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REFRIGERAZIONE
LE MACCHINE FRIGORIGENE SONO SISTEMI TERMODINAMICI
APPARTENENTI ALLA CATEGORIA DELLE MACCHINE TERMICHE
OPERATRICI; PRELEVANO ENERGIA DA UNA FONTE ESTERNA (MOTORE
ELETTRO O TERMICO) ED ESEGUONO IL TRASFERIMENTO DEL CALORE
DA UNA SORGENTE CALDA A UNA FREDDA.
LE MACCHINE FRIGORIGENE SI SUDDIVIDONO IN FRIGORIFERI E POMPE
DI CALORE:
-I FRIGORIFERI SOTTRAGGONO CALORE DA CORPI A BASSA
TEMPERATURA TRASFERENDOLO AD ALTRI A TEMPERATURA PIÙ ALTA.
-LE POMPE DI CALORE RIVERSANO CALORE IN UN AMBIENTE DOPO
AVERLO PRELEVATO DA UN ALTRO AMBIENTE ESTERNO CHE SI TROVA A
TEMPERATURA INFERIORE.
FLUSSI DI CALORE PER LA MACCHINA
FRIGORIFERA E LE POMPE DI CALORE:
SI NOTA CHE I DUE TIPI DI MACCHINA
TERMICA SOTTRAGGONO IL CALORE Qo
DALLA SORGENTE A TEMPERATURA
INFERIORE To E RIVERSANO IL CALORE
Q) NELLA SORGENTE A TEMPERATURA
SUPERIORE T1, IL TUTTO MEDIANTE LA
SOMMINISTRAZIONE DEL LAVORO L.
LE FUNZIONI E GLI IMPIEGHI DELLE DUE MACCHINE SONO DIFFERENTI:
INFATTI, LA MACCHINA FRIGORIFERA SOTTRAE CALORE DAL CORPO
FREDDO A TEMPERATURA To, MENTRE LA POMPA DI CALORE HA COME
SCOPO IL TRASFERIMENTO DEL CALORE QT NELL AMBIENTE CALDO A
TEMPERATURA T1.
IN ENTRAMBI I CASI IL TRASFERIMENTO DI CALORE È ESEGUITO
MEDIANTE MACCHINE TERMICHE FUNZIONANTI SECONDO CICLI CHIUSI
PERCORSI IN SENSO ANTIORARIO, DETTI CICLI FRIGORIFERI.
IL CICLO FRIGORIFERO È UN CICLO IN GRADO DI "SPOSTARE“ CALORE
DA UNA SEZIONE A UN'ALTRA PER MEZZO DI UNA | SERIE DI
CAMBIAMENTI DI STATO ESEGUITI DA PARTE DI UN FLUIDO; ESSO NON
CREA FREDDO, MA TRASFERISCE CALORE DA UN CORPO FREDDO A
UNO CALDO.
MEDIANTE LA SUA EVAPORAZIONE IL FLUIDO OPERATIVO ASSORBE
CALORE NELL'EVAPORATORE E LO CEDE, CONDENSANDO, IN UN
ORGANO DETTO CONDENSATORE, AD ALTRE SOSTANZE.
CICLI TERMODINAMICI DIRETTI (CICLO DI CARNOT)
IL C. DI CARNOT E’ REALIZZATO DA
UN FLUIDO FRA DUE SORGENTT DI
CALORE : CALDA TSC E FREDDA TSF :
-IL FLUIDO (GAS) INIZIALMENTE SI
TROVAIN 1 ALLA PRESSIONE p1 E
ALLA TEMPERATURA T1 < TSC CON
UN VOLUME SPECIFICO v1.
-IL FLUIDO SI DILATA (1-2)
PRODUCENDO UN LAVORO.
-ARRIVATO IN 2 CESSA LA
SOMMINISTRAZIONE DI CALORE MA
IL FLUIDO SI DILATA ANCORA (2-3)
IN MODO ADIABATICO ,PER CUI LA
TEMPERATURA SCENDE A T2
CICLI TERMODINAMICI DIRETTI (CICLO DI CARNOT)
DA 1 A 3 IL FLUIDO HA COMPIUTO
UN LAVORO A SPESE DEL CALORE
RICEVUTO IN 1-2.
-IL FLUIDO VIENE COMPRESSO (34) IN MODO ISOTERMO (MEDIANTE
UN LAVORO COMPIUTO
DALL’ESTERNO) E CEDENDO
CALORE ALLA SORGENTE FREDDA
A TEMPERATURA TSF < T2.
-IN 4 LA PERDITA DI CALORE CESSA
E VIENE COMPRESSO FINO A 1; LA
SUA TEMPERATURA AUMENTA FINO
A T1, DOVE IL CICLO TERMINA.
