Replace VRF e retrofit: riqualificazione degli edifici esistenti senza opere invasive

Il patrimonio edilizio esistente rappresenta il principale terreno di sfida per la transizione energetica nel settore delle costruzioni. Riqualificare termicamente un edificio significa quasi sempre scontrarsi con pesanti vincoli strutturali, architettonici e impiantistici. In questo scenario, la sostituzione dei vecchi generatori termici a combustione fossile con moderne pompe di calore incontra spesso ostacoli legati alla mancanza di spazi tecnici per le centrali termiche, all'assenza di cavedi per la distribuzione dei fluidi e alla necessità di preservare l'estetica delle facciate.

I sistemi VRF (Variable Refrigerant Flow), spaziando dalle soluzioni modulari centralizzate di grande taglia fino alle declinazioni più compatte per la piccola scala (Mini VRF), si inseriscono in questo contesto come soluzioni ad altissima densità energetica e flessibilità installativa, capaci di superare i limiti tecnologici dei sistemi tradizionali.
Si tratta di soluzioni tecnologiche più avanzate, e generalmente più costose, rispetto alle tecnologie convenzionali come le PdC ad espansione diretta (Mono/Multi -Split) ma che possono offrire dei vantaggi competitivi nelle ristrutturazioni. Il motivo principale per cui si possono scegliere sistemi VRF nelle riqualificazioni complesse risiede nella fisica del fluido termovettore: il refrigerante trasportato in fase di cambiamento di stato (liquido/vapore) possiede una capacità di scambio termico per unità di volume di fluido termovettore superiore all'acqua che è ulteriormente amplificata dal ciclo EVI dei compressori. Ciò produce due vantaggi costruttivi molto utili nell’ambito di una ristrutturazione: le sezioni distributive minime e la centralizzazione della generazione. Le linee frigorifere in rame hanno diametri minori e schemi distributivi più snelli rispetto alle altre tecnologie; perciò, possono transitare in controsoffitti ribassati o altri piccoli passaggi limitando le opere murarie distruttive necessarie invece per i grossi tubi isolati di un sistema idronico o per i canali di un sistema a tutt'aria. La tecnologia VRF permette di collegare decine di terminali interni a un'unica motocondensante remota o a un gruppo di moduli in parallelo. Questo elimina l’impatto estetico dei motori appesi in facciata e consente di confinare la generazione in aree non visibili (tetti, cortili interni, locali tecnici).

Una delle criticità più rilevanti nella riqualificazione di edifici che possiedono già un impianto ad espansione diretta di vecchia generazione (installato negli anni '90 o nei primi anni 2000) è lo smantellamento delle tubazioni. Spaccare pavimenti o controsoffitti per sfilare centinaia di metri di linee in rame esistenti può comportare costi di cantiere insostenibili e lunghi tempi di fermo attività per strutture ricettive, direzionali o residenziali. Per risolvere questa criticità, mutandola paradossalmente in opportunità, il mercato offre la tecnologia “Replace VRF” che consente il riutilizzo integrale della rete di tubazioni esistente per alimentare unità interne ed esterne VRF dotate quindi di performance di alto livello.

I Replace VRF

La tecnologia Replace VRF rappresenta una soluzione specifica per la riqualificazione di edifici esistenti, permettendo di sostituire vecchi impianti di climatizzazione a refrigerante variabile (tipicamente funzionanti ad R22 o R407C) riutilizzando la rete di tubazioni in rame originale. Questa tecnologia risponde a due sfide principali del retrofit: l'abbattimento dei costi di installazione e la minimizzazione dei tempi di fermo impianto e delle opere murarie. 
Il riutilizzo delle vecchie linee frigorifere non è un'operazione banale a causa di due fattori critici: l’incompatibilità degli oli lubrificanti e pressioni operative elevate dei nuovi GAS refrigeranti. 

I vecchi sistemi ad R22 utilizzavano oli minerali, mentre i moderni refrigeranti come l'R410A o l'R32 richiedono oli sintetici (POE o PVE). Se i due tipi di olio entrano in contatto, si generano reazioni chimiche che producono acidità e "morchie", capaci di corrodere gli avvolgimenti del motore e ostruire i dispositivi di espansione. 
Perciò i sistemi "Replace” sono progettati per integrare una funzione di lavaggio capace di ripulire gradualmente la rete di distribuzione dai residui non desiderati. Mentre in passato i tubi si lavavano insufflando solventi chimici liquidi (processo lungo, costoso e tossico), la tecnologia Replace VRF ha integrato il sistema di lavaggio all'interno della nuova unità esterna attraverso un processo automatico brevettato, che si svolge in tre fasi principali: 

1. Bonifica iniziale e vuoto, prima di collegare la nuova unità esterna "Replace", l'installatore scollega le vecchie unità interne, sigilla temporaneamente i terminali e rimuove il grosso del vecchio refrigerante e dell'olio rimasto nei punti di accumulo. Viene quindi eseguito un primo ciclo di vuoto profondo per eliminare l'umidità.
2. Lavaggio automatico a ciclo chiuso, si collega la nuova unità esterna "Replace" che contiene uno speciale sistema di filtraggio temporaneo integrato, un sistema di accumulo per gli elementi non desiderati e gli opportuni componenti hardware e software per gestire il processo. 
3. Rimozione dei filtri di lavaggio e messa in servizio, una volta completato il lavaggio, la macchina segnala il termine della procedura. L'installatore rimuove (o bypassa) il sistema di filtraggio, collega le nuove unità interne definitive e carica l'impianto con la quantità corretta di refrigerante vergine.

Il ciclo di lavaggio viene ripetuto finché il circuito non raggiunge un accettabile livello di pulizia. In principio la macchina immette nel vecchio circuito il nuovo refrigerante allo stato liquido, facendolo circolare ad alta velocità, questo agisce come un solvente naturale nei confronti del vecchio olio minerale, sciogliendolo e trascinandolo con sé lungo le tubazioni. Dopo aver percorso tutto il circuito, il fluido torna verso l'unità esterna, dove attraversa un separatore d'olio interno e dei filtri che intrappolano l'olio minerale, le impurità e le particelle solide, trattenendole in un apposito serbatoio. 

Un altro aspetto critico è il controllo delle pressioni, in quanto i nuovi GAS operano a pressioni fino a 1,4 volte superiori rispetto all'R22 (circa 42 bar contro 25 bar), perciò è necessario verificare che lo spessore delle tubazioni esistenti sia conforme alle nuove sollecitazioni meccaniche. Le unità Replace VRF integrano un software di controllo dinamico della pressione. Durante il funzionamento ordinario, la macchina modula il compressore per evitare picchi di pressione che potrebbero danneggiare le vecchie tubazioni in rame, garantendo la massima resa termica compatibilmente con la sicurezza meccanica del vecchio impianto