Che cos'è un sistema split: dispositivo e principio di funzionamento dei tipici sistemi di condizionamento

Chiunque abbia cercato di risolvere il problema del raffreddamento dell'aria in casa o in appartamento ha almeno un'idea approssimativa di cosa sia un sistema split. Questa tipologia di condizionamento ha sostituito con successo i vecchi 'condizionatori da finestra' e mantiene la sua popolarità da molti anni.

Comprendere le particolarità del funzionamento di un sistema split permetterà di scegliere il modello adatto e di organizzarne correttamente l'utilizzo.

In questo materiale parleremo del dispositivo e dei principi di funzionamento dei sistemi split, e vi racconteremo anche le sottigliezze dell'installazione che è necessario rispettare affinché l'apparecchiatura duri per molti anni.

L'essenza del funzionamento e il principio d'azione

Lo scopo principale del sistema split è raffreddare l'aria all'interno dell'ambiente. L'apparecchio è composto da due parti. Una viene installata all'esterno dell'ambiente, l'altra all'interno. Per collegarle con un tubo stretto, si pratica un foro nello spessore della parete. Il principio di funzionamento dei sistemi split è più o meno lo stesso di quello dei frigoriferi.

Il refrigerante, che circola all'interno del tubo del sistema, assorbe il calore dell'aria presente all'interno dell'ambiente, trasporta l'energia termica all'esterno e la restituisce all'ambiente circostante. Il circuito frigorifero del condizionatore include due elementi principali: il condensatore e l'evaporatore.

Il primo è racchiuso nell'unità esterna dell'apparecchio, mentre l'ultimo si trova nell'unità installata nella stanza.

Elementi principali del sistema split: condensatore, compressore ed evaporatore, tra i quali circola il refrigerante che trasporta l'energia termica dalla stanza all'esterno

Il refrigerante (di solito freon) si muove tra i dispositivi in un circuito chiuso. All'interno dell'ambiente si riscalda assorbendo energia termica e diventa gas.

In questo modo, l'aria viene raffreddata quando passa attraverso l'evaporatore. Per migliorare il movimento del flusso d'aria in tutto lo spazio della stanza, viene utilizzato un ventilatore.

Successivamente il refrigerante entra nel condensatore. Qui passa attraverso il compressore, poi viene raffreddato entrando in contatto con l'aria più fredda dell'esterno. Il refrigerante torna allo stato liquido.

Il principio di funzionamento di tale sistema corrisponde a quello di un normale frigorifero; anche qui viene utilizzata la capacità del freon di evaporare a basse temperature.

Dispositivo del sistema split

Affinché il processo di funzionamento di tale condizionatore sia efficiente, viene utilizzata una serie di elementi.

L'unità esterna di solito comprende:

• ventilatore;
• compressore;
• condensatore;
• filtro del freon;
• scheda di controllo;
• coperchio di protezione;
• raccordi per tubi di rame, ecc.

Il ventilatore garantisce una circolazione costante dell'aria intorno all'unità per assicurare un raffreddamento rapido e stabile del freon. Questo processo avviene nel condensatore. Tramite il compressore si esegue la compressione del freon, che ne garantisce la trasformazione in gas e la circolazione nel circuito frigorifero.

L'unità esterna del sistema split viene installata su staffe speciali. Durante l'installazione, è necessario provvedere al corretto drenaggio della condensa accumulata.

Il filtro pulisce il freon dalle impurità penetrate nel sistema, cosa che può verificarsi durante l'installazione.

Oltre agli elementi citati, nell'unità esterna può essere installata anche una valvola a quattro vie, necessaria se il modello prevede non solo il raffreddamento ma anche il riscaldamento dell'ambiente in inverno.

Dispositivo dell'unità esterna: 1 – ventilatore; 2 – scambiatore di calore; 3 – compressore; 4 – scheda di controllo; 5 – dispositivo di protezione; 6 – alloggiamento

Nei modelli inverter l'unità di controllo si trova quasi completamente nella parte esterna dell'apparecchio. Ma se l'inverter è assente, l'elettronica viene solitamente collocata nell'unità interna.