DA 3 A 4 IL FLUIDO HA RICEVUTO
LAVORO E CEDUTO CALORE ALLA
SORGENTE FREDDA.
CICLI TERMODINAMICI DIRETTI (CICLO DI CARNOT)
IN DEFINITIVA E’ SATO FORNITO AL
GAS UNA CERTA QUANTITA’ DI
CALORE Q1 A TEMPERATURA T1
E SOTRATTAO IL CALORE Q2 < Q1 A
TEMPERATURA T2 < T1 .
CONTEMPORANEAMENTE IL
FLUIDO SI E’ ESPANSO COMPIENDO
(CEDENDO) UN LAVORO L1 E
COMPRESSO COMPIENDO
(ASSORBENDO) UN LAVORO L2
LA QUANTITA’ DI CALORE
Q = Q 1 - Q2
SI E’ TRASFORMATA IN LAVORO
L = L 1 – L2
CICLI TERMODINAMICI DIRETTI (CICLO DI CARNOT)
SI DEFINISCE RENDIMENTO
TERMODINAMICO
t 
Q1  Q2 T1 T2

Q1
T1
CICLI TERMODINAMICI INVERSI
IN UN CICLO INVERSO IL
CALORE Q1 VIENE FORNITO ALLA
SORGENTE CALDA E Q2
SOTRATTO ALLA SORGENTE
FREDDA.
PER RAGGIUNGERE QUESTO
SCOPO IL CICLO DOVRA’
RICEVERE (ANZICHE’ CEDERE)
IL LAVORO L = L1 – L2
LE FASI DEL CICLO SONO
QUATTRO:
-COMPRESSIONE 3-2.
-CONDENSAZIONE 2-1.
-ESPANSIONE (O LAMINAZIONE)
1-4.
-EVAPORAZIONE 4-3.
3-2 AVVIENE IN UN COMPRESSORE AZIONATO DA UN MOTORE ESTERNO
(CESSIONE DI LAVORO L)
2-1 AVVIENE IN UN CONDENSATORE (UN SECONDO SCAMBIATORE DI
CALORE), ALL'INTERNO DEL QUALE IL FLUIDO RIVERSA IL CALORE Q1 IN
UN AMBIENTE CALDO ALLA TEMPERATURA T1.
1-4 AVVIENE GRAZIE A UNA VALVOLA CHE CONSENTE AL FLUIDO DI
ESPANDERSI IN MODO ISOENETROPICO, MENTRE SIA PRESSIONE CHE
LA TEMPERATURA SUBISCONO UNA DIMINUZIONE.
4-3 AVVIENE IN UN EVAPORATORE, (SCAMBIATORE DI CALORE)
ALL'INTERNO DEL QUALE IL FLUIDO ASSORBE IL CALORE Qo A BASSA
TEMPERATURA, SOTTRAENDOLO DA UN AMBIENTE FREDDO CHE SI
TROVA A TEMPERATURA To.
1- COMPRESSORE.
2- CONDENSATORE.
3- TUBO CAPILLARE.
4- EVAPORATORE.
5- TUBO ASPIRANTE POMPA.
GRANDEZZE CARATTERISTICHE DELLA MACCHINA FRIGORIFERA
SI DEFINISCE PRODUZIONE FRIGORIGENA IL CALORE Q2 SOTTRATTO
DAL CICLO ALLA SORGENTE FREDDA.
L'EFFICIENZA FRIGORIFERA O GRADO DI EFFICACIA Ɛfc DEL CICLO
FIGORIFERO È IL RAPPORTO TRA LA PRODUZIONE FRIGORIFENA Q2 E IL
LAVORO DI COMPRESSIONE L INTRODOTTO NEL CICLO:
fc 
Q2
T2

L T1 T2
L'EFFICIENZA DELLA MACCHINA FRIGORIFERA È TANTO MAGGIORE
QUANTO PIÙ PICCOLA È LA DIFFERENZA FRA LE TEMPERATURE
DELLE DUE SORGENTI.
NOTA: L'EFFICIENZA NON DEVE ESSERE CONFUSA CON IL RENDIMENTO
IN QUANTO PUÒ RAGGIUNGERE VALORI SUPERIORI ALL'UNITÀ.
PER VALUTARE L'EFFICIENZA FRIGORIFERA SI RICORRE AL
COEFFICIENTE DI PRESTAZIONE COP:
IL COP DI UNA MACCHINA FRIGORIFERA È IL RAPPORTO TRA
CALORE Q2 SOTTATTO DALLA SORGENTE FREDDA E IL LAVORO L SPESO
PER FARLO:
COPMF 
Q2
L
IL COP DI UNA POMPA DI CALORE È IL
RAPPORTO TRA CALORE Q1 SOTTATTO DALLA
SORGENTE CALDA E IL LAVORO L SPESO PER
FARLO:
COPPC 
Q1
L
UN'ALTRA GRANDEZZA UTILIZZATA PER VALUTARE L'EFFICIENZA
DI UN CICLO FRIGORIFERO O DI UN CLIMATIZZATORE È LA EER
(ENERGY EFFICIENCY RATIO), CHE ESPRIME IL RAPPORTO TRA
LA RESA TERMICA IN kW TERMICI E L'ASSORBIMENTO
ELETTRICO TOTALE IN kW ELETTRICI.
