Microclima

Generalità
Con il termine CLIMATIZZAZIONE si intende il processo atto a determinare negli ambienti abitati condizioni di temperatura e umidità il più possibile confortevoli, e comunque tali da assicurare all’aria ambiente condizioni riconducibili alla zona del benessere.
Le condizioni climatiche ambientali vengono attualmente determinate attraverso specifici impianti che possono essere:
1. di riscaldamento.
2. di ventilazione:
3. di condizionamento

Impianti di riscaldamento
Impianti di riscaldamento centralizzati
Hanno lo scopo di assicurare che la temperatura ambiente si mantenga sempre attorno ad opportuni valori, essi entrano in vigore quando la temperatura esterna è relativamente bassa. Riscaldando l’aria presente in un ambiente si determina anche una variazione dell’umidità relativa, che è elemento fondamentale del confort, tale variazione la si può notare nel diagramma di Mollier dell’aria umida, il quale esprime i punti di equilibrio tra temperatura ed umidità relativa dell’aria, individuando i contenuti di energia e la massa di vapor d’acqua per ogni kg di aria.
Il riscaldamento degli impianti oggi si realizza generalmente con l’installazione di appositi impianti ad acqua calda, a vapore o ad aria calda.
• Impianti di acqua calda: sono i più diffusi, sono costituiti fondamentalmente da:
1. Caldaia, essa può mancare se vi è presente un fluido termovettore (vapore prodotto in specifiche caldaie a vapore) oppure con acqua surriscaldata da centrali che la distribuiscono in interi quartieri. In questi casi la caldaia viene sostituita da scambiatori di calore tra il fluido più caldo (fluido termovettore o acqua surriscaldata) e l’acqua a servizio dell’impianto di riscaldamento.
2. Impianto di combustione.
3. Pompe per la circolazione dell’acqua, non sempre si utilizzano elettropompe per la circolazione dell’acqua, per esempio negli impianti a sviluppo verticale, poiché la circolazione è determinata dall’effetto termosifone, in virtù del quale l’acqua calda tende a salire e quella meno calda a riscendere. L’elettropompa viene comunque impiegata per diminuire il diametro delle tubazioni, tempi di messa a regime dell’impianto molto brevi e temperature uniformemente distribuite nei diversi corpi scaldanti (impianti di riscaldamento ad acqua calda in circolazione accelerata mediante elettropompa).
4. Vaso di espansione, inizialmente vuoto, riceve il volume di espansione dovuto al riscaldamento dell’acqua contenuta nell’impianto.
5. Corpi scaldanti.
6. Tubazioni con relativo valvolame.
7. Complesso di regolazione.
8. Coibentazione.
Tutte le diversi componenti sono collegate tra loro attraverso una rete tubiera in un circuito chiuso. Nella caldaia viene generata l’acqua calda (inferiore a 85°) che viene messa in circolazione nella rete tubiera grazie ad un’elettropompa, raggiungendo i corpi scaldanti dove l’acqua si raffredderà riscaldando l’ambiente per poi tornare alla caldaia.

Impianti di riscaldamento autonomi
Piccoli impianti di riscaldamento a servizio di un unico appartamento. Un impianto autonomo ha tutte le componenti di quello centralizzato ma di dimensioni più contenute, portando consumi maggiori ma l’opportuna accensione dell’impianto in esigenze specifiche.

Impianti di termoventilazione
Un compromesso tra gli impianti di riscaldamento e ventilazione è costituito dagli impianti di termoventilazione, i quali riscaldano l’aria facendola poi circolare negli ambienti da riscaldare. Grazie ad essi si può ottenere un’accorta umidificazione invernale. Esso è caratterizzato dal fatto che il fluido termovettore è aria, opportunamente riscaldata in un’apposita centrale e direttamente distribuita nei diversi ambienti da riscaldare attraverso bocchette, per ritornare in centrale attraverso canalizzazioni di ripresa o bocchette sugli infissi. Sono costituiti da:
1. Generatore d’aria calda, può essere direttamente alimentato da un impianto di combustibile ovvero da un fluido termovettore primario rilevato da altro impianto.
2. Canalizzazione, serve alla distribuzione dell’aria trattata negli ambienti e per il ritorno dell’aria già sfruttata nel generatore.
3. Complesso di regolazione, costituito fondamentalmente da serrande aria, bocchette, automatismi, …


Formula:
Qa = 0.3 Ga (ti – ta)
La quantità di calore da fornire all’ambiente è uguale a 0.3 per la quantità d’aria da immettere nei singoli ambienti per la differenza della temperatura dell’aria immessa meno quella dell’aria ambiente.

