IMPIANTI HVAC PER EDIFICI INTELLIGENTI
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4. Recupero di calore: Se l’UTA è dotata di recuperatore, in questa fase l’aria fresca filtrata attraversa lo scambiatore di recupero in controcorrente (piastre o rotore) oppure la prima batteria di un sistema run-around, assorbendo energia termica dall’aria esausta in uscita. Questo processo preriscalda l’aria di inverno (o la preraffredda d’estate) prima ancora che incontri le batterie attive, riducendo così il lavoro richiesto a caldaia o chiller. Nel caso di rotori entalpici, c’è anche trasferimento di umidità (in inverno l’aria esterna guadagna un po’ di umidità dall’estratta umida degli ambienti interni, e viceversa in estate cede umidità riducendo il carico di deumidifica). Nei recuperatori a piastre, spesso è presente una serranda di bypass: quando le condizioni esterne sono favorevoli (es. aria notturna fresca in estate), il controllo chiude la sezione recuperatore e manda l’aria direttamente in bypass per fare free cooling, evitando che il recuperatore la riscaldi con l’aria di ripresa. In alcune situazioni invernali miti, il bypass viene usato al contrario per evitare sovra-riscaldamento dell’aria esterna se l’interno è in eccesso di calore. Tutto questo è gestito automaticamente dalla logica di controllo in base alle temperature. 5. Riscaldamento/Raffreddamento e Deumidifica: Ora l’aria, già pretrattata, passa attraverso le batte- rie di scambio termico principali. In inverno incontrerà la batteria calda, dove viene riscaldata fino a raggiungere la temperatura di mandata desiderata (ad esempio 30 °C se poi verrà miscelata con aria ambiente nei diffusori, o 20 °C se immessa direttamente). In estate, l’aria attraversa la batteria fredda (di raffreddamento), dove viene raffreddata ben al di sotto della temperatura ambiente desiderata, in modo da sottrarre calore ed umidità. Tipicamente la batteria fredda raffredda l’aria fino a, poniamo, 10-14 °C, facendo condensare l’umidità in eccesso. L’aria in uscita dalla batteria sarà fresca e deumidifi- cata, con UR spesso intorno al 95-100% (essendo prossima alla saturazione a quella temperatura). Se il progetto prevede anche un post-riscaldo, subito dopo la batteria fredda l’aria può venire leggermente riscaldata per abbassare l’umidità relativa finale e raggiungere la temperatura di mandata ottimale (ad esempio riscaldandola da 13 °C a 18 °C, l’UR scende dal 95% a ~60% rendendo l’aria confortevole e asciutta). Tutto questo avviene modulando opportunamente le valvole della batteria calda e fredda: tramite sonde di temperatura (e umidità) l’unità regola la potenza scambiata per raggiungere il setpoint di mandata impostato dal progettista o dall’utenza. 6. Umidificazione (se presente): Nella stagione fredda, se l’aria dopo il riscaldamento risulta troppo secca rispetto al setpoint di umidità relativa desiderato, entra in funzione la sezione umidificatore. A valle della batteria calda (o talvolta direttamente in mandata nei canali) viene immesso vapore acqueo o nebulizzata acqua, così che l’aria incrementi il suo contenuto di umidità fino al valore target (es. portandola dal 20% UR al 45% UR). L’umidificazione è controllata da un igrostato o sensore di umidità che modula la produzione di vapore/acqua finché l’UR di mandata non raggiunge il set desiderato. Durante l’estate normalmente l’umidificatore rimane spento, a meno di esigenze particolari. 7. Ventilazione e distribuzione ai locali: A questo punto l’aria è trattata – pulita, alla giusta temperatura e umidità – e viene convogliata verso l’uscita dell’UTA. Qui il ventilatore di mandata provvede a mantenerla in pressione e a spingerla dentro la rete di condotte di distribuzione dell’edificio. Attraverso i canali, l’aria climatizzata raggiunge i vari ambienti dove viene immessa tramite diffusori, griglie o bocchette, assicurando un ricambio costante e condizioni di comfort nelle zone servite. La portata d’aria immes- sa in ciascun locale può essere regolata da serrande tarate o, in impianti avanzati, da dispositivi VAV (Variable Air Volume) che modulano la portata in funzione della domanda termica locale – il che a sua volta influenza la pressione nelle condotte e viene compensato dal ventilatore mediante controllo in inverter per mantenere la pressione costante. 8. Espulsione aria esausta: Parallelamente all’immissione, il ventilatore di ripresa (nelle UTA a doppio flusso) estrae l’aria viziata dagli ambienti attraverso una rete di condotte di ripresa. Quest’aria di ritorno, dopo aver eventualmente ceduto calore nel recuperatore, viene convogliata all’esterno tramite la ser- randa di espulsione, completando il ciclo. Prima di essere espulsa definitiva, l’aria di ripresa potrebbe passare attraverso un ultimo filtro (detto filtro di espulsione) per trattenere polveri eventualmente raccolte nelle condotte e non contaminare l’ambiente esterno. In alcuni casi, l’aria espulsa può anche essere trattata per evitare emissioni odorose o inquinanti (es. filtri ai carboni se proviene da cucine, o abbattitori se ci sono solventi). L’aria viene infine rilasciata all’esterno, lontano dalle prese di aria fresca, completando così il ricambio. Durante tutto questo processo, la UTA lavora in maniera continua e automatizzata, adattandosi alle condizioni variabili: ad esempio modulando le valvole delle batterie per compensare cambiamenti della temperatura esterna o dei carichi interni, aumentando la velocità dei ventilatori se alcuni filtri iniziano a sporcare e oppongono più resistenza, o aprendo/chiudendo serrande per mantenere la qualità dell’aria (tramite sensori di CO₂ o VOC che possono richiedere più aria esterna se i livelli di anidride carbonica
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