Q2
EER 
L
CLASSI EFFICIENZA ENERGETICA CLIMATIZZATORI SECONDO LA
DIRETTIVA EUROPEA 2002/31/CE:
A (MIGLIORE) EER >3,20
B 3,20 = EER > 3,00
C 3,00 = EER > 2,80
D 2,80 = EER > 2,60
E 2,60 = EER > 2,40
F 2,40 = EER > 2,20
G (PEGGIORE) 2,20 = EER
CICLO AD ASSORBIMENTO
IL CICLO AD ASSORBIMENTO IMPIEGA DUE DIVERSI FLUIDI PER
OTTENERE LE BASSE TEMPERATURE; NEGLI IMPIANTI AD
ASSORBIMENTO, IL CICLO TERMODINAMICO È PRIVO DELLA
COMPRESSIONE MECCANICA, SOSTITUITA DA UN PROCESSO DI TIPO
CHIMICO-FISICO, DETTO ASSORBIMENTO.
QUESTO CICLO RICHIEDE CHE IL FLUIDO FRIGORIGENO SIA SOLUBILE IN
UN SOLVENTE CON UNA NOTEVOLE VARIAZIONE DI PRESSIONE DI
VAPORE IN FUNZIONE DELLA TEMPERATURA. NEL CASO IN ESAME IL
SOLUTO È AMMONIACA E IL SOLVENTE ACQUA.
NELL'ASSORBITORE (1) SI “SCIOLGE” L’AMMONIACA NELL’ACQUA
(MISCELLA ACQUA-AMMONIACA); LA POMPA (2) L'INVIA, ATTRAVERSO LO
SCAMBIATORE (9), AL SEPARATORE (3) DOVE IL RISCALDATORE (4) NE
AUMENTA LA TEMPERATURA FACENDO EVAPORARE L’AMMONIACA . I
VAPORI DI AMMONIACA PASSANO NEL CONDENSATORE (5), DOVE
CEDONO CALORE E TORNANO ALLO STATO LIQUIDO.
SUCCESSIVAMENTE IL LIQUIDO TRANSITA ATTRAVERSO UNA VALVOLA DI
TRAFILAMENTO (6) E GIUNTO ALL'EVAPORATORE (7) ASSORBE CALORE
DALL'ARIA ESTERNA CHE SI RAFFREDDA, MENTRE L'AMMONIACA A
BASSA PRESSIONE TORNA ALLO STATO DI VAPORE E RIENTRA
NELL'ASSORBITORE (1). INTANTO IL FLUIDO NEL SEPARATORE,
IMPOVERITO DI AMMONIACA, VIENE FATTO RIENTRARE
NELL'ASSORBITORE PASSANDO ATTRAVERSO UNA VALVOLA
REGOLATRICE DI PRESSIONE (8) E LO SCAMBIATORE (9).
NELLO SCHEMA SI NOTA INOLTRE LA PRESENZA DI UN CIRCUITO
SUPPLEMENTARE DI ACQUA AVENTE LA FUNZIONE DI RAFFREDDARE E
REGOLARE LA TEMPERATURA INTERNA DELL'ASSORBITORE (1) E
PRELEVARE DEL CALORE LATENTE DI CONDENSAZIONE
DELL'AMMONIACA NEL CONDENSATORE (5): L'ACQUA COSÌ RISCALDATA
PUÒ ESSERE DESTINATA AD ALTRI IMPIEGHI.
QUESTI TIPI DI IMPIANTO SONO MOLTO ADATTI PER PRODURRE ACQUA
O ARIA FREDDA DA IMPIEGARE PER IL CONDIZIONAMENTO DI GRANDI
AMBIENTI; TROVANO PARTICOLARE APPLICAZIONE IN CAMPO
OSPEDALIERO, NEI TEATRI, NEGLI AUDITORIUM, NEI GRANDI MAGAZZINI,
NEI SUPERMERCATI E NEI LOCALI PUBBLICI IN GENERALE, GRAZIE
SOPRATTUTTO ALLA SILENZIOSITÀ DI FUNZIONAMENTO.
