Impianti Clima - Numero 2 - Anno 2012

CLIMA

FEBBRAIO 2012

impianti Il media digitale per l’HVAC

numero

Microcogenerazione domestica UTA o autonomi Roof Top

Sistemi VRF/VRV L’evoluzione più recente Compressori a confronto

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IL SEGNAVENTO

Il frutto proibito dell’online I

l tempo reale, la velocità, l’immediatezza dell’informazione online hanno cambiato il nostro modo di vivere, ma soprattutto di lavorare. Con Impianti Clima stiamo constatando quanto la velocità ci stia prendendo la mano, al punto che abbiamo sentito la necessità di anticipare questo numero con un flyer - il gabbiano -, che ve ne ha portato una sintesi dei contenuti principali. Si tratta di una esigenza dettata proprio dall’informazione online: una maggior frequenza di contatti, cosa senza paragoni con la carta stampata.

Il consumo di informazione online è molto più rapido che quello su carta.

Naturalmente si tratta di due classi di informazione diverse, la prima destinata soprattutto all’aggiornamento, all’informazione, la seconda alla formazione e, perché no, alla meditazione. Impianti Clima perciò aumenterà la propria frequenza di informazione grazie ad un flyer creato espressamente a questo scopo. Il gabbiano porterà in una pagina un mix di anticipazioni, segnalazioni notizie sulle nostre iniziative e sulla vita di settore in generale.

Il nostro sito www.impianticlima.com continuerà come sta facendo ad arricchirsi di una informazione tecnica a tutto campo,

Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

compresi dei brevi corsi di autoapprendimento.

Oltre a queste, altre iniziative sono in programma che potranno rispondere sempre di più e meglio ai requisiti di fasce anche molto diverse di lettori.

E che i contenuti di Impianti Clima piacciano e interessino ce lo conferma tra le altre cose, incontestabilmente, il conteggio di accessi, che ci permette di constatare giorno per giorno la crescita del numero di coloro che sfogliano o scaricano la Rivista. C’è poi un’altra caratteristica dell’informazione online che merita di essere rivelata perché non visibile dall’esterno: la soddisfazione che dà a noi costruttori della rivista e del sito, vederla finalizzata in tempi tanto brevi.

Con la carta stampata questa soddisfazione non era possibile. Addirittura, non appena ultimata una iniziativa, il pensiero, il gusto di creare si dirige verso un’altra. Velocità, dicevo all’inizio, sì perché nella velocità realizzativa dell’online c’è un gusto senza paragoni. Una specie di frutto proibito che sarebbe un peccato non mordere!

Antonio Briganti Direttore responsabile

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Contenuti N. 2 - Febbraio 2012

Editore Antonio Briganti Via Piave, 3 - 21047 Saronno VA - Italia Registrazione numero 17 del 12.11.2011 al Tribunale di Varese

I sistemi VRF/VRV evoluti avvantaggiano i moderni edifici residenziali e

del terziario offrendo anche la produzione di acqua calda.

Compressori a confronto.

Tipologie e campi di funzionamento

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I compressori applicati nelle apparecchiature per la refrigerazione dei liquidi e al condizionamento dell’aria devono “fare i conti” con differenti tipologie di refrigeranti, situazione generatasi dai veti che si sono susseguiti all’impiego delle sostanze clorate, prima, e dei cosiddetti “gas serra”, in questi ultimi tempi.

Sistemi VRF/VRV. L’evoluzione più recente

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Svariate innovazioni sono state realizzate negli ultimi anni per rendere i sistemi VRF/VRV più flessibili e meglio rispondenti alle caratteristiche del mercato europeo, in particolare sotto l’aspetto del riscaldamento idronico, della produzione di acqua calda sanitaria e del trattamento dell’aria.

Spot Cooler Evaporativi

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Anche nei reparti industriali dotati di sistemi di ventilazione le condizioni possono essere disagevoli con limitata comunicazione con l’ambiente ventilato.

www.impianticlima.com - redazione@impianticlima.com 4

Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

Microcogenerazione domestica

26 E’ stimolante la possibilità di sostituire le tradizionali caldaie domestiche, con sistemi micro-cogenerativi dotati delle medesime caratteristiche di sicurezza, semplicità d’uso e di installazione, con in più la possibilità di autoprodurre energia elettrica.

UTA o Autonomi Roof Top

30 Due tecnologie che hanno trovato interessanti punti di contatto e si sono reciprocamente perfezionate per affrontare con la dovuta specializzazione impieghi di benessere e di processo, nel civile e nell'industria

L’importanza dei diagrammi

34 Ogni giorno, per lavoro, aggiornamento o cultura personale, dobbiamo assimilare una mole ragguardevole di informazioni, non sempre disponibili nella forma più efficace.

Diagrammi e tabelle possono rendere molto più facile la comprensione dei concetti.

Rubriche 6. I Numeri

38. Prodotti e Sistemi

8. Monitor

37. Il Bibliofilo

16. GlobeTrotter

40. Il minimalista

36. Linea Calda www.impianticlima.com - redazione@impianticlima.com Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

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I numeri

147 째C il differenziale di temperatura negli ultimi 90 anni tra i due massimi e minimi della Terra: +57,8 째C

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Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

TEMPERATURE ESTREME Sono più che eloquenti i valori di temperatura che seguono per alcune località della Terra, che rappresentano gli estremi, positivi e negativi, dagli inizi del Novecento, da quando risultano registrazioni attendibili.

Eloquenti non meno che stupefacenti, perché rivelano una differenza di temperatura di ben 147 °C, tra i due punti in cui negli ultimi 90 anni si sono verificati i due estremi massimi e minimi del pianeta: Azizya, in Libia, e la Stazione Vostok, in Antartide, con +57,8 °C e -89,2 °C, rispettivamente.

Valori che fanno riflettere sulla capacità di tante forme di vita nell’essersi riuscite ad adattare a condizioni estreme attraverso ammirevoli e forse irripetibili speciazioni e diversificazioni biologiche.

-89,2 °C, -68,0 °C,

Antartide, Stazione Vostok, 1983 Asia, Russia, Verkhoyansk, Rep. Sakha, 1933

-66,1 °C,

Nord America, Groenlandia, North Ice, 1954

+57,8 °C, Azizya, Libia, 1922 +56,7 °C, Nord

America, USA, Death Valley, CA, 1913

+53,9 °C, Israele, Tirat Tsvi, 1942 27,2 °C, in 15 min.

(Azizya, Libia) e – 89,2 °C (Stazione Vostok, Antartide)

Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

caduta più rapida di temperatura mai registrata, USA, Rapid City, SD, 1911 7

MONITOR CLIMA NEI MUSEI

Benessere fisiologico o conservazione delle opere?

ImpIantI clIma nel socIal

RappoRto annUale eFFIcIenZa eneRGetIca SCARICA IL DOCUMENTO CLICCANDO SULLA COPERTINA

FIltRI dell'aRIa a pRova dI vIRUs InFlUenZalI

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L’Enea, ha presentato il primo “Rapporto Annuale sull’Efficienza Energetica”, realizzato dall’Unità Tecnica per l’Efficienza Energetica dell’ENEA, con lo scopo di fornire il quadro sullo stato e gli sviluppi dell’efficienza energetica in Italia e sull’impatto delle politiche e misure per il miglioramento dell’efficienza negli usi finali. Nel Rapporto vengono analizzati e valutati gli strumenti normativi ed gli incentivi attivati o in vigore in Italia dal 2007 a fine 2010. www.enea.it

Gli scienziati dell'American Chemical Society, hanno sviluppato un nuovo materiale da utilizzare nelle fibre delle maschere e dei filtri dell'aria condizionata, e per la loro pulizia. Questo materiale, secondo lo studio pubblicato sulla rivista dell'ACS "Biomacromolecules", sarebbe in grado di catturare i virus influenzali prima che questi entrino a contatto con occhi, naso e bocca delle persone e quindi, in grado di bloccare sul nascere le infezioni.

In un anno mediamente, l'influenza causa quasi 300.000 decessi e fa ammalare milioni di persone in tutto il mondo.

L'emergere continuo di nuovi

ceppi virali ha portato ad un urgente bisogno di nuove metodologie per combattere questo moderno flagello.

Utilizzando una sostanza chiamata Chitosano, ottenuta dall'esoscheletro dei crostacei, combinata con altre sostanze, gli scienziati hanno studiato la reazione.

La sostanza fissata sulle fibre delle maschere e dei filtri aria è risultata molto efficace nell'adsorbire i diversi virus influenzali.

Il materiale potrebbe diventare un importante aggiunta alle vaccinazioni e ai farmaci anti-influenzali. www.acs.org Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

MINIMIzzARE gLI EffETTI dEI TERREMoTI

Non siamo ancora in grado di prevedere i terremoti, ma presto attraverso la tecnologia si potranno almeno minimizzarne gli effetti e gestire con rapidità ed efficienza le conseguenze sugli edifici. È quanto emerge da un nuovo progetto di ricerca del Laboratorio Prove Materiali e Strutture dell’Università di Trento. Il gruppo di ricerca ha lavorato allo sviluppo di sensori wireless miniaturizzati specifici per costruzioni in cemento armato che sa rilevare e utilizzare in tempo reale le informazioni raccolte dai sensori sullo stato di agibilità di un edificio in seguito ad un terremoto, aiutando così a prendere decisioni a volte cruciali. Il sensore è all’apparenza una semplice barretta di silicone, lunga pochi centimetri che viene immersa nelle colonne di calcestruzzo durante la costruzione dell’edificio. Ma il cervello di questa barretta è come un mondo elettronico miniaturizzato che contiene un sensore di deformazione, un convertitore, un piccolo computer e un sistema di trasmissione wireless. www.unitn.it

SYSTEMAIR ACQUISISCE AIRWELL BARLASSINA Systemair ha accettato di acquisire la fabbrica Airwell di Barlassina, parte del gruppo Airwell. Airwell Barlassina, produce chiller per il raffreddamento e comfort.

La gamma di prodotti comprende refrigeratori da 20 a 1200 kW. Negli ultimi anni vi è stato ampio sviluppo dei prodotti, e la maggior parte di essi sono cert i f i c a t i Eurovent.

La fabbrica ha 155 dipendenti e Systemair assumerà anche i componenti del reparto vendite per la climatizzazione commerciale in Italia.

L'impianto ha una delle più moderne strutture R & d in Europa per sviluppo e prove di refrigeratori, uno showroom e un centro di formazione. www.systemair.com

WORDBOCK

APPUNTAMENTI

GEA Bock ha recentemente rilasciato Wordbock, uno strumento online che traduce i termini tecnici di refrigerazione e condizionamento in cinque lingue. Al momento, tedesco, inglese, francese, spagnolo e russo. Progettato specificamente per tradurre termini inerenti il settore dell’HAVC. www.bock.de/en/wordbock_01.html

semplIFIcaZIonI peR la mIcRocoGeneRaZIone ad alto RendImento E’ entrato in vigore dal 1° di Febbraio il Decreto del Ministero dell'Economia e Finanze 27/10/2011 pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale n. 14 del 18/01/2012 recante le norme di semplificazione per gli impianti di microgenerazione ad alto rendimento.

Il decreto si applica alle officine

elettriche azionate con gas naturale, gasolio, o G.P.L., dotate di impianto di microgenerazione ad alto rendimento con potenza elettrica complessiva fino a 50 kW. Il decreto definisce inoltre gli adempimenti burocratici. www.gazzetta.it

Impianti Clima - Fennraio 2012 - N. 2

07 -10 Febbraio 2012 interclima+elec Parigi - Francia

daIkIn lascIa l’aIcaRR Daikin Italy comunica la decisione di lasciare l'associazione Aicarr (Associazione Italiana Condizionamento dell'Aria Riscaldamento e refrigerazione), dopo oltre dieci anni di collaborazione. La decisione ha effetto dall'1 gennaio 2012. Tuttavia, Daikin continuerà a seguire con interesse le attività dell'associazione, che è sempre stata un punto di riferimento per l'azienda.

