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Ciao a tutti,
visto il continuo e crescente interesse per queste tipologie di impianti per riscaldamento e raffreddamento, applicati all’edilizia residenziale, volevo cercare di approfondire, in modo da rendere più comprensibile per chi come me non ha competenze in questo campo.
Vorrei partire da concetti semplici e poi complicarli aggiungendo man mano, per arrivare ad avere un’informazione “semplice” per quanto possibile e completa.
Parto da quello che ho appreso (o penso di aver appreso) e vi invito a contribuire e correggere.
Navigando in rete ho trovato alcuni pdf di lezioni universitarie dove si parla di impianti per terziario e commerciale; per queste tipologie, la climatizzazione invernale ed estiva viene eseguita con grandi volumi e grandi ricambi, si parla di circa 5 vol/ora ! immagino che ciò sia dovuto oltre al fatto del volume da portare a temperatura anche dal fatto che si considera un ricambio pari a 30 mc/h per persona, ed essendo ambienti affollati, di conseguenza ci dovrà essere un tot di ricambio.
Se trasferiamo al residenziale (esempio su abitazione di 600 mc e 3 persone che ci abitano), credo che il discorso cambi un bel po’. Nel senso che il numero di persone e quindi la quota di ricambio possa essere ben inferiore e che i volumi/ora di “aria in circolazione” saranno calcolati per poter apportare la condizione di temperatura desiderata.
Partiamo dal semplice e tralasciamo per il momento umidità e perdite di carico delle condutture:
in un vecchio post di cri avevo trovato la seguente formula
calore specifico x densità aria x salto termico x mc aria = potenza immessa
es. 0,34 x 15 (aria immessa a 35° in ambiente a 20°C) x 600 = 3060 W
ora io no so se il salto termico sia corretto, nel senso immettere aria a 35° da fastidio oppure si può immettere aria anche più calda, su questo correggete voi !
però già possiamo avere un’idea di cosa sia possibile immettere in riscaldamento, quindi più una macchina può ventilare, meglio sarà per una rapida messa in temperatura.
Iniziamo a complicare la cosa, se devo far uscire dalle bocchette 600 mc di aria devo avere uno schema di distribuzione adeguato al numero di stanze ed al loro volume, mantenendo però una velocità di uscita dell’aria dalle bocchette non fastidiosa. Ho trovato (correggete pure se non siete d’accordo) che nel residenziale le bocchette di mandata dovrebbero dare una velocità di uscita aria di 2,5 m/s, quindi si potrà decidere quante bocchette e di che dimensione.
La rete di distribuzione può avere singole tubazioni per ogni bocchette (come nelle normali vmc) oppure canali principale dai quali si diramano più piccoli per raggiungere le varie bocchette. In questa seconda opzione, la velocità dell’aria nei canali principale sarà maggiore (ho trovato da 5 a 8 m/s).
Ora, per far uscire dalle bocchette 600 mc di aria a 2,5 m/s, dalla macchina si dovrà “spingere” l’aria in modo maggiore in quanto nel percorso si avranno delle perdite di carico dovute alla tortuosità del tragitto; quindi il ventilatore dovrà essere di un certo tipo. Entra in gioco il discorso della pressione dell’aria che si trova nelle schede tecniche dei macchinari , anche delle vmc, dove indicano a quanti Pa si ha un certo volume. Su questo non sono ben informato e chi vuole contribuire è ben accetto !!
Questa era la parte facile ….
La macchina deve perciò prendere una quota di aria esterna e portarla ad una determinata temperatura, prendere una quota più grande di aria interna e portarla a temperatura, poi spedirle in circolo ? NO ! deve anche regolare l’umidità dell’aria per immetterla correggendo quella interna.
Mi fermo qui per ora
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Dam, se pazienti ancora un po' illustrerò i risultati di un impianto a tutt'aria in una classe B in zona 'E'. Sono in fase di test e ne avrò ancora per un po', però qualche dato posso anche darlo. In caldo, la velocità in uscita dalle bocchette non è così determinante come in freddo. La velocità d'aria calcolata a livello uomo (area abitata) dovrebbe essere 0,2 m/s, quindi un lancio a 2,5 m/s da 2,7 metri d'altezza, potrebbe andare bene (meglio se si scende ancora). Le mie "bocchette" sono dimensionate sul freddo (ho bocchette fatte da lame d'aria di 2 metri di lunghezza per 3 cm di larghezza). La diffusione con canali dedicati per ogni stanza è obbligatoria se pensi di inserire delle serrande per la regolazione del flusso (cosa che ho fatto), altrimenti è indifferente. La regolazione del flusso per ogni stanza l'ho trovata INDISPENSABILE per la gestione corretta dei carichi e dei ricambi. Io con 1,5 / 2 ricambi ora sono riuscito a gestire in caldo e in freddo. L'impianto però prevede di arrivare fino a 3,5 ricambi(ricircoli) ora. La complessità di un impianto a tutt'aria è dovuto all'inerzia termica del vettore che non esiste e di tutte le variabili connesse. Il resto un altra volta. . -
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Grazie Paolo !! 
attenderò con impazienza i tuoi dati !
nel frattempo volevo sviscerare un paio di concetti che non mi è stato facile capire e riguardano le tipologie di macchine. Partiamo dalle uta per arrivare agli aggregati compatti.