FLUIDI FRIGORIGENI
IL FLUIDO FRIGORIGENO O FLUIDO REFRIGERANTE COSTI TUISCE UN
ELEMENTO FONDAMENTALE DELLA MACCHINA FRIGORIFERA, ESSO DEVE
RISPONDERE A DIVERSI REQUISITI:
-DEVE AVERE UN ELEVATO CALORE LATENTE DI VAPORIZZAZIONE, PER
POTER ASPORTARE UNA NOTEVOLE QUANTITÀ DI CALORE DALLA
SORGENTE FREDDA RIDUCENDO LA PORTATA IMPIEGATA NELL'IMPIANTO.
-DEVE POSSEDERE UN'ALTA DENSITÀ QUANDO SI PRESENTA ALLO STATO
DI VAPORE SATURO, COSI DA ADOTTARE COMPRESSORI DI DIMENSIONI
CONTENUTE.
-DEVE POSSEDERE UNA TEMPERATURA DI SOLIDIFICAZIONE NON MOLTO
ELEVATA, PER NON GENERARE GHIACCIO ALL'INTERNO DEI CONDOTTI
DELL'IMPIANTO.
-NON DEVE RISULTARE NÉ INFIAMMABILE NÉ VELENOSO PER L'UOMO, NÉ
TOSSICO PER L'AMBIENTE.
IN PASSATO FURONO USATI LA CO2 E LA SO2 , SOSTITUITI IN SEGUITO
DAI GAS DI TIPO FREON, PRINCIPALMENTE L'R-12 E L’R-22.
I FLUIDI FRIGORIGENI, DENOMINATI FREON, SONO DERIVATI ALOGENATI
DEGLI IDROCARBURI, OTTENUTI DALLA REAZIONE TRA L'ACIDO
FLUORIDRICO E LE SOSTANZE A BASE DI CLORO QUALI IL
TETRACLORURO DI CARBONIO O IL CLOROFORMIO. I GAS DI TIPO
FREON SONO NOTI COME CLORO-FLUORO-CARBURI E (CFC) SONO
RESPONSABILI DELL'ALLARGAMENTO DEL BUCO DELL'OZONO NEGLI
STRATI ALTI DELL'ATMOSFERA, A CAUSA DELL'AGGRESSIVITÀ MOSTRATA
DAL CLORO SULLE MOLECOLE DI O3, CHE NE PROVOCANO LO
SMEMBRAMENTO: L'AGGRESSIVITÀ DI UN GAS NEI CONFRONTI
DELL'OZONO È MISURATA MEDIANTE IL PARAMETRO ODP (POTENZIALE
DI DEPERIMENTO DELL'OZONO). DA QUALCHE ANNO, I GOVERNI DI
GRAN PARTE DEGLI STATI DEL MONDO SI SONO ACCORDATI PER LA
MESSA AL BANDO DEI CFC.
CLIMATIZZAZIONE
LO SCOPO DEGLI IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE E’ DI CREARE E
MANTENERE SPECIFICHE CONDIZIONI TERMICHE E IGROMETRICHE
DELL'ARIA IN UN DETERMINATO AMBIENTE
MEDIANTE OPPORTUNE AZIONI CORRETTIVE L'IMPIANTO DEVE
REGOLARE LA TEMPERATURA, L'UMIDITÀ E LA VELOCITÀ DELL’ARIA
PRESENTE NELL'AMBIENTE; DEVE INOLTRE ESEGUIRE OPPORTUNI
RICAMBI D'ARIA E LA SUA FILTRAZIONE NEL RISPETTO DEGLI STANDARD
ACUSTICI.
- IL FLUIDO TERMOVETTORE VIENE COMPRESSO E RAGGIUNGE LA
TEMPERATURA DI CIRCA 80 °C.
-IL FLUIDO TERMOVETTORE RAGGIUNGE LO SCAMBIATORE ESTERNO E,
TRANSITANDO ALL'INTERNO, CEDE PARTE DEL CALORE ALL'ARIA
ESTERNA; L'ARIA INVESTE LE SUPERFICI RADIANTI AIETTATE GRAZIE
ALLA VENTILAZIONE FORZATA.
-ALL'INTERNO DELLO SCAMBIATORE IL GAS SI RAFFREDDA E CAMBIA
STATO DIVENTANDO LIQUIDO.
-IL GAS LIQUEFATTO VIENE COSTRETTO A PASSARE ATTRAVERSO UNA
STROZZATURA DOVE, DILATANDOSI, SI RAFFREDDA FINO A CIRCA 5 °C.
- IL FLUIDO TERMOVETTORE ARRIVA ALL'UNITÀ INTERNA, DETTA SPLIT.
L’EVAPORATORE, CON UN SISTEMA DI VENTILAZIONE FORZATA, GENERA
IL FREDDO NELL'AMBIENTE IN QUANTO SOTTRAE CALORE ALL'ARIA
CIRCOSTANTE.
