Quando malfunzionamento della valvola a 4 vie è dovuto alla differenza di pressioni

I problemi di funzionamento di tipo meccanico della valvola a 4 vie si verificano quando le pressioni che originano il movimento del pistoncino non possono agire efficacemente sui suoi spostamenti. Questo si traduce nella mancata inversione del ciclo frigorifero: in parole povere non viene eseguita l’inversione caldo-freddo o viceversa

Valvola a 4 vie: un gioco di pressioni

Purtroppo la valvola a 4 vie può andare incontro a guasti o malfunzionamenti non solo a causa di inconvenienti di tipo elettrico, ma anche a causa di problemi di tipo pneumatico, ossia legati alla pressione. Il funzionamento della valvola a 4 vie, infatti, si basa proprio su un gioco di pressioni, e in particolare sulla differenza di pressioni. Tali pressioni non vengono generate ad arte, ma vengono semplicemente prelevate dal circuito frigorifero, dove sono già presenti: si tratta della bassa pressione e dell’alta pressione del circuito. L’idea che sta alla base del funzionamento della valvola a 4 vie è che alla differenza di pressioni è possibile associare un salto energetico e dove c’è energia c’è movimento: grazie al salto energetico si possono creare le condizioni per il movimento meccanico del componente più rilevante del funzionamento della valvola, un piccolo carrello interno (pistoncino) che può spostarsi all’interno del corpo principale della valvola. Esso è in grado di far variare il senso di circolazione del refrigerante all’interno dei due scambiatori di calore, facendo loro assumere, a seconda delle esigenze, il ruolo di evaporatore o di condensatore.

La differenza di pressioni che può originare il movimento del pistoncino della valvola a 4 vie si verifica solo quando il circuito frigorifero è in funzione, giacché quando il compressore è spento le due pressioni del circuito tendono ad eguagliarsi e quindi, di conseguenza, il pistoncino non ha capacità di movimento in tale condizione. Se invece il compressore lavora, generando due diversi valori di pressione, anche il pistoncino ha capacità di muoversi e quindi la valvola a 4 vie è nel pieno delle sue capacità di funzionamento. Da quanto appena esposto, pare evidente che le problematiche di funzionamento di tipo meccanico della valvola a 4 vie sono legate proprio alla possibilità che le pressioni che sono in grado di originare il movimento del pistoncino non possono agire efficacemente sui suoi spostamenti, il che si traduce nella mancata inversione del ciclo frigorifero dell’apparecchiatura: in parole povere non viene eseguita l’inversione caldo-freddo o viceversa.

Per comprendere questo, occorre fare un passo indietro, ossia analizzare come funziona la valvola e quale compito ha ciascun componente che la costituisce. Nella figura viene riportata una versione “colorata” della valvola, in modo da poter distinguere agevolmente le varie tubazioni. La tubazione rossa è quella che risulta sempre collegata alla mandata del compressore, mentre quella blu è sempre collegata all’aspirazione del compressore. Dalla rossa arriva il gas ad alta pressione e alta temperatura che deve essere inviato al condensatore; mentre dalla blu giunge il gas freddo e in bassa pressione proveniente dall’evaporatore. Le restanti due tubazioni (quella gialla e quella arancione) vengono messe in comunicazione con quella rossa e quella blu proprio grazie alla posizione del pistoncino interno movibile che, a seconda della posizione che assume, permette così al circuito frigorifero di funzionare in modalità riscaldamento o raffrescamento.

Quando il climatizzatore non esegue l’inversione caldo-freddo, o viceversa, una delle cause può essere imputata proprio al mancato spostamento del pistoncino, che si può bloccare a causa della presenza all’interno del corpo della valvola di impurità o sporcizia che si incunea tra il pistoncino stesso e il corpo principale della valvola, creando condizioni di attrito che impediscono il movimento del pistoncino. Da questa situazione si intuisce chiaramente quanto sia importante mantenere il circuito frigorifero dello split sempre ben pulito, evitando che al suo interno si formino morchie (ad esempio, a causa del deterioramento dell’olio del compressore) o sostanze estranee che possono causare l’inconveniente appena descritto. Altresì fondamentale è evitare l’introduzione nel circuito di particelle solide, ad esempio sfridi di rame derivanti dalla lavorazione delle tubazioni o quant’altro.

