Come la tecnologia degli inverter ha rivoluzionato i sistemi HVAC

La tecnologia degli inverter è l'eroe non celebrato del mondo HVAC. Inizialmente utilizzato principalmente in apparecchiature HVAC di fascia alta e senza condotti, viene ora incorporato in una gamma più ampia di sistemi. Le pompe di calore ad aria (ASHP), in particolare, hanno beneficiato dell’uso di compressori azionati da inverter, che regolano la potenza di riscaldamento o raffreddamento delle apparecchiature per soddisfare esattamente la domanda dello spazio occupato. Inoltre, gli inverter consentono alle pompe di calore di funzionare a velocità inferiori e di consumare meno energia, con conseguente notevole risparmio energetico e minori emissioni di carbonio.

Lo sviluppo delle pompe di calore per climi freddi (CCHP) è stato reso possibile anche dall'integrazione della tecnologia inverter, che consente al compressore di regolare la propria velocità e di funzionare in modo efficiente a temperature esterne sotto lo zero. Si potrebbe facilmente sostenere che la tecnologia degli inverter ha consentito alle pompe di calore di diventare una delle soluzioni di riscaldamento e raffreddamento più sostenibili ed efficienti dal punto di vista energetico attualmente disponibili.

La tecnologia inverter, nota anche come azionamento a frequenza variabile (VFD) o azionamento a velocità variabile (VSD), modula il compressore, controllando così la potenza del sistema HVAC.

"In parole povere, la tecnologia inverter regola la velocità del motore del compressore per soddisfare specificamente le richieste di carico su un'ampia gamma di parametri operativi rispetto a un sistema convenzionale che fa funzionare il motore al 100% o allo 0% di velocità, senza opzioni intermedie", ha affermato Katie Davis, vicepresidente del settore ingegneria e tecnologia presso Trane Technologies Residential HVAC and Supply.

COMFORT OTTIMALE: I sistemi a velocità variabile sono progettati per funzionare e fornire ai clienti il ​​massimo del comfort termico. (Per gentile concessione di Trane)

Ad esempio, se il termostato è impostato a 75°F in un sistema convenzionale a velocità singola e la temperatura nell'ambiente aumenta oltre tale punto impostato, il compressore funzionerà al 100% della capacità finché la temperatura non raggiunge il punto impostato sul termostato, ha detto Davis.

"In un sistema a velocità variabile, la tecnologia inverter regola la velocità del motore del compressore su un setpoint che consente di raggiungere la temperatura desiderata", ha affermato. "Con questi tipi di sistemi, il compressore può funzionare solo al 25% della velocità, acceso e spento, durante il giorno, invece che al 100% della velocità, acceso e spento, durante il giorno, per soddisfare gli stessi requisiti di temperatura."

L'inverter è un componente elettronico che varia la frequenza di alimentazione del motore, modulando i giri del compressore per gestirne la capacità o la potenza. L'inverter essenzialmente istruisce il compressore a funzionare a una velocità specifica per raggiungere la temperatura ambiente desiderata entro un periodo di tempo prestabilito, ha affermato Scott Salvage, vicepresidente del marketing dei prodotti residenziali di Daikin. Nel caso in cui il sistema HVAC alteri la temperatura troppo rapidamente o troppo lentamente, l'inverter regola di conseguenza la velocità del compressore, aumentandola o diminuendola secondo necessità.

Salvage paragona l'inverter alla funzione di controllo della velocità di un'auto, osservando: "Un tipico sistema HVAC a stadio singolo si accenderà e si spegnerà solo al 100% della capacità, il che è come premere il pedale sull'acceleratore in macchina. Confronta questo con utilizzando il controllo automatico della velocità dell'auto per mantenere una velocità desiderabile. L'auto si usura meno, è meno rumorosa, è più comoda e garantisce sicuramente una migliore efficienza del carburante."

PIENA COPERTURA: In Nord America, il 100% delle soluzioni ductless e VRV utilizzano compressori azionati da inverter. (Per gentile concessione di Daikin)

La tecnologia inverter può essere utilizzata praticamente con qualsiasi tipo di compressore, compresi quelli scroll, rotativi, alternativi, centrifughi e a vite e nella maggior parte dei sistemi HVAC residenziali e commerciali. Salvage ha osservato che al di fuori del Nord America, gli inverter sono stati la tecnologia richiesta in molti paesi per diversi anni. In Nord America, il 100% delle soluzioni non canalizzate e VRV/VRF utilizza la tecnologia inverter, ha affermato, ma il settore delle canalizzazioni residenziali rappresenta meno del 5% del mercato totale, ed è addirittura inferiore a quello dei sistemi commerciali monoblocco su tetto.