AFFINCHÈ TUTTO QUESTO SI TRASFORMI IN BENESSERE OCCORRE
POTER REGOLARE LA TEMPERATURA CON UN TERMOSTATO, FILTRARE
L'ARIA DA POLVERI E POLLINI E MANTENERE UN GIUSTO GRADO DI
UMIDITÀ DELL'ARIA.
GLI IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE SI CLASSIFICANO IN:
-IMPIANTI DI RISCALDAMENTO (INNALZANO E CONTROLLANO LA
TEMPERATURA DANDO CALORE ALL'AMBIENTE).
-IMPIANTI DI REFRIGERAZIONE O RAFFRESCARNENTO (RIDUCONO E
CONTROLLANO LA TEMPERATURA SOTTRAENDO CALORE
ALL'AMBIENTE).
-IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO (REGOLANO LA TEMPERATURA E
L'UMIDITÀ DELL'ARIA PRESENTE IN UN AMBIENTE MANTENENDOLE
COSTANTI).
TIPOLOGIE DI IMPIANTO
GLI IMPIANTI IN COMMERCIO, DI GRANDE VARIETÀ DI TIPOLOGIE:
-MONOSPLIT: SERVE ESSENZIALMENTE A RAFFREDDARE E A
GARANTIRE UN RICAMBIO DELL ARIA; È FORMATO DA UNA SEZIONE
MONTATA ALL'ESTERNO DEL FABBRICATO E COLLEGATA CON UN'UNITÀ
INTERNA DI DIFFUSIONE.
TIPOLOGIE DI IMPIANTO
-MULTISPLIT: È ADATTO PER CLIMATIZZARE, RISCALDARE E
DEUMIDIFICARE. È FORMATO DA UNA PARTE MONTALA ALL'ESTERNO
DEL FABBRICATO, CUI SONO COLLEGABILI MOLTE UNITÀ INTERNE DI
DIFFUSIONE POSTE SU PARETE O A PAVIMENTO (PER APPLICAZIONI
AZIENDALI SI RICORRE ALLA DISTRIBUZIONE NEI LOCALI MEDIANTE
CANALIZZAZIONI).
-CHILLER AD ACQUA: È ADATTO PER CLIMATIZZARE E RISCALDARE
LOCALI MEDI E GRANDI; PRODUCE ACQUA CALDA O FREDDA DA
DISTRIBUIRE AI TERMINALI.
PARAMETRI CARATTERISTICI DELL'ARIA ATMOSFERICA
L'ARIA ATMOSFERICA CONTIENE UNA CERTA QUANTITÀ DI VAPORE
ACQUEO: PER QUESTA RAGIONE È DETTA ARIA UMIDA.
L'ARIA UMIDA È COSTITUITA DA UNA MISCELA DI GAS, PRINCIPALMENTE
AZOTO E OSSIGENO IN PERCENTUALI IN VOLUME RISPETTIVAMENTE
DEL 78% E DEL 21%, CHE FORMANO L'ARIA SECCA, PIÙ UNA CERTA
QUANTITÀ DI VAPORE D'ACQUA.
(A 25°C 1m3 DI ACQUA PUO’ CONTENERE AL MASSIMO 22gr DI VAPORE
ACQUEO CORRISPONDENTE AD UNA UMIDITA’ RELATIVA DEL100%: SE NE
CONTIENE 11 DI DICE CHE L’UMIDITA’ RELATIVA E’ DEL 50%)
IL CONTENUTO IGROMETRICO DELL'ARIA NEGLI AMBIENTI ABITATI A
20°C DOVREBBE ESSERE INTORNO AL 50% CON UNA VELOCITA’ DI
0.2m/sec.
LA PRESSIONE TOTALE VIENE SUDDIVISA IN DUE PRESSIONI PARZIALI:
QUELLA DELL'ARIA SECCA pa E QUELLA DEL VAPORE ACQUEO pv .
L'ARIA SECCA E IL VAPORE D'ACQUA CHE LA ACCOMPAGNA SI
COMPORTANO COME GAS IDEALI FINO AL LIMITE DI SATURAZIONE
(VAPORE SATURO È LA CONDIZIONE IN CUI IL VAPORE SI TROVA
ALL'EQUILIBRIO CON L’ACQUA E VARIA CON LA TEMPERATURA).
L'ARIA È IN GRADO DI TRATTENERE QUANTITÀ SEMPRE MAGGIORI DI
VAPORE DISCIOLTO AL CRESCERE DELLA TEMPERATURA.
A OGNI TEMPERATURA CORRISPONDE UN LIMITE DI PRESENZA DI
VAPORE DISCIOLTO NELL'ARIA, LA CUI PRESSIONE PARZIALE È DETTA
PRESSIONE LIMITE DI SATURAZIONE ps .