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modalItà dI acceRtamento attestatI ceRtIFIcaZIone eneRGetIca ReGIone lombaRdIa Con deliberazione n.°IX/2554, in data 24/11/2011 la Regione Lombardia ha emanato i criteri per effettuare gli accertamenti in materia di certificazione energetica. Il decreto dirigente unità organizzativa n. 33/2012 approvato il 09/01/2012, (pubblicato sul Bollettino Ufficiale Serie ordinaria n.3 del 18 gennaio 2012, pag. 53) chiarisce la procedura operativa di dettaglio contenente l’insieme dei parametri oggetto di accertamento.

La selezione degli Attestati di Certificazione Energetica da sottoporre ad accertamento verrà effettuata tramite estrazione casuale degli ACE registrati nel Catasto Energetico regionale degli edifici negli ultimi 4 anni, secondo una probabilità di selezione proporzionale al rischio di non conformità, che tiene conto dei seguenti fattori:

Un regolo dei refrigeranti per Smartphone

a) numero elevato di ACE redatti dal Soggetto certificatore; b) valori anomali dell’indice di prestazione energetica per il riscaldamento o la climatizzazione invernale (nel Sandro Bonomi seguito EPH); c) EPH lievemente inferiore al minimo previsto per la classe energetica immediatamente inferiore a quella di appartenenza; d) prestazione energetica particolarmente performante dell’edificio; Per scaricare il decreto n. 33/2012 pubblicato sul Bollettino Ufficiale della Regione Lombardia Serie n. 3 del 18 gennaio 2012 cliccate qui oppure potete consultarlo nela sezione del sito della Regione Lombardia www.consultazioniburl.servizirl.it

Danfoss introduce tra le applicazioni per Smartphone il regolo per refrigeranti, un tool estremamente utile e molto ricercato dagli addetti al settore. L’applicazione dà in tempo reale la conversione pressione-temperatura, sono inclusi 48 refrigeranti, anche i nuovi R744, R290 e R32. E’ disponibile gratuitamente per IPhone e Andriod. www.danfoss.com

AGEVOLAZIONI FISCALI PER IL RISPARMIO ENERGETICO Scarica la Guida aggiornata dell’Agenzia delle Entrate

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L’Agenzia delle Entrate ha aggiornato a dicembre 2011 la guida “Le agevolazioni fiscali per il risparmio energetico“, elencando i tipi di intervento per i quali sono previste le detrazioni e specificando i documenti e le procedure d seguire. Si tratta di riduzioni concesse per interventi che aumentino il livello di efficienza energetica degli edifici esistenti e che riguardano, in particolare, le spese sostenute per: - Interventi di riqualificazione energetica di edifici esistenti - Interventi sugli involucri degli edifici - Installazione di pannelli solari - Interventi di sostituzione di impianti di climatizzazione invernale Impianti Clima - Gennaio 2012 - N. 1

ceRtIFIcaZIone ImpRese approvato in via definitiva dal consiglio dei ministri, il decreto presidenziale di attuazione del Regolamento ce 842/06. tale decreto, in conformità a quanto previsto dal Regolamento ce 303/2008, stabilisce, i “requisiti minimi della certificazione delle imprese e del personale per quanto concerne le apparecchiature fisse di refrigerazione, condizionamento d’aria e pompe di calore contenenti taluni gas fluorurati ad effetto serra, nonché le condizioni per il riconoscimento reciproco dei certificati rilasciati in conformità di tali requisiti”. e' prevista l'istituzione di un Registro la cui gestione verrà affidata alle camere di commercio al quale si dovranno iscrivere le persone che svolgono attività su apparecchiature fisse di refrigerazione, condizionamento d’aria, pompe di calore ed antincendio che contengono almeno 3 kg (o 6 kg se ermeticamente sigillati) di gas fluorurati ad effetto serra. la certificazione durerà 10 anni e sarà rinnovata dall'organismo di certificazione su domanda dell'interessato. Il testo del Regolamento ce 303/2008 è scaricabile direttamente dal sito del ministero dell'ambiente: www.minambiente.it

APPUNTAMENTI

22 - 26 Febbraio 2012 Progetto Fuoco Verona - Italia

ERRATA Nell’articolo “Un Museo Vivente” sul numero scorso della Rivista, per un errore in fase di esame delle bozze, sono subentrati dei valori di potenza frigorifera e termica palesemente non corrispondenti a quelli reali dell’opera.

Ce ne scusiamo con i lettori.

Compressori a confronto Tipologie e campi di funzionamento

Massimo Vizzotto massimo.vizzotto@impianticlima.com

I compressori applicati nelle apparecchiature per la refrigerazione dei liquidi e al condizionamento dell’aria devono “fare i conti” con differenti tipologie di refrigeranti, situazione generatasi dai veti che si sono susseguiti all’impiego delle sostanze clorate, prima, e dei cosiddetti “gas serra”, in questi ultimi tempi. Così, i costruttori devono valutare capacità termiche e rendimenti energetici sui medesimi compressori che possono dover funzionare con fluidi frigorigeni differenti.

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Impianti Clima - Febbraio 2012 - N.2

1. prinCipio

di funzionamento di un Compressore rotativo ermetiCo a

doppio stadio adatto per la Compressione iperCritiCa di

Co2 (r744).

(sanyo)

I

l limite dei compressori alternativi, che hanno dominato letteralmente per tutto il secolo scorso, è stato quello dell’efficienza, superata poi dai compressori rotativi: a palette, a vite e centrifughi. L’evoluzione straordinaria di questi compressori, tuttavia, non ha ridotto l’utilizzo dei compressori alternativi i quali, sia per la realizzazione di piccoli sistemi di refrigerazione, sia negli usi specifici industriali, coprono ancora una quota di mercato dominante.

Per quanto riguarda i compressori rotativi, si aggiungono in modo preponderante quelli orbitali (scroll) che dominano ormai il settore delle apparecchiature di condizionamento e delle unità di refrigerazione di piccola e media capacità. Spesso, sulle macchine frigorifere, sono installati gruppi di due o tre compressori scroll collegati in parallelo così da poter consentire la riduzione del carico frigorifero mediante l’arresto progressivo di ciascuno di essi, con particolari vantaggi sull’efficienza energetica media del sistema.

Tipologie di compressori Allo stato attuale, riguardo alla refrigerazione e al condizionamento dell’aria, possiamo annoverare queste tipologie principali di compressori: a) alternativi, per utilizzi di tipo industriale e per compressione di anidride carbonica; b) rotativi a palette e scroll, per applicazioni su unità

2. sezione di un Compressore sCroll orizzontale (hitaChi)

Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

split system mono o multi, condizionatori autonomi o per Data Center, per sistemi più complessi a flusso di refrigerante variabile VRV/VRF e su refrigeratori di liquidi multi scroll; c) rotativi a doppia o singola vite con valvole stellari controrotanti, utilizzati per gruppi refrigeratori di media e alta capacità; d) rotativi centrifughi a doppio stadio con albero motore/giranti a levitazione magnetica, per gruppi refrigeratori di liquido di piccola e media capacità; e) rotativi centrifughi con trasmissione motore/girante a ingranaggi e, oggi, anche in versione in linea a levitazione magnetica, per realizzare unità di refrigerazione di altissima capacità ed efficienza.

E’ opportuno aggiungere che sulle macchine previste per uso dell’ammoniaca l’impiego di compressori di tipo aperto (generalmente alternativi o a vite), costituisce una condizione d’obbligo, data l’aggressività dell’ammoniaca nei confronti del rame.

Il motore perciò risulta esterno al compressore e raffreddato ad aria.Tutti i compressori elencati sono di tipo volumetrico, eccetto quelli centrifughi che comprimono il refrigerante dinamicamente e, di conseguenza, determinano la loro efficacia mediante la conversione dell'energia cinetica in energia di pressione.

Per questo, essi trattano rilevanti volumi di fluido refrigerante, ma con bassi rapporti di compressione, salvo

3. Compressore rotativo per piCCole unità di Condizionamento. (teCumseh)

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4. vista in sezione di un Compressore a doppia vite di tipo aperto.

che, sull’albero di rotazione, non siano applicate due o più giranti centrifughe in serie, fino a raggiungere la pressione desiderata.

Controlli della capacità frigorifera I compressori semiermetici e quelli aperti sono dotati di dispositivi di parzializzazione della potenza frigorifera di tipo meccanico. Nel caso dei compressori alternativi questa riduzione è generalmente ottenuta diminuendo il numero dei cilindri attivi.

I compressori a vite utilizzano dispositivi a scorrimento che consentono di ridurre il volume di compressione secondo stadi precisi o progressivamente.

Infine, i compressori centrifughi modificano l’angolazione della serranda radiale sull’aspirazione del refrigerante per ridurre l’energia cinetica del refrigerante in ingresso. Alcuni compressori rotativi di tipo ermetico sono realizzati con doppio stadio di compressione in modo da poter dimezzare, all’occorrenza, la potenza frigorifera resa.

Tuttavia, quasi tutti i compressori rotativi sono ormai idonei al funzionamento a velocità variabile.

L’applicazione di inverter sui motocompressori rotativi ha determinato nell’ultimo ventennio una vera e propria rivoluzione nelle macchine di condizionamento e di refrigerazione. La velocità variabile sui motocompressori offre importanti vantaggi: 1. la possibilità di fornire maggiore capacità rispetto a

quella nominale. Infatti, la maggior parte dei compressori sono progettati per funzionare a 60Hz, mentre nei paesi con energia elettrica a 50Hz essi sono penalizzati.

L’incremento di velocità attuabile attraverso l’inverter, permette di rivalutarne la capacità frigorifera e, in molti casi, di consentirne regimi di funzionamento, seppur provvisori, idonei a superare richieste critiche; 2. la possibilità di seguire la domanda di condizionamento o riscaldamento dell’impianto in maniera puntuale, migliorando l’efficienza energetica con fattori di potenza dei motori elettrici sempre ai massimi livelli; 3. il miglioramento del confort ambientale nel caso di condizionamento dell’aria o il mantenimento della precisa temperatura dei fluidi nei casi di applicazioni industriali, evitando le pendolazioni che spesso sono legate alla necessità di azionamenti on/off sui compressori a velocità costante e, in parte, anche su quelli con sistemi di regolazione a gradini.

Ciò premesso, e considerando che ogni tipo di compressore o gruppo di compressori, debba essere applicato in contesti dove possa essere gestito nel modo energeticamente più conveniente, è interessante indagare come i costruttori di condizionatori e di gruppi frigoriferi abbiano affrontato questo rapporto.

Caratteristiche e prestazioni Di fatto, partendo dai compressori rotativi a palette a singolo o a doppio stadio di minor capacità, ne vediamo la loro applicazione soprattutto nei piccoli condizionatori domestici e nei climatizzatori fissi monosplit e multisplit. Si tratta di un mercato enorme, dove i compressori, con capacità compresa tra 2 e 7 kW, sono spesso azionati da inverter.

Le versioni multisplit sono disponibili per fornire capacità frigorifere fino a 10 kW. I compressori scroll con inverter sono utilizzati nei sistemi a flusso di refrigerante variabile in moduli paralleli, in grado di fornire fino a 150 kW per ciascun impianto. Gli stessi compressori sono frequentemente applicati sui gruppi refrigeratori d’acqua con capacità fino oltre 500 kW. Per potenze superiori è preferito l’impiego dei compressori a vite, con i quali sono realizzate unità monocompressore con potenze da circa 100 kW e apparecchiature con quattro compressori, in grado di fornire fino a 2000 kW. Sempre nel settore del condizionamento dell’aria, i compressori centrifughi si dividono oggi in due grandi e ben distinte tipologie: - i compressori centrifughi Turbocor (Danfoss), che possono essere impiegati, sia su apparecchiature condensate ad aria e, quindi, con capacità frigorifere comprese tra 200 kW con un compressore e 1500 kW con quattro compressori, sia su apparecchiature condensate ad acqua con capacità comprese tra 250 kW con un compressore e 2800 kW con sei compressori; - i compressori centrifughi tradizionali con trasmissione a ingranaggi a velocità fissa o variabile mediante inver5. Compressore Centrifugo a doppio stadio (Con due giranti in serie) del tipo a levitazione magnetiCa Con regolazione della veloCità del motore mediante inverter

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(turboCor / danfoss)

Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

Tabella 1 CARAtteRistiChe

CostRuttive e AppliCAtive dei pRinCipAli tipi di CompRessoRi

Capacità Refrigerante unitaria kW

tipo di compressore

versioni

alternativo

ermetico semiermetico aperto

0,1 / 30 30 / 250 250 / 500

ermetico

0,75 / 3

Rotativo

scroll

ermetico

3,5 / 90

a viti

semiermetico aperto

80 / 8000

monovite

semiermetico aperto

100 / 500

centrifugo

semiermetico aperto

300 / 6000 300 / 30000

centrifugo a levitazione magnetica

semiermetico

250 / 2500

Chiller kW

Applicazioni

hfc134a hfc404a hfc407a hfc407c R717 R744 hfc407c hfc410a R744 hfc407c hfc410a

7,5 / 1500

hfc407c hfc134a R717 hfc134a hfc410a

170 / 1800

R717 hcfc123 hfc134a hfc134a

300 / 30000

RefRigeRatoRi peR aRia condizionata di gRande capacità peR ambienti commeRciali e industRiali.

