Impianti di climatizzazione estiva PDF

Impianti di climatizzazione estiva Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 45  Classificazione degli impianti HVAC A tutta aria Canale singolo Portata costante Post-riscaldamento...

Impianti di climatizzazione estiva Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 45  Classificazione degli impianti HVAC A tutta aria Canale singolo Portata costante Post-riscaldamento Portata variabile Doppio canale Portata costante A tutta acqua Due tubi Quattro tubi Misto aria-acqua Due tubi Quattro tubi Gas refrigeranti Split System Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 46  Impianto di climatizzazione ad aria Unità di trattamento aria centralizzata Canali di distribuzione Grigia di mandata Canali di ritorno Griglia di ripresa Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 47  Impianto di climatizzazione ad aria Ventilatore di ripresa Aria esterna Serranda Batteria fredda Batteria calda Batteria Post-riscaldamento Edificio + _ + Aria di mandata Recuperatore di calore Aria espulsa Mixing box Filtro Umidif. Ventilatore di mandata Serranda Spazio climatizzato Circuito acqua refrigerata Circuito acqua calda Centrale frigorifera Centrale termica Torre di Generatore Macchina Aria di ripresa raffreddamento Di calore frigorifera Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 48  Impianto a singolo canale portata costante Un impianto HVAC a singolo canale a portata costante con post-riscaldamento è un sistema che distribuisce una quantità costante di aria trattata in tutto l'edificio, con la possibilità di riscaldare ulteriormente l'aria in alcune zone attraverso batterie di post-riscaldamento collocate nelle condotte locali. Funzionamento: 1. Unità centrale: L'aria esterna viene aspirata, trattata (raffrescata o riscaldata) e filtrata in un'unità centrale, quindi viene distribuita attraverso un'unica condotta. 2. Portata costante: L'aria trattata viene inviata costantemente a tutti gli ambienti serviti. 3. Post-riscaldamento: In alcune zone, l'aria può essere ulteriormente riscaldata tramite batterie di post-riscaldamento, posizionate nei terminali della condotta. Queste batterie possono essere elettriche o ad acqua calda e consentono di aumentare la temperatura dell'aria nelle singole stanze senza variare la portata d'aria. 4. Diffusione: L'aria condizionata e post-riscaldata viene distribuita negli ambienti tramite griglie o bocchette. Vantaggi: Parziale controllo della temperatura per zona: Grazie alle batterie di post-riscaldamento, è possibile regolare la temperatura in alcune zone specifiche, migliorando il comfort senza influenzare l'intero impianto. Semplicità: Pur introducendo il post-riscaldamento, il sistema rimane relativamente semplice rispetto a soluzioni più complesse come i sistemi multi-zona o a portata variabile. Flessibilità: Consente una certa personalizzazione della temperatura per ambienti che richiedono un maggiore riscaldamento rispetto ad altri. Svantaggi: Inefficienza energetica: Nonostante il post-riscaldamento, l'aria raffreddata viene distribuita in tutte le zone a portata costante, il che può causare sprechi energetici. Inoltre, Legenda: riscaldare l'aria già raffreddata è meno efficiente. A) aria espulsa, B) aria esterna, C) aria di ripresa dagli ambienti, D) Costo aggiuntivo: L'aggiunta delle batterie di post-riscaldamento comporta un aumento aria di mandata agli ambienti, 1) serrande, 2) ventilatore di ripresa, 3) del costo di installazione e manutenzione. sezione di filtraggio, 4) batteria calda, 5) batteria fredda, 6) sezione di Comfort non uniforme: Anche con il post-riscaldamento, il controllo della temperatura è umidificazione, 7) batteria di post-riscaldamento, 8) ventilatore di limitato a una variazione del riscaldamento. Non è possibile variare la portata d'aria o mandata. raffrescare alcune zone separatamente. Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 49  Impianto a singolo canale portata costante con post-riscaldamento Un impianto HVAC a singolo canale a portata costante è un sistema che fornisce aria condizionata (raffrescata o riscaldata) attraverso un'unica condotta, distribuendo una quantità fissa di aria in tutti gli ambienti serviti. L'aria viene trattata in un'unità centrale, che ne regola la temperatura, l'umidità e il filtraggio, per poi essere distribuita tramite una rete di condotti. Funzionamento: 1. Unità centrale: L'aria esterna viene aspirata, trattata (raffreddamento/riscaldamento) e filtrata. 