Definizioni e differenze tra impianti aeraulici
Gli impianti aeraulici sono definiti dalla norma UNI 10339:1995 come: “l’insieme di apparecchiature, dispositivi, accessori e controlli necessari per realizzare la desiderata qualità dell’aria nelle condizioni prefissate”. In altri termini essi devono garantire il raggiungimento, all’interno dell’ambiente indoor, di determinate caratteristiche legate alla qualità dell’aria sotto diversi profili:
- termico (Temperatura)
- igrometrico (Umidità)
- purezza (Assenza di inquinanti)
- quantità (Ricambi d’aria)
Gli impianti aeraulici si possono suddividere in:
- impianti di condizionamento e climatizzazione: volti al conseguimento della qualità dell’aria (quantità, qualità e velocità della stessa) e delle caratteristiche termoigrometriche richieste. Gli impianti di condizionamento non intervengono direttamente sul controllo dell’umidità ma indirettamente attraverso le variazioni di temperatura, mentre gli impianti di climatizzazione possono regolare direttamente e automaticamente i livelli di temperatura, umidità e velocità dell’aria.
- impianti di termoventilazione: volti al conseguimento della qualità dell’aria e delle caratteristiche termiche richieste, escluso il controllo igrometrico.
- impianti di ventilazione: volti al conseguimento della qualità dell’aria, esclusi il controllo termico ed igrometrico. Questa tipologia d’impianto si può riscontrare soltanto in situazioni specifiche, perché in presenza di persone negli ambienti è obbligatorio trattare l’aria apportata almeno nella stagione fredda riscaldandola.
Le tipologie impiantistiche e gli apparati installati possono essere estremamente vari a seconda delle necessità dei locali serviti e delle scelte tecniche del progettista. Nonostante ciò, nella maggior parte dei casi, è possibile trovare gli apparati descritti di seguito.
Le varie tipologie di impianti
Dal punto di vista strettamente aeraulico le tipologie impiantistiche sono le seguenti:
- impianti a tutt’aria: impianti destinati ad apportare all’ambiente servito i ricambi richiesti dalla destinazione d’uso dei locali, ma anche ad effettuarne il trattamento termico. Può essere presente un circuito di ripresa che ricircola l’aria prelevata dagli ambienti reimmettendola all’interno degli stessi dopo un successivo trattamento.
- impianti misti (aria-fluido caldo/freddo): impianti destinati ad apportare all’ambiente servito i ricambi richiesti dalla destinazione d’uso dei locali, ma anche ad effettuarne il trattamento termico. In questo caso, l’impianto aeraulico può limitarsi all’apporto dei ricambi d’aria minimi necessari, lasciando ad unità locali il compito del trattamento termico vero e proprio.
Quando l’impianto aeraulico principale è destinato a trattare soltanto il quantitativo di aria di rinnovo dei locali viene definito impianto ad aria primaria. A loro volta, gli impianti misti possono essere:
- completamente separati: è il caso in cui l’aria primaria viene immessa con propri terminali, indipendentemente da unità locali che trattano esclusivamente la temperatura; l’esempio tipico è quello degli impianti a servizio di un edificio adibito ad uffici, dove l’aria primaria viene immessa da bocchette autonome poste sopra le porte e il trattamento effettuato con ventilconvettori posti sotto le finestre di ciascun ufficio.
- collegati al trattamento locale: è il caso in cui l’aria primaria viene immessa insieme al trattamento effettuato da unità locali (fan-coils o ventilconvettori); l’esempio tipico è quello degli alberghi, dove l’aria primaria arriva nella stanza e viene collegata all’immissione proveniente da un ventilconvettore posto a soffitto nella stanza stessa.
Le unità locali possono essere ad espansione diretta (quando il fluido che attua il trattamento termico attraverso la batteria di scambio è un gas refrigerante) come nel caso dei c.d. Split (in cui l’unità condensante è divisa da quella evaporante ed è generalmente posta all’esterno del locale) oppure ad acqua (il fluido della batteria è costituito da acqua).
