Gli impianti di condizionamento hanno la funzione di mantenere negli ambienti condizioni termigrometriche definite in base ai criteri di benessere ambientale dell’individuo. Essi si possono concentrare in 3 valori di:
- Temperatura dell’aria
- Umidità dell’aria
- Velocità dell’aria
La normativa che regolamenta queste condizioni è la UNI EN ISO 7730 in essa vengono indicate come condizioni ambientali accettabili per il benessere, quelle che possono essere dichiarate tali da almeno del 80% degli individui. Nella valutazione è infatti da considerare il senso soggettivo di benessere e le varianti che dipendono dal tipo di vestiario indossato e dalla attività fisica svolta, per lavoro, in ambiente.
Le esigenze di benessere invernali ed estive per persone che svolgono un lavoro da ufficio sono indicate nella seguente tabella:
| INVERNO | ESTATE |
| Temperatura operativa Tra 20 e 24°C | Temperatura operativa Tra 23 e 26°C |
| Umidità relativa 50 UR% | Umidità relativa 50 UR% |
| Velocità media dell’aria inferiore a 0,15 m/s | Velocità media dell’aria inferiore a 0,25 m/s |
| Differenza di temperatura verticale tra 0,1 e 1,1 mt dal pavimento max 3°C | |
Per ambienti industriali invece, bisogna consultare la UNI 8852/1987 che stabilisce valori invernali di seguito indicati
| Lavori pesanti | Tra i 10 e 11° C |
| Lavori medi | Tra i 12 e 13° C |
| Lavori leggeri | Tra i 14 e 15° C |
| Lavori di precisione e zone di riposo | Tra i 17 e 18° C |
QUALITA’ DELL’ ARIA INDOOR
Per ambiente indoor si indicano ambienti confinati di lavoro non industriali e comprendono scuole, ospedali, alberghi, uffici, cinema, ristoranti, autobus e treni.
La concentrazione di inquinanti nell’aria interna degli edifici è generalmente uguale o superiore a quella dell’aria esterna, ma i tempi di esposizione agli inquinanti indoor sono maggiori in quanto le persone trascorrono più tempo all’interno che in esterno all’aria libera.
Gli agenti inquinanti nell’aria sono generalmente rappresentati da
- Ossidi di Carbonio (Cox)
- Ossidi di Zolfo (SOx)
- Ossidi di Azoto (Nox)
- Composti organici volatili (VOC)
- Particolato solido totale (PST)
- Microinquinanti presenti in atmosfera in bassissime quantità (Es: Metalli pesanti)
UTILIZZO DEGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO
La crisi delle risorse energetiche ha imposto un miglior isolamento degli edifici con una notevole sigillatura degli ambienti (Serramenti a tenuta) ed una progressiva riduzione di ricambio d’aria naturale. Inoltre, si sono accompagnate modifiche rilevanti degli strumenti di lavoro negli uffici come PC, Stampanti ecc.
Questi fattori, insieme all’utilizzo di prodotti per la pulizia e dai materiali usati per mobili e rivestimenti, possono giustificare un inquinamento indoor superiore a quello esterno.
Gli impianti di condizionamento vengono quindi utilizzati per:
- Controllo della temperatura
- Controllo dell’umidità
- Filtrazione dell’aria
- Ricambi di aria esterna (Recuperatori o UTA – Unità Trattamento Aria)
- Controllo della temperatura
Questo avviene in tutti i casi ventilando dell’aria attraverso un corpo alettato chiamato “Batteria”. Esso può essere attraversato internamente da acqua o gas refrigerante, caldo o freddo a seconda della funzione da svolgere. Interrompendo (o modulando) il passaggio del fluido dentro la batteria o interrompendo la ventilazione, attraverso un termostato in ambiente, otterremo la temperatura dell’ambiente desiderata (Set point)
2. Controllo dell’umidità (per approfondire clicca qui)
2.1 Umidificazione
Avviene generalmente all’interno delle UTA o di impianti canalizzati. Fondamentalmente si nebulizza acqua nel flusso di ventilazione di aria per aumentarne l’umidità. Gli umidificatori possono essere di varie tecnologie come a vapore, a nebulizzazione ad alta pressione o a gocciolamento su nido alveare. La loro manutenzione, pulizia e sanificazione è molto importante per la mitigazione della Legionellosi.
2.2 Deumidificazione
Per capire a fondo il principio di deumidificazione bisognerebbe conoscere e saper leggere il diagramma psicometrico (E’ importante approfondire)
Sostanzialmente il diagramma permette di individuare la temperatura di rugiada (o di condensazione dell’acqua presente nell’aria) a determinate temperature.