2. Distribuzione: L'aria trattata viene distribuita attraverso un unico canale o condotto che raggiunge tutte le zone dell'edificio. 3. Portata costante: La quantità di aria immessa nei vari ambienti è costante e non varia in base alle esigenze di singole stanze. 4. Diffusione: L'aria condizionata viene diffusa negli ambienti tramite bocchette e griglie di ventilazione. Vantaggi: Semplicità di progettazione e installazione: Affidabilità: Il sistema è robusto e richiede una manutenzione meno frequente rispetto a sistemi più complessi. Costo contenuto: È generalmente più economico da installare e mantenere rispetto a sistemi multi-zona o a portata variabile. Svantaggi: Mancanza di controllo zonale: Non è possibile regolare la temperatura individualmente in ciascuna stanza, poiché la portata d'aria è costante per tutte le Legenda: zone. A) aria espulsa, B) aria esterna, C) aria di ripresa dagli ambienti, D) Inefficienza energetica: Se un ambiente ha già raggiunto la temperatura desiderata, aria di mandata agli ambienti, 1) serrande, 2) ventilatore di ripresa, 3) continuerà a ricevere aria trattata inutilmente, portando a sprechi energetici. sezione di filtraggio, 4) batteria calda, 5) batteria fredda, 6) sezione di umidificazione, 7) batteria di post-riscaldamento, 8) ventilatore di Confort non uniforme: In grandi edifici o abitazioni, alcune aree potrebbero risultare mandata. surriscaldate o troppo fredde, data l'impossibilità di regolare il flusso d'aria per zona. Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 50  Impianto a doppio canale portata costante Un impianto di condizionamento ad aria a doppio canale a portata costante è un sistema che utilizza due condotti separati per distribuire l'aria trattata agli ambienti: uno per l'aria fredda e uno per l'aria calda. Ogni ambiente può ricevere una miscela regolata di aria fredda e calda, pur mantenendo una portata d'aria costante. Funzionamento: 1. Unità centrale: L'aria esterna viene trattata in due modalità: una parte viene raffreddata e l'altra riscaldata. Entrambe vengono inviate attraverso due canali distinti (uno per l'aria fredda e uno per quella calda). 2. Portata costante: Il flusso d'aria nei due canali rimane costante, ma in ogni ambiente può regolare la miscela di aria calda e fredda attraverso apposite cassette miscelatrici. 4 3. Miscelazione locale: Le serrande regolano la quantità di aria fredda e calda che entra in ciascun ambiente, permettendo di ottenere la temperatura desiderata senza variare la portata d'aria. 4. Distribuzione: L'aria miscelata viene distribuita negli ambienti tramite bocchette o griglie. Vantaggi: Controllo della temperatura per zona: Ogni ambiente può regolare la sua temperatura in base alla miscela di aria fredda e calda, offrendo un comfort personalizzato in tutte le zone servite. Confort uniforme: Grazie alla possibilità di regolare la temperatura localmente, si evita il problema di avere ambienti troppo freddi o troppo caldi. Semplicità di gestione: Sebbene utilizzi due canali, il sistema rimane a portata costante, il che riduce la complessità di regolazione rispetto ai sistemi a portata variabile. Svantaggi: Inefficienza energetica: Il sistema può risultare inefficiente, poiché richiede di raffreddare e Legenda: riscaldare contemporaneamente l'aria per tutti gli ambienti, anche quando non necessario. A) aria espulsa, B) aria esterna, C) aria di ripresa dagli ambienti, D) Ciò può portare a sprechi di energia. canale freddo agli ambienti, E) canale caldo agli ambienti, F) ambiente Maggiore complessità di installazione: L'aggiunta di un secondo canale per l'aria calda da condizionare, G) ambiente da condizionare, 1) serrande, 2) aumenta la complessità dell'impianto e i costi di installazione. ventilatore di ripresa, 3) sezione di filtraggio, 4) batteria calda, 5) Spazio necessario: La presenza di due canali richiede più spazio per l'installazione delle batteria fredda, 6) sezione di umidificazione, 7) ventilatore di mandata, condotte rispetto a un sistema a singolo canale. 8) cassette miscelatrici. Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 51  Impianto a doppio canale portata costante: cassette miscelatrici La cassetta miscelatrice è un componente chiave di un impianto di condizionamento Materiale fonoassorbente ad aria a doppio canale. Il suo compito è regolare la miscela di aria fredda e aria calda proveniente dai due canali, in modo da ottenere la temperatura desiderata per Elemento ciascun ambiente servito dall'impianto. Controllo portata Dal termostato Funzionamento delle cassette miscelatrici: Aria fredda Aria calda 1. Ingresso dell'aria: La cassa miscelatrice riceve aria fredda e aria calda da due canali separati. Un canale trasporta aria raffreddata (tipicamente prodotta da Scatola di un'unità di raffreddamento), mentre l'altro trasporta aria riscaldata (prodotta da miscelazione una batteria di riscaldamento o caldaia). 2. Serrande regolatrici: All'interno della cassa miscelatrice ci sono serrande mobili Regolatore di portata Regolatore di portata che regolano l'apertura dei due canali. Queste serrande permettono di variare la aria fredda minima d’aria quantità di aria fredda e calda che entra nella cassa, in modo da ottenere una miscela d'aria con la temperatura desiderata per l'ambiente specifico. Le Termostato serrande possono essere controllate manualmente o automaticamente tramite termostati locali. Aria calda Aria fredda 3. Miscelazione: Una volta entrate nella cassa, le due correnti d'aria vengono mescolate tra loro. La percentuale di aria fredda e calda può variare Scatola di continuamente, permettendo un'ampia gamma di temperature di uscita dalla miscelazione cassa miscelatrice, senza alterare la portata d'aria. Schema di una cassetta miscelatrice 4. Uscita dell'aria: L'aria miscelata viene poi inviata all'ambiente attraverso le bocchette di ventilazione. La temperatura dell'aria in uscita dipende dalla regolazione delle serrande e dalla proporzione tra aria calda e fredda. Controllo automatico: Le casse miscelatrici sono collegate a termostati installati nei singoli ambienti. Il termostato rileva la temperatura della stanza e comanda le serrande della cassa miscelatrice, regolando la quantità di aria calda o fredda necessaria per mantenere la temperatura impostata. Cassetta miscelatrice Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 52  Impianto a singolo canale portata variabile (VAV) Un impianto di condizionamento ad aria a singolo canale a portata variabile (VAV - acronimo di Variable Air Volume) è un sistema che regola la quantità di aria condizionata inviata agli ambienti in base alle esigenze di temperatura di ciascuna zona. La temperatura dell'aria è costante, ma la portata d'aria viene variata per mantenere il comfort desiderato. Funzionamento: 1. Unità centrale: L'aria viene trattata (raffrescata o riscaldata) e inviata in tutti gli ambienti tramite un unico condotto. 2. Portata variabile: La quantità d'aria inviata a ciascun ambiente varia a seconda delle esigenze. Il volume d'aria è regolato da valvole VAV situate nelle condotte che servono 4 ogni ambiente. 3. Controllo locale: Ogni zona è dotata di un sensore di temperatura (o termostato) che comanda la valvola VAV, aumentando o diminuendo il flusso d'aria per mantenere la temperatura desiderata. 4. Regolazione della pressione: Un sistema di controllo centrale monitora la pressione nelle condotte per garantire che la variazione di portata non crei squilibri nel sistema. Vantaggi: Efficienza energetica: Il sistema fornisce solo la quantità d'aria necessaria, riducendo il consumo energetico rispetto a impianti a portata costante, in quanto non invia aria in eccesso nelle stanze che non ne hanno bisogno. Controllo del comfort per zona: Ogni ambiente può regolare la quantità di aria che riceve, migliorando il comfort senza influire sugli altri ambienti. Riduzione del rumore: Con una portata ridotta nelle stanze che non richiedono grande Legenda: raffreddamento o riscaldamento, il rumore del flusso d'aria può essere ridotto. A) aria espulsa, B) aria esterna, C) aria di ripresa dagli ambienti, D) Svantaggi: canale freddo agli ambienti, E) canale caldo agli ambienti, F) ambiente Costo di installazione: È un sistema più complesso rispetto a un impianto a portata da condizionare, G) ambiente da condizionare, 1) serrande, 2) costante, con maggiori costi di progettazione, installazione e manutenzione. ventilatore di ripresa, 3) sezione di filtraggio, 4) batteria calda, 5) batteria fredda, 6) sezione di umidificazione, 7) batteria di post- Manutenzione più frequente: Le valvole VAV sono componenti mobili che richiedono una riscaldamento, 8) ventilatore di mandata a portata variabile, 9) terminali manutenzione regolare per funzionare correttamente. a portata variabile. Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 53  Unità di trattamento aria (UTA) Un'unità di trattamento aria (UTA) per aria condizionata è un dispositivo centrale utilizzato negli impianti di climatizzazione per trattare l'aria e distribuirla negli ambienti serviti. Il suo compito è regolare la temperatura, l'umidità e la qualità dell'aria. Funzionamento: 1. Pre-filtrazione: L'aria esterna viene aspirata e filtrata per rimuovere polvere e particelle. 2. Batteria di raffreddamento/riscaldamento: L'aria passa attraverso scambiatori di calore (batterie) che la riscaldano o raffreddano, a seconda delle esigenze di climatizzazione. 3. Umidificazione/Deumidificazione: L'aria può essere umidificata o deumidificata per mantenere un livello di umidità confortevole. 4. Ventilazione: Ventilatori spingono l'aria trattata attraverso i condotti verso gli ambienti serviti. Esempio di Unità di trattamento aria 5. Filtrazione finale: L'aria viene ulteriormente filtrata prima di essere distribuita, garantendo una buona qualità dell'aria interna. Ventilatore di ripresa Componenti principali: Aria esterna Filtri: Per pulire l'aria da particelle inquinanti. Batterie di riscaldamento/raffreddamento: Per regolare la temperatura. Serranda Batteria fredda Umidificatore: Per controllare l'umidità dell'aria. Batteria calda Batteria Post-riscaldamento Ventilatori: Per il movimento e la distribuzione dell'aria trattata. Recuperatori di calore _ + + Vantaggi: Recuperatore Controllo completo di temperatura, umidità e qualità dell'aria. di calore Aria espulsa Mixing box Filtro Umidificazione Adatta per grandi impianti e ambienti con esigenze specifiche di climatizzazione. Serranda Ventilatore di mandata Svantaggi: Installazione e manutenzione più complesse e costose rispetto a soluzioni più Schema di una Unità di trattamento aria semplici (come split system). Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 54  Unità di trattamento aria Esempi di Unità di trattamento aria Unità di trattamento aria installate in copertura Unità di trattamento aria installate in locale tecnico Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 55  Macchine frigorifere Macchina frigorifera di media potenza (Carrier) Macchina frigorifera raffreddata ad aria di media potenza (Carrier) Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 56  Torri evaporative Una torre evaporativa è un dispositivo utilizzato per il raffreddamento di acqua in impianti di climatizzazione o industriali. Il suo funzionamento si basa sull'evaporazione parziale dell'acqua per dissipare il calore. Funzionamento: 1. Ingresso dell'acqua calda: L'acqua calda proveniente dal sistema da raffreddare (ad esempio, un condensatore di un impianto di refrigerazione) viene pompata nella torre e distribuita nella parte superiore attraverso ugelli o spruzzatori. 2. Flusso d'aria: Nella torre, l'aria esterna viene aspirata o forzata all'interno da ventilatori, entrando in contatto con l'acqua calda in caduta. 3. Evaporazione: Durante il contatto tra aria e acqua, una piccola parte dell'acqua evapora, assorbendo il calore sensibile dall'acqua restante e raffreddandola. Il calore viene disperso nell'aria insieme al vapore acqueo. 4. Raffreddamento dell'acqua: L'acqua raffreddata cade nella vasca di Uscita aria calda e umida raccolta alla base della torre e viene reimmessa nel sistema da raffreddare. 5. Scarico dell'aria calda e umida: L'aria, riscaldata e umidificata dal contatto Ventilatore con l'acqua, viene scaricata verso l'esterno dalla parte superiore della Ugelli spruzzatori torre. Componenti principali: Ingresso acqua da raffreddare Ugelli/spruzzatori: Distribuiscono l'acqua calda da raffreddare. Uscita acqua Ventilatori: Spingono o aspirano l'aria all'interno della torre. raffreddata Vasca di raccolta: Raccoglie l'acqua raffreddata. Ingresso aria fresca Ingresso aria fresca e asciutta e asciutta Vasca di raccolta Schema torre evaporativa Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 57  Ventilconvettori (Fan-coil) Un impianto a fan-coil è un sistema di climatizzazione utilizzato per riscaldare o raffreddare ambienti interni, sfruttando un'unità terminale composta da uno scambiatore di calore e un ventilatore. Funziona in modo semplice: l'acqua calda o fredda viene convogliata all'interno dello scambiatore di calore (una serie di tubi con alette in alluminio), mentre i ventilatori spingono l'aria ambiente attraverso questo scambiatore, diffondendo l'aria riscaldata o raffreddata nell'ambiente. Funzionamento 1. L'acqua che circola nei fan-coil viene prodotta da una caldaia (per il riscaldamento) o da un frigorifero (per il raffreddamento). Questa acqua viene distribuita attraverso un sistema di tubazioni a tutte le unità. 