Architettura distributiva del VRF: giunti Refnet, collettori e gestione dell'olio

Dal punto di vista della generazione del calore le PdC convenzionali e i VRF sono sistemi molto simili, classificati come sistemi ad espansione diretta; le maggiori differenze risiedono invece nel sistema di distribuzione e nelle unità interne di emissione (tabella 2).

Tabella 2 - Confronto delle prestazioni e tecnologie

In un sistema multi-split, l'unità esterna contiene solitamente tre dei quattro elementi del ciclo: compressore, condensatore e valvole di espansione. L'espansione avviene tipicamente nell'unità esterna; ciò implica che nelle tubazioni di distribuzione ci sia una miscela bifasica, composta da liquido e gas, a bassa temperatura, soggetta a maggiori perdite di carico e scambi termici indesiderati lungo il percorso.

La distribuzione avviene tramite una rete dove ogni unità interna è collegata all'unità esterna tramite una coppia dedicata di tubazioni in rame, mandata e ritorno, che solitamente non può superare i 15-30 metri di lunghezza per ramo. Tale configurazione, detta “a ragno”, genera un accumulo di tubazioni che può essere un fattore limitante non trascurabile nei casi di retrofit su edifici esistenti, soprattutto se storici o con poco spazio a disposizione.

I sistemi multi-split, inoltre, possono gestire un numero limitato di unità interne, solitamente non oltre le 5 o le 6, che, in caso di edifici di grandi dimensioni, possono richiedere l'installazione di numerose unità esterne, generando impatti sulla qualità architettonica e maggiori oneri di manutenzione.

Il VRF introduce una gestione decentralizzata del ciclo termico, in quanto l'espansione avviene nelle unità interne. Il sistema utilizza un'architettura a tronco e rami, dove una singola coppia di tubazioni principali percorre l'edificio e si dirama verso le unità interne tramite giunti specializzati, Refnet o giunti a Y. La rete di distribuzione occupa molto meno spazio rispetto a una configurazione a ragno; inoltre, la tecnologia permette di gestire molte più unità in connessione e di realizzare reti molto più estese.

Questa è una delle differenze tecniche più importanti, che differenzia il sistema da una PdC convenzionale. Ogni unità interna VRF è dotata della propria Valvola di Espansione Elettronica, EEV: nelle dorsali principali circola quindi solo refrigerante allo stato liquido ad alta pressione, in raffrescamento, mentre l'espansione avviene esattamente dove serve, all'ingresso dell'evaporatore interno.

Le valvole EEV sono gestite da microprocessori locali che utilizzano algoritmi Proporzionale-Integrale-Derivativo, PID. Ricevendo dati in tempo reale dai sensori di temperatura e pressione, la valvola modula la portata massica, su oltre 6.000 step, per mantenere un surriscaldamento costante, ottimizzando la resa di ogni singolo scambiatore.