250 / 4000

RefRigeRatoRi peR aRia condizionata di media e gRande capacità peR ambienti commeRciali e industRiali.

RefRigeRatoRi

industRiali e

commeRciali. fRigoRifeRi domestici. industRia della

RefRigeRazione a bassa tempeRatuRa

0,75 / 3

piccoli RefRigeRatoRi / condizionatoRi poRtatili / split system

4 / 500

170 / 2000

RefRigeRatoRi

peR aRia condizionata di piccola e media gRandezza, ambienti commeRciali, industRiali e Residenziali. sistemi di condizionamento VRV/VRf

RefRigeRatoRi peR aRia condizionata di media e gRande capacità. RefRigeRazione industRiale.

RefRigeRatoRi

peR chilleR di media e gRande capacità peR ambienti commeRciali e industRiali.

ter, oppure a levitazione magnetica a velocità variabile, generalmente applicati su apparecchiature di refrigerazione condensate ad acqua con capacità frigorifere da circa 400 kW fino a oltre 12.000 kW per unità.

Conclusione Si stima che la produzione mondiale di compressori superi i 200 milioni di unità l’anno e che, di questa produzione, oltre il 90% sia assorbita da piccoli compressori alternativi e rotativi per realizzare unità di refrigerazione e di condizionatori a uso domestico. E’ numericamente molto minore la produzione di tutti gli altri modelli: circa 14 milioni di scroll e, infine, poche centinaia di migliaia di compressori a vite e meno di 10.000 compressori centrifughi. W 6. vendita dei Compressori sul merCato mondiale ripartiti seCondo le tipologie. i Compressori a pistoni e rotativi sono numeriCamente di gran lunga superiori a tutti gli altri per la loro appliCazione su elettrodomestiCi.

Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

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GLOBE TROTTER

di CRISTIANO VERGANI

INvestIre Nella professIoNe

N

el lontano 1966, uscì nella collana Urania il romanzo di fantascienza “La Luna è una severa maestra”, dello scrittore statunitense Robert H. Heinlein. Il romanzo è ambientato in una colonia lunare, i cui abitanti, date le condizioni estreme, sono sottoposti ad una ferrea legge che li costringe a pagare per ogni cosa, anche per l’aria che respirano. Questa legge è riassunta in un detto, non esistono pasti gratis, una frase che ha avuto in seguito molta fortuna nel dibattito economico, per sottolineare che esiste sempre un prezzo da pagare, direttamente o meno, per ottenere qualsiasi cosa. Sarà che il nostro Paese va sempre più assomigliando a quella colonia lunare ma, di recente, riflettendo sui costi da affrontare per rimanere professionalmente al passo con i tempi, mi è tornata in mente quella frase. Per qualche tempo, Internet ci ha illuso di poter trovare in Rete, completamente gratis, tutto quello che ci può servire per tenerci aggiornati sulle continue evoluzioni del settore. Niente di più errato: tanto per fare un esempio, le norme tecniche si continuano a pagare fior di quattrini (anche se sono state edite grazie al lavoro gratuito di esperti volontari e pubblicate da Enti finanziati dall’industria e dalle nostre tasse). Certamente esiste on-line una grande disponibilità di informazioni preziose ma, purtroppo, frammiste a una grande quantità di approssimazioni, sbagli grossolani, esagerazioni pubblicitarie: per “distillare” i

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contenuti validi dal rumore di fondo ci vuole molta accortezza e molto tempo a disposizione (come se le ore passate a rovistare nella Rete non ci costassero nulla). Alla fine, conviene partecipare ai corsi di aggiornamento tenuti dagli ordini professionali o dalle associazioni di categoria, non sempre a buon mercato (a volte però si ha diritto a dei voucher di rimborso, se si è lavoratori dipendenti) ma in cambio si ricevono dispense aggiornate, attestati vari e, a chi possono servire, dei crediti formativi o qualche punteggio. Non dimentichiamo poi che un mezzo di aggiornamento prezioso, che non costa nulla e che è un vero piacere sfogliare (almeno spero!) si trova proprio davanti a voi in questo momento. Non proprio un pasto gratis, ma almeno un gustoso tramezzino si può rimediare …

Restare al passo con l’evoluzione delle tecnologie e della normativa significa dovere affrontare dei costi; ovvero, non esistono pasti gratis

Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

MCE_adv_Biocasa_12_12_2011.pdf

C

M

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CY

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12-12-2011

17:04:37

Sistemi VRF/VRV L’evoluzione più recente

Massimo Vizzotto massimo.vizzotto@impianticlima.com

Svariate innovazioni sono state realizzate negli ultimi anni per rendere i sistemi VRF/VRV più flessibili e meglio rispondenti alle caratteristiche del mercato europeo, in particolare sotto l’aspetto del riscaldamento idronico, della produzione di acqua calda sanitaria e del trattamento dell’aria.

Ne hanno altresì guadagnato in efficienza energetica e in livelli di sofisticazione.

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Impianti Clima - Febbraio 2012 - N.2

1. Lo schema raffigura un sistema di cLimatizzazione a fLusso variabiLe attraverso un’unità esterna che aLimenta un’unità di distribuzione deL refrigerante r-410a destinata a numerose unità interne di condizionamento e aLL’evaporatore deLL’unità di compressione a r-134a in cascata per La produzione di acqua caLda. (mitsubishi eLectric)

L

a maggior parte dei costruttori di impianti a portata di refrigerante variabile realizza sia sistemi in grado di raffrescare gli ambienti, sia, nelle versioni a pompa di calore, in grado di riscaldarli alternativamente, o, ancora, sistemi più complessi per raffrescare e riscaldare le varie zone dell’edificio, contemporaneamente, come per gli equivalenti impianti idronici a quattro tubi.

In questo senso, è possibile ottenere risparmi di energia ancora maggiori, poiché il refrigerante, attraverso una rete di distribuzione di recupero del calore, può essere trasferito dalle unità terminali di riscaldamento a quelle di raffreddamento senza richiedere processi di compressione intermedi.

Questo tipo di impianto può essere realizzato con un sistema a tre tubi: uno per il gas caldo (riscaldamento), uno per il refrigerante liquido (raffreddamento) e uno di ritorno; oppure, in modo semplificato, con un sistema a due tubi che utilizza uno specifico separatore liquido/gas il quale permette alle unità esterne di produrre una miscela di gas caldo per il riscaldamento e di liquido per il raffreddamento attraverso lo stesso tubo: il separatore distribuisce alle diverse unità esterne la fase corretta (liquido o gas) in base alle necessità individuali di riscaldamento o raffreddamento.

I sistemi a espansione diretta consentono di raffrescare gli ambienti prevalentemente per il loro carico sensibile; è, quindi, necessario dotarli di unità ventilanti parallele munite di recuperatori di calore per il trattamento dell’aria di rinnovo. Quando i volumi di aria esterna sono tali da superare le prestazioni delle piccole unità ventilanti di recupero commerciali, è necessario installare unità di trattamento dell’aria, munite, sì, di recuperi di calore, ma anche di batterie di raffreddamento / deumidificazione. Poiché sarebbe sempre opportuno evitare l’impiego di resistenze elettriche per il riscaldamento dell’aria primaria, ecco che la tecnologia degli impianti a flusso di refrigerante variabile offre sistemi di produzione dell’acqua calda paralleli o in serie ai circuiti di climaImpianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

tizzazione. L’acqua calda così prodotta consente di riscaldare l’aria esterna che dovrà essere immessa negli ambienti nelle percentuali necessarie. La semplice prestazione di condensazione del refrigerante R-410A permette di riscaldare l’acqua a temperature piuttosto modeste: in genere di poco superiori a 40 °C. Per ottenere temperature dell’acqua calda più alte è necessario utilizzare sistemi differenti che, di seguito, andiamo ad analizzare.

Sistemi di riscaldamento in cascata Gli impianti a flusso di refrigerante variabile con unità di compressione in cascata permettono di raffreddare gli ambienti e, contemporaneamente, di riscaldare l’acqua a 70 °C con punte fino a 90 °C. Il principio si basa su un primo stadio di compressione, in genere di refrigerante R-410A a flusso variabile, in grado di alimentare un certo numero di unità di condizionamento terminali e, contemporaneamente, l’evaporatore di un’unità di compressione, generalmente a R134a, in grado di riscaldare l’acqua ad alta temperatura.

Questa soluzione consente di ottenere acqua a temperature sufficientemente alte da soddisfare diversi tipi di utilizzi: riscaldamento di pannelli radianti a pavimento, riscaldamento di radiatori e produzione di acqua calda per uso sanitario. Nelle condizioni di funzionamento ideali, cioè quando sono richieste contemporaneamente prestazioni di raffreddamento degli ambienti e riscaldamento dell’acqua, il sistema può raggiungere valori di COP prossimi a cinque.

Sistemi misti a compressione e con motore a gas Il mercato offre soluzioni differenti per impianti a portata di refrigerante variabile, come quelli di climatizzazione dell'aria alimentati a gas con motore a ciclo Miller (combustione interna) che modifica la sua velocità per rispondere alle variazioni del carico termico dell’edificio, proprio come nel caso di un condizionatore inverter

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2. La capacità frigorifera o termica può essere erogata in modi differenti. qui si vede come iL carico termico possa essere meticoLosamente seguito mediante L’impiego di un’unità esterna equipaggiata con tre compressori di tagLia differente. (fujitsu airstage).

di tipo elettrico. Pure questi sistemi utilizzano generalmente il refrigerante R-410A. Il sistema di raffreddamento/riscaldamento è munito di un efficace recupero del calore di scarto: la fonte di calore non è solamente quella ottenibile dalla condensazione del gas refrigerante compresso, bensì anche quella di scarto derivante dalla combustione che viene recuperata e riutilizzata. L’impiego del calore di scarto del motore permette al sistema di non ricorrere al ciclo di sbrinamento, garantendo quindi prestazioni al 100% in fase di riscaldamento anche in caso di rigide condizioni climatiche con temperature esterne fino a -20 °C. Durante la fase di raffreddamento, il calore respinto dal motore può essere utilizzato in un sistema per la produzione di acqua calda sanitaria fino a 65 °C. I sistemi di condizionamento VRF/VRV a gas naturale o GPL, grazie all’autoproduzione di energia elettrica, necessitano di un normale allacciamento alla rete elettrica monofase.

I compressori frigoriferi

Fujitsu

Mitsubishi Electric

Le unità esterne possono essere equipaggiate con più compressori collegati in parallelo, ma azionati in cascata secondo il carico richiesto dall’edificio. Questo sistema impiantistico permette di ottenere un ragionevole adattamento ai carichi richiesti con un discreto risparmio energetico al ridursi del carico. Tuttavia, rispetto ai com-

pressori rotativi tradizionali, quelli con l’inverter sono in grado di permettere una più puntuale regolazione climatica, oltre a ridurre in modo rilevante la corrente assorbita durante gli spunti di funzionamento.