SI DEFINISCONO LE SEGUENTI GRANDEZZE
-PRESSIONE TOTALE O PRESSIONE BAROMETRICA pat [Pa] È LA SOMMA
DELLE PRESSIONI PARZIALI DELL'ARIA SECCA E DEL VAPORE ACQUEO:
pt = pa + pv
-UMIDITÀ ASSOLUTA UA: E’ LA MASSA VOLUMICA [m3] DEL VAPORE
PRESENTE NELL'ATMOSFERA.
-UMIDITÀ RELATIVA UR: È IL RAPPORTO Ф TRA LA PRESSIONE PARZIALE
DEL VAPORE pv E LA PRESSIONE DI SATURAZIONE ps . IL VALORE DI Ф È
COMPRESO TRA 0 E 1:
pv

ps
-UMIDITÀ SPECIFICA US O TITOLO x DELL'ARIA UMIDA: È IL RAPPORTO
TRA LA MASSA DI VAPORE ACQUEO E LA MASSA DI ARIA SECCA
CONTENUTA NELLO STESSO VOLUME DI ARIA ATMOSFERICA (PUÒ
ESSERE ESPRESSO ANCHE COME RAPPORTO TRA LE MASSE
VOLUMICHE DEL VAPORE E DELL'ARIA SECCA):
mv
pv
x 
 0.62
ma
pa
IL TITOLO DELL'ARIA UMIDA x RAPPRESENTA LA MASSA DI VAPORE
ASSOCIATA A 1 kg DI ARIA SECCA ED HA COME UNITÀ DI MISURA IL
[kgVAPORE/kg ARIA SECCA].
-TEMPERATURA DI RUGIADA O PUNTO DI RUGIADA tr [°C] : È LA
TEMPERATURA DELL'ARIA IN CONDIZIONI DI SATURAZIONE; A OGNI
SUCCESSIVO RAFFREDDAMENTO SI HA IL FENOMENO DELLA CONDENSA
DEL VAPORE CONTENUTO NELL‘ARIA, NOTO COME RUGIADA.
I CALCOLI RELATIVI AGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO SI
EFFETTUANO CON L'USO DEI DIAGRAMMI DI MOLLIER DELL‘ARIA UMIDA
E DI ASHRAE.
COME SI OTTENGONO IL RAFFREDDAMENTO E LA DEUMIDIFICAZIONE
SI SUPPONGA DI ESEGUIRE UN RAFFREDDAMENTO A TITOLO COSTANTE
DELL'ARIA, OVVERO SENZA SOTTRARRE VAPORE DALL'ATMOSFERA: IL
RAFFREDDAMENTO CONTINUA FINCHE’ L'ARIA RAGGIUNGE IL SUO
LIMITE DI SATURAZIONE. CONTINUANDO A SOTTRARRE CALORE
ALL'ARIA, OLTRE ALLA RIDUZIONE DI TEMPERATURA AMBIENTALE, SI HA
LA CONDENSAZIONE DI PARTE DEL VAPORE IN GOCCIOLINE DI LIQUIDO
(EFFETTO RUGIADA) CON RIDUZIONE DEL TITOLO X; QUESTA RIDUZIONE
È SPIEGABILE RICORDANDO CHE IL RAFFREDDAMENTO PRODUCE
UNA QUANTITÀ CRESCENTE DI CONDENSATO CHE SI SEPARA
DALL'ARIA NON FACENDO PIÙ PARTE DELLA MISCELA.
NELLA PRATICA COSTRUTTIVA LA TRASFORMAZIONE E’ SVOLTA NEL
CONDIZIONATORE SUDDIVIDENDO LA PORTATA IN DUE PARTI
DI CUI UNA (DELLA DI BY-PASS) ATTRAVERSA LO SCAMBIATORE
SENZA LAMBIRE LE SUPERFICI REFRIGERANTI E SI MISCELA
SUCCESSIVAMENTE CON LA PORTATA RESTANTE CHE, INVECE, HA
SUBITO IL TRATTAMENTO DI RAFFREDDAMENTO E SEPARAZIONE
DEL CONDENSATO.
RISCALDAMENTO E UMIDIFICAZIONE
L’UMIDIFICAZIONE E’ UN'OPERAZIONE ESEGUITA SOPRATTUTTO NELLA
STAGIONE INVERNALE, QUANDO IL RISCALDAMENTO DELL'AMBIENTE
PROVOCA SECCHEZZA NELL'ARIA E DISAGIO ALLA RESPIRAZIONE. ESSA
SI OTTIENE CONVOGLIANDO LA PORTATA DI ARIA SECCA IN UN
CONDOTTO, IN CUI AVVENGONO SCAMBI DI CALORE E INCREMENTO DI
UMIDITA; L'UMIDINCAZIONE SI REALIZZA INTRODUCENDO VAPORE
OPPURE PORTANDO ALL‘EVAPORAZIONE UNA QUANTITÀ DI ACQUA.
