CENTRO STUDI GALILEO
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PRINCIPI DI BASE DEL
CONDIZIONAMENTO DELL'ARIA
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Impianti a ventilconvettori con aria primaria
Pierfrancesco Fantoni
Tra gli impianti misti, che utilizzano sia l’acqua che l’aria per il riscaldamento/condizionamento degli ambienti, si annoverano anche gli impianti a ventilconvettori. Rispetto ai tradizionali impianti a sola acqua, gli impianti con aria primaria prevedono l’impiego, oltre che dei ventilconvettori stessi, anche di una serie di canalizzazioni che garantiscono l’immissione in ambiente di una certa quantità di aria di rinnovo, che permette sia di migliore la qualità dell’aria stessa all’interno dei locali, sia di regolare nella maniera desiderata le sue caratteristiche igrometriche.
Gli impianti a ventilconvettori (a 2,3,4 tubi) si caratterizzano per la loro versatilità di utilizzo in quanto possono essere impiegati in diverse tipologie di edifici; per il limitato ingombro richiesto dalla posa in opera delle tubazioni dell’acqua; dalla facoltà di poter differenziare il regime di funzionamento (caldo/freddo) in ambienti diversi nello stesso momento e di poter impostare, in maniera personalizzata la temperatura del locale in cui ci si trova; dalla possibilità di scegliere la velocità del regime di riscaldamento/raffreddamento di un locale scegliendo convenientemente la velocità di funzionamento dei ventilatori; dalla opportunità di poter posizionare l’unità in diverse modalità all’interno del locale (a muro, a soffitto, ecc).
Un limite riscontrabile negli impianti a soli ventilconvettori risiede nella scarsa o assente possibilità di offrire un soddisfacente rinnovo dell’aria interna e una regolazione dell’umidità dell’aria non propriamente idonea. In verità, in alcune tipologie, è prevista la possibilità di immettere una certa quantità (seppur minima) di aria esterna all’interno del locale, ma non sempre, per vari motivi, è possibile adottare tale soluzione.
Negli impianti con condizionatori ad induzione la presenza dell’aria primaria consente un soddisfacente rinnovo dell’aria ambiente e di poter contare su una buona regolazione della sua umidità attraverso l’abbattimento dei carichi latenti.
Gli impianti a ventilconvettori ad aria primaria rappresentano un po’ la sintesi delle caratteristiche delle due precedenti tipologie di impianti, seppur a spese dell’elemento ingombro che, con l’introduzione dei condotti per l’aria primaria, risulta aumentare rispetto alla soluzione che prevede l’impiego dei soli ventilconvettori.
Gli impianti a ventilconvettori con aria primaria sono, dal punto di vista impiantistico, piuttosto simili a quelli ad induzione. In ambedue i casi l’aria primaria serve per neutralizzare i carichi latenti (e quindi provvede a mantenere sotto controllo il grado di umidità dell’ambiente) e a garantire l’apporto di aria esterna di rinnovo per i locali. Il circuito secondario, costituito dall’acqua calda nella stagione invernale e dall’acqua fredda nella stagione estiva, permette la neutralizzazione dei carichi sensibili e la regolazione della temperatura in maniera specifica in ogni locale.
Tuttavia nei condizionatori ad induzione l’aria trattata nello scambiatore viene movimentata grazie all’azione dell’aria primaria stessa che, fuoriuscendo ad elevata velocità dagli ugelli del condizionatore stesso, crea una depressione localizzata in grado di richiamare l’aria già presente in ambiente a transitare attraverso la batteria del condizionatore, resa calda o fredda dal flusso di acqua che la percorre, e quindi di variarne la sua temperatura. Nel sistema a ventilconvettori, invece, l’aria primaria viene immessa direttamente in ambiente mediante un sistema di bocchette che non necessariamente si trovano vicine a dove è posizionato il ventilconvettore stesso. L’aria ambiente viene obbligata a transitare attraverso la batteria di scambio grazie all’azione di elettroventilatori di tipo tangenziale o centrifugo. Oltre al problema del consumo elettrico dei motorini, quindi, si aggiunge quello dovuto alla periodica opera di manutenzione che deve essere eseguita su di essi. Normalmente la velocità di rotazione dei motorini degli elettroventilatori può essere regolata direttamente dall’utente, a seconda delle proprie esigenze, mediante un selettore posto sul mobiletto del ventilconvettore stesso.
I moderni ventilconvettori si presentano generalmente sotto forma di mobiletto, da installare a pavimento o a soffitto. Essi presentano caratteristiche eccellenti in termini di silenziosità e di resa oltre ad un design che facilmente si sposa con applicazioni esterne in abitazioni civili. Negli edifici civili per abitazione o negli alberghi il singolo ventilconvettore è in grado di sostituire contemporaneamente l’elemento a radiatore per il riscaldamento invernale e lo split per il condizionamento estivo, consentendo un risparmio in termini di spazi occupati all’interno del locale, una semplificazione dell’impiantistica ed un minore impatto ambientale sulle facciate esterne dell’edificio. La centralizzazione dell’impianto, poi, consente di ottenere economie di scala rispetto alle soluzioni di climatizzazione con condizionatori singoli.
Normalmente un ventilconvettore è costituito (vedi figura 1) da una struttura metallica o in materiale plastico che costituisce il mobiletto all’interno del quale trovano alloggio tutti i componenti idraulici. Possono essere presenti uno o due scambiatori di calore, necessari per il trasferimento del calore dall’acqua all’aria o viceversa. In talune soluzioni costruttive la batteria viene attraversata solamente da acqua refrigerata durante la stagione estiva, mentre per il riscaldamento invernale viene impiegata una resistenza elettrica. Durante il raffreddamento estivo l’aria che attraversa la batteria fredda deposita parte della sua umidità sulla batteria stessa, deumidificandosi. Tale umidità scende per gravità verso la bacinella di raccolta che è posizionata al di sotto della batteria stessa. Da qui l’acqua viene convogliata al di fuori mediante un’apposita tubazione. All’interno della bacinella è bene non si verifichino ristagni d’acqua che, assieme all’inevitabile sporcizia che può penetrare all’interno del ventilconvettore, porterebbe alla formazione di cattivi odori. Nell’installazione del mobiletto è necessario assicurarsi che venga rispettata la corretta pendenza per favorire il deflusso dell’acqua all’esterno.
L’acqua calda e fredda vengono convogliate e raccolte dallo scambiatore di calore attraverso un collettore di adduzione che normalmente viene posizionato su di uno dei lati del ventilconvettore. Gli elettroventilatori hanno il compito di aspirare l’aria ambiente dalla parte bassa del mobiletto e di inviarla attraverso la batteria, dove viene trattata, ed in seguito all’esterno del mobiletto attraverso la sua parte superiore. Poiché la depressione causata dal funzionamento degli elettroventilatori richiama anche una certa quantità di polvere e sporcizia, all’ingresso dell’aria nel mobiletto viene posizionato un filtro che ha il compito di evitare che questi elementi possano andare a sporcare la batteria di scambio. Periodicamente tale filtro deve essere pulito, per evitare che si intasi e limiti la portata d’aria che viene trattata dal ventilconvettore. Anche le griglie di entrata e di uscita vanno mantenute costantemente libere da qualsiasi impedimento.
