Surriscaldamento e sottoraffreddamento spiegati in modo semplice

Per l’esame UE per il certificato A1 sui gas fluorurati — e per la ricerca quotidiana dei guasti — è possibile riassumere il surriscaldamento e il sottoraffreddamento in una frase ciascuno. Questa spiegazione di AC Service Tech illustra entrambi i concetti. È importante impararne le definizioni prima di sostenere l’esame per il certificato A1.

Prima di tutto, seguire il ciclo

Prima di comprendere i due termini, occorre saper seguire il refrigerante lungo il circuito e indicarne lo stato in ogni punto. Il video lo riassume in poche parole:

“Nel compressore entra vapore a bassa pressione e bassa temperatura, mentre ne esce vapore ad alta pressione e alta temperatura, nel punto in cui è più caldo.”

Da qui:

1. Scarico del compressore — vapore ad alta pressione e alta temperatura, nel punto più caldo dell’intero impianto.
2. Condensatore — il vapore cede calore fino a raggiungere uno stato di saturazione in cui coesistono vapore e liquido. Continua a cedere calore fino a diventare completamente liquido, poi la sua temperatura continua a diminuire allo stato liquido. Quest’ultima diminuzione di temperatura è il sottoraffreddamento.
3. Linea del liquido e filtro essiccatore — il filtro essiccatore assorbe l’umidità residua nell’impianto, proteggendo il dispositivo di espansione dalla formazione di acidi e dalle ostruzioni dovute al ghiaccio.
4. Dispositivo di espansione — una brusca caduta di pressione trasforma il liquido ad alta pressione e alta temperatura in refrigerante a bassa pressione e bassa temperatura, composto per circa l’80% da liquido e per il 20% da gas flash.
5. Evaporatore — la miscela assorbe calore, attraversa la zona di saturazione nella parte centrale della batteria e diventa interamente vapore. Qualsiasi ulteriore aumento di temperatura dopo questo punto costituisce il surriscaldamento.
6. Linea di aspirazione — il vapore a bassa pressione e bassa temperatura ritorna al compressore e il ciclo si ripete.

Questa sequenza è centrale nell’argomento Termodinamica dell’edizione UE. È inoltre alla base delle conoscenze e delle competenze pratiche richieste per il controllo delle perdite e la carica nell’esame per il certificato A1.

Il surriscaldamento in una frase

“Il surriscaldamento è l’aumento di temperatura allo stato di vapore nella batteria dell’evaporatore.”

Questa è l’intera definizione. È facile da ricordare perché nell’evaporatore esiste un solo punto in cui è presente esclusivamente vapore: dopo la zona di saturazione, vicino all’uscita. Quindi, quando si parla di vapore nell’evaporatore, si parla di surriscaldamento.

Per misurarlo servono due letture:

• Pressione di aspirazione, convertita in temperatura di saturazione mediante una tabella pressione–temperatura o un’app per il refrigerante specifico.
• Temperatura della tubazione nello stesso punto, rilevata con una sonda ben fissata e isolata.

Surriscaldamento = temperatura misurata della tubazione − temperatura di saturazione.

In pratica, come osserva il video, raramente è disponibile una presa di pressione direttamente all’uscita dell’evaporatore, quindi le letture vengono effettuate alla valvola di servizio in aspirazione vicino al compressore. Si ottiene così il surriscaldamento totale: il surriscaldamento nell’evaporatore più il calore assorbito dalla linea di aspirazione lungo il percorso di ritorno. È il valore su cui si basa la maggior parte delle tabelle di carica dei produttori.

Il sottoraffreddamento in una frase

“Il sottoraffreddamento è la diminuzione di temperatura allo stato liquido nella batteria del condensatore.”

La logica è la stessa, ma speculare. Nel condensatore esiste un solo punto in cui è presente esclusivamente liquido: dopo la zona di saturazione. Quindi, parlare di liquido nel condensatore significa parlare di sottoraffreddamento. La misura va effettuata alla valvola di servizio della linea del liquido, perché lì è possibile ottenere una lettura precisa della pressione insieme a una misura attendibile della temperatura.

Sottoraffreddamento = temperatura di saturazione (ricavata dalla pressione della linea del liquido) − temperatura misurata della linea del liquido.

