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Impianti di climatizzazione misti: tipologie e funzionamento

Dove si installano gli impianti di climatizzazione misti? Perchè? Quali caratteristiche hanno quelli con aria di ricambio da CTA e da VMC?

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Possono essere defini impianti di climatizzazione solo quelli in cui è presente contemporaneamente il controllo della temperatura (riscaldando in regime invernale o raffrescando in regime estivo), il controllo dell’umidità (attraverso appositi umidificatori o batterie deumidificatrici), il controllo della purezza dell’aria (attraverso filtri per polveri e altre particelle e aria di rinnovo che diluisce gli inquinanti).

Originariamente gli unici impianti in grado di assolvere contemporanemente al controllo di queste proprietà dell’aria erano quelli con Centrale di Trattamento Aria o Unità di Trattmento Aria (CTA o UTA).

Impianti di climatizzazione misti

Sono costituiti da due componenti: quali?

Tali impianti sebbene validi in edifici a elevato affollamento e di dimensioni medio grandi (cinema, teatri, auditorium, piscine, grandi complessi di uffici) mal si prestavano, sia per costi di istallazione che per costi di conduzione, a essere installati in realtà dimensionali più piccole per esempio piccoli ristoranti, bar o uffici con pochi addetti presenti. In queste ultime realtà si sono imposti impianti di climatizzazione misti. Essi sono costituiti da due componenti:
– un impianto in grado di assolvere ai carichi termici dell’ambiente (riscaldare o raffreddare secondo la stagione);
– un altro impianto che si occupa dell’aria di ricambio (detta Aria Primaria: AP).

Colui che si occupa di trattare l’aria primaria può essere una CTA oppure, in contesti meno esigenti, una Ventilazione Meccanica Controllata (VMC).

Le informazioni contenute in questo articolo sono tratte da

Efficienza energetica degli impianti tecnologici

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Impianti misti con aria di ricambio da CTA

Rientrano in questa categoria gli impianti a fan coil e gli impianti a pannelli radianti con aria primaria proveniente da un centrale di trattamento.

Gli impianti idronici a fan coil da soli, a rigor di logica non possono essere considerati a tutti gli effetti degli impianti di climatizzazione completi in quanto:
– si occupano del controllo della temperatura,
– controllano solo parzialmente l’umidità,
– si occupano solo parzialmente della purezza dell’aria con in filtri che hanno a bordo ma non possono diluire gli inquinanti, attraverso aria di rinnovo.

Afficandovi un CTA possiamo procedere al dimensionamento del sistema incaricando i fan coil di contrastare i carichi termici sensibili e  la CTA di quelli latenti.

Impianti a ventilconvettori più aria primaria

Negli impianti a ventilconvettori più aria primaria va considerata come portata di riferimento la somma delle portate dei terminali in ambiente e della CTA. Le caratteristiche dell’aria ambiente saranno quelle di miscela tra l’aria primaria e l’aria in uscita dai fan coil.

Impianti a pannelli radianti più aria primaria

Similmente gli impianti a pannelli radianti si possono occupare solo di riscaldamento o raffreddamento; il controllo dell’umidità e della purezza dell’aria devono demandarlo all’aria di rinnovo proveniente dalla CTA. In fase estiva è di fondamentale importanza poiché se non vi fosse un sistema del controllo del punto di rugiada sulla superficie dei pannelli freddi potrebbe crearsi condensa.

Leggi anche Impianti di riscaldamento, analisi delle componenti e loro funzionamento

La componentistica delle centrali di trattamento aria è simile per gli impianti aeraulici, solo che hanno dimensioni più contenute poiché devono occuparsi di portare alle condizioni volute solo l’aria di rinnovo e di contrastare i carichi latenti, mentre quelli sensibili vengono costrastati dai terminali in ambiente.

Dal punta di vista dell’automazione c’è bisogno in entrambi gli impianti di un sistema di supervisione e controllo che coordini la parte incaricata di provvedere ai carichi sensibili con quella incaricarata di provvedere ai carichi latenti.

Impianti misti con AP da VMC

Oltre a queste due categorie di impianti appena viste, tra quelle che possono essere a pieno titolo degli impianti di climatizzazione, negli ultimi anni si sono diffusi, parallelamente ai recuperatori e alla ventilazione meccanica, degli impianti che in realtà occuperebbero un posto mediano tra gli impianti termici e gli impianti di climatizzazione. Cioè:

  • radiatori + aria primaria da VMC
  • fan coil +aria primaria da VMC
  • radiante + aria primaria da VMC
  • espansione diretta + aria primaria da VMC

I recuperatori infatti hanno migliorato molto le loro prestazioni, i rendimenti si sono alzati e ormai molti oltre che essere dei recuperatori sensibili  possono recurare anche il calore latente. Questo ha portato alla situazione di avere delle temperature d’immisione in ambiente molto simili a quelle dell’ambiente stesso.

Questo ha creato l’illusione, per lo meno ai più superficiali, che si possono fare degli impianti di climatizzazione affiancando l’aria primaria da VMC a dei terminali ad acqua o ad espansione diretta. È vero, questo tipo di impianti è migliore di come fossero quando erano privi di aria primaria… ma non possiamo considerarli degli impianti di climatizzazione completi per le seguenti ragioni:

  • Nei radiatori + A.P. da VMC → manca il condizionamento estivo
  • Nel radiante + A.P. da VMC→ manca il controllo umidità con possibile utilizzo solo inverno

Invece, sia per l’espansione diretta che per i fancoil idronici con l’aria primaria da VMC, sono di quanto più simile ci possa essere alla climatizzazione. Cioè riscaldano, raffreddano, controllano la purezza dell’aria con la VMC. Però non possono occuparsi dell’umidità in tutte le situazioni. Sono in grado di farlo purchè i locali siano poco affollati  e di conseguenza, non ci sia bisogno di elevati afflussi di aria primaria. Tra i due,  gli impianti a fan coil idronici garantiscono condizioni termoidrometriche  migliori, poiché sono meno influenzati dalle condizioni delle temperature esterne.

Anche in questi casi, per avere la necessaria efficienza, è fondamentale il coordinamento delle parti del sistema. Accendere la VMC a impianto termico spento porterebbe a sprechi energetici e situazioni di discomfort. È possibile evitarlo con controlli intelligenti effettuati da PLC o altro sistema di automazione dedicato alla supervisione e il controllo.

Per avere alti rendimenti generali bisognerebbe scegliere recuperatori ad alto rendimento per la VMC, a cui dovrebbero essere affiancati impianti termici ad alto rendimento.

 


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