La norma EN 12900 è stata stilata nella sua prima versione nell'anno 1999 e ha come titolo originale Refrigerant compressors - Rating conditions, to- lerances and presentation of manufacturer's performance data.
Solo con l'ultima revisione del 2011 è stata presa in considerazione la CO2
come uido refrigerante e dunque occorre riferirsi esclusivamente a questa versione.
Come si intuisce dal titolo la norma speci ca le condizioni di prova, le tolleranze ed il metodo di presentazione dei dati da parte del produttore per compressori volumetrici a singolo o doppio stadio con interrefrigerazione. È prevista una prima classi cazione che in base alla tipologia dell'impianto di prova detta i valori dei parametri da imporre a corredo delle fondamentali temperature di evaporazione/condensazione.
I casi trattati sono 4:
1. impiego standard del compressore −→ impianto frigorifero semplice 2. compressore abbinato ad un sottorareddatore dedicato da inserire
nell'impianto
3. impianto con sottorareddatore 4. impianto con ricevitore di liquido
Per quanto riguarda la CO2 i parametri principali si mantengono identici in
tutti e quattro i casi proposti; essi sono riportati in Tabella 4.1.
Temperatura (°C) Temperatura ambiente
Refrigerante o surriscaldamento (K) intorno
in aspirazione al compressore
R 744 (CO2) 32 °C oppure 10 K 35 °C
Tabella 4.1: Parametri EN 12900
Il caso in esame è il n° 4 per il quale è indicato che la temperatura del liqui- do dovrà banalmente equivalere a quella satura corrispondente alla pressione intermedia la quale, a sua volta, dovra essere de nita rispetto alle pressioni di aspirazione e mandata.
Nella scelta tra l'utlizzo della temperatura di aspirazione e del surriscalda- mento ci si orienterà sul secondo visto che è lo standard preferito dall'azienda e dunque già normalmente in uso nei cataloghi.
4.1.1 Requisiti per la pubblicabilità dei dati
La EN 12900 dà due alternative possibilità di pubblicazione dei dati di per- formance: la forma tabellare oppure la forma polinomiale. Viene comunque
chiesto che nel caso siano proposte entrambe le alternative, almeno una di esse dovrà coprire l'intero campo di applicazione di progetto.
La preferenza in questo caso ricade sulla forma polinomiale, ritenuta più sintetica e che certo si presta meglio a coprire in maniera più tta il campo di lavoro in virtù della continuità caratteristica delle funzioni polinomiali; questa scelta è avvantaggiata anche nell'ottica di mettere a disposizione del cliente un software di selezione rapida.
Pertanto viene presentata di seguito la sola forma polinomiale, che si manifesta nell'Equazione 4.1.
X = C1+C2·S +C3·D+C4·S2+C5·S ·D+C6·D2+C7·S3+C8·S2·D+C9·S ·D2+C10·D3
(4.1)
Dove:
X può rappresentare alternativamente la capacità frigorifera espressa in Watt [W], la potenza assorbita espressa in Watt [W] oppure la portata mas- sica espressa in [kg/s]
S è la temperatura di evaporazione alla corrispondente pressione, espressa in gradi Celsius [°C];
D è la temperatura di condensazione alla corrispondente pressione satura, espressa in gradi Celsius [°C];
C è un coe ciente
L'equazione è una funzione polinomiale di due variabili indipendenti (S,D), di terzo grado, con il massino numero di coe cienti pari a 10. Ciò implica che per generare la forma della funzione caratteristica di un compressore sono necessari almeno 10 punti misurati. Se i punti sono precisamente 10 verrà generato l'unico polinomio passante per quei dieci punti; se invece i dati in imput sono più di 10 la funzione risultante sarà ottenuta per mezzo di regressione lineare multipla che garantisce, in questo caso, la super cie di best tting nello spazio tridimensionale de nito appunto da X : R² −→ R.
