IMPIANTI HVAC PER EDIFICI INTELLIGENTI
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mentre in ambienti sanitari o industriali avanzati si aggiungono filtri assoluti a monte dell’immissione. È importante monitorare lo stato dei filtri tramite pressostati differenziali o sensori di pressione: l’au- mento di perdita di carico indica filtro intasato e la necessità di sostituzione per evitare cali di portata e sprechi energetici. • Sezioni di scambio termico (batterie): cuore della UTA sono le batterie di riscaldamento e raffredda- mento attraverso cui l’aria viene rispettivamente riscaldata o raffreddata (e deumidificata). Le batterie di riscaldamento possono essere ad acqua calda (collegate a caldaia o pompa di calore), elettriche (resistenze), a vapore (in alcuni impianti industriali con vapore di processo) o a gas diretto. Nei contesti civili la soluzione più comune è la batteria ad acqua calda alimentata da caldaia (oggi spesso a conden- sazione ad alta efficienza) oppure da circuito in pompa di calore; in alcuni casi, per piccoli impianti, si usano batterie elettriche integrate come post-riscaldo. La batteria di raffreddamento può essere ad acqua refrigerata (alimentata dall’acqua fredda prodotta da un chiller/gruppo frigorifero) oppure a espansione diretta (DX), ovvero un evaporatore in cui circola direttamente un gas refrigerante fornito da un’unità condensatrice esterna (tipico nei sistemi rooftop package o negli accoppiamenti con VRF/con- dizionatori). Attraversando la batteria fredda, l’aria cede calore (raffrescamento) e, se la temperatura di superficie è sotto il punto di rugiada, condensa parte dell’umidità che contiene ottenendo così un effetto deumidificante. Le batterie sono in genere scambiatori a pacco alettato (tubi con alette in alluminio) e sono dotate di vaschetta raccolta condensa con scarico sifonato per evacuare l’acqua raccolta. In climi molto freddi, a monte della sezione fredda può essere installata anche una batteria di pre-riscaldo: serve a scaldare leggermente l’aria esterna in ingresso nelle giornate più rigide, prevenendo il rischio di gelo sulla batteria fredda o sulle altre sezioni. Viceversa, in uscita dalla batteria fredda a volte è presente una batteria di post-riscaldo (di solito ad acqua calda o elettrica) usata per riportare la temperatura dell’aria al valore desiderato quando è stato necessario raffreddare molto per deumidificare (reheat). Tutte le batterie sono asservite a valvole di regolazione (valvole a 2 o 3 vie modulate da servomotore) oppure, nel caso di batterie DX, a espansori o controlli on/off sul compressore, per dosare la potenza termica immessa in funzione del setpoint da raggiungere. • Sezione umidificazione: in applicazioni dove è richiesto il controllo dell’umidità relativa anche nella stagione invernale (ad esempio musei, sale ospedaliere, laboratori, oppure semplicemente uffici in climi molto secchi), la UTA può includere un umidificatore. Esistono diversi tipi: umidificatori a vapore (generano vapore acqueo tramite resistenze elettriche o usando vapore da una caldaia, immettendolo nell’aria), umidificatori adiabatici a ugelli o a pannello evaporativo (spruzzano acqua nebulizzata o la fanno evaporare tramite un pacco bagnato, raffreddando anche leggermente l’aria), o ancora umidifica- tori ad ultrasuoni. La sezione umidificante è posta di solito dopo la sezione di riscaldamento invernale, così che l’aria calda e secca possa acquisire umidità fino al livello richiesto. In estate, al contrario, non si umidifica l’aria (già umida di per sé) ma si provvede semmai a deumidificarla tramite la batteria di raffreddamento come detto sopra. Non tutte le UTA includono l’umidificazione: questa è omessa negli impianti di semplice trattamento termico dove l’umidità interna non è critica. • Ventilatori: elemento imprescindibile, i ventilatori dell’UTA generano il flusso d’aria e superano le per- dite di carico del circuito (filtri, batterie, condotte) per distribuire l’aria trattata nei locali. In una UTA possono esserci due ventilatori separati – uno di mandata (supply fan) che spinge l’aria trattata verso le zone, e uno di ripresa/estrazione (exhaust or return fan) che aspira l’aria dall’ambiente convogliandola all’esterno o verso un recuperatore. Nelle UTA più piccole talvolta è presente un solo ventilatore che provvede alla mandata, mentre la ripresa avviene per gravità o tramite estrattori separati nell’impianto; nei sistemi bilanciati moderni, comunque, si tende a usare due ventilatori integrati per poter controllare meglio portate e pressioni. I ventilatori impiegati sono in genere di tipo centrifugo (a doppia aspirazione o plug-fan) per garantire prevalenze medio-alte con buona efficienza e bassa rumorosità, montati su supporti antivibranti. Due sono gli elementi fondamentali del ventilatore: la girante (rotore con pale) e il motore di azionamento. Oggi i motori più diffusi per UTA sono di due tipi: motori AC tradizionali (asincroni trifase) accoppiati magari con trasmissione a cinghie e pulegge, oppure moderni motori EC (Electronically Commutated) a commutazione elettronica, integrati direttamente nel gruppo ventilante. Questi ultimi, essendo motori in corrente continua senza spazzole con elettronica di controllo incorpo- rata, offrono un’elevata efficienza e facilità di regolazione in velocità. In ogni caso, normative europee recenti hanno reso obbligatorio l’uso di ventilatori a velocità variabile o multi-velocità per modulare la portata d’aria in base al carico richiesto. La regolazione avviene tramite inverter (VFD) per i motori tradizionali o tramite il controllo elettronico integrato per i motori EC. Ciò permette di ridurre drastica- mente i consumi energetici del sistema ventilante, soprattutto quando l’impianto non richiede il pieno carico d’aria (principio della portata variabile).
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