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PRINCIPI DI BASE DEL CONDIZIONAMENTO DELL'ARIA
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Impianti a ventilconvettori a due tubi con aria primaria

Pierfrancesco Fantoni

Introduzione

Quando gli impianti a ventilconvettori sono abbinati ad un sistema di distribuzione dell’aria centralizzato è possibile ottenere un impianto di climatizzazione dotato di una discreta flessibilità e adattabilità alle diverse esigenze di riscaldamento o di condizionamento delle varie utenze.

Impianto a due tubi

Un impianto a ventilconvettori a due tubi risulta molto simile all’analoga tipologia ad induzione. Come si può vedere in figura 1, i ventilconvettori vengono posizionati in ogni locale da trattare. La quantità di acqua (calda o fredda) che attraversa la batteria dello scambiatore viene regolata da una valvola VL, comandata dal termostato ambiente TL. La regolazione della temperatura di ogni ambiente è indipendente da quella degli altri locali. La valvola VL è in grado di garantire un passaggio di acqua calda/refrigerata diverso a seconda delle richieste, essendo di tipo modulante. Il flusso di acqua è anche funzione del regime di funzionamento delle ventole del ventilconvettore. Uno dei vantaggi di tale tipologia di impianto, infatti, è proprio quello di poter disporre (generalmente) di tre diverse velocità   di rotazione delle ventole, ossia di tre diverse portate d’aria a seconda della selezione che l’utente imposta direttamente agendo sul commutatore posizionato sul mobiletto. A seconda della temperatura impostata e del regime di velocità scelto la valvola VL modula la quantità di acqua che attraversa lo scambiatore del ventilconvettore.

Nodo strategico per il buon funzionamento dell’impianto è la valvola V2 che ha il compito di separare tra di loro il circuito dell’acqua refrigerata da quella calda. Questo soprattutto durante il regime di funzionamento invernale, in cui sia il chiller sia la centrale termica possono trovarsi in funzione. Il primo, infatti, deve provvedere ad alimentare l’unità di trattamento-aria centralizzata mentre la seconda deve provvedere alla produzione di acqua calda o di vapore necessario per riscaldare l’acqua da inviare ai ventilconvettori.

Regime di funzionamento estivo

Durante la stagione estiva le batterie di scambio dei ventilconvettori vengono alimentate con acqua refrigerata. In uscita dai ventilconvettori, quindi, si ha aria fredda, che ha il compito di abbattere il carico sensibile presente in ambiente. La portata di acqua refrigerata viene garantita dalla pompa di zona PCS.

Il termostato T2 sente, attraverso il suo bulbo posto sulla tubazione di ritorno dai ventilconvettori, la temperatura dell’acqua refrigerata e decide in quale proporzione la valvola V2 deve miscelare l’acqua fredda proveniente dal chiller con quella proveniente dai ventilconvettori stessi. Lo scopo è quello di evitare che la temperatura della batteria di scambio dei ventilconvettori risulti essere troppo fredda, ad un valore inferiore alla temperatura di rugiada dell’aria ambiente. In caso contrario sulla batteria fredda viene a formarsi acqua di condensa.

Nel contempo il chiller deve garantire l’arrivo di acqua refrigerata all’unità di trattamento primaria. L’aria che viene prelevata dall’esterno viene preventivamente filtrata per poter essere poi deumidificata attraversando uno scambiatore alimentato proprio con l’acqua proveniente dal chiller. Tale aria viene inviata tramite opportune canalizzazioni ad ogni singolo locale, ove viene immessa in ambiente tramite opportune bocchette. Il compito di tale aria è quello di neutralizzare i carichi latenti che insistono in ambiente, di regolare l’umidità dell’aria e di garantire il ricambio d’aria degli ambienti stessi.

Essendo di tipo centralizzato, l’impianto primario non è in grado di assolvere alle specifiche esigenze di ogni locale in termini di soddisfacimento delle condizioni di benessere. L’aria primaria fornisce condizioni termoigrometriche standard, uguali per tutte le utenze: è compito dei singoli ventilconvettori, invece, agire in maniera complementare all’impianto primario in modo tale da neutralizzare le rimanenti parti di carico termico che l’aria centralizzata non è in grado di neutralizzare.

Nelle giornate in cui l’aria esterna ha valori di temperatura non molto elevati, l’aria inviata nei singoli locali potrebbe essere troppo fredda. Allora il termostato TA, in base alle rilevazioni del suo bulbo posto sull’entrata dell’aria nell’UTA, fornisce un segnale al termostato TP, in grado, mediante l’azionamento dell’elettrovalvola VP, di garantire il necessario postriscaldamento all’aria.

Regime di funzionamento invernale

Quando avviene la commutazione estate/inverno le batterie dei ventilconvettori vengono alimentate con l’acqua calda proveniente dallo scambiatore S, che permette il trasferimento del calore prodotto dalla centrale termica. La valvola V2 provvede ad escludere dal circuito idraulico l’acqua refrigerata prodotta dal chiller e permette la circolazione della sola acqua calda. Anche in questo caso la circolazione dell’acqua è garantita dalla pompa di zona PCS.

Il termostato T2, attraverso il suo elemento sensibile posto sulla mandata dell’acqua in uscita dallo scambiatore S, ha il compito di modulare l’entità del riscaldamento dell’acqua all’interno dello scambiatore stesso agendo opportunamente sulla valvola VV. L’azione del termostato T2 è subordinata alle rilevazioni che il termostato TA compie sull’aria esterna in entrata nell’unità di trattamento aria centralizzata. Infatti, quando le temperature dell’aria esterna non sono troppo basse, le dispersioni termiche attraverso le pareti dei locali non sono rilevanti, per cui le necessità di riscaldamento diminuiscono. In tale situazione è logico aspettarsi che gli utenti impostino i ventilconvettori al minimo o addirittura arrestino il funzionamento delle ventole. Comunque sia, in tale occasione, non è necessario avere acqua molto calda in transito attraverso le batterie dei ventilconvettori. Il compito del termostato T2, in definitiva, è proprio quello di consentire che l’acqua calda in uscita dallo scambiatore S non abbia temperatura troppo elevate per le necessità delle varie utenze.