Il dominio di questa funzione è costituito dall'envelope del compressore. Un campo di applicazione standard è invece proposto dalla normativa stessa ed entro i suoi limiti vengono imposti i riferimenti e le tolleranze entro cui sono accettabili i dati pubblicati in riferimento ai dati misurati secon- do gli standard della EN 13771-1, trattata nel paragrafo seguente. Il campo trattato dalla normativa, di cui è presente una versione speci ca per la CO2,
Figura 4.1: Campo di applicazione CO2 soggetto alla EN 12900
Il gra co utilizza in ordinata le pressioni di mandata anzichè le tempera- ture di condensazione per poter contemplare anche le condizioni transcritiche presenti al disopra della linea orizzontale tratteggiata.
Il campo è diviso verticalmente in tre sezioni presentando una M in quella centrale ad indicare la regione a media temperatura di evaporazione. La regione più a sinistra è quella delle basse temperature di evaporazione (L non segnalato) mentre quella di destra è quella delle alte temperature di evaporazione (H non segnalato). Si nota immediatamente come questa regione non si sovrapponga interamente al campo di lavoro di progetto della gamma SK2 (rif. Figura 3.4); in particolare non sono prese in considerazione dalla normativa le evaporazioni tra -40 e -50 °C previste per i compressori subcritici. Tecnicamente questi punti non sono soggetti ai vincoli di tolleran- za che la EN 12900 stabilisce nella Tabella 4.2 (essa presenta scritte in nero ed in rosso: quelle rosse rappresentano le novità introdotte con le revisione del 2011)
Nella prima riga viene dichiarato il limite inferiore entro il quale il da- to di capacità frigorifera o portata massica (che è del tutto identico, rif. sottosezione 4.2.1) misurato può discostarsi da quello dichiarato. Questo non deve essere inteso come il margine con cui il produttore può ritoccare i dati a suo favore ma piuttosto il limite entro cui ritenere valida una funzione interpolante oppure, più probabilmente, ribaltando il punto di vista, ritenere outlier un valore misurato per via di qualche anomalia durante il test.
Tabella 4.2: Tolleranze EN 12900
Nella seconda riga sono esposti i limiti superiori applicati sul dato di- chiarato di potenza assorbita. Anche in questo caso, come in precedenza il limite è ssato in maniera unilatera lasciando intendere che dati dichiarati di capacità frigorifera molto inferiori rispetto a quelli reali oppure dati di assorbimento molto superiori a quelli reali sono errori che possono sfavorire solamente il produttore dichiarante e quindi sono ritenuti ammissibili ai ni del confronto tra vari concorrenti.
Trascurando la restrizione della tolleranza per la potenza assorbita in riferimento a particolari condizioni standard, si analizzano ora i vincoli ri- guardanti il COP proposti nella quarta riga.
Si nota che sull'intero campo di lavoro vige un unico limite inferiore sotto cui non è accettato il valore dichiarato di COP, infatti senza fare distinzioni tra le tre regioni di evaporazione è de nito un 90 % di soglia minima. Tale de nizione implica che, pur concedendo maggiori tolleranze sulle condizioni di media e bassa evaporazione per le singole misurazioni di potenza frigorifera ed assorbita, complessivamente, in termini di rendimento, si vuole garantire lo stesso metro di giudizio in tutto il campo. Da un altro punto di vista si può dire che la normativa ammette maggior imprecisione sulla sola potenza frigorifera o assorbita solamente in corrispondenza rispettivamente di una molto più accurata misurazione di potenza assorbita o frigorifera. Per esem- pio nella regione H è tollerabile contemporaneamente il massimo errore sui due dati di potenza, infatti:
COP = Q
P −→
0, 950 · Q
Passando alla regione opposta,L, invece, in corrispondenza del massimo errore 0, 900 · Q oppure 1, 100 · P sono necessarie letture di P e Q prive di errori per rispettare il COP:
0, 900 · Q
1, 000 · P = 0, 900 · COP
1, 000 · Q
1, 100 · P = 0, 909 · COP