IN OGNI SINGOLA ZONA DELLO SCHEMA DI UN IMPIANTO DI
CONDIZIONAMENTO MONOCONDOTTO VI È UN'UNITÀ CENTRALE DI
CONDIZIONAMENTO, DOVE L'ARIA VIENE TRATTATA E DISTRIBUITA NEI
VARI AMBIENTI LUNGO UNA SERIE DI CANALIZZAZIONI. L'ARIA TRATTATA
PROVIENE IN PARTE DALL'ESTERNO, IN PARTE E ARIA DI RICIRCOLO.
SI DEFINISCE UTA UNA MACCHINA TERMICA IN CUI AVVENGONO I
TRATTAMENTI DELL'ARIA PRIMA DEL SUO INVIO E DIFFUSIONE
NELL'AMBIENTE.
(1) SERRANDE DI INGRESSO, (2) BATTERIA DI PRERISCALDAMENTO,
(3) SATURATORE (DIFFONDE ACQUA NEBULIZZATA),
(4) RETE SNEBBIATRICE (SEPARA LE GOCCE PRESENTI NEL FLUSSO
DELL'ARIA) , (5) BATTERIA DI RAFFREDDAMENTO E DEUMIDIFICAZIONE,
(6) LA BATTERIA DI POSTRISCALDAMENTO, (7) VENTILATORE.
CONFORTEVOLEZZA AMBIENTALE
SI HA LA CONDIZIONE DI BENESSERE QUANDO LE CONDIZIONI
TERMOIGROMETRICHE DELL'AMBIENTE RIESCONO A FAR
AVVENIRE LO SCAMBIO DI CALORE DA PARTE DEL CORPO NELLE
MIGLIORI CONDIZIONI FISIOLOGICHE E SENZA RICHIEDERE
ECCESSIVI INTERVENTI DEL COMPLESSO SISTEMA NATURALE DI
REGOLAZIONE TERMICA DELL'ORGANISMO.
SI PUÒ AFFERMARE CHE LA CONDIZIONE DI BENESSERE E LEGATA ALLA
COMBINAZIONE DI PIÙ GRANDEZZE, PRINCIPALMENTE LA
TEMPERATURA, L'UMIDITA E LA VELOCITÀ DELL'ARIA E,
SECONDARIAMENTE, LA PUREZZA DELL'ARIA E IL RUMORE EMESSO
DALL'IMPIANTO.
DI SEGUITO SONO RIPORTALI ALCUNI VALORI INDICATIVI:
- TEMPERATURA DELL'ARIA:
20 - 25 °C.
- UMIDITÀ RELATIVA DELL'ARIA:
35-60%.
- VELOCITÀ DELL'ARIA NELL'AMBIENTE:
0,10-0,25m/s.
- FILTRAZIONE PER TUTTE LE IMPURITÀ SOLIDE DI DIMENSIONI
MAGGIORI DI 50 um E DEL 90% DI QUELLE COMPRESE
NELL'INTERVALLO 0.5-50 um.
GLI IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE SONO TARATI, IN BASE ALLA
STAGIONE, IN MODO DA REALIZZARE IN LINEA DI MASSIMA LE SEGUENTI
CONDIZIONI AMBIENTALI:
IN INVERNO
TEMPERATURA
20 °C
UMIDITA’ RELATIVA
40+50%.
IN ESTATE
TEMPERATURA
25 °C
UMIDITA’ RELATIVA
50+60%.
POMPA DI CALORE
LA POMPA DI CALORE È UNA MACCHINA REVERSIBILE, ESSENDO IN
GRADO DI ESEGUIRE L'INVERSIONE DI CICLO, RAFFREDDANDO UN
AMBIENTE ABITATIVO D'ESTATE E RISCALDANDOLO D'INVERNO CON
ELEVATI VALORI DI EFFICIENZA.
LA POMPA DI CALORE È UN CLIMATIZZATORE CHE, PER MEZZO DI UNA
VALVOLA A QUATTRO VIE POSTA A MONTE O A VALLE DEL
COMPRESSORE, INVERTE IL CICLO FRIGORIFERO E CONSENTE, IN BASE
ALLE STAGIONI, DI RISCALDARE O DI RAFFREDDARE UN AMBIENTE.
ESEGUENDO L'INVERSIONE DEL FUNZIONAMENTO, L'EVAPORATORE
E IL CONDENSATORE INVERTONO I LORO RUOLI. A SECONDA DELLE
SORGENTI IMPIEGATELE POMPE DI CALORE SONO CLASSIFICATE IN
ARIA-ARIA, ARIA-ACQUA, ACQUA-ARIA, ACQUA-ACQUA.
