Guida all'acquisto di un condizionatore portatile a tubo singolo

Dopo dodici anni di lavoro nella progettazione HVAC (impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento) e una recente esperienza con il mio impianto di condizionamento portatile Honeywell, ho imparato che le unità a tubo singolo hanno una cattiva reputazione che non sempre meritano. Ovvio, la termodinamica gioca a loro sfavore.

Qualsiasi ingegnere può dirti che creare una pressione negativa nell’ambiente climatizzato aspirando aria calda esterna da ogni spiraglio e fessura non è certo l’ideale. Ma il punto è questo: le unità a tubo singolo costano la metà dei modelli a doppio tubo, pesano meno e, per molti proprietari di case, fanno egregiamente il loro lavoro quando se ne comprendono i limiti.

Lo spostamento del mio Honeywell da una posa in opera pulita in garage con tubo passante attraverso il muro alla mia veranda chiusa su tre lati con finestre a battente mi ha aperto gli occhi su quanto la qualità dell’installazione influisca sulle prestazioni.

Gli uffici marketing amano sbandierare valori di BTU che sembrano impressionanti, ma queste valutazioni in laboratorio non significano nulla quando la tua unità sta combattendo una battaglia persa contro le infiltrazioni d’aria. Ti illustrerò i fatti ingegneristici che determinano se un condizionatore portatile a tubo singolo raffredderà effettivamente il tuo ambiente o se produrrà solo un costosissimo rumore mentre il contatore di corrente gira.

Ingegneria della capacità di raffreddamento: valori di BTU e prestazioni reali

Il rating BTU indicato sulla scatola del condizionatore d’aria portatile indica le prestazioni dell’unità in laboratorio, non necessariamente quelle che fornirà nel tuo soggiorno.

Le unità a tubo singolo creano un effetto vuoto che aspira l’aria calda esterna attraverso ogni fessura presente, tra cui guarnizioni dei serramenti, telai di porte, prese elettriche e così via. Questa infiltrazione d’aria convoglia una quantità di calore che il condizionatore deve poi rimuovere, in aggiunta al carico di raffreddamento iniziale.

Quando ho spostato il mio Honeywell dalla configurazione isolata in garage con tubo passante attraverso il muro alla mia veranda chiusa su tre lati, il calo delle prestazioni è stato immediato e misurabile. Il valore della capacità di raffreddamento destagionalizzata (SACC) cerca di tener conto di questa realtà, ma anche questi numeri presuppongono un isolamento termico medio che molte case meno recenti non raggiungono.

Dimensiona la tua unità a tubo singolo un 30-40% in più rispetto a un condizionatore da finestra per lo stesso spazio. L’Honeywell da 12.000 BTU climatizza in modo adeguato la mia veranda chiusa su tre lati, ma incontrerebbe delle difficoltà con la stessa metratura se il locale facesse parte del corpo principale della casa e presentasse un maggior numero di percorsi di dispersione dell’aria.

I climi caldi peggiorano la situazione. Quando le temperature esterne raggiungono i 35°C, le infiltrazioni d’aria convogliano più energia termica rispetto allo stesso flusso d’aria a 28°C. Alcuni acquistano unità da 8.000 BTU per stanze di 28 metri quadrati e poi si chiedono perché non raggiungano mai la temperatura impostata sul termostato. Ho fatto due conti sul mio impianto: quando l’unità aspira 1400 l/min di aria esterna calda a 35°C in uno spazio che cerco di mantenere a 22°C, il compressore deve gestire 1.200 BTU/ora in più.

Analisi dell’indice di efficienza energetica (EER) nei sistemi a tubo singolo

La valutazione dell’EER si complica rapidamente quando entra in gioco la pressione negativa. I test di laboratorio misurano l’efficienza in condizioni controllate che non esistono nella tua casa. Il valore dell’EER per il mio Honeywell, pari a 9,8, sembra accettabile sulla carta, ma l’efficienza reale diminuisce quando l’unità lavora a pieno ritmo nel contrastare le infiltrazioni d’aria.

Il compressore effettua cicli più frequenti, le ventole girano più rapidamente per superare le differenze di pressione e l’intero sistema combatte contro le leggi della termodinamica invece di adattarsi ad esse.

I compressori a velocità variabile aiutano le unità a tubo singolo più di ogni altra caratteristica. Il mio Honeywell adotta la tecnologia a velocità singola e può essere acceso al massimo o completamente spento: non ci sono vie di mezzo per mantenere la temperatura in modo efficiente.

I compressori a inverter possono modulare la capacità in base al carico di raffreddamento effettivo, riducendo il consumo energetico dovuto ai cicli continui. Il problema è che gran parte delle unità a tubo singolo nella gamma economica ignora questa tecnologia per raggiungere i prezzi più bassi.