Perché è così importante? Perché il dispositivo di espansione è progettato per ricevere una colonna continua di liquido:

“Il sottoraffreddamento serve a garantire che, quando il liquido raggiunge il dispositivo di espansione, sia interamente liquido e non sia presente vapore. Se è presente vapore, il funzionamento non sarà molto efficiente.”

Le bolle di vapore che arrivano a una valvola di espansione o a un tubo capillare riducono la portata massica e alimentano insufficientemente l’evaporatore. L’impianto perde potenza frigorifera, la pressione di aspirazione scende ed è facile diagnosticare erroneamente una carica insufficiente, quando il vero problema è un sottoraffreddamento insufficiente dovuto a un’ostruzione nella linea del liquido o a un filtro essiccatore parzialmente ostruito. Il sottoraffreddamento conferma inoltre che nel condensatore è accumulato un volume sufficiente di refrigerante per alimentare la valvola in modo costante.

Il video evidenzia una differenza interessante: i valori di sottoraffreddamento sono solitamente riportati sulla targhetta dell’unità, mentre il surriscaldamento obiettivo non lo è e deve essere ricavato in base alle condizioni della giornata.

Il surriscaldamento protegge il compressore

Questo è il punto su cui gli esaminatori tornano spesso. Il refrigerante liquido è praticamente incomprimibile. Se raggiunge il compressore, si rischiano colpi di liquido, danni alla piastra valvole, dilavamento dell’olio dai cuscinetti e, nelle unità ermetiche, la bruciatura del motore, che rende necessario un intervento di recupero dei gas fluorurati.

“Se c’è surriscaldamento, si sa che nel compressore entrerà vapore. Se il surriscaldamento è nullo, o anche solo di uno o due gradi, potrebbe entrare del liquido nel compressore.”

Un surriscaldamento misurato pari a zero non significa che il refrigerante sia “appena asciutto”: significa che in quel punto si trova ancora nella zona di saturazione. Potrebbe quindi esserci del liquido mescolato al vapore, senza che sia possibile determinarne la quantità. Un margine di sicurezza nel surriscaldamento è l’unica garanzia.

Impianti con TEV e impianti a orifizio fisso

Il metodo di carica dipende interamente dal dispositivo di espansione installato:

Valvola di espansione termostatica (TEV/TXV)

• La valvola modula autonomamente per mantenere il surriscaldamento al valore impostato, purché la carica sia corretta.
• Poiché la valvola mantiene costante il surriscaldamento, questo non è utile come indicatore della carica: si regola quindi la carica in base al sottoraffreddamento, utilizzando il valore riportato sulla targhetta.
• La misura va effettuata alla valvola di servizio della linea del liquido sull’unità esterna.

Pistone, orifizio fisso o tubo capillare

• Non vi è modulazione, quindi il surriscaldamento varia con il carico e le condizioni ambientali.
• Si regola la carica in base al surriscaldamento, misurato alla valvola di servizio in aspirazione.

“Nel caso di una valvola di espansione termostatica, è la valvola stessa a controllare il surriscaldamento. Con un pistone, un orifizio o un tubo capillare, invece, occorre verificare la carica di refrigerante in base al surriscaldamento.”

Il surriscaldamento obiettivo cambia con le condizioni meteorologiche

L’errore di carica più comune negli impianti a orifizio fisso è utilizzare un valore fisso. Il surriscaldamento obiettivo non è costante: si ricava da una tabella di carica utilizzando la temperatura a bulbo secco esterna e la temperatura a bulbo umido interna nelle condizioni della giornata.

• Caldo all’esterno e umidità elevata all’interno → carico elevato sull’evaporatore → surriscaldamento obiettivo elevato.
• Fresco all’esterno, fresco e asciutto all’interno → carico ridotto sull’evaporatore → surriscaldamento obiettivo basso.

Se si carica un impianto per ottenere un surriscaldamento elevato in un pomeriggio caldo e umido, e lo stesso impianto funziona poi in una mattina fresca e asciutta, il surriscaldamento può crollare e il liquido può tornare al compressore. Il video è esplicito sulle conseguenze:

“Occorre impostarlo in base alla temperatura esterna e alla temperatura a bulbo umido di quel giorno, usando la tabella del surriscaldamento obiettivo… in modo che, in una giornata più fresca, il liquido non entri nel compressore. È una questione seria.”

Il secondo motivo riguarda l’efficienza. Un surriscaldamento eccessivo significa che una parte dell’evaporatore non svolge alcun lavoro utile, la potenza frigorifera diminuisce e il compressore funziona a una temperatura superiore al dovuto.