I sistemi VRF/VRV a inverter possono aumentare o abbassare in pochi istanti la temperatura del locale, variando la velocità di rotazione del compressore.

Quando è raggiunta la temperatura desiderata, l’inverter diminuisce gradualmente la velocità di rotazione, mantenendo un preciso controllo della temperatura ambiente con il massimo risparmio energetico.

Alcuni compressori inverter sono muniti di dispositivi di controllo con modulazione degli impulsi in ampiezza, funzione che assicura velocemente la potenza necessaria a raggiungere la temperatura impostata e con modulazione degli impulsi in larghezza, funzione che interviene dopo la precedente e mantiene la temperatura impostata facendo funzionare il compressore alla minima velocità possibile in maniera costante.

Alcune unità esterne dei sistemi a flusso variabile sono dotate di tre compressori rotativi ciascuno dei quali è comandato da un controllo inverter che ne regola la velocità in modo indipendente rispetto agli altri, con il risultato di erogare in ogni istante solo la potenza strettamente necessaria, riducendo significativamente il consumo energetico con elevati rendimenti.

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Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

3. sistema di impianto vrv con unità esterne ad acqua. suLLa copertura deLL’edificio è instaLLata una torre di raffreddamento evaporativa che aLimenta Le unità esterne compressorizzate ai diversi piani. i sistemi vrv ad acqua sono sempre più frequentemente adottati, soprattutto disponendo di acqua di faLda, piuttosto che di sonde geotermiche; queste soLuzioni d’impianto permettono di gestire, sia iL raffrescamento, sia iL riscaLdamento degLi edifici con coefficienti di prestazioni moLto più vantaggiosi rispetto ai sistemi ad aria.

Il sistema punta al miglioramento dell’efficienza durante le fasi di funzionamento a carico parziale della macchina che, come noto, incide notevolmente sul consumo energetico dei sistemi di climatizzazione. Infatti, le naturali destinazioni d’uso di questi impianti sono alberghi, uffici e abitazioni di lusso che presentano una molteplicità di locali e una variabilità dei carichi in ciascun locale, nell’arco dell’intera giornata.

L’efficienza dei sistemi VRF/VRV La soluzione inverter consente ai sistemi a flusso variabile funzionanti a metà carico di ottenere rapporti di efficienza, COP invernali e EER estivi, anche del 30% superiori a quelli nominali di funzionamento a pieno carico. La produzione di acqua calda determina differenti rapporti energetici secondo la sua temperatura di mandata verso l’impianto: con acqua in mandata a 35 °C, idonea per l’utilizzo in sistemi di riscaldamento a pannelli radianti, è possibile ottenere coefficienti di prestazione nominali superiori a 4; con acqua in mandata a 45 °C, utile per la gestione normale di un sistema di produzione sanitaria o per l’alimentazione di unità terminali idroniche fan coil, il coefficiente di prestazione nominale è prossimo a 3,5; mentre, nel caso di produzione di acqua calda a 70 °C, il coefficiente di prestazione scende sotto il valore di COP 2.

(daikin)

possibile eseguirne la manutenzione parziale senza mai dover arrestare l’intero impianto.

I programmi per PC, collegati con la normale porta USB alle linee di distribuzione del controllo generale, permettono di rilevare qualsiasi remota e singola anomalia di funzionamento nell’intero impianto.

Elevata è la capacità di adattamento dell’impianto alle esigenze climatiche e di temperatura delle singole zone dell’edificio, garantita da complessi e precisi sistemi di controllo locali e grazie alla versatilità del sistema di regolazione della capacità termica delle unità esterne.

Nel caso di impianti con recupero del calore, è possibile riscaldare e raffrescare locali con differenti contemporanee esigenze climatiche.

I sistemi di controllo prevedono di temporizzare l’impianto per ottenere un funzionamento notturno più silenzioso, sia riguardo alle unità esterne e al loro impatto verso gli edifici circostanti, sia per quelle poste nei singoli locali a difesa del comfort ambientale. W

Limiti e pregi impiantistici Secondo le tipologie di impianto, è possibile collegare le unità di trattamento d’aria interne a quelle esterne con una lunghezza delle tubazioni molto estesa; pure il dislivello massimo tra le unità interne e quelle esterne, fattore critico per le installazioni in edifici a forte sviluppo verticale, può essere elevato. I sistemi VRV/VRF hanno raggiunto livelli di sofisticazione impiantistica elevati soprattutto recentemente, con la disponibilità di dispositivi di controllo che consentono l’arresto automatico dell’intero impianto in caso di qualsiasi situazione di emergenza come, ad esempio, per incendio. Inoltre, questi sistemi sono progettati e installati in modo che sia Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

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ECODAN - SISTEMI IDRONICI E DI CLIMATIZZAZIONE A POMPA DI CALORE

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on la nuova linea Ecodan - Renewable Heating Technology - Mitsubishi Electric si è confermato leader nel riscaldamento idronico sviluppando nuove tecnologie a pompa di calore aria-acqua e acqua-acqua e a recupero di energia ottenendo tre primati indiscutibili: - Riscaldamento con efficienza energetica di gran lunga superiore ai sistemi a combustione, perciò con drastiche riduzioni delle emissioni di CO2; - Sviluppo di un’ampia serie di modelli e sistemi idronici per ogni tipo di applicazione: residenziali autonome, centralizzate, terziario ed alberghiero, industriali e di processo; - Sviluppo di nuove unità idroniche a recupero di calore.

Le due linee del sistema Ecodan Il sistema Ecodan è articolato su due linee fondamentali di prodotti: per sistemi residenziali autonomi e per sistemi centralizzati, il terziario, l’industria e il processo.

Linea Ecodan per impianti residenziali autonomi split Hydrobox e Hydrotank, e monoblocco Packaged La linea Ecodan Split è costituita da una unità esterna a espansione diretta - Power Inverter o Zubadan – e da un modulo idronico - Hydrobox o Hydrotank - da installare all’interno per la produzione di acqua calda per riscaldamento o usi sanitari, comprensivo della centralina di controllo. La linea Ecodan Packaged è costituita invece da una

B A

unità esterna a pompa di calore aria-acqua reversibile e da una centralina di gestione e controllo.

Linea Ecodan VRF HWS & ATW per impianti residenziali centralizzati e il terziario, e sistema package HWHP Produzione di acqua calda sanitaria I moduli idronici HWS – Hot Water Supply – costituiscono degli efficienti recuperatori di energia termica negli impianti CITY MULTI serie R2. Essi recuperano il calore sottratto agli ambienti dalle unità di climatizzazione in regime estivo per produrre abbondanti quantità di acqua calda ad alta temperatura, fino a 70 °C, per usi sanitari. Il loro utilizzo ottimale è negli impianti centralizzati per edifici residenziali, alberghi, edifici plurifunzionali, ristoranti ecc.

Riscaldamento a pannelli radianti Il modulo idronico ATW – Air To Water – costituisce uno scambiatore di calore refrigerante-acqua da collegare a unità esterne VRF CITY MULTI a pompa di calore (serie Y) o per raffreddamento e riscaldamento simultanei a recupero di calore (serie R2). Il modulo ATW effettua la produzione di acqua calda/fredda a medie temperature, ideali per il riscaldamento a pannelli radianti. Il sistema ATW55 costituisce un sistema split per la produzione di acqua calda a media temperatura e, alternativamente, acqua refrigerata.

La massima temperatura dell’acqua calda di mandata è di 55 °C e la potenza di riscaldamento può raggiungere 25 kW. Grandi capacità e alte temperature Per applicazioni nell’industria, nei complessi residenziali e alberghieri la linea Ecodan comprende le pompe di calore Packaged HWHP (Hot Water Heat Pump) ad alta temperatura, fino a 70 °C, e ad alta efficienza, con COP maggiore di 4, in grado di funzionare con temperature esterne fino a 20 °C. La massima capacità di riscaldamento nominale è 45 kW, ma in modalità operativa speciale può superare i 70 kW.

* Davide Cremonesi - Product manager air conditioning product division ** Gabriele Borin - Product manager air conditioning systems division 2. scHema di principio deL sistema HWs a recupero di caLore per produzione di acqua caLda fino a 70 °c.

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impianti clima - Febbraio 2012 - n.2

impianti clima per mitsubishi electric

Davide Cremonesi * Gabriele Borin **

1. Le unità Hydrobox (a) e Hydrotank (b) con serbatoio d’accumuLo da 200 Litri deLLa Linea ecodan spLit.

Raffrescamento evaporativo Avanzano gli spot cooler Antonio Briganti antonio.briganti@impianticlima.com

Anche nei reparti industriali dotati di sistemi di ventilazione le condizioni possono essere disagevoli all’interno di cabine di veicoli e in altri spazi confinati con limitata comunicazione con l’ambiente ventilato. In questi casi gli spot cooler evaporativi possono produrre e distribuire aria a temperatura confortevole anche nei punti più difficili da raggiungere.

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egli ultimi anni gli spot cooler basati sul principio del raffrescamento evaporativo hanno trovato interessanti applicazioni grazie anche ai loro vantaggi di basso costo iniziale, minimo consumo di energia elettrica e d'acqua, oltre a non utilizzare refrigeranti HFC. Si tratta di doti che li stanno facendo apprezzare in applicazioni quasi impensabili fino a pochi anni fa.

Questi apparecchi funzionano sul principio del raffrescamento evaporativo diretto, o indiretto, secondo i modelli. Nei sistemi diretti l'acqua spruzzata da appositi ugelli evapora a diretto contatto con l'aria da raffrescare, sottraendo ad essa calore sensibile. In questo

Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

modo la temperatura a bulbo secco si riduce, aumenta l'umidità relativa, mentre rimane costante la temperatura a bulbo umido.

Il processo è adiabatico. Altre soluzioni prevedono la presenza di un pacco evaporativo sul quale è spruzzata l’acqua, che viene poi attraversato dall’aria da raffreddare. Il loro limite, per così dire, è costituito dalla temperatura a bulbo umido dell’aria esterna che, se maggiore di 21 °C può renderne non sempre sufficienti le prestazioni a scopi di benessere.

Al di là di ciò, essi sono adatti per una molteplicità di applicazioni, civili, industriali, zootecniche ecc.

I raffrescatori evaporativi indiretti, invece, non realiz-

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1. Schema elementare che illuStra il principio di funzionamento di un SiStema di raffreScamento evaporativo diretto.

zano il contatto diretto tra aria da raffrescare e acqua; tale contatto è demandato a un flusso d’aria secondaria che poi viene espulsa in atmosfera.

Costruzione e capacità di raffrescamento Sotto l’aspetto costruttivo, gli spot cooler per raffrescamento diretto sono degli apparecchi mobili, a sviluppo verticale, montati su ruote, costituiti sostanzialmente da un serbatoio per la riserva d’acqua, nella parte inferiore, un elettroventilatore nella gran parte dei casi elicoidale, degli ugelli e un pacco evaporativo, quando previsto, montati entrambi nella parte superiore.

Su di esso, per mezzo di una pompa, viene spruzzata l’acqua prelevata dal serbatoio.

L’aria mossa dal ventilatore attraversa il pacco e cede calore all’acqua distribuita su di esso producendone l’evaporazione; subisce per conseguenza una diminuzione della propria temperatura a bulbo secco. Si ottiene quindi un raffreddamento sensibile sufficiente in molti casi per temperare le condizioni in ambiente.

Secondo i modelli e le grandezze gli spot cooler possono essere canalizzati con dei brevi condotti circolari flessibili utilizzando delle cuffie di adattamento mon-

tate sulla mandata dei ventilatori. Così facendo essi possono distribuire l’aria raffrescata all’interno di spazi confinati senza essere vincolati a posizioni fisse, potendosi trasferire secondo le esigenze di lavorazione, la posizione delle macchine e dei veicoli sui quali intervenire ecc.

L’alimentazione elettrica è a tensione di rete e il consumo di energia è molto modesto, dovuto al motore del ventilatore e a quello della pompa. Sul mercato sono disponibili modelli con capacità di raffrescamento da 3 a 140 kW e portate d’aria, rispettivamente, da 1000 a 40.000 m3/h.