Questa parte solitamente è composta da:

• griglia di protezione;
• sistema di filtri;
• del ventilatore;
• evaporatore;
• persiane;
• pannello indicatori;
• unità di controllo;
• raccordi di collegamento e simili.

La griglia di protezione è solitamente posizionata sul pannello anteriore. È facile rimuoverla o aprirla per accedere alla manutenzione degli elementi interni del condizionatore. Attraverso le aperture di questa griglia l'aria entra nel dispositivo per il successivo raffreddamento.

Il filtro grossolano – è semplicemente una rete di plastica che trattiene i detriti grandi per impedire che entrino nell'alloggiamento dell'unità.

L'unità interna del sistema split è un dispositivo compatto che diventerà un ornamento di qualsiasi interno. Viene posizionata vicino alla parete esterna per ridurre la distanza dall'unità esterna.

I filtri fini – un sistema leggermente più complesso per trattenere le impurità di piccole frazioni: particelle di polvere, odori sgradevoli, batteri pericolosi e simili.

Solitamente il dispositivo è dotato di filtro al carbone e filtro elettrostatico, ma può essere corredato di una cartuccia antibatterica o di altri filtri utili.

Dispositivo dell'unità interna: 1 – griglia di protezione; 2,3 – filtri; 4 – ventilatore; 5 – evaporatore; 6,8 – persiane, 7 – pannello di controllo

Il ventilatore, come menzionato in precedenza, spinge l'aria raffreddata che passa attraverso l'evaporatore. Le persiane mobili sono dotate di azionamento elettrico per regolare la direzione dei flussi d'aria raffreddata.

Il pannello con indicatori mostra lo stato del dispositivo, ad esempio la temperatura dell'aria impostata, la modalità operativa e simili.

Questa è una descrizione generale del dispositivo del sistema split. La struttura di tali condizionatori può variare in base a funzioni aggiuntive: presenza di inverter, riscaldamento e simili. Per una stanza o un appartamento è sufficiente un condizionatore normale. Il dispositivo viene scelto in base alla potenza, che deve corrispondere all'area della stanza.

Tipi, varietà, funzioni aggiuntive

I moderni condizionatori domestici possono servire fino a 90 mq. Ma se si tratta di un grande cottage o ufficio, ha senso considerare l'installazione di dispositivi più potenti. Il problema della climatizzazione di tali spazi viene risolto con sistemi multi-split o modelli semi-industriali.

Lo schema mostra chiaramente le peculiarità di funzionamento di un sistema split: il refrigerante all'interno dell'ambiente si riscalda, si sposta nell'unità esterna e si raffredda, per poi tornare nuovamente all'interno.

Un sistema multisplit consente di installare più unità interne collegate a una singola unità esterna comune. Dal punto di vista economico, questa soluzione può risultare più vantaggiosa rispetto all'utilizzo di più sistemi split tradizionali, e l'aspetto estetico della facciata ne trae sicuramente beneficio.

Una soluzione alternativa per il problema della climatizzazione di un grande edificio potrebbe essere il sistema chiller-fancoil. Se la superficie dell'ufficio o della villa si avvicina o supera leggermente i 500 mq, ha senso considerare l'utilizzo di un sistema split semi-industriale.

La versione a canali di tale dispositivo permette di installare l'unità e il relativo canale sotto un controsoffitto, senza compromettere l'aspetto dell'ambiente. Questi dispositivi sono in grado non solo di pulire e raffreddare l'aria presente nella stanza, ma anche di prelevare aria fresca dall'esterno, migliorando notevolmente il microclima.

I condizionatori a cassetta vengono installati in modo che la griglia attraverso cui passa l'aria diventi parte del controsoffitto. L'aria fredda si diffonde nella stanza rapidamente e uniformemente. Per maggiori dettagli sul funzionamento degli split a cassetta, legga qui.