Perché è importante per la conformità alla normativa sui gas fluorurati

Le misure di surriscaldamento e sottoraffreddamento aiutano a individuare i guasti e a gestire correttamente il refrigerante. Queste attività sono pertinenti agli obblighi previsti dal regolamento (UE) 2024/573:

• L’art. 4 impone agli operatori di adottare precauzioni per prevenire le perdite e di riparare quelle rilevate senza indebito ritardo. Valori anomali di surriscaldamento o sottoraffreddamento possono indicare una perdita, un’ostruzione o un errore di carica da indagare.
• L’art. 5 stabilisce i requisiti per il controllo delle perdite. Per le apparecchiature soggette a questi controlli, i gas dell’allegato I hanno soglie di 5, 50 e 500 tonnellate di CO2 equivalente, con intervalli massimi rispettivamente di 12, 6 e 3 mesi. I gas dell’allegato II, sezione 1, hanno soglie corrispondenti di 1 kg, 10 kg e 100 kg. Questi intervalli raddoppiano se è installato un sistema di rilevamento delle perdite funzionante. Sono previste esenzioni per determinate apparecchiature ermeticamente sigillate ed etichettate.
• L’art. 8 richiede che il recupero dei refrigeranti costituiti da gas fluorurati dai circuiti fissi di refrigerazione, condizionamento d’aria e pompe di calore sia effettuato da personale adeguatamente certificato. Sovraccaricare un impianto per correggere una lettura inadeguata del surriscaldamento aumenta la quantità di refrigerante che dovrà infine essere recuperata e le potenziali emissioni in caso di perdita.
• L’art. 10 del regolamento (UE) 2024/573 e gli artt. 3–4 e l’allegato I del regolamento di esecuzione (UE) 2024/2215 stabiliscono i requisiti di certificazione e le competenze e conoscenze minime richieste all’esame. Il certificato A1 copre il controllo delle perdite, il recupero, l’installazione, la manutenzione, l’assistenza, la riparazione e lo smantellamento riguardanti gas fluorurati e idrocarburi, senza limiti di quantità di carica. Identificare lo stato e le condizioni del refrigerante prima della carica fa parte della prova pratica.

Per l’esame UE per il certificato A1 sui gas fluorurati, ripassare questi concetti negli argomenti Termodinamica, Controlli prima della messa in servizio, Ricerca delle perdite e Gestione dei refrigeranti. Occorre saper enunciare entrambe le definizioni, indicare il punto di misura per ciascuna e spiegare quale misura si utilizza per valutare la carica.

Consiglio per l’esame: Se una domanda menziona una TEV, pensare al sottoraffreddamento. Se menziona un tubo capillare, un orifizio o un pistone, pensare al surriscaldamento. Questa semplice associazione permette di risolvere un numero sorprendente di domande a scelta multipla.

Riepilogo rapido per il ripasso

	Surriscaldamento	Sottoraffreddamento
Stato del refrigerante	Vapore	Liquido
Componente	Evaporatore	Condensatore
Dove si verifica	Dopo la zona di saturazione	Dopo la zona di saturazione
Punto di misura	Valvola di servizio in aspirazione (surriscaldamento totale)	Valvola di servizio della linea del liquido
Protegge	Il compressore dal ritorno di liquido	Il dispositivo di espansione dal gas flash
Quando usarlo per regolare la carica	Orifizio fisso, pistone, tubo capillare	Valvola di espansione termostatica
Fonte del valore obiettivo	Tabella di carica (bulbo secco esterno + bulbo umido interno)	Targhetta dell’unità

Come può aiutare F-Gas Exam Prep

L’app F-Gas Pro – Preparazione all’esame A1 aiuta a ripassare per l’esame UE per il certificato A1 sui gas fluorurati. È disponibile su iOS e Android e include:

• Oltre 540 domande sul modello dell’esame suddivise in 15 argomenti, tra cui Termodinamica.
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• Spiegazioni dettagliate per ogni risposta per comprendere gli errori e individuare il materiale da ripassare.

Studiare l’argomento Termodinamica, quindi completare una simulazione d’esame a tempo. Rivedere le spiegazioni delle risposte errate. L’app è uno strumento di studio indipendente, non è affiliata ad alcun organismo di certificazione e non sostituisce un corso di formazione approvato o un esame.