MACCHINE PER LA PRODUZIONE DEL CALDO E DEL FREDDO
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Negli edifici commerciali leggeri (uffici di piccole dimensioni, negozi, ristoranti, filiali di banche, ecc.), i carichi sono ancora relativamente contenuti ma spesso serve sia riscaldamento che condizionamento attivo. In questi casi sono molto diffusi i sistemi VRF: consentono di climatizzare l’intero negozio/ufficio con un’unica macchina esterna e varie unità interne, controllando separatamente i vari ambienti. In alter- nativa, per uffici di medie dimensioni si usano impianti idronici con piccoli chiller condensati ad aria (sul tetto) che producono acqua refrigerata per i fan-coil, e caldaie a gas per l’acqua calda in inverno (oppure un’unica pompa di calore reversibile per fare entrambi). La scelta VRF vs impianto ad acqua dipende da preferenze progettuali: i VRF offrono più efficienza a carico parziale e facilità di installazione modulare; i sistemi ad acqua offrono maggiore flessibilità in fase di manutenzione (ad es. si può sostituire il chiller senza toccare i terminali interni) e riducono i rischi legati al refrigerante in ambiente. Nei piccoli negozi il classico climatizzatore a cassetta o canalizzato (che è sempre una pompa di calore DX) resta la soluzione più immediata. Per il riscaldamento puro, qualora serva solo quello, si usano ancora caldaie o sistemi ad aria calda (robbur, aerotermi) alimentati a gas, ma sempre più spesso si preferiscono soluzioni elettriche (pompe di calore) specie dove c’è molto carico di raffrescamento. Per edifici commerciali di grandi dimensioni e terziario avanzato (grandi uffici multipiano, hotel, ospe- dali, centri commerciali, aeroporti, ecc.), i carichi termici e frigoriferi sono ingenti e servono sistemi robusti e centralizzati. Tipicamente in questi casi si impiegano centrali termofrigorifere con uno o più chiller (spesso condensati ad acqua con torri evaporative per l’efficienza) per la produzione di acqua re- frigerata, e caldaie a condensazione (o cogeneratori) per l’acqua calda. L’acqua fredda e calda vengono distribuite tramite reti di tubazioni agli air handling units (UTA) e ai terminali ambientali (fan-coil, travi fredde, ecc.). In alternativa alle caldaie, sempre più spesso troviamo pompe di calore di grande potenza inserite in questi impianti, magari abbinate ai chiller in configurazioni polivalenti che recuperano calore di condensazione per riscaldare l’ACS o altri ambienti. Gli edifici come gli ospedali hanno esigenze particolari (affidabilità estrema, ridondanza N+1 o N+2, ecc.) quindi spesso mantengono caldaie di backup anche se installano pompe di calore. Gli hotel possono sfruttare molto bene pompe di calore polivalenti, perché hanno contemporaneamente bisogno di ACS calda e climatizzazione fredda. I centri commerciali possono preferire i VRF se la struttura è aperta (molti negozi indipendenti) o grandi impianti rooftop packaged. Insomma, nel terziario la scelta è tailor-made: impianti idronici centralizzati offrono robustezza e facilità di manutenzione su grandi portate, impianti VRF offrono flessibilità zona per zona e installazione graduale. In ambito industriale , spesso il caldo e freddo non sono solo per comfort ambientale ma per processi produttivi. Ciò porta a specifiche esigenze: ad esempio, refrigeratori di processo che mantengono flu- idi a temperature molto basse (sotto 0 °C) o caldaie a vapore per alimentare processi chimici o linee di produzione. In tali casi, le macchine HVAC vanno dimensionate e scelte soprattutto in base a affidabilità, controllo fine e continuità. Nel freddo industriale si utilizzano anche refrigeranti alternativi (es. ammoniaca NH₃ per impianti frigoriferi di grandi dimensioni nelle industrie alimentari) e soluzioni come banchi di ghiaccio per accumulo del freddo. Nell’industria l’approccio modulare è comune: gruppi frigoriferi multipli, caldaie in serie, ecc., per garantire ridondanza. Un trend importante è l’integrazione con il processo: se un impianto industriale genera calore di scarto, lo si può usare per il riscaldamento degli ambienti tramite scambiatori (o addirittura per alimentare un chiller ad assorbimento per il freddo). D’altro canto, se un impianto ha bisogno di raffreddamento anche in inverno, si userà free cooling o torri evaporative. Nei siti industriali spesso conviene implementare una rete di teleriscaldamento/teleraffrescamento interna allo stabilimento per collegare varie utenze e fonti. Riassumendo, il tipo di edificio e di utilizzo determina fortemente la scelta delle macchine: occorre valutare potenza necessaria, profilo di carico (costante vs intermittente), spazi dispo- nibili, rumore ammesso, presenza o meno di personale tecnico (un impianto complesso ha senso solo se c’è manutenzione qualificata), ecc. Un piccolo condominio tenderà a qualcosa di semplice come caldaie o una pompa di calore centralizzata; un grattacielo con uffici userà un impianto centralizzato sofisticato; un supermercato potrebbe usare il gruppo frigorifero dei banchi frigo alimentando anche l’aria condizionata, e così via.
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