora la sua temperatura può ricominciare a diminuire. Questa ulteriore diminuzione, al di sotto della temperatura di saturazione, è il sottoraffreddamento.

Ecco il punto che crea confusione e che merita una seconda lettura: si misura la pressione in uno stato e la temperatura in un altro. La pressione rilevata alla presa della linea del liquido riflette la condizione di saturazione all’interno della batteria del condensatore. La temperatura rilevata sulla linea del liquido è quella del refrigerante completamente condensato, dopo che ha ceduto altro calore. La differenza tra le due temperature è il sottoraffreddamento.

Esempio svolto (R-410A):

Passaggio	Lettura
Pressione della linea del liquido	300 psig
Temperatura di saturazione ricavata	94 °F
Temperatura effettiva della linea del liquido	84 °F
Sottoraffreddamento	10 K (10 °F)

I gruppi manometrici meno recenti hanno scale pressione–temperatura stampate sul quadrante: un anello interno verde per R-22 e un anello rosa per R-410A. I gruppi manometrici digitali eseguono la conversione automaticamente. In entrambi i casi, il principio è identico: la pressione fornisce la temperatura di saturazione, nient’altro.

 

Che cos’è realmente il surriscaldamento

Seguiamo ora lo stesso refrigerante nell’evaporatore.

Il liquido sottoraffreddato percorre la linea del liquido di diametro minore e raggiunge il dispositivo di espansione. Il dispositivo riduce la pressione e la riduzione della pressione abbassa la temperatura. Dai tubi del distributore esce già una miscela: circa l’80% di liquido e il 20% di gas flash. Entra nella batteria già in condizioni di saturazione.

Mentre assorbe calore dall’aria che attraversa la batteria, la sua temperatura non aumenta. Il refrigerante bolle:

• All’ingresso: ~80% liquido / 20% vapore
• A metà percorso: ~50% liquido / 50% vapore
• Più avanti: ~20% liquido / 80% vapore
• Infine: 100% vapore

Solo a quest’ultimo punto, quando ogni goccia è evaporata, la temperatura del refrigerante può ricominciare ad aumentare. Questo aumento di temperatura è il surriscaldamento.

Misurato all’uscita dell’evaporatore, è il surriscaldamento all’evaporatore. Misurato all’unità condensante, dopo il percorso lungo la linea del vapore, è il surriscaldamento totale. In un impianto installato correttamente, con la linea di aspirazione isolata, i due valori dovrebbero differire di circa un grado al massimo, salvo che, come osserva il video, la linea sia interrata o isolata male.

Esempio svolto (R-410A):

Passaggio	Lettura
Pressione di aspirazione	120 psig
Temperatura di saturazione ricavata	41 °F
Temperatura effettiva della linea del vapore	54 °F
Surriscaldamento totale	13 K (13 °F)

“L’unico motivo per cui misuriamo la pressione proprio qui è ricavare una temperatura di saturazione.”

È bene ricordarlo quando l’esaminatore chiede perché la sola pressione di aspirazione non permette di determinare la carica.

 

Perché il dispositivo di espansione determina il metodo

Questo è un punto importante per l’esame per il certificato A1 UE sui gas fluorurati. Corrisponde direttamente agli argomenti Termodinamica e Gestione dei refrigeranti dell’edizione UE.

Valvola di espansione termostatica (TEV / TXV) → carica in base al sottoraffreddamento.

Una TEV rileva la temperatura della linea del vapore tramite il bulbo e la pressione della linea del vapore tramite l’equalizzatore esterno, con il bilanciamento della pressione esercitata dalla molla. Si apre e si chiude per mantenere costante il surriscaldamento indipendentemente dal carico termico:

“Il punto è proprio questo: controlla il surriscaldamento e regola il flusso di refrigerante per cercare di mantenerlo costante.”

Poiché la valvola mantiene volutamente costante il surriscaldamento, questo non permette di capire se la carica è corretta. Il sottoraffreddamento, invece, sì. Occorre confrontare il sottoraffreddamento misurato con il valore obiettivo indicato dal fabbricante sulla targhetta; se non si trova sul lato anteriore, rimuovere il carter e controllare sotto.

• Sottoraffreddamento misurato superiore al valore obiettivo → carica eccessiva
• Sottoraffreddamento misurato inferiore al valore obiettivo → carica insufficiente

Un valore obiettivo di 14 K rispetto a un valore misurato di 10 K indica che occorre aggiungere refrigerante all’impianto.

Orifizio fisso (tubo capillare o pistone) → carica in base al surriscaldamento totale.

Un dispositivo a pistone o un tubo capillare ha un foro fisso. Non può modulare il flusso. La stessa restrizione lascia passare la stessa portata qualunque sia il carico, quindi il surriscaldamento varia sia con la carica sia con le condizioni operative: è proprio questo a renderlo un indicatore utilizzabile per la carica.

