Corretto dimensionamento degli impianti HVAC: gli aspetti da tenere in considerazione

I sistemi HVAC rappresentano le principali cause di consumi elettrici di un edifico, per questo sono tra i primi elementi da prendere in considerazione in fase di progettazione di un una nuova struttura sia industriale che residenziale.

Dimensionare un impianto significa prendere in considerazione molti aspetti e si deve cercare di mantenere le prestazioni previste a progetto durante tutto il ciclo di vita dello stesso. Di seguito saranno riassunte le peculiarità principali che un impianto deve avere per essere dimensionamento correttamente.


Tipologia sistemi HVAC

L’acronimo HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning), spesso viene usato impropriamente, ma nello specifico fa riferimento a diversi sistemi, macchine e tecnologie utilizzate in ambienti con differenti destinazioni d’uso, come ad esempio case, uffici, centri commerciali e sistemi di trasporto che necessitano di una regolamentazione ambientale per migliorare il comfort.

Prevedere tali sistemi in edifici di grandi dimensioni, garantisce molteplici vantaggi in quanto offre la possibilità di minimizzare gli sprechi energetici rispetto ai tradizionali sistemi di climatizzazione invernale ed estiva.

Negli ultimi anni, le tematiche sull'efficienza energetica hanno suscitato sempre di più l’interesse degli attori coinvolti in tale ambito. Le ragioni di tale preoccupazione sono associate, alla necessità di ridurre i consumi di combustibili fossili, dato che, oltre alle problematiche relative all’approvvigionamento limitato, costituiscono la principale causa dell’inquinamento atmosferico. 

L’obiettivo finale è di minimizzare il più possibile gli sprechi di energia, proprio in quest’ottica il ruolo del termotecnico assume notevole importanza, ancora di più se si considera che in Italia il fabbisogno di energia del settore civile copre circa il 40% del consumo energetico nazionale

Un’ulteriore necessità di progettare sistemi di climatizzazione intelligenti nasce dalle ultime indicazioni normative in ambito energetico che hanno imposto obiettivi molto restrittivi e che con il continuo aumento dei costi dei vettori energetici impongono un cambio di rotta nella concezione dei sistemi edificio-impianto.

Tale configurazione presenta inoltre ulteriori vantaggi, come:

  • Controllo ottimale della temperatura attraverso sensori interconnessi tra loro;
  • Possibilità di utilizzo del free-cooling nelle stagioni intermedie;
  • Possibilità di agire localmente da parte dell’utente e stabile diversi microclimi;
  • Possibilità di effettuare manutenzioni programmate da parte di operatori specializzati senza dare disservizi.

 

Come scegliere un sistema HVAC

La scelta progettuale dei sistemi HVAC viene influenzata da diversi fattori, si deve ragionare in ottica di soddisfare le esigenze di comfort da parte dell’utilizzatore finale sia che si tratti di un contesto privato che pubblico, cercando di evitare di sovradimensionare la potenza necessaria per evitare di aumentare i costi di gestione.

E’ possibile classificare gli impianti secondo la seguente distinzione:

  • Mono stadio;
  • Multi stadio.

 

Mono Stadio

Sono sistemi che potrebbero trovare applicazione in zone in cui il clima è prevalentemente caldo o freddo, in quanto è necessario garantire solamente il riscaldamento o il raffrescamento. Risultano però sistemi molto sconvenienti dal punto di vista economico, in quanto molto inefficienti perché funzioneranno a pieno regime anche quando non è richiesto.

Esistono in commercio modelli con ventilatori a giri variabili che a primo impatto possono sembrare più prestanti ma a lungo andare hanno sprechi energetici elevati.

 

Multi stadio

Rappresentano circa l’80% dei sistemi in commercio, hanno la possibilità di garantire microclimi in zone differenti, grazie alla presenza di valvole di zona e serrande di chiusura dei condotti d’aria che permettono  di riscaldare o raffreddare singole parti di un ambiente. 

Questa soluzione è particolarmente indicata per grandi edifici dove è fondamentale poter suddividere gli ambienti ed evitare di climatizzare alcune aree se non utilizzate.

È possibile integrare tali impianti con sistemi che regolano l’umidità dell’aria ma risultano più vantaggiose soluzioni separate in cui il deumidificatore o umidificatore viene installato a parte senza dover accendere l’intero condizionatore per regolare tale variabile.

 

Effetto COVID-19 - Il ruolo del progettista HVAC

Mai come ora il tema della qualità dell’aria negli ambienti indoor ha suscitato tanto interesse, arrivando ad indicare i sistemi HVAC come uno tra i principali colpevoli per la trasmissione de virus.

Recenti studi hanno evidenziato quanto le particelle di virus riescano a rimanere in vita in fase di aerosol o sulle superfici spostando l’attenzione su un aspetto che prima non era mai stato preso in considerazione, ovvero dimensionare gli impianti tale per cui vengano garantiti ricambi d’aria altamente superiori rispetto a quanto le Normative richiedono.  

Analizzando le possibili vie di contagio, non c’è dubbio che questo possa avvenire anche attraverso l’aria immessa in ambiente dagli impianti di ventilazione e condizionamento dell’aria, in particolare, questo fenomeno assume maggiore importanza in quelle strutture in cui il grado di affollamento è superiore tipo centri commerciali o edifici ospedalieri in cui la probabilità che vi siano persone infette è più alta rispetto ad abitazioni private o uffici.  

Il principale ruolo dei sistemi di ventilazione è avere la capacità di minimizzare il propagarsi della sostanza nociva nell’aria, ovvero di trattenere gli inquinanti attraverso sistemi di filtrazione ad alta efficienza e di diluirne la concentrazione in ambiente attraverso un adeguato ricambio d’aria.

Tale funzione è fondamentale ed è resa possibile solo se il progettista che dimensiona gli impianti riesce a garantire i seguenti criteri:

  • Scelta tipologica degli impianti definita in base alle destinazioni d’uso;
  • Bilanciamento dell’impianto secondo criteri stabiliti;
  • Manutenzioni periodiche e sanificazione delle condotte con prodotti adeguati.

 

Inoltre si deve tenere in forte considerazione il corretto posizionamento dei punti di immissione e di estrazione dell’aria da un locale, tale per cui venga garantito il corretto ricircolo di aria pulita fondamentale per eliminare le particelle di virus infetto.

La scelta tipologica degli impianti secondo la destinazione d’uso rappresenta la variabile principale che influenza maggiormente il costo di un sistema HVAC, in quanto ci troviamo di fronte a dover gestire una situazione improvvisa e adeguare gli impianti ad edifici esistenti, con vincoli di spazi e edifici ormai fatiscenti.

Sono numerosi gli studi che dimostrano che dobbiamo cambiare il concetto di progettazione, chi dimensiona gli impianti di ventilazione e condizionamento dovrebbe avere la priorità su tutto, al contrario ci si trova a dover intervenire sempre post operam e adattare i sistemi a ciò che è  stato già realizzato.

Con l’emergenza COVID questo aspetto è venuto alla luce mettendo in mostra tutte le lacune tecniche e progettuali adottate fino ad ora, si dovrebbe far tesoro di quanto accaduto e trovare delle soluzioni concrete perché la salute dovrebbe essere messa al primo posto.

 

[...] L'ARTICOLO CONTINUA

Si parlerà di come si dimensiona un impianto HVAC e gli aspetti da tenere in considerazione per varie tipologie di edificio, oltre alla relazione tra dimensione e manutene degli impianti, a cui seguiranno le conclusioni sull'argomento.

 


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