DURANTE LA STAGIONE FREDDALA POMPA DI CALORE PRELEVA IL
CALORE DAI CORPI A BASSA TEMPERATURA QUALI IL SUOLO, L'ARIA
ESTERNA , O ANCHE DA SUPERFICI ESTERNE QUALI I TETTI .
MALGRADO LA BASSA TEMPERATURA AMBIENTALE È POSSIBILE
RAFFREDDARE, ANCHE SE DI POCO, L'ACQUA ESTERNA,
RESTITUENDOLA PIÙ FREDDA ALL'AMBIENTE. IN QUESTO MODO, IL
FLUIDO FRIGORIGENO IN CONDENSAZIONE E’ IN GRADO DI PORTARE
L'ACQUA DI RISCALDAMENTO FINO A 50-70 °C
IL CALORE PRELEVATO DALLA SORGENTE FREDDA ESTERNA VIENE
RIVERSATO A UN FLUIDO INTERMEDIO SOTTO PRESSIONE CHE
EVAPORA GRAZIE A TALE APPORTO DI ENERGIA.
(1) EVAPORATORE.
(2) VALVOLA ISOENTALPICA.
(3) CONDENSATORE.
(4) RADIATORE PER
RISCALDARE L’AMBIENTE.
(5) COMPRESSORE.
IN INVERNO IL FLUIDO VIENE
COMPRESSO DAL COMPRESSORE
C MOSSO DAL MOTORE M; IL
FLUIDO PASSA ATTRAVERSO LA
VALVOLA DI SMISTAMENTO S IN
UNO SCAMBIATORE OVE SI
CONDENSA, CEDENDO IL SUO
CALORE ALL'AMBIENTE INTERNO,
POI TRANSITA ATTRAVERSO UNA
VALVOLA V OVE ESPANDE
ISOENTALPICAMENTE,
DOPODICHÉ RAGGIUNGE
L'EVAPORATORE IN CUI EVAPORA
PRELEVANDO CALORE
DALL'ESTERNO.
IN ESTATE LA VALVOLA DI
SMISTAMENTO S INVERTE IL
SENSO DEL FLUSSO; IL
CONDENSATORE ORA SVOLGE LA
FUNZIONE DI SCAMBIATORE
ESTERNO E L'EVAPORATORE
QUELLA DI SCAMBIATORE
INTERNO. QUEST'ULTIMO
ASSORBE CALORE
DALL'AMBIENTE INTERNO
RAFFREDDANDOLO E CON ESSO
PORTA IL FLUIDO FRIGORIGENO
ALL'EVAPORAZIONE.
ENERGIA
L'ENERGIA SI PRESENTA IN DIVERSE FORME ED È TRASFORMABILE DA
UNA FORMA IN UN'ALTRA.
PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
(O PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA)
LÈNERGIA NON PUÒ ESSERE CREATA NE DISTRUTTA MA SOLO
TRASFORMATA.
L’ENERGIA È TRASFERIBILE DA UN CORPO A UN ALTRO IN MODO
SPONTANEO O MEDIANTE INTERVENTO ESTERNO. ALCUNE FORME DI
ENERGIA SI POSSONO ACCUMULARE IN MODO INDEFINITO, ALTRE SONO
PIU’ DIFFICILMENTE ACCUMULABILI.
RENDIMENTO
POSTO Ea IL100% IL VALORE DELL’ENERGIA INTRODOTTA IN UN
SISTEMA, UNA PARTE Eu SARA’ IMPIEGATA PER PRODURRE LAVORO
UTILE MENTRE LA RIMANENTE PARTE Ep SARA’ DISPERSA
NELL’AMBIENTE. SI DEFINISCE RENDIMENTO DEL SISTEMA IL RAPPORTO

ENERGIAUTILIZZATA Eu Et  Ep


ENERGIAASSORBITA Ea
Ea
LAVORO
L’ENERGIA E UTILIZZATA IMPIEGANDO UNA POTENZA P DURANTE UN
INTERVALLO DI TEMPO t E’ DATA DA
E  P t  L  F  S
L’ENERGIA E UTILIZZATA COINCIDE CON IL LAVORO SCAMBIATO
DURANTE LO STESSO INTERVALLO DI TEMPO.
FORME DI ENERGIA
L’ENERGIA E’ “UNICA” MENTRE DIVERSE SONO LE FORME IN CUI SI
MANIFESTA:
-TERMICA
-CINETICA
-ELETTRICA
-POTENZIALE GRAVITAZIONALE
-IDRAULICA
-CHIMICA
-SOLARE
-NUCLEARE, ECC.
RISPARMIO ENERGETICO IMAG0025