30/06/2014
RICAMBIO DI ARIA CON DEUMIDIFICATORE E RECUPERATORE
Per il raggiungimento delle condizioni di comfort microclimatico negli edifici con una minore spesa energetica ed un maggior sfruttamento delle fonti rinnovabili, negli ultimi anni, si stanno diffondendo sempre più dei sistemi che integrano diverse tecnologie.
Tra questi ci sono i recuperatori di calore ed i deumidificatori. In pratica si tratta di piccoli climatizzatori, come nella figura a lato, che possono essere canalizzabili o meno e che sono in grado di recuperare, attraverso uno scambiatore, l’energia termica dall’aria espulsa dall’ambiente che servono.
Ricordiamo che rispetto ad un normale climatizzatore, un climatizzatore canalizzabile ha la possibilità di distribuire, con dei canali e delle bocchette di diffusione, l’aria climatizzata in uno o più ambienti.
Generalmente, la ripresa dell’aria da trattare avviene da una bocchetta collocata al di sotto della stessa macchina e può essere comune a più ambienti.
Osserviamo che, in maniera analoga ad un normale climatizzatore, un climatizzatore canalizzato lavora esclusivamente sull’aria all’interno dell’edificio su uno o più ambienti, in ogni caso, senza effettuare ricambi con l’aria esterna.
Il ricambio dell’aria viziata di un ambiente può avvenire solo attraverso l’apertura delle finestre, con il conseguente spreco di energia termica che viene dispersa nell’ambiente esterno.
Un sistema costituito da un deumidificatore canalizzato ed un recuperatore permette di ovviare al problema del ricambio d’aria, descritto precedente, migliorando le prestazioni dello stesso deumidificatore e garantendo il rinnovo ed il trattamento dell’aria primaria.
Tali sistemi sono realizzati in ottemperanza alle leggi per la certificazione energetica degli edifici che con essi viene notevolmente incrementata, essi sono composti da un circuito frigorifero ad espansione diretta, il deumidificatore o climatizzatore, ed un recuperatore statico. Tali macchine possono contribuire a realizzare le condizioni microclimatiche desiderate, sia in inverno sia in estate, una delle applicazioni più diffuse è quella di abbinarli agli impianti di raffreddamento a pannelli radianti, per deumidificare l’aria ed evitare i fenomeni di condensa sulle superfici fredde.
La struttura del deumidificatore a recupero di calore è generalmente in lamiera zincata ed è dotata di isolamento termico ed acustico grazie all’utilizzo di materassini, interni alla struttura, realizzati in polietilene.
Generalmente, per garantire i collegamenti a canali circolari flessibili e la regolazione dell’aria in ambiente avviene attraverso delle serrande che sono regolate da servo motori, telecomandati.
Mentre per i flussi di aria che tratta la macchina: E1 ed E2 sono i flussi di aria presi dall’ambiente esterno ed espulsi in esso, A ed M sono rispettivamente l’aspirazione e la mandata dell’aria dall’ambiente servito.
In particolare l’immagine fa riferimento al funzionamento nella stagione estiva, in tal caso le batterie del circuito frigorifero in posizione 1 e 2 sono rispettivamente il condensatore e l’evaporatore, organi che scambiano calore e frigorie durante il processo di climatizzazione.
L’aria aspirata dall’ambiente ed indicata dalla freccia blu maggiore viene in parte immessa nello stesso ambiente dopo essere stata rinfrescata, passando sulla batteria di evaporazione.
Una sua parte minore, indicata dalla freccia blu più piccola, viene invece espulsa e sostituita da aria nuova che viene dall’esterno indicata dalla freccia rossa più piccola.
Questi due flussi, l’aria espulsa dall’ambiente e quella immessa in esso, passando attraverso lo scambiatore (in 3) scambiano la loro energia termica e si ha un pre-raffrescamento dell’aria esterna che d’estate è ad una temperatura maggiore di quella nell’ambiente trattato.
Un’altra parte dell’aria esterna, indicata dalla freccia rossa più grande, lambisce la batteria di condensazione (in 2) permettendo il funzionamento dell'intero ciclo.
La freccia gialla che arriva nel condensatore indica l’apporto al funzionamento del ciclo frigorifero che dà l’aria espulsa dall’ambiente, mentre, quella gialla in 4 indica il contributo all’evaporazione del ciclo frigorifero dall’aria esterna che sostituisce quella viziata.