Per avere una macchina che faccia tutto questo serve l’ideale sarebbe una U.T.A. che generalmente è composta da:
• una serranda di presa
• un recuperatore
• un filtro aria
• una batteria di pre-riscaldamento (quando necessaria)
• una batteria di raffreddamento e deumidificazione
• una sezione umidificante (quando necessaria)
• una batteria di post-riscaldamento
• un filtro ad alta efficienza (solo in particolari utilizzazioni)
• un ventilatore di mandata aria
• un ventilatore di aspirazione/espulsione aria
Nel caso d’impianto a tutta aria con ricircolo, esiste anche una zona di miscela con l’aria rincanalata nell’impianto, che può essere posta o nella parte iniziale o nella parte centrale della macchina.
quando un U.T.A. è dotata di recuperatore, oltre al ventilatore di mandata è presente anche un ventilatore di ripresa dell’aria trattata; in questo modo si hanno due percorsi indipendenti, aria da trattare ed aria trattata.
Durante l’inverno l’aria segue questo percorso, incontrando nell’ordine:
serranda–>(recuperatore)–>filtro–>pre-riscaldamento–>sezione umidificante–>post-riscaldamento–>filtro–>ventilatore. La batteria fredda non è operativa.
Per quanto riguarda l’estate il percorso è il seguente:
serranda–>(recuperatore)–>filtro–>batteria fredda–>post-riscaldamento–>ventilatore. La batteria pre-riscaldamento e la sezione umidificante non sono operative.
La batteria di scambio termico è uno scambiatore di calore, solitamente a tubi alettati, del tipo aria/acqua. L’acqua può essere calda o refrigerata, e le loro corrette denominazioni sono:
▪ batteria di pre-riscaldamento
▪ batteria di raffreddamento e deumidificazione (fredda)
▪ batteria di post-riscaldamento
Il pre-riscaldamento è una batteria calda, e viene utilizzata soltanto nella climatizzazione invernale. Il suo scopo è di scaldare l’aria in modo da aumentarne la temperatura mantenendo l’umidità assoluta costante. In uscita si avrà aria più calda ma abbastanza secca, quindi non ancora buona da immettere in ambiente.
La batteria fredda è utilizzata durante la climatizzazione estiva, e quest’unico elemento opera 2 trasformazioni: raffredda l’aria in ingresso e la deumidifica; infatti essa è dotata di una vasca di raccolta della condensa. In uscita dalla batteria l’aria non può essere ancora immessa poiché nonostante l’umidità assoluta sia scesa, quella relativa è elevata (attorno al 90%).
La sezione umidificante serve a umidificare l’aria in uscita dal pre-riscaldamento, in modo da aumentare l’umidità assoluta; esistono vari modi di umidificare, sembra che il più semplice sia quello di utilizzare acqua nebulizzata (non sono in grado di giudicare).
Alla fine l’aria ha, rispetto all’ingresso, temperatura più bassa, umidità relativa ed assoluta alte (tra il 90% ed il 100%).
Il post-riscaldamento funziona sia d’estate sia d’inverno ed accoglie aria con una forte umidità relativa; per poterla portare a valori confortevoli (dal 40% al 50%) è necessario operare un riscaldo che possa aumentare la temperatura, mantenendo l’umidità assoluta costante.
In uscita l’aria è nelle condizioni termo-igrometriche richieste per poter essere immessa nell’ambiente.
questa a grandi linee è una macchina completa che si trova nei settori terziario e industria ma che è difficile trovare nel residenziale
a breve quello che ho capito degli aggregati compatti
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L'aggregato compatto (ne ho analizzati diversi in questi anni) ha come vantaggio principale quello di recuperare energia dall'aria in espulsione e produce acs. Alcuni in fase di produzione acs sfruttano il freddo del gas per raffrescare.
La uta che ho progettato insieme al mio installatore è composta da elementi singoli in questo ordine: filtro g4, recuperatore, batteria/caldo freddo da 10kw, deumidificatore ad aria neutra,2 ventilatori di mandata/ricircolo da 850mc/h, filtro G4, Filtro F9, umidificatore ad ultrasuoni, silenziatore. C'e' un sistema di serrande per gestire free-cooling/heating, c'e' la gestione dei bagni/acquario su linea separata e comandata da rilevatori di presenza/computer, possibilità di ricambio booster di tutta l'aria di casa in poco tempo, controllo costante della pressione in casa (in questo modo si può utilizzare anche il camino e compensa automaticamente la cappa della cucina) ecc. ecc.
Una uta "seria" deve immettere negli ambiente aria ad una temperatura che non si discosti molto dal setpoint impostato per evitare fastidi. Non tutte lo fanno.
