Testare la durata operativa dei componenti delle pompe di calore attraverso prove di ciclizzazione della pressione.

Poppe + Potthoff Maschinenbau GmbH è specializzata nello sviluppo di banchi di prova ad alta precisione per testare l’affidabilità e la durabilità dei componenti delle pompe di calore, garantendo così ai produttori di ottenere importanti approfondimenti sulle prestazioni dei loro componenti. In questo caso di studio, illustriamo brevemente come vengono utilizzate le prove di ciclizzazione della pressione per testare la durata operativa dei componenti delle pompe di calore su un banco di prova.

Pompe di Calore – Una Panoramica

Una pompa di calore è un dispositivo che trasferisce energia termica da una fonte a un cosiddetto “pozzo”, dove il calore viene elevato a un livello di temperatura più alto. Il suo principio di funzionamento si basa sul processo del ciclo termodinamico, che include quattro componenti principali: evaporatore, compressore, condensatore e valvola di espansione.

1. Evaporatore: Qui, un liquido (refrigerante) viene raffreddato fino a evaporare. Questo processo estrae energia (calore) dalla fonte di calore.
2. Compressore: Il refrigerante gassoso viene quindi introdotto nel compressore. La compressione aumenta la pressione del refrigerante, che porta a un aumento della temperatura. L’aumento di pressione è fondamentale poiché permette al sistema di trasportare il calore a un livello di temperatura più alto.
3. Condensatore: Nel condensatore, il refrigerante caldo e compresso rilascia il suo calore all’ambiente e ritorna allo stato liquido.
4. Valvola di Espansione: La valvola di espansione riduce la pressione del refrigerante, portando al raffreddamento. Il refrigerante ritorna all’evaporatore e il ciclo inizia di nuovo.

L’efficienza e la longevità di una pompa di calore dipendono fortemente dalla capacità dei suoi componenti di resistere a vari livelli di pressione. Pertanto, le prove di ciclizzazione della pressione sono fondamentali per garantire l’affidabilità di questi componenti, specialmente in termini di differenze di pressione create dal compressore e trasferite in tutto il sistema.

Descrizione del problema

Le pompe di calore sono fondamentali per i sistemi di riscaldamento ad alta efficienza energetica. Tuttavia, i loro componenti, come le valvole di espansione, sono esposti a pressioni variabili, che possono influenzare la loro durata. Pertanto, è essenziale effettuare test precisi di questi componenti sia nella fase di sviluppo che di produzione.

Soluzione

Poppe + Potthoff ha implementato una prova di ciclizzazione della pressione che include:

• Test di ciclizzazione della pressione con un vuoto da -0,3 a 10 bar: Per testare i componenti in condizioni realistiche.
• Programmazione di curve sinusoidali e trapezoidali: Queste curve simulano diversi stati operativi per testare i componenti sotto varie sollecitazioni.
• Uso di acqua-glicole come mezzo di prova: Ciò consente di testare i componenti in condizioni termiche realistiche.
• Temperatura del mezzo controllata: Per indagare gli effetti di diverse temperature operative sui componenti.

Risultati

Attraverso le prove di ciclizzazione della pressione, il produttore ottiene dati importanti e approfondimenti sulle prestazioni dei suoi componenti. Questi sono importanti anche per la certificazione dei componenti. Le prove di resistenza e durata nello sviluppo dei componenti possono ulteriormente ottimizzare il componente. I test aiutano a minimizzare il rischio di guasti operativi e aumentare l’affidabilità generale dei sistemi di pompe di calore.

Conclusione

I metodi di prova avanzati di Poppe + Potthoff rappresentano un notevole progresso nell’assicurazione della qualità dei componenti delle pompe di calore. Queste tecnologie non solo assicurano una maggiore durata dei componenti, ma contribuiscono anche all’aumento dell’efficienza e alla sostenibilità dei sistemi di riscaldamento.