Il particolar modo nelle UTA (Unità di Trattamento Aria) sono presenti tre batterie dette di preriscaldo, del freddo e di post riscaldo.
Nella deumidificazione, che ricordiamo avviene generalmente nella stagione estiva, la batteria del freddo in un’UTA, non ha il solo compito di raffreddare l’aria per il controllo della temperatura, ma deve inseguire la temperatura di rugiada dell’aria (Vedi diagramma psicometrico) per togliere umidità.
Il controllo della temperatura di mandata è fatto successivamente dalla batteria di post riscaldo che ha il compito di riscaldare, oltre la temperatura di rugiada, l’aria immessa in ambiente.
Approfondiremo l’argomento dell’umidità in un altro articolo dedicato perchè è un pochino complicato ma fondamentale da conoscere.
3. Filtrazione dell’aria
Per ridurre la ventilazione di sostanze inquinanti, qualsiasi condizionatore viene provvisto di filtro.
Esso è solitamente posto sull’aspirazione dell’aria. Anche i semplici fancoil o split che aspirano semplicemente aria dall’interno e la re-immettono nello stesso, hanno un filtro.
Sicuramente il sistema di filtraggio più efficiente è quello presente sulle UTA dove sono presenti più filtri dedicati alla circolazione dei singoli flussi d’aria.
Esistono varie tipologie di filtri a seconda del grado di filtrazione ma resta da considerare il vincolo progettuale per la riduzione di portata di aria del ventilatore in funzione della perdita di carico (differenza di pressione) del filtro stesso. Per esempio, un filtro di tipo HEPA che ha un’efficienza di rimozione delle particelle di polvere da 0.3 micron a 10 micron, in breve tempo raggiunge una perdita di carico del 22%.
Come si può immaginare, la pulizia o la sostituzione dei filtri è molto importante per la qualità dell’aria.
Lo smaltimento dell’acqua di lavaggio o lo smaltimento del filtro stesso è da trattare come un rifiuto potenzialmente pericoloso.
4. Ricambi aria esterna
Per calcolare i ricambi di aria esterna, la normativa italiana UNI 10339 fornisce indicazioni in merito alla classificazione e la definizione dei requisiti minimi degli impianti e dei valori delle grandezze di riferimento durante il funzionamento degli stessi. Secondo la normativa, l’impianto deve garantire un’immissione di aria esterna pari o maggiore ai valori minimi, per ciascun tipo di destinazione d’uso, riferiti o al numero delle persone presenti, o alla superficie in pianta, o al volume dell’ambiente.
Non perdiamoci qui a calcolare i m3/h necessari per i vari ambienti. Capiamo solo che, dove gli ambienti sono sprovvisti di finestre per un ricambio naturale di aria è necessario garantirlo meccanicamente.
Le apparecchiature che garantiscono un ricambio di aria (espulsione dell’aria ambiente ed immissione dell’aria esterna) sono fontamentalmente due:
L’UTA e Il recuperatore
Un UTA o un recuperatore hanno quindi, sempre, una canalizzazione dove l’aria in ambiente viene estratta (Canale di ripresa) ed una canalizzazione dove l’aria esterna viene immessa (canale di mandata).
Questo tipo di recuperatore chiamato a flussi incrociati è in pratica, uno scambiatore di calore aria aria dove (ad esempio d’inverno):
La temperatura dell’aria in ambiente riscaldato (22°C) cede calore alla temperatura dell’aria esterna (5°C) prima ri essere direttamente immessa in ambiente senza miscelarsi. Solitamente l’aria, attraverso questo scambio acquista anche 10°C in più con un notevole risparmi di energia)
Non mi dilungo qui, ma ci sono tante tipologie di recuperatori (Le UTA infatti possono essere costruite con recuperatori a flusso incrociato, a ruota entalpica, a camera di miscela o a tutt’aria esterna). Lo vedremo magari in un altro articolo.
In ambiente sono visibili i diffusori e le bocchette che, in un buon progetto, dovrebbero garantire una circolazione del flusso d’aria (Mandata / Ripresa) per tutto il volume da trattare.
La regione Liguria nel 2002 ha emesso una legge (L.R. 24/2002) nella quale richiede personale di conduzione di impianti di condizionamento patentato ed il mantenimento di un registro di conduzione per le varie manutenzioni e apparecchiature inerenti al condizionamento. La legge prevede inoltre delle analisi di laboratorio annuali per verificare lo stato e la pulizia delle canalizzazioni di aria.
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