Impianti di condizionamento tra tecnologia e benessere, il vademecum

Gli impianti di condizionamento sono particolari dispositivi che controllano temperatura, umidità e purezza dell’aria. Essi garantiscono una condizione di benessere per le persone che occupano l’ambiente. Mediamente, in uno spazio chiuso, è necessario un ricambio di almeno 15 m³/h di aria per individuo. Per far sì che questo accada, esistono varie tipologie di impianti adatti ad ogni esigenza.

Il benessere dell’ambiente

La condizione di benessere ambientale è rispecchiata da una particolare equazione. Mettendo in gioco le varie potenze termiche che sussistono in un ambiente possiamo strutturare un simile bilancio:

M = L + Qc + Qi

Da sinistra:

• potenza metabolica dell’individuo,
• la potenza meccanica dell’impianto,
• potenza termica per convezione,
• potenza termica per irraggiamento.

In particolare, la potenza metabolica dipende dall’attività svolta dal soggetto. Quindi, possiamo intuire che la potenza che un impianto deve produrre, dipende anche dal metabolismo umano. Chiaramente, maggiore sarà la potenza metabolica degli individui che vivono nell’ambiente, maggiore potenza dovrà produrre l’impianto. Per esempio, il condizionatore di una palestra avrà maggiore potenza di uno in ufficio perché uno sportivo produce una potenza metabolica elevata.

Tipologie di impianti di condizionamento

Gli impianti di condizionamento possono essere:

• Centralizzati quando le apparecchiature incentrate in un unico ambiente. Sono ideali per grandi ambienti come centri commerciali, teatri, cinema, ecc.
• Parzialmente centralizzati se le apparecchiature sono divise in più ambienti. Vengono montati, per esempio, in grandi uffici suddivisi in svariate stanze.
• Condizionamento dei locali autonomi. Apparecchiature raccolte in un singolo macchinario per stanza. Questo è il caso dei classici condizionatori per interni.

Condizionamento in estate

Nel caso di stagioni calde come l’estate, il miglior tipo di trattamento dell’aria è il condizionamento estivo. In questo caso, il macchinario per prima cosa preleva l’aria dall’esterno che viene fatta passare attraverso un filtro. Esso serve a raccogliere tutti i pollini e le impurità che renderebbero l’aria irrespirabile. In seguito, passa attraverso una batteria fredda composta da tubi pieni di fluido capace di sottrarre calore. Questo processo comporta la condensazione di piccole quantità di acqua che finiscono in un dispositivo di drenaggio. Infine, l’aria fredda passa in una batteria calda che impedisce il rilascio di aria gelida all’esterno attuando una trasformazione a titolo costante.

Condizionamento in inverno

Nel caso di stagioni fredde il miglior tipo di trattamento dell’aria è il condizionamento invernale. Queste tipologie di impianti di condizionamento possono funzionare secondo due metodi operativi.

• Il primo metodo consiste in una batteria calda che riscalda l’aria (dopo il passaggio da un filtro). Questa batteria provvede a realizzare un riscaldamento, visualizzabile su un diagramma di Mollier, a titolo costante. In seguito, con una trasformazione adiabatica (quasi isoentalpica) l’aria viene umidificata. Visto che questa trasformazione è effettuata tramite uno spruzzo d’acqua, alla fine dell’impianto è presente un separatore di gocce. Questo primo metodo è il meno utilizzato perché comporta il raggiungimento di temperature troppo elevate, quindi sfavorevoli al benessere umano.
• Il secondo metodo opera ugualmente grazie ad un batteria calda, preceduta da un filtro. Poi, l’aria passa attraverso un saturatore che la porta ad una temperatura inferiore a quella iniziale. Infine, attraversa una seconda batteria calda che la riscalda fino ad una temperatura accettabile dal corpo umano. Come si può intuire questo metodo è quello più utilizzato perché le temperature finali sono più adatte al benessere dell’individuo.

Proporzionamento dell’impianto

Un tecnico che vuole montare un impianto di condizionamento dell’aria che funzioni bene in un determinato ambiente, deve rispettare delle regole:

• le condizioni all’interno devono essere fissate solo dopo aver misurato attentamente le condizioni all’esterno;
• il bilancio di energia e massa tra l’ambiente esterno e l’ambiente interno deve essere calcolato nelle condizioni più sfavorevoli (sovraffollamento);
• considerare la potenza termica scambiata per irraggiamento con le pareti e infissi.

Articolo a cura di Simone GIARACUNI