IMPIANTI DI RISCALDAMENTO A VAPORE
Il fluido termovettore è un vapore, generalmente con pressione inferiore ad 1 bar. Le reti distributive dovranno essere a doppia tubazione: una che porta il vapore dalla caldaia fino ai corpi scaldanti ed una di ritorno dell’acqua di condensazione dai corpi scaldanti verso la centrale termica. Essi sono composti da:
1. Caldaia a vapore, generalmente a bassa pressione, spesso manca poiché il vapore viene preso da una caldaia più grande destinata ad altri fini tecnologici.
2. Complesso bruciatore.
3. Pozzo caldo, dove viene raccolta la condensa proveniente dall’utenza e dove viene immessa l’acqua di reintegro.
4. Gruppo di alimento caldaia (elettropompa), preleva dal pozzo caldo l’acqua e la immette in caldaia.
5. Corpi scaldanti, corredati da organi di intercettazione, filtri in entrata e scaricatore di condensa in uscita.
6. Rete tubiera.
Il movimento del vapore dalla caldaia all’utenza è determinata dalla pressione in caldaia.

Impianti di ventilazione
Hanno lo scopo di migliorare le condizioni dell’aria negli ambienti in cui sono presenti consistenti quantità di sostanze inquinanti; tale risultato si ottiene immettendo nell’ambiente grandi quantità di aria esterna, diluendo ed espellendo progressivamente quella inquinata, con effetti sulla temperatura ambientale, non sempre controllabile. In un corretto impianto di ventilazione occorre prevedere una canalizzazione, che immetta aria nei singoli ambienti, e di un sistema che consenta all’aria di fuoriuscire verso l’esterno. Negli impianti igienici l’aria viziata viene aspirata dall’alto, attraverso una bocchetta di presa o cappe, il più possibile prossime alle fonti inquinanti. Se invece si vuole raffrescare un ambiente è più opportuno immettere aria fresca dall’alto, poiché è più pesante dell’aria calda dell’ambiente e tenderà a scendere verso il basso.
L’impianto per funzionare necessita di un sistema meccanico per determinare il movimento dell’aria (naturale o artificiale) attraverso, per esempio, elettroventilatori.

Impianti di condizionamento
Assicurano che la temperatura d’estate e d’inverno non superi o scenda al di sotto di certi valori; inoltre intervengono direttamente sull’umidità. Un buon impianto di condizionamento deve anche assicurare la qualità igienica dell’aria, cioè garantire un costante rinnovo dell’aria e attraverso filtri eliminare le polveri sospese e neutralizzare gli effetti di sorgenti inquinanti. Questa operazione viene svolta in un’apparecchiatura detta unità trattamento aria (UTA) alla quale accede sia aria ambiente sia aria esterna per essere prima filtrata poi raffreddata o riscaldata ed eventualmente umidificata. Se l’UTA è attrezzata di due ventilatori può assicurare l’espulsione dell’aria esausta. L’UTA è composta da più sezioni componibili fra loro:
1. Sezione miscela, in cui avviene la miscelazione dell’aria esterna con l’aria ripresa direttamente dagli ambienti condizionati.
2. Sezione filtri, in cui l’aria attraversa filtri di diversa efficienza a seconda delle esigenze, ove lascia polveri trascinate in sospensione. Essi vanno periodicamente ripuliti o sostituiti.
3. Sezione batterie, fasci tuberi attraversati da acqua calda o fredda in cui l’aria si riscalda o raffredda. Esistono tre batterie di scambio termico:
• Batteria di riscaldamento.
• Batteria di raffreddamento.
• Batteria post-riscaldamento.
4. Sezione umidificazione, serve a umidificare l’aria se essa risulta troppo secca spruzzando in essa aria polverizzata o direttamente vapor d’acqua.
5. Sezione ventilante, dove un elettroventilatore fornisce all’aria l’energia necessaria per muoversi sia nell’UTA che nelle canalizzazioni, infine negli stessi ambienti in cui accede per assicurarvi uniformità climatica in ogni loro parte.
6. Sezione sterilizzatrice, facoltativa, speciali lampade sterilizzano l’aria.
Inoltre un impianti di condizionamento necessita di:
1. Centrale termica, in cui si produce l’acqua calda (o vapore) necessaria per alimentare le batterie di riscaldamento e post-riscaldamento dell’UTA.
2. Centrale frigorifera, in cui si produce l’aria fredda necessaria alla batteria di raffreddamento dell’UTA.
3. Reti tubiere, di collegamento tra le suddette centrali e batterie, complete di pompe di circolazione per l’acqua, complessi di sicurezza, intercettazione, sfogo aria, …
4. Canalizzazioni, convoglieranno l’aria fino ai singoli ambienti e che espellono dagli stessi l’aria esausta o di ricircolo, completi di bocchette di collegamento delle canalizzazioni con gli ambienti stessi.
Un condizionamento parziale si realizza con l’impiego di mobiletti ventilconvettori (fan-coil), apparecchi ubicati nei singoli ambienti in grado di riscaldare l’aria d’inverno e refrigerarla d’estate, senza regolarne l’umidità relativa e con scarsa influenza sulla filtrazione. Un buon compromesso può essere l’utilizzo di questo impianto fan-coil assieme ad aria primaria, in cui all’impianto di ventilconvettori si affianca un impianto di condizionamento di dimensioni ridotte.