Fattori principali dell’EER nel funzionamento a tubo singolo:

• Le valutazioni CEER includono il consumo energetico in standby, importante per le unità che effettuano cicli frequenti.
• Il riscaldamento delle infiltrazioni d’aria aggiunge il 15-25% in più al ​​consumo energetico effettivo.
• L’efficienza del compressore diminuisce durante i cicli brevi a causa degli squilibri di pressione.
• Lo stress del ciclo termico riduce la durata dei componenti e l’efficienza a lungo termine.

Il Rapporto combinato di efficienza energetica (CEER) offre un quadro più realistico, perché tiene conto dell’assorbimento di potenza fuori ciclo. Le unità a tubo singolo spesso azionano le ventole in “standby” per mantenere l’equilibrio della pressione e consumano 50-100 watt anche quando non si trovano nella fase attiva di raffreddamento. Nel corso di una stagione di condizionamento, questo carico fittizio determina un notevole aumento della bolletta elettrica.

Tecnologia dei refrigeranti e prestazioni del sistema

Molti non pensano mai a cosa circola realmente nelle serpentine dei loro condizionatori, ma l’informazione è più importante di quanto ci si aspetti. Il mio Honeywell funziona con il refrigerante R-410A, che ha sostituito il vecchio R-22 quando l’EPA (l’Agenzia per la tutela dell’ambiente) ha preso provvedimenti contro la riduzione dell’ozono. Oggigiorno, sempre più unità sono invece fornite di R-32, che offre una maggiore efficienza e riduce il rischio di danni ambientali.

Il tipo di refrigerante determina la pressione a cui il sistema funziona, l’efficienza con cui il calore si muove attraverso le serpentine e la capacità del sistema di gestire le fluttuazioni di pressione che si verificano quando le unità a tubo singolo creano l’effetto vuoto. Questo aumento di efficienza è importante quando l’unità lavora tentando di contrastare le leggi della fisica.

Dal punto di vista ingegneristico, il refrigerante R-32 è la scelta più intelligente, ma obbliga i produttori a riprogettare i propri sistemi in base a diverse caratteristiche di pressione e temperatura. Le unità a tubo singolo traggono benefici ancora maggiori dalle migliori proprietà di trasferimento del calore dell’R-32, poiché lavorano di più per dissipare il calore attraverso condensatori sottodimensionati.

L’EPA sta gradualmente eliminando l’R-410A, quindi installare oggi apparecchiature con refrigerante R-32 evita l’onere di dover gestire tecnologie obsolete in futuro. I condizionatori con l’R-32 costano inizialmente di più, ma consentono di risparmiare sulla bolletta elettrica e di gestire meglio, rispetto ai refrigeranti più vecchi, le difficili condizioni che le unità a tubo singolo devono affrontare.

Precisione del termostato digitale e sistemi di controllo

Le unità a tubo singolo si trovano a fronteggiare l’incubo del rilevamento della temperatura, una vera sfida che la maggior parte delle persone non tiene mai in considerazione. La pressione negativa aspira costantemente aria esterna nell’ambiente, creando gradienti di temperatura e punti caldi che confondono i termostati digitali.

Il termostato del mio Honeywell è installato sull’unità stessa e rileva la temperatura dell’aria aspirata verso la presa d’aria, non la temperatura ambiente effettiva. Questa differenza crea un ciclo di feedback in cui l’unità si spegne troppo presto perché l’aria vicina alla presa di aspirazione si raffredda più rapidamente del resto dell’ambiente.

Le unità intelligenti con sensori remoti risolvono questo problema,ma la maggior parte dei modelli economici a tubo singolo si basa su un rilevamento interno che offre un controllo della temperatura a dir poco mediocre. La modalità di sospensione permette di modificare gradualmente il punto di regolazione impostato e i timer programmabili consentono di preraffreddare gli ambienti prima del picco di carico termico pomeridiano, ma la sfida fondamentale del rilevamento rimane un limite della progettazione dei condizionatori a tubo singolo.

Prestazioni di deumidificazione nelle unità a tubo singolo

La rimozione dell’umidità si rivela una battaglia persa se il condizionatore aspira continuamente aria esterna umida all’interno dell’ambiente che sta cercando di deumidificare. Le unità a tubo singolo in genere forniscono una capacità di deumidificazione di 30-40 litri al giorno, ma questo in condizioni di laboratorio senza infiltrazioni d’aria.

Il mio Honeywell ha difficoltà a controllare l’umidità durante le afose giornate estive, perché ogni metro cubo di aria esterna aspirata convoglia con sé un tasso di umidità che l’unità deve rimuovere, oltre al carico di umidità interno.

I sistemi di gestione della condensa variano in misura considerevole. Alcune unità richiedono lo svuotamento manuale della vaschetta di raccolta della condensa ogni poche ore in condizioni di elevata umidità, mentre altre offrono opzioni di auto-evaporazione o scarico continuo che funzionano davvero bene.