L’indizio per identificarlo è semplice: un bulbo fissato alla linea di aspirazione e un tubo di equalizzazione esterna indicano una TEV. Se non ci sono né bulbo né equalizzatore, rimuovere il coperchio e verificare quale dispositivo è installato.

 

Il surriscaldamento obiettivo è un valore variabile

È qui che gli apprendisti sbagliano più spesso. Sulla targhetta non è stampato alcun valore obiettivo di surriscaldamento e non esiste una pressione magica da impostare.

“Il surriscaldamento obiettivo in un impianto a orifizio fisso è un valore variabile.”

Per trovare il valore obiettivo servono due misurazioni:

1. Temperatura a bulbo umido interna, rilevata sull’aria di ripresa con uno psicrometro digitale.
2. Temperatura a bulbo secco esterna, rilevata vicino all’unità condensante, al riparo dal sole diretto e lontano dall’aria espulsa.

Riportando questi due valori su un diagramma del surriscaldamento obiettivo, oppure inserendoli in un gruppo manometrico digitale o in un’app, si ottiene il valore obiettivo.

La stessa misurazione di 13 K assume significati opposti a seconda del valore obiettivo:

• Obiettivo 17 K, valore misurato 13 K → carica eccessiva
• Obiettivo 9 K, valore misurato 13 K → carica insufficiente

La lettura, da sola, non permette di distinguere i due casi. È proprio questo tipo di domanda interpretativa a mettere in difficoltà i candidati durante l’esame.

 

Perché è importante per il rispetto della normativa sui gas fluorurati

Non si tratta di semplice teoria. Una carica corretta contribuisce al rispetto del regolamento (UE) 2024/573:

• L’art. 4 richiede precauzioni per prevenire le emissioni, misure praticabili per ridurre al minimo le perdite e la riparazione delle perdite rilevate senza indebito ritardo. Caricare a intuito comporta il rischio sia di una carica eccessiva sia di rabbocchi ripetuti che nascondono una perdita.
• L’art. 5 stabilisce gli obblighi di controllo delle perdite a partire da 5 tonnellate di CO2 equivalente per i gas dell’allegato I o da 1 kg per i gas dell’allegato II, sezione 1, fatte salve le esenzioni. Gli intervalli dei controlli dipendono dalla quantità e raddoppiano in presenza di un sistema di rilevamento delle perdite. Conoscere la carica effettiva e sapere se l’impianto la mantiene è fondamentale per adempiere a questi obblighi.
• L’art. 7 richiede la registrazione del refrigerante aggiunto e recuperato per le apparecchiature soggette a controlli obbligatori delle perdite. Se si aggiunge refrigerante a tali apparecchiature per correggere un sottoraffreddamento basso, occorre registrarne la quantità.
• L’art. 7 del regolamento (CE) n. 1516/2007 definisce i metodi indiretti, che combinano l’ispezione visiva e manuale con l’analisi dei parametri di funzionamento, comprese pressioni e temperature. Il surriscaldamento e il sottoraffreddamento possono contribuire a questa analisi. Le sospette perdite devono essere verificate mediante un metodo diretto.

Quest’ultimo punto merita particolare attenzione in vista dell’esame per il certificato A1 UE sui gas fluorurati. Il surriscaldamento e il sottoraffreddamento non sono soltanto strumenti per la carica: sono parametri diagnostici che contribuiscono direttamente al controllo indiretto delle perdite. Un impianto che funziona con un sottoraffreddamento basso, senza indizi di un errore durante l’assistenza, dovrebbe far sorgere la domanda su dove sia finito il refrigerante.

Il rilascio intenzionale non tecnicamente necessario per l’uso previsto è vietato dall’art. 4, paragrafo 1. L’art. 8 richiede il recupero dei gas fluorurati dai circuiti di refrigerazione, condizionamento d’aria e pompe di calore da parte di personale adeguatamente certificato. Regolamento (UE) 2024/573.

 

Come si inserisce F-Gas Exam Prep in questo percorso

Comprendere il surriscaldamento e il sottoraffreddamento aiuta a rispondere alle domande d’esame sui dispositivi di espansione e sulla carica di refrigerante.

L’app F-Gas Pro – Preparazione all’esame A1 supporta la preparazione all’esame per il certificato A1 UE sui gas fluorurati:

• Oltre 540 domande in stile esame suddivise in 15 argomenti, tra cui Termodinamica, Valvole di espansione e Gestione dei refrigeranti.
• Simulazioni d’esame a tempo per esercitarsi a rispondere alle domande entro un limite di tempo.
• Schede di ripasso e 12 calcolatori per supportare il ripasso e i calcoli.
• Spiegazioni dettagliate per ogni risposta, comprese le ragioni per cui le misurazioni vanno interpretate rispetto al valore obiettivo pertinente.

Gli argomenti Termodinamica e Gestione dei refrigeranti permettono di esercitarsi nell’interpretazione delle letture di surriscaldamento e sottoraffreddamento. L’app è disponibile su iOS e Android. È uno strumento di studio indipendente e non sostituisce un corso di formazione o un esame approvato.