Gli spot cooler evaporativi sono utilizzati anche all’aperto per il raffrescamento di gazebi, spazi bar ecc. e in locali semichiusi, quali stalle e serre. Per queste seconde applicazioni si realizzano modelli fissi con alimentazione dell’acqua da acquedotto. Unità per installazione fissa, basate sempre sul raffrescamento evaporativo diretto e indiretto, sono pure realizzate per impieghi residenziali e nel terziario.

Condizioni per la tutela dei lavoratori Negli ambienti industriali spesso non è praticabile né economica la realizzazione di impianti di climatizzazione analoghi agli impieghi civili e di benessere. Gli studi degli igienisti industriali hanno portato a definire delle condizioni di tollerabilità da parte dell’organismo i cui limiti superano quelli normalmente adottati; alcuni valori di riferimento, portati come esempio, sono i seguenti: - Asimmetria della temperatura radiante: negli ambienti civili i limiti sono di 10 K e 5 K per le pareti fredde ed i soffitti caldi, rispettivamente. Negli ambienti industriali la asimmetria può raggiungere i 10 – 14 K. - Differenze di temperatura verticali e orizzontali: negli ambienti civili il limite è di 3 K. Negli ambienti industriali il gradiente verticale entro la zona occupata è di 4 K come massimo, mentre sul piano orizzontale esso può raggiungere 4 K per attività leggere, 5 K per attività di media intensità e 6 K per attività di elevata intensità - Velocità dell’aria: anch’essa può superare i limiti imposti per il settore civile. In realtà, come rivela la

2. applicazioni di unità mobili per raffreScamento evaporativo diretto con una canalizzazione fleSSibile per il raffreScamento di cabine

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(port a cool).

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3. impiego all’aperto di raffreScatori evaporativi per controllare la temperatura dell’aria in una zona bar (port a cool).

tabella, esiste una grande differenza tra le velocità dell’aria ammesse per le applicazioni nell’industria e in quelle nel civile; esse sono basate proprio sulla forma di raffreddamento localizzato, che prevede di circoscrivere il raffrescamento alla persona, mantenendo l’ambiente circostante in condizioni che possono discostarsi anche sensibilmente da quelle di neutralità termica.

I sistemi di raffrescamento evaporativo diretto sono apprezzati nelle industrie chimiche, nelle vetrerie e nelle piccole fonderie.

Quando la temperatura dell'aria a bulbo secco risulta inferiore a quella dell'epidermide, si produce un raffrescamento convettivo e in queste condizioni anche aria a 27 °C può alleviare le condizioni di lavoro, indipendentemente dalla sua umidità relativa. Lo spot cooling si dimostra apprezzato in ambienti con elevate temperature interne, indipendentemente dalle condizioni climatiche o caratteristiche geografiche della zona. W

4. in Serre, e altre applicazioni agro-zootecniche l’aria moSSa dal ventilatore incontra l’acqua nebulizzata Spruzzata da ugelli Sulla Sua circonferenza, evitando l’uSo di pacchi evaporativi intaSabili.

5. i raffreddatori evaporativi Sono realizzati anche per medie capacità di raffreddamento, per inStallazioni fiSSe Su capannoni artigianali, in queSti caSi arricchiti da Svariati diSpoSitivi per il trattamento dell’acqua, l’azione biocida verSo batteri (LegioneLLa) ecc. (braemar).

Tabella 1 VELOCITA’ DELL’ARIA IN AMBIENTI INDUSTRIALI Velocità dell’aria, m/s

Livello di attività

Spazio o postazione

Esposizione continua

Spazi condizionati

da 0,25 a 0,4

Stazioni di lavoro fisse, ventilazione generale o spot cooling

Postazioni a sedere Postazioni in piedi

da 0,4 a 0,6 da 0,5 a 1,0

Esposizione intermittente, spot cooling o stazioni di pausa

Carichi termici e livello di attività leggeri Carichi termici e livelli di attività moderati Carichi termici e livelli di attività intensi

da 5 a 10 da 10 a 15 da 15 a 20

(Fonte ASHRAE)

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Microcogenerazione domestica

E’ stimolante la possibilità di sostituire le tradizionali caldaie domestiche, con sistemi micro-cogenerativi dotati delle medesime caratteristiche di sicurezza, semplicità d’uso e di installazione, con in più la possibilità di autoprodurre energia elettrica.

Giacomino Redondi giacomino.redondi@impianticlima.com

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omplice anche l’emanazione di nuovi provvedimenti legislativi in materia, si è manifestato recentemente un sensibile interesse nei riguardi dell’applicazione della microcogenerazione, ovvero la cogenerazione nella gamma di potenze elettriche inferiori a 50 kW (secondo la definizione presente nel D. Lgs. 20/2007). Per tale ambito operativo il Ministero dello Sviluppo Economico, di concerto con quello dell’Ambiente e dell’Interno, ha in atto l’implementazione di procedure autorizzative semplificate per l’installazione e l’esercizio dei relativi impianti, nonché condizioni tecnico-economiche di connessione alla rete particolarmente incentivanti e premianti per la cogene-

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razione ad alto rendimento. D’altra parte la ricerca ed il progresso tecnologico hanno sviluppato tecniche produttive che permettono la realizzazione di macchine ed impianti cogenerativi di piccola taglia con rendimenti superiori all’85%, basso impatto ambientale, contenuta rumorosità e, grazie all’elettronica, gestione molto agevole.

Presupposti essenziali per l’ottimizzazione Il punto di partenza per uno studio di ottimizzazione energetica attraverso la cogenerazione, è comprendere che il limite principale di tale tecnologica riguarda soprattutto la corrispondenza tra produzione e doman-

Impianti Clima - Febbraio 2012 - N.2

1. AndAmento indicAtivo delle richieste di cAlore ed elettricità in Ambito domestico, secondo due mAcro-zone geogrAfiche

da di energia elettrica e termica. Non serve a molto ottenere alti rendimenti complessivi, se poi non si può razionalmente utilizzare tutta l’energia prodotta.

Il beneficio della cogenerazione risiede proprio nel fatto che, con la produzione congiunta, si consegue un risparmio sul consumo di energia primaria rispetto alla produzione separata delle medesime quantità di energia elettrica e termica. Nel settore residenziale, in particolare, i diagrammi di carico termico ed elettrico non sono molto coincidenti nel tempo.

L’andamento dei prelievi elettrici è infatti caratterizzato da molti picchi di breve durata che, per l’impianto di cogenerazione, comportano la necessità di uno scambio bidirezionale continuo con la rete, che rischia di compromettere le prestazioni del generatore se la gestione non viene attentamente curata. Analogamente, la domanda termica, oltre ad essere fortemente stagionale, è estremamente variabile in funzione della tipologia di utenza considerata (monofamiliare o condominiale), ed anch’essa risulta poco uniforme, tanto da richiedere l’adozione di un accumulo termico. Al fine di consegui-

re significativi benefici energetici ed economici, le applicazioni in ambito microcogenerativo necessitano il superamento della soglia di almeno 3.000 ore annue di funzionamento; allo scopo, l’accoppiamento di tali sistemi con un gruppo frigorifero ad assorbimento è in grado di ampliare opportunamente il loro il periodo di funzionamento. In tal modo è altresì possibile spostare il picco della domanda di energia elettrica dall’inverno all’estate, ampliando il concetto di cogenerazione intesa non solo come tecnologia efficiente di potenza elettrica e termica, ma anche di potenza frigorifera. Il dimensionamento si basa essenzialmente su calcoli di convenienza economica, con una analisi accurata dei carichi elettrici e termici dell’utenza e della loro distribuzione nel tempo.

Dal punto di vista energetico l’impianto andrebbe dimensionato in base alla necessità termica: un eventuale eccesso di produzione elettrica può essere immesso in rete, garantendo l’impiego del 100% dell’energia prodotta anche alle utenze che, spesso, non hanno necessità contemporanea di energia elettrica e

2. tipiche

richieste energetiche di

unA modernA utenzA domesticA

Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

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3. sistemA di microcogenerAzione con motore A combustione internA, che AdAttA il cApostitpite ecowill hondA Al mercAto europeo. efficienzA complessivA 92%, potenzA elettricA 1,0 kw, potenzA termicA 2,8 kw. (vAillAnt hondA)

4. microcogenerAtore con motore A combustione internA.

termica. Una potenza termica variabile come quella che caratterizza le utenze residenziali può essere efficacemente gestita con un microcogeneratore sottodimensionato che funzioni costantemente alla potenza nominale (e quindi in condizioni di massimo rendimento), affidando la copertura dei picchi di carico ad una caldaia ausiliaria, il cui dimensionamento deve essere effettuato tenendo in debito conto i periodi di fermo per le operazioni di manutenzione del sistema di cogenerazione.

Tra i vantaggi riconosciuti alla cogenerazione ad alto rendimento con potenza fino a 200 kW rientrano la “priorità di dispacciamento” e lo “scambio sul posto” come definiti dal D. Lgs. 20/07.

Per fruire di tali dispositivi è necessario rispettare i parametri fissati dal D.M. 04 agosto 2011 (cioè risparmio di energia primaria pari o superiore al 10%, calcolato con il nuovo indice P.E.S., Primary Energy Saving), nonché le procedure per il riconoscimento della C.A.R. – Cogenerazione ad Alto Rendimento – previste dall’art. 8 del D.M. 05 settembre 2011.

efficienzA complessivA 85%. potenzA elettricA mAx. 6,0 kw – potenzA termicA 11,7 kw. (Aisin tecnocAsA)

Tecnologie disponibili Di seguito si riporta una breve analisi delle tecnologie che maggiormente hanno consentito lo sviluppo di prodotti attualmente presenti sul mercato, che rientrano nella definizione di microcogenerazione ed appropriate per la singola utenza residenziale.

Denominatore comune nelle tecniche suddette, è il massiccio impiego del gas naturale in quanto: - è il combustibile fossile più pulito; - è diffuso capillarmente su gran parte del territorio nazionale ed in particolare nelle aree metropolitane; - è particolarmente conveniente per i sistemi di microcogenerazione più avanzati.

Motori a combustione interna (M.C.I.) Rappresentano la tecnologia più consolidata, perchè caratterizzati da un’ampia diffusione in vari settori.

5. compArAzione quAlitAtivA dei rendimenti relAtivi Alle tecnologie impiegAte nellA microcogenerAzione

– i.r.e = indice di rispArmio energetico. (mAcchi)

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Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

Tabella 1 ConfRonto

pREstazioni tECnologiE pER miCRoCogEnERazionE

tecnologia

taglie disponibili Rendimento elettrico [%] [kW elettrico]

Motori M.C.I. Microturbine a gas Motori Stirling Celle a combustibile

1 – 50 30 – 50 0,5 - 50 1 - 50

20 25 12 30

-

28 28 30 35

Rapporto Elettricità/ Calore

Costo €/kW elettrico

1:1,5 – 1:3 1:1,5 – 1:3 1:3 – 1:8 1:1 – 1:2,5

1.200 – 6.000 1.000 – 1.200 2.500 – 3.000 5.000 - 6000

(Fonte FIRE)

Elementi di debolezza sono rappresentati dai costi di manutenzione veramente elevati, dalla rumorosità di funzionamento, dalle inevitabili vibrazioni e dalla necessità di impiegare sistemi di abbattimento degli inquinanti, per conseguire livelli di emissioni (NOX e CO) confrontabili con quelli delle migliori tecnologie concorrenti. Le prospettive dei M.C.I. sono nettamente migliorate con l’introduzione dei sistemi ad inverter, che ne permettono il funzionamento cogenerativo a velocità variabile, con un rendimento elettrico pressochè indipendente dalle condizioni di carico. La disponibilità di dispositivi elettronici di controllo a costi relativamente contenuti, ha consentito lo sviluppo di alcuni modelli di M.C.I. di piccolissima taglia (da 1 a 5 kW elettrici), adatti al settore della cogenerazione domestica. Le fonti prevalenti da cui è possibile estrarre energia termica rimangono i gas di scarico (normalmente a temperatura di 400 – 500 °C) ed il circuito di raffreddamento del motore. In tal modo i M.C.I. si rivelano appropriati all’impiego cogenerativo nelle abitazioni che, per il riscaldamento ambientale e la produzione di acqua calda, necessitano di acqua calda a 70 – 80 °C. La prima azienda che ha affrontato la microcogenerazione è stata la Honda, che nel 2003 ha lanciato sul mercato giapponese l’unità Ecowill, basata su un motore a ciclo Otto monocilindrico a quattro tempi, con una cilindrata di 163 cm3, in grado di funzionare sia a metano che a GPL, garantendo una potenza elettrica di 1 kW. Attualmente i concorrenti

si sono moltiplicati e, nell’ambito di potenza da 1 a 10 kW elettrici, il mercato offre diverse valide alternative.

