26 Riscaldamento e climatizzazione
26.3 La climatizzazione degli ambienti
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Il progetto dell’impianto di climatizzazione
Dimensionamento dell’impianto
Un impianto di climatizzazione deve garantire il costante controllo delle condizioni termoigrometriche ambientali (temperatura, umidità, velocità dell’aria ecc.) unitamente ai requisiti
di respirabilità, filtrazione e distribuzione dell’aria.
La scelta del tipo di impianto dipende, oltre che da considerazioni di tipo economico (costi iniziali di acquisto e installazione
e costi di manutenzione), anche dalle caratteristiche strutturali
dell’edificio e dalla sua destinazione d’uso.
Per progettare un impianto di climatizzazione è necessario
procedere attraverso quattro fasi:
1. raccolta e definizione dei dati che influiscono sul progetto;
2. individuazione del tipo di impianto più idoneo;
3. calcolo dei carichi termici;
4. scelta e dimensionamento delle apparecchiature che compongono il sistema.
Raccolta e definizione dei dati
La raccolta dei dati tecnici deve essere la più completa possibile. Essa include:
■ latitudine e altitudine;
■ orientamento dell’edificio;
■ direzione e intensità dei venti prevalenti;
■ irraggiamento indiretto da vetrate e pareti di edifici adiacenti;
■ ombre create da edifici adiacenti;
disegni particolareggiati (piante, prospetti, sezioni);
■ caratteristiche e dimensioni dei serramenti;
■ composizione, spessore e colore di pareti e pavimenti;
■ destinazione dei locali;
■ affollamento previsto;
■ potenza elettrica installata per l’illuminazione;
■ potenza elettrica assorbita da apparecchiature varie;
■ carichi termici (sensibili e latenti);
■ spazi disponibili per installare le macchine;
■ passaggi e ostacoli per i canali e le tubazioni;
■ tipo di energia elettrica e termica disponibile.
■
Scelta del tipo di impianto
A seconda delle dimensioni e delle caratteristiche degli ambienti, l’impianto di climatizzazione può essere centralizzato
o autonomo.
Dimensionamento
Il tipo e le dimensioni delle apparecchiature che costituiscono
l’impianto di climatizzazione vengono stabiliti in base a calcoli
e dipendono dai fattori sopra descritti, in particolare dai carichi termici e dai volumi d’aria da trattare.
approfondimento
Il diagramma psicrometrico
curva di saturazione
(UR = 100%)
curve a umidità
relativa costante
umidità assoluta X
Il diagramma psicrometrico è un grafico
che deriva dal diagramma di Mollier e che,
note due grandezze caratteristiche dell’aria
trattata nel processo di climatizzazione (per
esempio la temperatura a bulbo secco T in
°C e l’umidità relativa UR in %), consente
di ricavare per via grafica tutte le altre (per
esempio l’umidità assoluta X in g/kg, l’entalpia h in kcal/kg, il volume specifico Vsp in
m3/kg).
Sul diagramma [fig. 1] sono riportate le temperature a bulbo secco, l’umidità assoluta, le
rette a contenuto di vapor acqueo costante,
le rette a entalpia costante, le isoterme, le
rette a ugual volume specifico, le curve a umidità relativa costante, la curva di saturazione,
la linea della pressione del vapor acqueo, la
zona della nebbia e la zona del vapore surriscaldato.
zona della
nebbia
linea della pressione
del vapore acqueo
isoterme
temperatura a bulbo secco T
rette a entalpia
costante
Fig. 1 Diagramma psicrometrico.
zona del vapore
surriscaldato
rette a ugual volume
specifico
rette a contenuto
di vapore acqueo costante
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26.3 La climatizzazione degli ambienti
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Il progetto dell’impianto di climatizzazione
Il carico termico
Il carico termico rappresenta la quantità di calore presente
nell’ambiente che l’impianto di climatizzazione deve neutralizzare. In particolare, si definisce carico termico totale QT
dell’ambiente la somma dei carichi termici per trasmissione
(Qt), irraggiamento (Qi), ventilazione (Qv) e interni (Qc).
Il carico termico per trasmissione Qt è dato del calore proveniente dall’esterno attraverso pareti, pavimento o ambienti
adiacenti a temperatura diversa.
Il carico termico per irraggiamento esprime il calore che
entra dai serramenti esterni.
Il carico termico di ventilazione deriva dai trattamenti di raffreddamento, deumidificazione e post-riscaldamento d’estate
(per deumidificare l’aria occorre talvolta scendere a temperature molto basse) oppure di riscaldamento e di umidificazione
d’inverno necessari per neutralizzare gli effetti del calore immesso negli ambienti attraverso l’aria esterna.
Il carico termico interno è il calore che deriva dalla presenza
di sorgenti di calore sensibile e/o latente, come lampade, computer, elettrodomestici, fiamme libere, sorgenti di vapore acqueo, persone ecc.
Elementi importanti per la valutazione del carico termico sono
anche il tipo di attività esercitata nell’ambiente, il suo utilizzo
continuo o intermittente e il grado di contemporaneità d’impiego delle attrezzature.
L’energia elettrica assorbita dalle lampade e dalle macchine
elettriche si trasforma quasi integralmente in calore secondo
la relazione: 1 kW = 860 kcal/h.
Nel calcolo del carico termico occorre precisare se ci si riferisce a un impianto a funzionamento estivo o invernale. Il calcolo è analogo a quello che si esegue per gli impianti di
riscaldamento, ma in quelli di climatizzazione assume maggiore importanza la valutazione del calore latente dovuto al
vapore d’acqua presente nell’aria e al calore estivo entrante
dalle pareti vetrate.
Nel calcolo del carico termico si considerano le variazioni di
temperatura esterna nelle condizioni più gravose.
approfondimento
Calore sensibile e calore latente
Nel calcolo del calore di ventilazione QV e dei carichi interni QC intervengono i concetti di calore sensibile e di calore latente.
Il calore sensibile è quello dovuto alle variazioni di temperatura
e si esprime in watt.
Il calore latente è quello dovuto agli apporti di vapore acqueo
(per esempio per effetto della presenza di persone) che determina variazioni di umidità e di calore ma senza variazioni di temperatura. Si misura in watt, mentre la variazione di umidità che
ne consegue si misura in g/h di vapore d’acqua.
Un efficace esempio della differenza tra il calore sensibile e quello
latente è dato da una pentola d’acqua che bolle. Il calore trasmesso all’acqua per riscaldarla fino a portarla a bollore è sensibile,
mentre quello trasmesso all’acqua bollente per mantenerla alla
temperatura di bollore (provocandone l’evaporazione) è latente.
Fig. 2 L’indagine termografica condotta in un ambiente industriale
mette in luce in modo molto efficace la presenza di vistosi carichi termici interni.
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