2. L'acqua, una volta entrata nel fan-coil, passa attraverso un elemento chiamato scambiatore di calore. È una serpentina di tubi in cui l'acqua circola e trasferisce calore o sottrae calore all'aria che lo attraversa. 3. Un ventilatore elettrico all'interno del fan-coil aspira l'aria dell'ambiente e la fa passare attraverso lo scambiatore di calore. L'aria viene così riscaldata o raffreddata. 4. I fan-coil possono essere dotati di un termostato che regola la temperatura ambiente. A seconda delle impostazioni dell'utente, il ventilatore aumenta o diminuisce la velocità per adeguare il flusso d'aria, mantenendo la temperatura desiderata. Vantaggi del sistema a fan-coil: Ogni unità fan-coil può essere controllata individualmente, permettendo una regolazione puntuale della temperatura in ciascun ambiente. Può funzionare sia per riscaldare che per raffreddare gli ambienti. Le unità fan-coil sono relativamente piccole e possono essere installate a parete, a soffitto o a pavimento. Svantaggi: Il ventilatore interno può generare rumore, seppur in livelli generalmente accettabili. Le unità richiedono una pulizia periodica dei filtri e del ventilatore per garantire il corretto funzionamento e mantenere un buon livello di qualità dell'aria. Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 58  Ventilconvettori (Fan-coil) Ventilconvettore esterno Dettagli costruttivi Da incasso verticale Griglia di mandata Batteria calda/fredda Filtro aria e ripresa Ventilatore Raccogli gocce Vista frontale Tubazione di mandata Sezione Tubazione di ritorno Tubazione di scarico condensa Pannello smontabile per ispezione Ventilconvettore da incasso Griglia di mandata Raccordo Da incasso orizzontale Batteria calda/fredda Ventilatore Raccogli gocce Filtro aria Griglia ripresa Vista frontale Sezione Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 59  Tipologie di canali per l’aria Canali in lamiera zincata Resistenti e durevoli, utilizzati in gran parte degli impianti di Schema di una canalizzazione di distribuzione con particolari e accessori climatizzazione. Connessione alle macchine Trattamento Ideali per sistemi commerciali e industriali. impermeabilizzante Alta resistenza meccanica, bassa permeabilità all'aria. Fissaggio deflettori Più costosi e pesanti rispetto ad altri materiali. Rinforzi Placca di controllo Canali in alluminio Costruzione portine Più leggeri della lamiera zincata, ma meno resistenti alla pressione. di ispezione Utilizzati dove il peso deve essere ridotto, come in spazi ridotti o soffitti Giunti antivibranti Tubi flessibili sospesi. Setti di Leggerezza e buona resistenza alla corrosione. regolazione Più costosi e meno robusti rispetto all’acciaio. Flangiature Canali in pannelli sandwich Profilo per stacchi Struttura a sandwich con isolante (spesso poliuretano) tra due strati di Serrande lamiera o alluminio. componibili Nastri Offrono un buon isolamento termico. Colla rapida Profilo per Collanti Sigillanti Ideali per evitare dispersioni termiche, soprattutto in edifici residenziali e per profili bocchette Installazione Per collegare i tubi flessibili commerciali. serrande Pannelli Collarini Isolamento incorporato, leggerezza. Alette Montaggio bocchette a Maggiore fragilità rispetto ai canali metallici. deflettrici canale Canali in plastica (PVC o polietilene) Flessibili, leggeri e resistenti alla corrosione. Staffaggio Spesso usati per applicazioni residenziali o in ambienti con umidità canali elevata. Facilità di installazione, resistenza alla corrosione. Forme dei canali: Limitata resistenza alle alte temperature e alla pressione. Canali flessibili Canali rettangolari: Più comuni negli impianti commerciali e industriali, facili da Struttura flessibile in alluminio o plastica, spesso con rivestimento installare in spazi ristretti, non sono adatti per impianti ad alta velocità in quanto isolante. resistono di meno alla pressione rispetto ai canali a sezione circolare Facili da installare in spazi limitati o in zone difficili da raggiungere. Ideali per brevi tratte o collegamenti tra canali rigidi e bocchette. Canali circolari: Migliore efficienza nella distribuzione dell'aria, minore resistenza all'aria, adatti a impianti ad alta velocità, esteticamente migliori se installati a vista, ma Flessibilità, facilità di posa. Maggiore resistenza all'aria e meno durevoli rispetto ai canali rigidi. se installati non a vista richiedono più spazio rispetto ai rettangolari. Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 60  Distribuzione dell’aria: dettagli costruttivi Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 61  Canalizzazioni, esempi applicativi Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 62  Canalizzazioni, esempi applicativi Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 63  Distribuzione dell’aria nell’ambiente: esempio di layout Bocchette di distribuzione aria di mandata agli uffici lato Ovest Uffici Griglie di ripresa a soffitto nei bagni Corridoio Cavedio verticale Griglie di ripresa a soffitto nel corridoio Uffici Bocchette di distribuzione aria di mandata agli uffici lato Est Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 64  Distribuzione dell’aria nell’ambiente: esempio di layout Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 65  Distribuzione dell’aria nell’ambiente: esempio di layout Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 66  Distribuzione dell’aria nell’ambiente Larghezza di diffusione(m) Caduta aria Bocchetta Zona occupata Diffusore forellato Distanza di lancio aria Diffusore lineare Differenza tra la temperatura Portate d’aria Numero di immissione e quella Tipo di diffusore (m3/h per m2 di massimo ambiente pavimento) ricircoli/ora (*) Estate (°C) Inverno (°C) Bocchette 10,8÷21,6 7 -8 14 Diffusori lineari 14,4÷36 12 -11 14 Diffusori forellati 18÷54 18 -11 11 Diffusori concentrici 18÷108 30 -11 14 (*) riferiti a una altezza di soffitto di 3 m Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 67  Distribuzione dell’aria nell’ambiente Nel posizionamento delle bocchette occorre fare molta attenzione per elementi di arredo o ostacoli che potrebbero interferire con il getto d’aria Anemostati (circolare e quadrato) Ingresso aria Zona occupata Plenum Anemostato Zona occupata Zona Occupata Raggio di portata max 3/4 a Living Zone Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 68  Diffusori a geometria variabie Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 69  La destratificazione dell’aria Il problema della destratificazione dell'aria negli ambienti climatizzati di notevole altezza riguarda la tendenza dell'aria calda a salire verso il soffitto, mentre l'aria fredda rimane in basso. Questo crea una stratificazione termica, con temperature più elevate in alto e più basse a livello del pavimento. Nei sistemi di riscaldamento, questo porta a inefficienza energetica, poiché l'aria calda resta inutilizzata in alto, e si ha una percezione di discomfort nelle zone occupate. La destratificazione consiste nel mescolare l'aria in modo da uniformare la temperatura in tutto l'ambiente, migliorando il comfort e riducendo il consumo energetico. Due situazioni a confronto: una senza destratificazione e l’altra con destratificazione dell’aria Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 70  Diffusori lineari Sezione Particolare sezione a-a Pianta Perfetta integrazione di un diffusore lineare Montaggio a soffitto Montaggio a parete Esempio di diffusore lineare Criteri di montaggio di un diffusore lineare Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 71  Diffusori d’aria a ugello I diffusori d'aria a ugello sono dispositivi utilizzati per distribuire l'aria in maniera controllata e precisa in vari ambienti, come impianti di ventilazione, climatizzazione e industriali. A differenza dei diffusori tradizionali, questi sono progettati per indirizzare il flusso d'aria in un getto concentrato, garantendo una maggiore velocità e copertura a lunghe distanze. Solitamente realizzati in materiali come alluminio o plastica, possono essere regolati per modificare la direzione del flusso. Vengono impiegati in spazi ampi, come aeroporti, palestre, centri commerciali o fabbriche, per assicurare una distribuzione uniforme dell'aria. Diffusori a ugello: schemi