Motori Stirling Sono motori a ciclo chiuso con combustione esterna, che utilizzano un gas inerte come fluido termodinamico (solitamente aria, azoto, oppure elio nelle versioni ad alto rendimento). Il funzionamento prevede il movimento dei pistoni in seguito all’espansione ed alla contrazione del gas, che scorre alternativamente da un ambiente regolato da un termostato caldo ad uno con termostato freddo, dopo essere passato attraverso un rigeneratore di calore. È uno dei più interessanti motori a combustione esterna, essendo caratterizzato da operazioni di manutenzione periodica molto ridotte, da silenziosità di funzionamento, dalla possibilità teorica di raggiungere rendimenti prossimi a quello del ciclo di Carnot operante tra le medesime temperature estreme. Operativamente i rendimenti sono però alquanto inferiori ai valori ideali a causa degli scambi termici non isotermi, della limitata capacità termica del rigeneratore, degli attriti, dei trafilamenti, della non perfetta adiabaticità della macchina. Il recupero termico avviene in percentuale significativa nel circuito dello scambiatore freddo, a cui si aggiunge una ulteriore quota dal raffreddamento dei gas combusti. La massima efficienza energetica si consegue con la produzione di acqua calda non oltre i 60 °C. Una caratteristica fondamentale dei motori Stirling consiste nel fatto che il calore viene introdotto attraverso uno scambiatore di calore, alimentato da una camera di combustione esterna; ciò consente di impiegare qualsiasi tipo di combustibile, nonché di sfruttare qualsivoglia sorgente di calore di scarto, purchè ad una temperatura di almeno 250 °C – 300 °C.

Conclusioni

6. bilAncio energetico di un motore stirling Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

In tabella si riassumono in termini essenziali le caratteristiche prestazionali, delle soluzioni disponibili sul mercato della microcogenerazione.

I dati sono tratti da varie fonti ed i costi sono da ritenersi puramente indicativi. Per completezza di informazione sono riportati anche i dati corrispondenti a due tecnologie, che non sono state prese in considerazione nella presente disamina. W

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UTA o Autonomi Roof Top Tecnologie che si incontrano

Antonio Briganti antonio.briganti@impianticlima.com

Tradizionalmente, la maggior differenza tra unità di trattamento d’aria e condizionatori autonomi roof top stava nel fatto che le prime mancavano della parte frigorifera, presente invece nei secondi.

A confronto, i condizionatori roof top presentavano un progetto più rigido rivolto a soddisfare condizioni standard di benessere.

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uesta differenza è venuta progressivamente ad attenuarsi nel corso del tempo per effetto soprattutto dell’insorgere di requisiti speciali negli impianti, al punto che oggi sono frequenti le unità ad espansione diretta dotate di un completo circuito frigorifero, mentre i roof top possono essere equipaggiati di sistemi di free cooling e ventilatori di estrazione.

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Circuiti frigoriferi nelle UTA Le applicazioni dove più di frequente si ritrovano le nuove versioni di unità di trattamento d’aria sono soprattutto nel settore ospedaliero (sale operatorie), nella deumidificazione di piscine coperte (wellness), nei laboratori, nell’industria farmaceutica e in altri specifici settori industriali. La risposta alle esigenze Impianti Clima - Febbraio 2012 - N.2

1. InstallazIone all’esterno dI un’unItà dI trattamento d’arIa al servIzIo dI una zona dI un capannone artIgIanale (IdrotermIca BertInI).

tipiche di queste applicazioni ha condotto quindi allo sviluppo di nuove tipologie specializzate di queste macchine. Le nuove generazioni di UTA possono venire equipaggiate di un proprio circuito frigorifero autonomo per poter realizzare in ogni momento i voluti trattamenti dell’aria. In realtà, il circuito frigorifero è nella gran parte dei casi un sistema motoevaporante e richiede il collegamento a un condensatore remoto ad aria. Alcuni modelli di unità si differenziano da questa soluzione poiché comprendono solo una batteria a espansione diretta con valvola di espansione elettronica e prevedono il collegamento ad unità motocondensanti remote, in sistemi VRF/VRV.

Recuperatori di calore Ormai di frequente nelle unità di trattamento d'aria, ma anche nelle unità roof top, sono applicati recuperatori di calore aria-aria, del tipo a piastre, a flussi incrociati, tra l'aria espulsa e l'aria esterna, oppure del tipo a tamburo rotante. Soprattutto in presenza di portate d'aria medie e grandi, i recuperi di energia possono

risultare considerevoli. Questi apparecchi, secondo le scelte costruttive, possono effettuare il solo recupero di calore sensibile o il recupero del calore totale (sensibile + latente). I rendimenti minimi percentuali dei recuperatori di calore in funzione delle portate d'aria, secondo la norma EN 308, sono riportati nella tabella 1.

Costruzione e norme Gli attuali standard costruttivi in Europa favoriscono, ai fini del risparmio di energia, la costruzione a doppia pannellatura, in acciaio o altri materiali, con interposto isolamento termico. Lo spessore è di solito intorno a 25 – 30 mm, ma sono pure offerte pannellature con spessore maggiore, fino a 50 mm e oltre. Le pareti dei pannelli possono essere realizzate in materiali diversi, soprattutto: lamiera zincata, alluminio, AISI 304, lamiera preverniciata e lamiera plastificata. I pannelli stessi sono applicati su un telaio portante in profilato di alluminio estruso o in acciaio, con vari sistemi di fissaggio e di tenuta. La costruzione che ne risulta non solo si dimostra robusta e di grande rigidità, ma riduce sen-

2. vIsta

aperta dI una

uta

per

applIcazIonI al servIzIo dI sale

(WeIss technIk). 1.

FIltro arIa mandata 2° stadIo; 2. ventIlatore mandata arIa esterna; 3. FIltro arIa rIpresa; 4. serranda Isolamento ventIlatorI a.e. ; 5. umIdIFIcatore; 6. dIstrIButore dI vapore; 7. condensatore; 8. evaporatore; 9. Quadro elettrIco e regolazIone elettronIca; 10. cIrcuIto FrIgorIFero; 11. ventIlatore arIa espulsa, 12. FIltro a.e. 1° stadIo. operatorIe

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3. unItà dI clImatIzzazIone e deumIdIFIcazIone per applIcazIone In pIscIne coperte che permette dI rIlevarne I componentI essenzIalI, tra I QualI I recuperatorI dI calore arIa-arIa asImmetrIcI In polIpropIlene, I ventIlatorI plug Fan e la sezIone FrIgorIFera

(menerga).

sibilmente le perdite o le rientrate di calore e le fughe d’aria, nonchè l’emissione di rumore all’esterno dell’unità. Le portate d’aria trattate differiscono sostanzialmente tra macchine con batterie idroniche e a espansione diretta. Le prime possono raggiungere portate di 100.000 m3/h per un’unica macchina. Le seconde presentano invece dei limiti più contenuti. Secondo la classificazione CEN, sono state definite 5 classi di costruzione, in rapporto al valore della conduttività termica della copertura, elencate nella tabella 2. In relazione alla tenuta d’aria, invece, per quanto riguarda il trafilamento, per le unità di trattamento sono specificate tre classi di tenuta, come in tabella 3.

La tecnologia dei condizionatori roof top I condizionatori roof top sono realizzati in un campo di potenze che, partendo da pochi kilowatt, può raggiungere i 500, sebbene i modelli di impiego più frequente presentino limiti sensibilmente inferiori. Le portate d’aria trattata vanno da circa 1000 fino a 70.000 m3/h, per solo raffreddamento. Nella sostanza, i condizionatori autonomi roof top possono considerarsi delle unità di trattamento d’aria a zona singola adatti per tutti quegli impieghi in cui non vi siano condizioni speciali da soddisfare. Ad esempio, una limitazione è dovuta al fatto che queste macchine, nella maggior parte dei casi,

non sono idonee ad effettuare il trattamento di sola aria esterna; la seconda, non meno significativa, sta nel fatto che non sono adatte per trattare ambienti caratterizzati da carichi latenti elevati come si possono produrre in alcuni settori dell’industria. Come si è detto, non sono macchine a composizione modulare, bensì prodotti standard, sebbene personalizzabili con i diversi optional offerti dai rispettivi costruttori. Questa tipologia di macchine offre degli evidenti pro e contro. Tra i primi c’è il fatto che si tratta di macchine collaudate in fabbrica e quindi con garanzia di prestazioni, tra i secondi bisogna accettare proprio i limiti dei trattamenti standard dell’aria offerti dal progetto della macchina. Ciò non toglie che i condizionatori roof top si siano affermati in applicazioni anche molto diverse: dai supermercati ai cinema multisale, dagli show room agli edifici industriali ecc. Sotto il profilo costruttivo, i condizionatori roof top sono composti da due sezioni racchiuse in un unica copertura che, secondo i modelli, può essere realizzata in lamiera semplice o in doppia pannellatura, come per le UTA: - sezione motocondensante che comprende un compressore (o più), una batteria di condensazione a pacco ed elettroventilatori elicoidali per il raffreddamento della batteria stessa.

- sezione evaporante che comprende una batteria di

Tabella 1 Rendimenti

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minimi dei RecupeRatoRi di caloRe secondo la noRma

en 308

portata d'aria, m3/s

Rendimento minimo, %

massima perdita di carico, pa

</= 1,5 da 1,5 a 3,0 da 3,0 a 7,0 da 7,0 a 14 >14

>/=47 >/=50 >/=55 >/=64 >/=69

</=180 </=200 >/=225 >/=250 >/=270 Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

Tabella 3

Tabella 2 classi

di conduttività teRmica

cen

delle unità di tRattamento

classe di conduttività termica

conduttività termica* K, W/m2K

T1 T2 T3 T4 T5

K  0,5 0,5 < K  1 1 < K  1,4 1,4 < K  2 Nessun requisito

classi di tRafilamento d’aRia cen delle unità di tRattamento

classe di tenuta

massima fuga d’aria, l/s per m2 di superficie

3A A B

5,70 1,90 0,63

Confronto

raffreddamento a espansione diretta, una valvola di espansione termostatica o elettronica (o più secondo il numero di circuiti frigoriferi), uno o due ventilatori centrifughi o plug fan per la ripresa e mandata dell’aria climatizzata, una valvola a 4 vie di inversione del ciclo e un accumulatore sull’aspirazione del gas (per circuito) nelle unità a pompa di calore, filtri d’aria e altri componenti minori, oltre a un quadro elettrico e a una centralina di regolazione e controllo.

Tra gli optional possono essere presenti: sistemi di free cooling con aria esterna, batterie di riscaldamento, filtri ad alta efficienza, ventilatore di estrazione; sistemi a recupero di calore tra l’aria espulsa e l’aria esterna di immissione; sistemi di riscaldamento con bruciatore a gas, porte seriali RS485 per consentire la gestione remota da parte di Building Automation Systems (BMS) ecc.

Un confronto tra UTA e condizionatori roof top non può prescindere dal tipo di applicazione prevista e dai basilari requisiti della committenza. Tentando comunque un approccio generale si possono individuare alcune aree di maggiore importanza alle quali prestare attenzione.

Efficienza energetica. Può stimarsi equivalente tra UTA a espansione diretta e condizionatori roof top.

Regolazione. Sono favorite le UTA in tutti quei casi in cui siano richiesti speciali trattamenti dell’aria e il funzionamento con tutta aria esterna (ma non per i modelli a espansione diretta).

