Climatizzazione e raffreddamento
Refrigerazione commerciale
Refrigerazione industriale
Pompe di calore
CLIMATIZZAZIONE E RAFFREDDAMENTO
Esistono principalmente i seguenti sistemi per il RAFFREDDAMENTO di ambienti:
- impianti residenziali mono o multi split
- impianti commerciali VRV o VRF
- impianti con acqua refrigerata mediante chiller
VRV o VRF indicano la stessa tipologia di impianto. L’a differenza è che Daikin ha registrato il marchio VRV (volume di refrigerante variabile) e quindi è l’unica a poterlo utilizzare. I suoi concorrenti allora hanno adottato la terminologia VRF (flusso di refigerante variabile).
Un sistema split di norma permette l’installazione fino a massimo 5 unità interne (alcuni fino ad un massimo di 8).
Con un VRF si può anche andare oltre le centinaia, anche se attualmente la legislazione svizzera le limita a 80.
Inoltre, con le multi split, per ogni unità interna bisogna predisporre 2 tubi, mentre che per le VRF dall’unità esterna partono unicamente 2 tubi di andata e ritorno, che si diramano in prossimità delle unità interne.
Queste macchine regolano unicamente la temperatura, ma raffreddando l’ambiente, anche l’umidità viene condizionata.
La deumidificazione di ambienti avviene mediante il raffreddamento dell’aria, perché ne riduce la capacità di contenere acqua. Di fatto, tutti i climatizzatori devono avere uno scarico della condensa. La funzione di deumidificazione di questi condizionatori abbassa l’umidità senza controllarla, regolando i giri del ventilatore dell’unità interna senza spegnere il compressore, in modo che la temperatura non scenda più di 1°C sotto quella impostata.
Esistono VRF a 2 o 3 tubi:
- col 2 tubi tutte le unità interne o raffrescano o riscaldano allo stesso tempo
- col 3 tubi le unità interne possono raffreddare o riscaldare indipendetemente dalle altre (esistono sistemi con questa funzionalità anche a 2 tubi, ma il concetto di fondo non cambia)
Spesso si utilizzano dei CHILLER, che sono impianti di refrigerazione dell’acqua.
L’acqua fredda viene poi fatta passare in ventilconvettori (fancoil) o nelle serpentine perché l’aimbiente venga raffreddato. Questo sistema è utilizzato anche per ridurre il quantitativo di refrigerante nell’impianto, ma il suo rendimento è nettamente inferiore rispetto ad un impianto VRF.
In alcuni casi l’umidità gioca un ruolo importante e deve essere controllata a regola d’arte.
In tal caso si parla di impianti di CLIMATIZZAZIONE:
- piscine (evitare appannamenti finestre e soffocamento persone)
- biblioteche
- laboratori chimici
- cantine vinicole
- magazzini di fiori e piante
- stagionatura
- …
La regolazione di questi impianti è più complessa e quindi i costi sono maggiori.
Per la climatizzazione vengono spesso utilizzati i sistemi di ventilazione:
UTA: Unità di Trattamento Aria o CTA: Centrali di Trattamento Aria
Sono macchine complesse per esigenze di esercizio dove si necessita di controllare le condizioni e i parametri dell’aria come temperatura, umidità e polveri, in modo da mantenere una buona qualità dell’aria garantendo un corretto ricambio ed un controllo delle condizioni dell’aria negli ambienti di lavoro e di processo. Con gli opportuni sistemi di recupero di calore sono anche in grado di garantire un efficiente risparmio energetico.
Per RECUPERO DI CALORE si intende un sistema che scalda l’aria fresca di ricambio, prendendo il calore dell’aria viziata da espellere, recuperandolo invece di evaquarlo verso l’esterno, dove andrebbe disperso.
Esistono recuperatori statici, che includono unicamente uno scambaitore di calore tra i due flussi d’aria, ma ci sono anche quelli che includono un impianto frigo con un’efficienza maggiore.
La refrigerazione commerciale si occupa del mantenimento della merce alimentare (catena del freddo) per i prodotti a rischio di deperimento.
La catena del freddo, detta anche cold chain, è il processo di mantenimento della temperatura dei prodotti alimentari o farmaceutici per l’intera durata del percorso che dalla produzione arriva alla vendita.
La refrigerazione commerciale comprende:
- celle frigorifere (positive = TN)
- celle di congelazione (negative = BT)
- banchi frigo
- banchi bar
- abbattitori di temperatura
- camion per trasporti
- ecc.
L’efficienza di una macchina frigo si nomina EER (Energy Efficiency Ratio) ed è calcolato dividendo la potenza assorbita all’evaproatore con la potenza elettrica assorbita.
A volte è anche nominata erroneamente COP (Coeffient Of Performace), nome che indica l’efficienza di una macchina frigo utilizzata per scaldare.
La refrigerazine industriale intende impianti per la produzione alimentare, chimica, farmaceutica e altri settori industriali in cui i prodotti sono a forte rischio di deperimento.
- atmosfera controllata
- tunnel di raffreddamento rapido
- stagionatura e asciugatura
- cabine di prova
- produzione di ghiaccio
- …
Negli impianti industriali ogni guasto all’impianto di raffreddamento compromette l’intera produzione. Per questo motivo, di norma si prevede un impianto ridondante.
Con RIDONDANZA si intende che all’aquisto si prendono due impianti uguali, ma solo uno funzionerà e l’altro resta di riserva.
Le pompe di calore (PdC), anche chiamate termopompe (TP), servono a riscaldare. Il circuito frigo è lo stesso, ma in questo caso si sfrutta il calore espulso dal condensatore. Le fonti di calore (all’evaporatore) possono essere l’acqua di falda, la geotermia (ossia il calore estratto dal sottosuolo mediante il flusso di una miscela di acqua glicolata che viene inviato in profondità nel terreno mediante tubazioni inserite in fori profondi) o l’aria ambiente.
Si dice che una TP WW (termopompa acqua/acqua) ha un alto rendimento perché la temperatura dell’acqua all’evaporatore normalmente non scende sotto i 10°C.
Bisogna però notare che una TP AA (termopompa aria/aria, che non è nientaltro che un climatizzatore reversibile) è quella che ha l’efficienza maggiore, perché per scaldare un ambiente non utilizza un circuito secondario, come invece fanno le TP AW (aria/acqua) o TP WW (acqua/acqua), che riscaldano acqua per poi scaldare l’aria di un ambiente. Inoltre, una TP AA ci mettono meno tempo a portare un ambiente in temperatura e reagiscono più velocemente ad ogni cambiamento.
L’efficienza di una pompa di calore si nomina COP (Coeffient Of Performace) ed è calcolato dividendo la potenza erogata al condensastore con la potenza elettrica assorbita. Il vantaggio di queste macchine è che si riesce a scaldare da 2 a 4 volte quello che si consuma per farle funzinare.
Esempio: con una resistenza elettrica da 9 kW si pagano tutti i 9 kW, mentre che con una termopompa con un COP = 3 si paga solo (9 / 3 = 3 kW) un terzo del lavoro che va fatto.