In stanze di forma complessa o dove per qualche motivo non è presente un controsoffitto, si installano sistemi a pavimento-soffitto.

Cosa bisogna sapere sui modelli inverter?

Esistono modelli di sistemi split con e senza inverter. Entrambe le varianti sono popolari, ma conoscere la differenza non guasta. Un inverter è un dispositivo in grado di fornire un'alimentazione elettrica speciale al compressore.

Il circuito inverter consiste nel convertire la corrente alternata in corrente continua.

I sistemi split con inverter consumano circa il 30-40% in meno di energia elettrica rispetto ai modelli tradizionali. Anche la durata di vita di tali dispositivi è maggiore.

Successivamente, le caratteristiche della corrente continua vengono modificate per riconvertirla in corrente alternata, ma con nuovi parametri, e trasmettere l'alimentazione al compressore.

Di conseguenza, la potenza del compressore varierà in base alla situazione: la temperatura di comfort a cui raffreddare l'aria e i valori iniziali presenti al momento dell'avvio del sistema.

In presenza di un inverter, il condizionatore funziona in modo continuo, non si spegne. A cosa serve? Nonostante il funzionamento continuo, il circuito inverter consente di ridurre il consumo energetico di circa il 30% rispetto all'utilizzo di un modello con caratteristiche analoghe ma senza inverter.

L'assenza di cicli regolari di accensione-spegnimento ha un effetto positivo sul funzionamento del condizionatore e consente di aumentare la sua durata di esercizio da una volta e mezza a due volte. Un tale condizionatore può essere lasciato acceso tutto il giorno senza preoccuparsi delle bollette dell'elettricità.

Le elevate prestazioni operative sono ottenute grazie al miglioramento dell'efficienza dello scambiatore di calore e al moderno microprocessore che regola il funzionamento dell'unità.

Si ritiene che i sistemi split dotati di inverter siano in grado di raggiungere più rapidamente la temperatura ottimale nella stanza e poi mantenerla al livello desiderato. Questi dispositivi producono molto meno rumore rispetto ai modelli senza inverter.

Sul nostro sito è presente un articolo in cui abbiamo confrontato i sistemi split inverter e quelli tradizionali. Per maggiori dettagli – segua il link.

Condizionatore con pompa di calore

Se il sistema split è dotato di pompa di calore, in inverno può essere utilizzato tranquillamente per riscaldare l'ambiente. Alcuni acquirenti credono erroneamente che per questo l'unità interna del condizionatore sia dotata di resistenze elettriche, il che è completamente falso.

In realtà, questo condizionatore è dotato di una valvola a quattro vie e di un sistema di controllo che inverte il processo di raffreddamento.

Il dispositivo non raffredda più l'ambiente, ma l'esterno, funzionando cioè come una pompa di calore aria-aria. Per capire come si può riscaldare un ambiente utilizzando l'aria esterna fredda, è necessario studiare il funzionamento della pompa di calore.

Nel funzionamento di questo apparecchio si sfrutta anche la capacità del refrigerante (sempre il freon) di riscaldarsi a basse temperature.

Sebbene l'aria esterna rimanga fredda, contiene una certa quantità di energia termica a basso potenziale. Il refrigerante assorbe queste briciole di energia, le concentra, passa attraverso il compressore che aumenta la pressione e rilascia l'aria all'interno dell'ambiente. I flussi d'aria si riscaldano e si diffondono nella stanza.

Di conseguenza, il riscaldamento avviene con un consumo molto basso di elettricità. Questa opzione è considerata un modo conveniente e sicuro per l'abitazione. Va notato che i principi di funzionamento di un sistema split e di una pompa di calore sono molto simili. Tuttavia, non bisogna considerare la pompa di calore integrata in un sistema split come il metodo principale per riscaldare una stanza; è piuttosto un'opzione ausiliaria.

Acquistando il dispositivo, è necessario esaminare attentamente le condizioni di utilizzo e le specifiche tecniche. La pompa di calore è efficace nelle latitudini meridionali durante inverni miti con temperature da +5 a -15 gradi. A -20 gradi il riscaldamento è praticamente impossibile.