Concludiamo osservando che l’alto rendimento della macchina deriva dall’utilizzo dell’energia termica recuperata sia dall’aria esterna che da quella viziata espulsa dall’edificio.
Nelle mezze stagioni l'utilizzo di uno scambiatore o di un deumidificatore possono garantire le condizioni di comfort microclimatico desiderate in casa.
Come descritto sopra, queste sono delle macchine in grado di massimizzare l’utilizzo dell’aria, come fonte rinnovabile, per scambiare energia termica.
Tali macchine possono funzionare sia ad integrazione di altri impianti, in particolare, gli impianti a pannelli radianti freddi per evitare i problemi di condensazione sulle superfici, sia per garantire le condizioni microclimatiche desiderate nelle cosiddette mezze stagioni.
Infatti, nei periodi non eccessivamente caldi o eccessivamente freddi, rispettivamente per la climatizzazione estiva e per quella invernale può essere sufficiente la semplice deumidificazione dell’aria o anche il suo rinnovo attraverso l’espulsione dell’aria viziata dagli ambienti di casa.
Ricordiamo che la deumidificazione non è altro che una normale funzione di condizionamento, o climatizzazione estiva, realizzata con la minima velocità necessaria che permette di condensare l’acqua contenuta nell’aria che lambisce la batteria del deumidificatore, minore è la velocità dell’aria e maggiore è la condensazione, ossia, la deumidificazione.
Nel funzionamento invernale, invece, il circuito frigorifero della macchina resta inattivo ed è possibile stemperare la temperatura di casa con la sola funzione dello scambiatore di calore.
Nell’immagine del deumidificatore a scambio di energia termica, per il funzionamento invernale, le frecce rosse indicano la più grande e la più piccola, rispettivamente, l’aria ripresa (R) che viene espulsa (E) e la mandata (M) in ambiente.
L'aria ripresa, indicata dalla freccia rossa più piccola, prima di essere espulsa, cede parte della sua energia termica a quella di rinnovo, indicata dalla freccia blu con A, questa essendo più fredda subisce un pre-riscaldo. Alcuni recuperatori, nella posizione 4, hanno una batteria ad acqua che può essere collegata all’impianto di riscaldamento che può a sua volta essere a pannelli radianti o a ventilconvettori.
La batteria, utilizzando la stessa acqua dell’impianto ne diventa un terminale aggiunto con il vantaggio di recuperare energia termica dall’aria esterna, come indicato dalla freccia gialla in 4 nell’immagine della macchina.
È facile trovare in commercio soluzioni più semplici ed economiche, di quella descritta sopra, per la sola deumidificazione degli ambienti o per il solo recupero di energia termica dal ricambio dell’aria viziata. I semplici deumidificatori non hanno la possibilità di avvalersi degli apporti gratuiti di energia termica fornita dall’aria esterna, mentre, gli scambiatori o recuperatori massimizzano lo sfruttamento di energia rinnovabile dall’aria ma non sono in grado di fornire la deumidificazione effettuano quella che è nota come ventilazione meccanica controllata.
Una peculiarità di questi ultimi è che la maggior parte della case produttrici li stanno realizzando tutti in materiali riciclabili, minimizzando in tal modo l’impatto ambientale. Infatti, la struttura della macchina è spesso realizzata in polistirolo e la restante parte come le ventole ed i filtri per l’aria sono realizzati in plastica e cartone pressato.
L’utilizzo di tali materiali, oltre al rispetto dell’ambiente, permette anche di ottenere prestazioni elevate in termini di riduzione delle dispersioni termiche ed in termini di comfort. L’involucro di polistirolo, infatti, attenua anche la rumorosità delle ventole per l’aspirazione dell’aria pulita e l’espulsione di quella viziata.
Concludiamo con alcune note circa i costi dei deumidificatori e recuperatori e delle macchine che effettuano la singola funzione. Tali costi dipendono dalle caratteristiche delle macchine e sono legate, sostanzialmente, alla quantità di aria da trattare, un semplice deumidificatore, mediamente, può avere un costo che oscilla tra i 500 € ed i 1500 €, analogamente per il semplice recuperatore di calore.
Maggiori, invece, sono i costi dei deumidificatori e scambiatori, descritti inizialmente, che partono da una soglia di circa 1500€.