Differenziale di pressione

Un’altra causa che può portare al bloccaggio del pistoncino è la mancanza di una sufficiente differenza tra le due pressioni che sono la forza motrice che ne permette il suo spostamento. Se, infatti, il loro valore non è sufficientemente distinto le due forze si equivalgono e viene a mancare l’azione meccanica che origina il movimento del pistoncino. La situazione peggiore si verifica quando il valore delle due pressioni è tale per cui il pistoncino inizia il proprio movimento ma non riesce a completarlo fino in fondo, bloccandosi a metà del percorso, proprio come evidenziato in figura 2. In questo caso all’interno del corpo della valvola si crea un by-pass tra alta e bassa pressione. Ci si può accorgere facilmente di tale situazione, in quanto con compressore in funzione le due pressioni di lavoro del circuito frigorifero risultano essere quasi uguali e non viene eseguita l’inversione di ciclo caldo/freddo o viceversa. Dall’evaporatore non esce aria fredda mentre dal condensatore non esce aria calda: l’aria, in entrambi gli scambiatori, ha una temperatura intermedia e, nonostante il compressore sia in funzione, l’apparecchiatura non produce alcun effetto. Con il verificarsi di ambedue le condizioni appena descritte la diagnosi dell’inconveniente è piuttosto certa per cui si può procedere, per risolverla, ad assestare piccole sollecitazioni con un martello di legno alle due estremità del corpo della valvola, in modo da indurre il pistoncino a muoversi artificialmente da una parte o dall’altra. Nei casi più estremi, in cui non si riesce comunque a smuovere nemmeno con tale espediente il pistoncino interno, è necessario procedere allo smontaggio della valvola dal circuito e a procedere allo spostamento manuale del pistoncino ad un estremo o a quello opposto, utilizzando un cacciavite o un’asta da introdurre attraverso una delle tubazioni di attacco di cui è dotata la valvola, traguardando attraverso di esse.

Funzionamento dei capillari nella valvola a 4 vie

Oltre al corpo valvola principale, anche la valvola pilota, che gestisce il funzionamento della valvola principale. Anche la valvola pilota contiene al suo interno un piccolo carrellino, del tutto simile a quello descritto per la valvola principale, il cui spostamento, però, viene gestito dalla solenoide (che in figura 3 risulta essere assente) quando viene alimentata elettricamente. Del principio di funzionamento della solenoide e della valvola pilota s’è già parlato nel precedente tutorial.

Ora sottolineiamo solamente che la valvola pilota riceve il segnale dell’alta e della bassa pressione del circuito dai due capillari collegati rispettivamente alla via superiore e alla via centrale inferiore della valvola. Nella figura 3 si possono osservare distintamente i due capillari. A sua volta la valvola pilota distribuisce le due pressioni ai capi del corpo principale della valvola mediante altri due capillari. Quindi, nel normale funzionamento, il capillare che conterrà il gas ad alta pressione lo sentiremo caldo al tatto, mentre quello che contiene il gas in bassa pressione lo sentiremo freddo. Quando si desidera invertire il funzionamento dello split, la valvola pilota inverte la distribuzione del gas ai due estremi del corpo valvola principale e quindi i due capillari, a loro volta, invertiranno la loro temperatura; quello in precedenza caldo diviene freddo e viceversa, quello in precedenza freddo diviene caldo. Se, quando si esegue l’inversione caldo/freddo o viceversa, non si sente, al tatto, che i due capillari cambiano di temperatura significa che la valvola pilota non funziona correttamente. Questo può essere dovuto ad un problema elettrico, come già visto, oppure ad un problema pneumatico: i capillari potrebbero risultare ostruiti da materiale estraneo, che ostacola il passaggio del gas, oppure risultare schiacciati. Escludendo con un’ispezione visiva quest’ultimo caso, si deduce che l’ostruzione dei capillari è la causa di guasto, per cui si deve agire di conseguenza. Per la loro pulizia è necessario non limitarsi a scollegare la valvola dal circuito per poter togliere le impurità presenti nei capillari, ma ci si deve premurare, anche, di comprendere la ragione della loro presenza per evitare in modo definitivo la causa che ne ha dato origine. In caso contrario è possibile che il problema si ripresenti nuovamente.

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