applicativi) Ugello su plenum a Angoli di incasso orientamento Ugelli installati a livello galleria Ugello su plenum a sbalzo Diffusori a ugello: installazioni tipiche Ugello montato a canale Ugelli installati sulle pareti opposte Ugello collegato a condotto circolare in lamiera Galleria Ugelli installati a parete Ugelli installati al di Ugello montato dietro parete sotto del soffitto totalmente celato Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 72  Diffusori a dislocamento I diffusori d'aria a dislocamento sono utilizzati principalmente in impianti di ventilazione per migliorare la qualità dell'aria negli ambienti interni. Operano a bassa velocità, favorendo una distribuzione più omogenea dell'aria fresca. Effetto cascata Immettono l'aria vicino al pavimento, a temperature prossime a quella ambiente, creando un flusso d'aria laminare che si muove verso l'alto con il Diffusore riscaldamento naturale generato da persone, attrezzature e altre fonti di calore. Vantaggi dei diffusori d'aria a dislocamento: Profilo velocità Migliore qualità dell'aria: Grazie al flusso laminare, l'aria fresca spinge verso l'alto quella contaminata, creando un ambiente più salubre, riducendo la concentrazione di particelle e inquinanti a livello respiratorio. Maggiore comfort termico: L'aria fredda viene introdotta a bassa velocità Pavimento vicino al pavimento e si diffonde lentamente, evitando correnti d'aria fastidiose e garantendo un comfort termico più uniforme. Schema di funzionamento Risparmio energetico: Questo sistema richiede un minore ricircolo dell'aria rispetto ai metodi tradizionali, riducendo così il fabbisogno energetico. Inoltre, si utilizza l'effetto stratificazione, che consente di rimuovere l'aria calda solo nella parte superiore degli ambienti. Ridotto rumore: Operando a bassa velocità, i diffusori a dislocamento tendono ad essere più silenziosi rispetto a quelli tradizionali, migliorando il comfort acustico, soprattutto in ambienti come uffici e sale conferenze. Svantaggi dei diffusori d'aria a dislocamento: Maggiore spazio occupato: Poiché questi diffusori operano meglio se installati a livello del pavimento, potrebbero richiedere più spazio e interferire con il design dell'ambiente o l'arredo. Costi iniziali più elevati: L'installazione di diffusori a dislocamento può essere più costosa rispetto ai sistemi tradizionali, sia per il costo dei componenti che per la progettazione e l'implementazione necessarie per ottenere un flusso d'aria efficiente. Simulazione flusso Diffusore a piede poltrona Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 73  Soffitti radianti a ciclo annuale I soffitti radianti freddi e caldi sono sistemi di climatizzazione Controsoffitto Pannelli radianti freddi Aria di ventilazione che regolano la temperatura degli ambienti attraverso pannelli installati nel soffitto, nei quali circola acqua calda o fredda. In modalità di riscaldamento (soffitti radianti caldi), l'acqua calda circola nei tubi del soffitto, e il calore viene irradiato verso il basso, riscaldando l'ambiente in modo uniforme. In modalità di raffreddamento (soffitti radianti freddi), l'acqua fredda Ventilazione e controllo umidità Convezione naturale assorbe il calore dalla stanza, raffreddando gli spazi circostanti. Il principio di funzionamento di questi sistemi si basa sul trasferimento termico per irraggiamento: invece di riscaldare o raffreddare l'aria come fanno i tradizionali sistemi a Trasferimento di calore per irraggiamento ventilazione, essi riscaldano o raffreddano direttamente le dalla superficie e dagli oggetti nello spazio superfici e le persone nell'ambiente. Ciò garantisce un comfort termico elevato, senza correnti d'aria o rumore. Controllo dell'umidità RISCALDAMENTO RAFFREDDAMENTO Quando si utilizza un soffitto radiante freddo, è fondamentale Convezione controllare l'umidità relativa dell'ambiente. Se l'umidità è troppo 26.7 °C 30÷40% 18,3 °C alta, può verificarsi condensa sulla superficie fredda del soffitto, poiché l'aria umida si raffredda rapidamente a contatto con i pannelli freddi, causando la formazione di gocce d'acqua. Per evitare questo problema, è essenziale associare al sistema radiante un sistema di ventilazione controllata, che regoli Irraggiamento Irraggiamento l'umidità dell'aria. 100% 60÷70% La ventilazione controllata non solo mantiene l'umidità a livelli 21,1 °C 23,9 °C adeguati (di solito tra il 40% e il 60%), ma contribuisce anche a un corretto ricambio d'aria, migliorando la qualità dell'aria interna e prevenendo la formazione di muffe o altri problemi Cicli di funzionamento legati all'umidità eccessiva. Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 74  Soffitti radianti a ciclo annuale Montaggio a soffitto e collegamenti idraulici Modulo 60 x 60 Pannelli modulari prefabbricati Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 75  Travi fredde Le travi fredde (o travi attive e travi passive, a seconda del tipo) sono un sistema di climatizzazione utilizzato per il raffreddamento e, in alcuni casi, anche per il riscaldamento degli ambienti interni. Questo sistema sfrutta la circolazione di acqua fredda all'interno di tubi integrati in travi metalliche installate sul soffitto o vicino ad esso, per raffreddare l'aria senza bisogno di ventilatori meccanici all'interno della trave stessa. Travi fredde passive: L’acqua fredda circola attraverso una serpentina all'interno delle travi. Il raffreddamento avviene per irraggiamento e convezione naturale: l'aria calda dell'ambiente sale verso il soffitto, dove entra in contatto con le superfici raffreddate delle travi, cede il proprio calore e si raffredda. Questa aria fredda più densa discende naturalmente, creando una circolazione continua senza l'uso di ventilatori. Le travi passive sono semplici, silenziose e utilizzano solo il naturale movimento dell'aria. Travi fredde attive: Le travi attive sono dotate di un sistema di ventilazione assistito. In questo caso, l'acqua fredda passa attraverso la serpentina, e il sistema integra anche un flusso d'aria primaria che viene introdotta in modo forzato, solitamente attraverso l'impianto di ventilazione. Questa aria primaria induce un flusso di convezione più efficiente, migliorando lo scambio termico. Le travi attive, quindi, combinano il raffreddamento tramite acqua e la ventilazione meccanica, offrendo una capacità di raffreddamento maggiore rispetto alle travi passive. Funzionamento: Raffreddamento: L'acqua fredda, prodotta da un refrigeratore o un sistema centralizzato, circola nei tubi delle travi, raffreddando la superficie delle travi stesse. L'aria calda presente nell'ambiente sale verso il soffitto, entra in contatto con le travi fredde, si raffredda e poi discende, creando un ciclo di raffreddamento continuo. Riscaldamento (opzionale): Alcuni sistemi di travi fredde possono essere utilizzati anche per il riscaldamento, facendo circolare acqua calda invece di fredda. Tuttavia, il raffreddamento è la funzione principale per cui le travi fredde sono utilizzate. Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 76  Travi fredde Vantaggi delle travi fredde: Efficienza energetica: Le travi fredde utilizzano principalmente l'acqua per il raffreddamento, che è un fluido termico molto Tubi rame più efficiente dell'aria nel trasportare energia. Ciò riduce i costi energetici rispetto ai sistemi a ventilazione meccanica. Canale aria Comfort termico: Fornendo un raffreddamento uniforme e Lamella di alluminio senza la creazione di correnti d'aria, il comfort per gli occupanti è elevato, con meno turbolenze e rumore rispetto ai Getto aria sistemi tradizionali. Silenziosità: Soprattutto nelle travi passive, l'assenza di Aria fredda ventilatori interni rende il sistema molto silenzioso, ideale per ambienti come uffici, biblioteche e aule. Qualità dell'aria: Contribuiscono a una buona qualità dell'aria interna, poiché il raffreddamento non comporta la Piastra apribile Aria calda ambiente movimentazione di grandi volumi d'aria, evitando la dispersione di polveri e allergeni nell'ambiente. Svantaggi delle travi fredde: Schema trave fredda Controllo dell'umidità: Come per i soffitti radianti freddi, è fondamentale controllare l'umidità nell'ambiente. Costo iniziale: L'installazione di un sistema di travi fredde può essere più costosa rispetto ai sistemi tradizionali. Esempi di travi fredde Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 77  Split System Unità interne (evaporatore) Telecomandi Unità motocondensante esterna Schema di un impianto multi-split Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 78  Solar-cooling: condizionamento ad energia solare Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 79  Gli spazi per gli impianti Prof. Giuliano Dall’O’, ABC Dept. 80