Le principali apparecchiature di un impianto HVAC
Un impianto aeraulico è costituito dall’insieme di apparecchiature, dispositivi, accessori e controlli necessari per garantire la qualità dell’aria desiderata all’interno di ambienti confinati. Le principali componenti di un impianto possono essere così riassunte e descritte:
- Unità di Trattamento Aria (UTA) o Centrale di Trattamento Aria (CTA)
- Condotte aerauliche
- Terminali aeraulici
- Componenti in linea
L’Unità di Trattamento Aria (UTA) o Centrale di Trattamento Aria (CTA): rappresenta il cuore dell’impianto aeraulico e la sua funzione è quella di trattare l’aria destinata all’ambiente indoor conferendole il corretto carico termico ed igrometrico per l’ottenimento delle condizioni di comfort nei locali serviti. Le parti principali di una UTA sono:
- sezione di pre-filtrazione: consente di trattenere le impurità di maggiori dimensioni, presenti nell’aria
- sezione di filtrazione: ha la funzione di trattenere il particolato più fine presente nel flusso dell’aria
- sezione ventilante di ripresa: ha la funzione di riprendere l’aria dall’ambiente climatizzato
- serrande di regolazione: regolano i flussi dell’aria gestendo le diverse portate
- camera di miscela: in cui viene miscelata l’aria di ripresa dall’ambiente con l’aria esterna
- batteria di pre-riscaldamento: serve a riscaldare l’aria in transito
- batteria di raffreddamento: serve a raffreddare l’aria in transito per deumidificarla
- sezione di umidificazione: ha la funzione di umidificare l’aria mediante vapore o gocce d’acqua nebulizzata
- separatore di gocce: ha la funzione di separare l’aria dalle goccioline di acqua in essa contenute
- batteria di post-riscaldamento: serve a riscaldare l’aria fredda o precedentemente raffreddata
- bacinella di raccolta condensa: raccoglie le gocce d’acqua condensate nel processo di umidificazione/deumidificazione
- sezione ventilante di mandata: ha la funzione di inviare l’aria nei diversi ambienti attraverso il sistema di canalizzazioni (canali o condotte aerauliche)
- recuperatore di calore: è la sezione in cui il calore (o il freddo) dell’aria in espulsione sono utilizzati (in genere attraverso scambiatori di vario tipo) per pre-riscaldare o pre-raffreddare l’aria esterna in ingresso
Le condotte aerauliche costituiscono quel sistema di canali che trasporta l’aria dall’UTA fino ai vari ambienti (c.d. condotte di mandata) e che preleva l’aria presente negli ambienti per garantirne il ricambio (condotte di ripresa). Se la condotta di ripresa trasporta tutta l’aria direttamente verso l’esterno allora è detta condotta di estrazione, altrimenti, se parte dell’aria estratta viene immessa nuovamente nell’ambiente dopo opportuni trattamenti, prende il nome di condotta di ricircolo.
I terminali sono i componenti (griglie, bocchette, diffusori, anemostati etc.) attraverso i quali il flusso d’aria viene immesso negli ambienti e ne regolano la portata e la direzione. Rappresentano l’elemento più visibile dell’impianto e come tale devono essere puliti in modo frequente ed accurato.
I componenti in linea sono apparecchiature che possono trovarsi all’interno delle condotte aerauliche (es. filtri, serrande, giunti e flessibili, plenum etc.) con funzioni diverse come: filtrare l’aria, regolare o ripartire la portata, diminuire il rumore, raffreddare/riscaldare etc.
Oltre agli impianti aeraulici centralizzati vi sono degli elementi molto diffusi denominati Unità Locali che servono a condizionare l’aria contenuta nel locale attraverso un fluido refrigerante che può essere un gas (c.d. “impianti ad espansione diretta”) o l’acqua.
Tali dispositivi sono noti con il termine italiano di “ventilconvettori” o quello anglosassone di “fan-coils” e possono essere di varie tipologie (a parete o a pavimento, a soffitto o “a cassetta”, a incasso etc.).
Molto noti e diffusi, soprattutto in ambito domestico, sono anche i dispositivi composti da due unità funzionali distinte che, per questa caratteristica, sono definiti “split system” o più semplicemente “Split”. L’unità esterna è composta da un compressore del gas refrigerante, mentre l’unità interna ha lo scopo di scambiare direttamente il calore (in particolare il freddo) con l’aria interna al locale mediante un ventilatore ed uno scambiatore di calore. Se dotato di pompa di calore, l’unità interna può fungere anche da dispositivo per il riscaldamento.