L'uso di un deumidificatore richiede parecchia energia, stiamo valutando l'uso della batteria fredda e l'aria esterna calda per raggiungere stesso obiettivo quando le condizioni lo permettono.
L'umidificatore a ultrasuoni ha solo una avvertenza: usare lampade per eliminare eventuali batteri
Il ventilatore di mandata deve essere sempre posto prima dei filtri per evitare che particelle di ferro vengano immesse nell'aria. L'umidificazione meglio a valle dei filtri, per non bagnarli, anche se il filtro umido evita il diffondersi di eventuale legionella (eliminabile a monte però). -
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Aggiungo che normalmente a valle dell'umidificatore viene messa batteria post riscaldo per compensare la perdita di calore in fasi di umidificazione. Questa perdita è insignificante in termini assoluti per cui non vale la pena di mettere batteria post . -
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ok, da quello che ho capito la fase più delicata e problematica è quella della umidificazione, mentre la più onerosa è la deumidificazione
queste due azioni non vengono fatte dagli aggregati ma della uta giusto ?
nei documenti che ho trovato si parla di batteria di post riscaldo per regolare l'umidità relativa , è un problema solo delle uta grandi per usi commerciali ?. -
.ok, da quello che ho capito la fase più delicata e problematica è quella della umidificazione,
Non la vedo problematica
In termini energetici: siqueste due azioni non vengono fatte dagli aggregati ma della uta giusto ?
Vi sono aggregati (non posso fare pubblicità) costruiti da "qualcuno del forum" (chissà chi è
) che dovrebbe farlo (la chiamano uta ma è un aggregato)nei documenti che ho trovato si parla di batteria di post riscaldo per regolare l'umidità relativa , è un problema solo delle uta grandi per usi commerciali ?
Questo lo ignoro, ma mi documento e ti saprò dire. -
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Forse sono stato troppo stringato sugli aggregati: rispetto alle UTA hanno a bordo la pompa di calore per caldo (alcuni anche freddo) e serbatoio ACS integrato (Effiziento invece si collega a qualsiasi serbatoio esterno in modo da adeguarsi alle necessità dell'utente) . -
.Aggiungo che normalmente a valle dell'umidificatore viene messa batteria post riscaldo per compensare la perdita di calore in fasi di umidificazione. Questa perdita è insignificante in termini assoluti per cui non vale la pena di mettere batteria post
non è insignificante a livello assoluto, dipende dal grado di umidità che si deve recuperare ed il salto termico che si deve garantire.Il ventilatore di mandata deve essere sempre posto prima dei filtri per evitare che particelle di ferro vengano immesse nell'aria. L'umidificazione meglio a valle dei filtri, per non bagnarli, anche se il filtro umido evita il diffondersi di eventuale legionella (eliminabile a monte però)
mi spiace ma sono da due mesi alle prese con il settore alimentare e devo dire che è il contrario, meglio una particella di ferro che corre e va in ambiente o comunque lontano dai primi filtri piuttosto che come dici tu, il ferro se si ferma sul filtro assieme all'acqua di umidificazione può creare ruggine con particelle più fini e più problematiche per alcuni componenti dell'impianto....oltre che esser più piccole e più veicolabili dall'aria, in settore il separatore per il metallo ferroso è elettromagnetico proprio perchè dev'esser separato prima di altri filtri, pena l'inquinamento generale.
le deumidificazione non è più onerosa ma può essere efficientata sensibilmente.. -
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Io ho detto umidificazione a valle dei filtri proprio per non bagnarli, e preferisco eliminare dall'aria anche le particelle di ferro: non vivo in una azienda agro-alimentare.
Se poi confrontiamo il residenziale con unità ospedaliera vedrai che vi sono anche regole opposte. Parliamo di residenziale.
La deumidificazione fatta con deumidificatore che necessità di acqua in condizioni per cui non riesce ad deumidificare ad aria è onerosa in quanto richiede una fonte che fornisca acqua fredda (pdc) e in più ha all'interno un compressore che funziona = doppi consumi.. -
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bhè si, se umidifichi dopo può starci ma l'umidità sempre arriva sui filtri, la ruggine si forma anche in condizioni abbastanza normali, non vivi in un'azienda agro alimentare ma hai un filtro da sala chirurgica 
le regole ospedaliere prevedono ancora altro, ma il settore prevede anche costi differenti, superiori a quelli alimentari che già sono superiori ai livelli residenziali.
la deumidifica non si fa solo così
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Certo che la deumidifica non si fa solo così (vedi sopra), ma devi saperla fare. o utilizzi materiali igroscopici, ma da noi con > 80% di url hanno poca efficacia. Se lasci il compito solo al deu i risultati sono quelli. . -
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che bisogna saperla fare è un dato di fatto....materiali igroscopici, no grazie.... . -
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scusa Paolo ma per riscaldare a che temperatura scaldi l'aria ? e a che temperature esce dalle bocchette ? . -
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L'acqua la tengo a 30/35° e l'aria di mandata è a 25/26 per avere 21 in tutta la casa. .
Impianti ad aria |