Sfide del controllo dell’umidità nel funzionamento a tubo singolo:

• L’infiltrazione di aria aggiunge da 1 a 2 kg di umidità all’ora in climi umidi
• I sistemi di auto-evaporazione non riescono a tenere il passo durante i periodi di massima umidità
• I collegamenti per lo scarico continuo richiedono una pendenza e un posizionamento adeguati
• L’elevata umidità riduce l’efficienza di raffreddamento e aumenta i tempi in cui il compressore deve lavorare

In questo caso, la fisica gioca a nostro sfavore: rimuovere l’umidità richiede energia e le unità a tubo singolo funzionano già con uno svantaggio sul piano dell’efficienza. Nelle zone costiere e con climi estivi afosi, il condizionatore funziona continuamente solo per controllare i livelli di umidità. A quel punto, è meglio utilizzare unità a doppio tubo o aggiungere un deumidificatore dedicato.

Controllo della velocità della ventola e ottimizzazione del flusso d’aria

Le diverse velocità della ventola sono più importanti nelle unità a tubo singolo rispetto ad altri tipi di condizionatori, perché occorre bilanciare costantemente il flusso d’aria con il rumore e le differenze di pressione. Il mio Honeywell offre tre velocità e ho scoperto che per ottenere un raffreddamento costante l’impostazione della velocità media funziona meglio dell’alta velocità. La velocità inferiore riduce l’effetto della pressione negativa, ma continua a far circolare aria sufficiente per il comfort.

La velocità massima della ventola crea una maggiore aspirazione che convoglia più infiltrazioni di aria e vanifica in parte lo scopo della climatizzazione. I valori nominali del flusso d’aria pubblicati dai produttori presuppongono l’assenza di pressione statica, ma le unità a tubo singolo funzionano contrastando la contropressione del tubo di scarico e la pressione negativa nella stanza.

Pertanto, la portata d’aria effettiva è inferiore del 10-20% rispetto alle specifiche nominali e una velocità della ventola più elevata non sempre si traduce in migliori prestazioni di raffreddamento, poiché l’unità aspira più aria esterna calda attraverso ogni percorso di infiltrazione possibile.

Caratteristiche aggiuntive e fattori di prestazione

Oltre alle specifiche di raffreddamento principali, diverse altre caratteristiche influiscono sull’usabilità quotidiana e sull’affidabilità a lungo termine delle unità a tubo singolo.

Caratteristiche di rendimento secondarie da valutare:

• Funzionalità di riavvio automatico – Ripristina le impostazioni precedenti dopo un’eventuale interruzione di corrente, che si verifica più spesso se l’unità di climatizzazione sottopone a stress i vecchi impianti elettrici durante i picchi di richiesta.
• Programmazione e controllo da remoto – Permette di avviare il raffreddamento prima di entrare in casa, aspetto particolarmente importante per le unità a tubo singolo che impiegano più tempo per raggiungere le temperature del punto di regolazione impostato.
• Tipi di filtri e manutenzione – I filtri lavabili non costano nulla in termini di manutenzione, ma si intasano più velocemente di quelli usa e getta, riducendo il flusso d’aria quando le unità a tubo singolo già contrastano le limitazioni di pressione.
• Considerazioni sul livello di rumorosità – Queste unità sono più rumorose dei condizionatori da finestra perché, visti i limiti di progettazione, i componenti lavorano in modo più intenso; quindi, una spesa extra per avere un funzionamento più silenzioso ripaga.

Come scegliere il miglior condizionatore d’aria portatile a tubo singolo per la tua casa

Acquista un’unità più potente di quanto ritieni sufficiente per i tuoi bisogni. Calcola il 30-40% di BTU in più rispetto a quanto richiesto per un’unità da finestra nella stessa stanza. I valori EER superiori a 9,0 sembrano buoni sulla carta, ma le prestazioni reali diminuiscono a causa delle infiltrazioni d’aria.

I compressori a velocità variabile costano di più, ma consentono di risparmiare grazie al migliore controllo dell’umidità e ai cicli di funzionamento meno dispendiosi. Il refrigerante R-32 supera l’R-410A in termini di efficienza e le unità con sensori di temperatura remoti risolvono i problemi di rilevamento che intralciano il lavoro dei modelli più economici. Dopo aver spostato il mio Honeywell, ho capito che la qualità costruttiva è più importante dei valori di BTU. La mia solida unità da 12.000 BTU supera sistematicamente i modelli più economici da 14.000 BTU.

Le unità a tubo singolo sono adatte per camere da letto, uffici domestici o locali in cui sia possibile ridurre al minimo le perdite d’aria. Sono invece inefficaci in open space, vecchie case con spifferi e correnti d’aria o là dove sia necessario un controllo preciso della temperatura.

Se devi climatizzare occasionalmente una stanza ben isolata, un’unità a tubo singolo è economicamente vantaggiosa. Per rinfrescare la zona giorno principale d’estate, evita le unità a tubo singolo e opta per un’unità a doppio tubo o per più condizionatori da finestra. Non si può barare sulla termodinamica e l’utilizzo di apparecchiature sottodimensionate costa di più in termini di elettricità rispetto all’acquisto di un’unità adeguata fin dall’inizio.

Domande frequenti