Installazione. E’ indubbiamente a favore dei condizionatori roof top, trattandosi di macchine monoblocco, perciò senza necessità di collegamento a condensatori o unità motocondensanti remote. W

4. un condIzIonatore rooF top Installato sulla copertura dI un edIFIcIo. e’ stato realIzzato un tronco dI canale a l per eFFettuare la mandata dell’arIa verso Il Basso, entro l’amBIente occupato, poIché la macchIna è stata Installata su una pIattaForma sollevata (mcara).

5. vIsta Interna deI prIncIpalI componentI dI un recente clImatIzzatore autonomo rooF top (lennox). 1. ventIlatorI assIalI del condensatore; 2. serranda dI arIa esterna e Free coolIng; 3. ventIlatore dell’evaporatore con motore a velocItà varIaBIle con sIstema dI mIsura dI portata; 4. centralIna dI regolazIone e gestIone; 5. doppIo cIrcuIto FrIgorIFero con compressorI scroll e valvole dI espansIone elettronIca.

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L’importanza dei diagrammi Ogni giorno, per lavoro, aggiornamento o cultura personale, dobbiamo assimilare una mole ragguardevole di informazioni, non sempre disponibili nella forma più efficace.

Diagrammi e tabelle possono rendere molto più facile la comprensione dei concetti e sono utili per fornire un quadro d’insieme dei dati.

Cristiano Vergani cristiano.vergani@impianticlima.com

C

ome nella termodinamica, anche nella teoria della comunicazione esiste un primo principio fondamentale, che si potrebbe riassumere nell’affermazione: “Le illustrazioni trasmettono le informazioni in modo più efficace del testo”. In campo tecnico, una comunicazione basata unicamente sul testo è quasi inconcepibile.

Tuttavia, esistono innumerevoli esempi di scritti privi di qualunque supporto grafico, il che comporta una serie di pesanti limitazioni nella fruibilità: la descrizione di un apparato o di un processo senza il supporto delle immagini è più difficile da redigere per chi la scrive ma, soprattutto, da comprendere e da ricordare per il lettore.

Tra le varie rappresentazioni grafiche che possono accompagnare ed integrare un testo di natura tecnica o scientifica, i diagrammi occupano un posto di assoluto rilievo, in quanto sono in grado di rappresentare graficamente dei dati, permettendo, ad esempio, di seguire l’evoluzione temporale di una o più serie numeriche o di effettuare facilmente dei confronti tra serie numeriche diverse. Tutto ciò è di fondamentale importanza per consentire al lettore la rapida comprensione di fenomeni, anche molto complessi, con un semplice colpo d’occhio. Un grafico ben fatto può spiegare un impianto, un processo o un fenomeno fisico ad un numero molto ampio di persone, anche con preparazione tecnica molto diversa oppure appartenenti a culture e gruppi linguistici differenti, un risultato impossibile da ottenere con un

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singolo testo. Ad esempio, il comportamento di un nuovo fluido refrigerante può essere dedotto solo osservando un suo grafico prestazionale, anche se riportato su un documento redatto in una lingua a noi sconosciuta.

Memorizzazione visiva Documentazioni tecniche, manuali d’uso e di manutenzione, articoli, dispense: nel tempo accumuliamo nei nostri scaffali, sui nostri tavoli e, sempre di più, negli hard disk dei nostri computer, migliaia di questi documenti. Eppure, quando ci servono dei dati da ripescare in questa massa informe, nella maggior parte dei casi la nostra memoria si fa guidare dal ricordo di quel grafico, di quel particolare schema o di quella tabella che ci avevano colpito ed interessato alla prima lettura, mentre è molto più difficile associare una determinata frase ad un documento preciso, a meno che non si tratti di un testo che ci è molto familiare. Anche per questo motivo, è di estrema importanza la cura della parte iconografica di qualunque pubblicazione tecnica, per quanto chi scrive possa essere dotato di una buona tecnica nell’esposizione dell’argomento.

Dato che ci occupiamo di impianti, oltre ad usufruire di molti documenti tecnici, spesso ne dobbiamo anche preparare. Nel nostro settore, farsi comprendere a dovere è molto importante, per evitare dolorosi malintesi con i committenti, i prestatori d’opera e non di rado le varie Impianti Clima - Febbraio 2012 - N.2

1

3

2

1. Il

dIagramma pressIone

–

entalpIa è comunemente usato per

descrIvere Il comportamento dI un fluIdo frIgorIgeno.

nella sua

apparente semplIcItà contIene una densItà molto elevata dI InformazIone.

2. un

uso approprIato deI colorI e delle forme trIdImensIonalI

può rendere pIù ImmedIato ed evIdente Il confronto causa effetto tra due fenomenI correlatI, come la varIazIone dI temperatura per effetto dell’azIonamento dI un compressore on-off (curva blu) e con Inverter (curva arancIo) rIspetto al valore Impostato

(retta orIzzontale) (daIkIn).

3.Il

rapporto tra l’ampIezza del salto dI entropIa In corrIspon-

denza del punto dI fusIone (mp) dI una sostanza e quella del suo punto dI ebollIzIone (bp), rIsulta molto evIdente In funzIone della grafIca che sottolInea Il relatIvo aumento del dIsordIne molecolare dovuto al cambIo dI stato fIsIco.

autorità ed amministrazioni; perciò, è meglio porre la dovuta attenzione nella redazione dei nostri documenti, come offerte, relazioni tecniche, istruzioni d’uso o presentazioni.

Regole della comunicazione grafica Se si vuole essere letti, compresi e ricordati dal maggior numero possibile di lettori, è indispensabile padroneggiare anche le regole fondamentali della comunicazione grafica, che comprendono, oltre alla corretta rappresentazione di dati e concetti in figure, diagrammi e tabelle, anche un’adeguata impaginazione dei testi e la cura degli aspetti tipografici. Infatti, anche senza scomodare i principi della psicologia cognitiva, per comunicare efficacemente tramite una pagina stampata su carta o su uno schermo di un computer, è necessario osservare alcune regole fondamentali.

La maggior parte dei grafici sono composti su un monitor, ma dovranno in seguito essere stampati oppure proiettati su uno schermo, dove il contrasto e la resa dei colori sono diversi, mentre la distanza dell’osservatore può essere notevolmente differente: quindi, dovremo preoccuparci della leggibilità del diagramma in ogni situazione, verificando la resa finale nelle condizioni meno favorevoli. L’uso accorto dei colori e della tridimensionalità degli elementi grafici può aiutare molto ad evidenziare il confronto tra i dati, a patto di riguardare un numero limitato di elementi, altrimenti l’effetto otteImpianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

nuto può essere controproducente. Nella composizione di un diagramma, un aspetto critico da tenere presente è rappresentato dalla densità di informazione: troppi dati generano confusione e sono difficili da rapportare, specialmente quando lo spazio disponibile è limitato.

Descrivere un intero impianto complesso in un unico disegno è del tutto inutile, in quanto nessuno riuscirà a distinguere chiaramente i singoli componenti; meglio utilizzare uno schema a blocchi e poi approfondire ogni stadio in singoli diagrammi separati. Inoltre, le scritte delle etichette e degli assi cartesiani devono sempre essere non troppo fitte e di dimensioni adeguate per un’agevole lettura.

Chi si occupa di sistemi di gestione computerizzata degli impianti, deve spesso cimentarsi con la costruzione di diagrammi interattivi che permettono di monitorare e di condurre il funzionamento di elementi complessi: in questo caso, si tratta di un compito specializzato che non ammette improvvisazioni e che richiede il rispetto di regole e norme ben precise, per cui è raccomandata la frequenza di un corso di formazione dedicato. Ad ogni modo, al di là delle regole, per la composizione dei diagrammi generici si possono utilmente sfruttare i diversi modelli preimpostati che molti programmi di grafica computerizzata mettono a disposizione, facendo attenzione a scegliere la tipologia più adatta al proprio soggetto e privilegiando sempre uno stile sobrio e adatto al contesto. W

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LINEA CALDA

di GIACOMINO REDONDI

il marketing contro la co2

I

l binomio Riscaldamento Globale e Anidride Carbonica è da tempo al centro di una vasta discussione, che coinvolge politici, media e scienza più o meno ufficiale. Soprattutto, si assiste ad una demonizzazione della CO2 che, da gas innocuo ed alla base della vita sul pianeta Terra, è diventato il principale imputato nel determinarne il riscaldamento globale. Non si vuole entrare nella disputa in atto tra catastrofisti e negazionisti: vi sono evidenze alquanto importanti da una parte quanto dall’altra.

L’assenza di unanimità nella comunità scientifica anche nei riguardi delle misure e dei modelli matematici adottati, porta una notevole confusione sul ruolo del biossido di carbonio (CO2) di origine antropica nel condizionare il clima terrestre. C’è chi non ci crede, chi dice che questo ruolo è sovrastimato, chi accusa i climatologi di essersi fissati solo sulla CO2 e di trascurare tutto il resto. Nonostante l’evidenza della sua natura e la relativa definizione chimica, l’attenzione rivolta alla CO2 generata dalle attività umane è talmente assillante, che nel comune linguaggio la stessa è diventata inquinante! Intanto i veri inquinanti si celano in una colpevole penombra mediatica. In questa grande confusione il marketing aziendale ha trovato un nuovo modo per promuovere i propri prodotti: rimarcare i chilogrammi, i quintali, le tonnellate di CO2 che gli stessi evitano di immettere in atmosfera, se adottati e correttamente installati. Attraverso campagne comunicative mirate, fatte di immagini e slogan falsa-

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mente profetici, veniamo spinti davanti a prodotti miracolosi, il cui possesso o impiego fornisce crediti testimoniali di uno stile di vita ecologico. Siamo investiti in modo talmente ossessivo da questi numeri, da essere indotti a guardare il nostro impianto termico quasi con risentimento, in quanto sistema inquinante e quindi responsabile, tra l’altro, anche delle tante sciagure che a ritmo serrato investono il pianeta. Il contributo che ognuno può dare alla mitigazione del Riscaldamento Globale, passa quasi obbligatoriamente attraverso la scelta di quei prodotti o dispositivi che evitano l’immissione in atmosfera della maggior quantità di CO2. Quantità che assumono proporzioni incredibili in quanto, frequentemente e maliziosamente, non viene reso noto il termine di riferimento che, in realtà, si richiama spesso a situazioni impiantistiche talmente primitive da risultare quasi estinte. Anche se la pubblicità di molte aziende cerca di convincere gli scettici che da parte loro esiste un concreto Nonostante l’evidenza impegno ambientadella sua natura, le, è opportuno l’attenzione rivolta alla rimarcare che non CO2 generata dalle sono le strategie attività umane è comunicative a talmente assillante, dover diventare che nel comune verdi, bensì le teclinguaggio la stessa è niche di produziodiventata inquinante! ne e smaltimento dei prodotti.

Impianti Clima - Febbraio 2012 - N.2

Il bibliofilo

Libri e documentazione varia sull’HVAC

L’irrinunciabile Manuale Tutto il necessario per il progettista HVAC per affrontare ogni tipo di impianti Credo che sia difficile trovare nella letteratura tecnica internazionale un Manuale che, per ricchezza di dati, informazioni, schemi e diagrammi sugli impianti HVAC, sia paragonabile all’Handbook Applications ASHRAE, di cui è uscita pochi mesi fa l’edizione 2011, ampiamente aggiornata ed arricchita rispetto alla precedente del 2007. Questo libro, e lo affermo per l’ampio uso che ho fatto delle sue successive edizioni nel corso della mia professione, è semplicemente irrinunciabile per ogni studio di progettazione, direzione tecnica di industria, studio d’ingegneria e operatori specializzati che tengano alla propria qualificazione e a disporre di informazioni da fonti autorevoli quanto controllate.

Esso è accompagnato da un CD che riporta in forma digitale tutti i testi, le tabelle e i diagrammi. L’edizione 2011 è articolata in cinque parti fondamentali e 61 capitoli, che sarebbe troppo lungo enumerare qui. Tuttavia, anche limitando l’esame ai soli titoli delle cinque parti di cui l’opera si compone, ne emerge la validità e importanza: Comfort Applications, Industrial Applications, Energy-related Applications, Building Operations and Management, e General Applications.