Particolarità dell'installazione e regole di utilizzo

Il processo di installazione di un sistema split è relativamente semplice, ma è comunque consigliabile affidare questa operazione a professionisti esperti nel funzionamento delle apparecchiature di refrigerazione, se non si è pratici. Di solito, si installano prima l'unità interna e quella esterna, si pratica un foro nel muro e si collegano i dispositivi con un tubo.

Per il normale funzionamento del sistema split, i suoi filtri devono essere regolarmente puliti dalle impurità. È necessario prevenire il surriscaldamento eccessivo dell'apparecchiatura, le sovratensioni e l'esposizione elettromagnetica.

La parte più critica – la ricarica del sistema con freon. Anche se il proprietario dell'appartamento ha eseguito tutti gli altri lavori da solo, questo passaggio dovrebbe essere eseguito da un tecnico esperto; l'esperienza dimostra che è più sicuro.

Un'installazione errata può ridurre notevolmente l'efficienza del condizionatore ed è anche la causa più frequente di guasti di questa apparecchiatura.

È molto importante scegliere correttamente la posizione dell'unità interna. Se il flusso d'aria fredda viene diretto verso una superficie vicina, l'apparecchiatura funzionerà in modo non corretto e l'aria raffreddata si diffonderà in modo non uniforme nell'ambiente. Il funzionamento dell'unità esterna è solitamente accompagnato dalla formazione di condensa.

La posizione dell'unità interna del sistema split va scelta in modo tale che non vi siano ostacoli alla libera circolazione delle masse d'aria che passano attraverso il suo corpo.

È necessario provvedere allo scarico di questa umidità mediante un tubo speciale, in modo che l'acqua non coli lungo la parete. Se il sistema split è installato correttamente, non resta che garantirne il normale funzionamento. Si consiglia di impostare la temperatura di raffreddamento tra 21 e 23 gradi.

Temperature più basse sono anch'esse ammissibili, ma questa modalità di funzionamento crea un carico aggiuntivo sul sistema. Inoltre, una differenza troppo grande tra la temperatura interna ed esterna dell'edificio può avere conseguenze indesiderabili per la salute.

È meglio installare l'unità interna in modo da prevenire l'esposizione diretta al sole.

La perforazione della parete esterna durante l'installazione del sistema split viene eseguita con attrezzatura speciale, ad esempio un dispositivo per la perforazione diamantata del calcestruzzo.

Oltre al pericolo di surriscaldamento, esiste la possibilità che la luce intensa possa ostacolare il segnale del LED. Per aumentare la durata del sistema, è meglio tenere chiuse finestre e porte durante il suo funzionamento. Naturalmente, l'abitazione va periodicamente arieggiata oppure è consigliabile acquistare un modello che aspira l'aria dall'esterno.

L'apparecchiatura deve essere protetta da eccessive sollecitazioni termiche o elettromagnetiche. Due volte l'anno si devono pulire i filtri. L'unità esterna deve essere protetta dagli agenti atmosferici.

Le sovratensioni rappresentano un pericolo per l'apparecchiatura se la differenza tra i valori nominali e quelli reali supera il 15% dello standard.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Una descrizione visiva dei principi di funzionamento di questo sistema è disponibile qui:

Questo video descrive l'esperienza pratica dell'utilizzo di un sistema split con riscaldamento:

L'affidabilità dei sistemi split e la loro facilità d'uso li hanno resi un'opzione di climatizzazione estremamente popolare negli ambienti residenziali. Con un'installazione corretta e il rispetto delle condizioni operative, tali apparecchiature possono funzionare perfettamente per un periodo molto lungo.

Non riesce ancora a scegliere il sistema split più adatto? O desidera integrare il nostro articolo con un consiglio utile? Per favore, lasci i suoi commenti, faccia domande e condivida la sua esperienza nella sezione sotto l'articolo.