Impiantistica HVAC affrontata a tutto campo Il Manuale affronta l’impiantistica HVAC a tutto campo, nei settori civili, industriali, dell’energia, negli impieghi generali e nella gestione degli edifici. Rispetto alla precedente, questa edizione si è arricchita di due nuovi capitoli: il Cap. 4, Tall buildings (Impianti per edifici di grande altezza) e il 60, Ultraviolet air and surface treatment (Raggi UV per la pulizia dell’aria e il trattamento delle superfici degli impianti). Altri 18 capitoli sono stati più o meno ampiamente riveduti o aggiornati. I capitoli che colmano delle serie lacune nelle conoscenze medie del settore, in Italia, sono numerosi: nella 1a parte Comfort applications devono segnalarsi il 7° e l’8°, rispettivamente Educational facilities e Health-care facilities, riveduti ed estesi, per il secondo anche alla luce di standard emessi di recente. Nella 2a parte, Industrial Application, si segnalano in particolare il cap. 19, Data processing and Telecommunication facilities, e il 23, Museum, Galeries, Archives and Libreries anch’essi implementati di recente con nuovi dati e riferimenti per il progetto di queste strutture. Pure di particolare interesse il cap. 34, Geothermal energy, Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2

aggiornato con tabelle e diagrammi e con un nuovo metodo molto ben esposto per il progetto delle sonde geotermiche. In realtà tutto il libro costituisce una miniera di utili dati e informazioni che, senza esagerazioni, possono costituire un reale investimento nella professione.

2011 ASHRAE HANDOOK HVAC Applications SI Edition ASHRAE, Atlanta, GA Prezzo $ 195 www.ashrae.org/bookstore

Facilità di lettura e di comprensione I testi che lo compongono hanno un carattere soprattutto pratico e rivolto ad un utilizzo immediato. Il linguaggio si presenta in generale accessibile anche per chi non abbia una conoscenza approfondita della lingua inglese, e l’edizione SI è basata esclusivamente su unità di misura del Sistema Internazionale. Il valore e la grande utilità di questo Handbook stanno nel fatto che esso riporta in modo ragionato e facilmente accessibile una quantità di dati di progetto, di funzionamento, di stima ecc. che sarebbe molto difficile, oltre che laborioso, reperire altrimenti. La ricchezza di tabelle, di schemi e diagrammi viene incontro alle necessità del progettista rispondendo con esaustività alle sue domande. E l’impaginazione particolarmente curata e razionale nella distribuzione dei contenuti dei testi favorisce leggibilità e apprendimento. Infine, una nota riguardo alla “costruzione” di questo Handbook. Esso, come gli altri tre che l’ASHRAE pubblica uno per anno, è realizzato da un Technical Committee che ha avuto la collaborazione di ben 144 professionisti, su base del tutto volontaria.

Antonio Briganti

INDICE Comfort Applications Industrial Applications Energy-related Applications Building Operation and Management General Applications www.AshrAE.OrG

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PRODOTTI & SISTEMI EFFETTO PELTIER PER IL RAFFREDDAMENTO DI QUADRI ELETTRICI Una nuova serie di unità di raffredamento di piccola potenza, funzionanti ad effetto Peltier, è stata annunciata da Pentair Technical Products, di Anoka, MN. Molto compatte e realizzate in 13 modelli diversi, queste unità, denominate McLean Thermoelectric Coolers, producono 60, 100 o 200 watt di raffreddamento con alimentazione a corrente continua a 24 o 48 volt. Oltre che in quadri elettrici ed elettronici, sono previste per funzionare in sistemi di telecomunicazione, armadi di accumulatori, sistemi di sicurezza ecc. Funzionando sull’effetto Peltier non necessitano di sistemi compressorizzati, né, quindi, di refrigeranti. Le unità sono suddivise in due parti nel senso dell’altezza: il lato freddo della piastra viene investito dall’aria ricircolata dello spazio da raffreddare, mossa da un piccolo ventilatore. Il lato caldo, in modo analogo, è raffreddato da un secondo flusso d’aria ripreso e riversato nell’ambiente.

www.pentairtechnicalproducts.com

INNOVATIVI PURIFICATORI DELL’ARIA Ala è un purificatore d’aria progettato per essere installato a parete. Prodotto da Deparia Engineering srl, ha la particolarità’ di possedere una presa d’aria esterna, che permette di purificare l’aria di ricircolo e di aggiungere aria fresca di ricambio, in modo automatico in base al fabbisogno dell’ambiente. Ciò avviene grazie alla presenza del sensore di inquinamento, che regola la portata ed il tempo di funzionamento dell’apparecchio in proporzione alla concentrazione degli inquinanti ambientali.

Ogni apparecchio è completo di filtro elettrostatico bitensione, postfiltro a carboni attivi, ionizzatore automatico e telecomando a raggi infrarossi. E’ dotato di ventilatore, di tipo tangenziale a 3 velocità.

www.deparia.com 38

ELETTROPOMPE AD ALTA EFFICIENZA Le elettropompe monoblocco NB e le pompe centrifughe a basamento della serie NK di Grundfos Italia sono progettate per applicazioni ove sussiste la necessità di movimentare grosse quantità d'acqua con pompe affidabili e con rendimenti elevati.

Si tratta di pompe monoblocco e normalizzate, concepite per il lavoro pesante in contesti industriali impegnativi. In acciaio inox risultano essere eccellenti nel pompaggio di liquidi puliti, leggermente sporchi o aggressivi.

Tutti i componenti delle pompe rispettano gli stan-

dard DIN EN 733 e ISO 2858 per le pompe centrifughe. La dotazione di motori ad alta efficienza Eff1, permette costi energetici inferiori, maggiore durata dei cuscinetti del motore grazie alla minore

dissipazione di calore e maggiore silenziosità di funzionamento grazie alla ventola di dimensioni ridotte.

www.grundfos.it

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SISTEMA BATTERICIDA PER UTA CON LAMPADE UV Questo sistema battericida contro agenti biologici aerotrasportati è previsto per applicazione entro le unità di trattamento d’aria (UTA) e consiste di una o più lampade UV al quarzo resistenti all’acqua, montate su un opportuno pannello che si applica su una parete dell’unità, o a canale. Denominato Panel Mount System, è disponibile in diverse varianti, da una a 4 lampade, in due differenti valori di potenza di emissione: 150 o 300 mW/cm2 a un metro. Dispone di un alimentatore multitensione da 127 a 277 volt c.a.

www.freshaireuv.com

CASSONETTI PER CUCINE INDUSTRIALI VERSATILI I cassonetti a pale rovesce insonorizzati S-CUBE KAT di Dynair, sono stati concepiti per l’aspirazione su cappe da cucina impiegate nella ristorazione e in impianti industriali. La gamma è composta di 6 modelli con portate da 1200 m3h a 7000 m3h. La caratteristica peculiare di questo cassonetto consiste nell’avere il motore separato dal flusso d’aria movimentato rispetto all’aria di raffreddamento, permettendo così un funzionamento continuo da –10°C ad un massimo di 180 °C e preservando il motore dalle tipiche sostanze di natura grassa e residui di combustione prodotti dai fornelli delle cucine riducendo così al minimo necessario le operazioni di pulizia e manutenzione. Altre caratteristiche del cassonetto sono l’elevata silenziosità e la possibilità di regolazione della velocità tramite autotrasformatore.

SPOT COOLING CON TUBI A VORTICE Il principio di raffreddamento localizzato ad aria compressa mediante tubi a vortice è noto da molto tempo ma tuttora poco conosciuto in Italia. Un particolare tubo a vortice, privo di parti mobili, perciò completamente statico, viene alimentato con aria compressa (5,5 – 6,9 bar): al suo interno si crea un moto vorticoso per effetto del quale una parte dell’aria viene fatta espandere su uno dei due lati producendo un raffreddamento che può scendere fino a -46 °C, mentre sul lato opposto la frazione residua viene scaricata ad alta temperatura.

Questi dispositivi sono utilizzati prevalentemente nell’industria per controllare la temperatura di lavorazione su macchine operatrici.

Uno speciale utilizzo è per il raffreddamento delle tute di protezione antincendio per limitare la temperatura al loro interno.

http://italian.exair.com

www.dynair.ir

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IL MINIMALISTA PRESUNTUOSO

SUL PROSSIMO NUMERO MCE IL MOMENTO DELLA VERITÀ Ogni due anni la Mostra Convegno Expocomfort giunge a rappresentare il “momento della verità” per l’industria del clima, dando spazio a costruttori grandi e piccoli dei maggiori paesi industrializzati. Quest’anno l’attesa è tanto più ansiosa per riuscire a capire qual è veramente la salute della nostra industria e quando si uscirà dalla crisi.

MA QUANTO INNOVA L’INNOVAZIONE?

EDIFICIO E IMPIANTO. DOVE INVESTIRE DI PIÙ?

Noi stessi a nostro demerito usiamo con generosità forse eccessiva questo vocabolo di moda: Innovazione. Un vocabolo di fronte al quale tutto sembra possibile e a portata di mano, e la via verso un sostanziale rinnovamento aperta senza limiti.

Nella realtà le cose si presentano un po’ meno promettenti. Dalla metà del secolo scorso a questa parte non è che i cambiamenti siano stati poi mirabolanti: i motori di aerei e automobili continuano a funzionare sui medesimi principi, certamente con dei perfezionamenti (e ci mancherebbe che non ce ne fossero!) ma non poi così eclatanti, con la TAV si viaggia a velocità maggiori di ieri, ma sempre motori elettrici si utilizzano. Del tutto inutile, poi, ricordare che la stragrande maggioranza delle macchine frigorifere a compressione continua felicemente a funzionare sul benemerito ciclo inverso di Carnot.

Né meglio se la passano quelle ad assorbimento, essendo il capostipite riconosciuto della famiglia quel Ferdinand Carré, della metà dell’Ottocento. E per le cure mediche, dopo l’invenzione dell’Aspirina nessun altro farmaco si è dimostrato altrettanto misterioso e miracoloso.

A confronto, esplosiva è stata l’innovazione, o rivoluzione, ai principi del secolo scorso: la Teoria Generale della Relatività, e la fisica Quantistica, hanno sconvolto, è il caso di dire, il mondo intero con le loro dirette e indirette conseguenze.

Appare un dato di fatto che la conoscenza dell’umanità non proceda in modo lineare, ma secondo curve e pianori dei quali è difficile capire le leggi, se ce ne sono. E forse proprio su un pianoro ci stiamo muovendo in questi anni, più interessati al denaro che alla conoscenza. In attesa forse che un'altra fisica – magari quella dell’energia oscura – dia un nuovo scossone all’impalcatura, mentale prima che fisica, nella quale ci siamo costretti. W

40

Già, dove investire di più per raggiungere la classe di certificazione energetica più alta, a parità di budget?

Una domanda non facile, ma che è importante porsi per arrivare a delle scelte fondate e affrontare poi con sicurezza l’iter progettuale dell’edificio e dei suoi impianti.

I LIMITI DELL’EFFICIENZA ENERGETICA Siamo forse arrivati, per certi settori almeno, ai limiti fisiologici dell’efficienza energetica consentiti dalla tecnologia attuale. Le molte affermazioni (e aspettative) su crescite ulteriori c’è da temere che produrranno risultati sempre meno gratificanti. E il problema dell’energia continuerà ad aggravarsi.

Direttore Responsabile Antonio Briganti Condirettori Giacomino Redondi energie rinnovabili e riscaldamento Massimo Vizzotto sistemi compressorizzati per climatizzazione, refrigerazione e a pompa di calore Cristiano Vergani qualità dell’aria, aeraulica e salute Redazione e Gestione Operativa Lara Bindi Contatti Associazioni Culturali Rosalba Arduino Redazione Via Piave 3 - 21047 Saronno VA Tel./Fax: 029620184 www.impianticlima.com redazione@impianticlima.com Impianti Clima può essere sfogliato e scaricato dal sito www.impianticlima.com

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Impianti Clima - Febbraio 2012 - N. 2