Condizionatore con apporto di aria fresca: funzionamento e scelta del sistema split con apporto

Nelle case calde e confortevoli sorgono spesso problemi con la ventilazione naturale, per cui il contenuto di ossigeno diminuisce drasticamente. Questo influisce sulla salute e sull'attività dei proprietari di casa e dei lavoratori delle aziende.

Per risolvere il problema si utilizza una ventilazione forzata con apporto d'aria. Il moderno condizionatore con apporto di aria fresca è un esempio di apparecchiatura climatica efficace e accessibile. Vi spiegheremo come funziona l'apparecchiatura e come sceglierla correttamente.

Confronto tra condizionatori standard e con apporto d'aria

Un errore comune tra gli utenti è quello di considerare qualsiasi sistema di climatizzazione come un sistema di ventilazione. In realtà, solo alcuni tipi di apparecchiature possono funzionare in modalità di ricambio d'aria attivo con le masse d'aria esterne. Per chiarire, esaminiamo innanzitutto il funzionamento di un normale sistema split.

I condizionatori d'uso domestico, comunemente chiamati sistemi split, sono un insieme di due moduli separati, con strutture diverse tra loro e collocati in punti differenti.

Il primo modulo è l'unità evaporativa, che viene installata a pavimento, appesa a una parete o parzialmente nascosta dal rivestimento del soffitto. Il secondo modulo è l'unità compressore-condensatore esterna, solitamente montata sulla facciata dell'edificio.

Rappresentazione schematica di un dispositivo con modulo interno fissato alla parete. I due moduli sono collegati tra loro da sottili tubi di rame attraverso i quali si muove il freon. I tubi vengono nascosti in tracce sotto la finitura decorativa o in canaline di plastica (+).

Il principio di funzionamento del condizionatore è semplice. Attraverso le griglie di aspirazione, l'aria ambiente entra nell'unità, dove viene raffreddata, e poi viene espulsa all'esterno attraverso i condotti d'aria. Il cambiamento di temperatura dell'aria si basa non sulla produzione di freddo, ma sul trasferimento di energia termica.

Il refrigerante è il freon, che entra nel modulo esterno allo stato gassoso e ritorna allo stato liquido. Per passare alla fase gassosa, il freon assorbe parte del calore dall'aria di scarico nell'evaporatore.

In sostanza, non avviene alcun ricambio d'aria, ma il raffreddamento (così come il riscaldamento e la filtrazione) avviene tramite ricircolo. Le apparecchiature di ventilazione sono costruite diversamente. Un esempio di sistema split con apporto di aria fresca è un dispositivo di tipo canalizzato.

Schema della struttura del condizionatore canalizzato, che svolge le funzioni di ventilazione e regolazione della temperatura all'interno dell'ambiente. Elemento obbligatorio della struttura: un riscaldatore integrato nel tubo (+)

Certo, i sistemi split comuni sono semplici da installare, hanno molte funzioni aggiuntive, un bel design moderno, ma, a differenza di quelli con ventilazione, non rinnovano l'aria nell'ambiente – e questo è il loro principale svantaggio.

Qual è la particolarità dei sistemi multisplit?

Parlando dei condizionatori in senso generale, è necessario menzionare anche i sistemi multisplit, che vengono utilizzati anche per equipaggiare appartamenti plurilocali, case private, uffici e edifici industriali.

Si differenziano da quelli normali perché hanno un solo modulo esterno, mentre quelli interni possono essere molteplici. Il numero minimo è di due moduli, il massimo è limitato a quattro. Se si utilizza un numero maggiore di unità interne, il sistema perde la sua efficienza e non funzionerà a pieno regime.

Il numero di tubazioni aumenta, di conseguenza aumenta il costo dell'apparecchiatura e si complica l'installazione di alcune parti della struttura. È importante creare le condizioni per la posa di tutti gli elementi di collegamento (+)

Il sistema multisplit non viene sempre utilizzato, ma solo in casi particolari, quando l'installazione di un gran numero di unità esterne è impossibile per una serie di motivi:

• l'edificio è un monumento storico o architettonico;
• esiste il divieto di installare unità esterne sulla facciata;
• per il montaggio delle apparecchiature, l'architettura dell'edificio prevede determinati punti, limitati in superficie.

A volte si rinuncia all'installazione di un gran numero di moduli esterni per motivi estetici: una bella facciata di un edificio, ricoperta di ingombranti involucri, appare poco presentabile.

Nei regolamenti di arredo urbano delle grandi città vengono periodicamente introdotte modifiche che vietano il posizionamento di condizionatori sulle facciate che si affacciano sulle vie centrali. La soluzione è installare l'unità sulla parete interna dell'edificio.

Il vantaggio del multisistema è l'installazione di un singolo modulo esterno, mentre gli svantaggi sono i complessi lavori di montaggio dei tubi, la riduzione delle prestazioni e dell'affidabilità. Inoltre, tutti i moduli interni devono funzionare in modalità identiche: o riscaldamento o raffreddamento.

Modelli canalizzati con apporto d'aria

La funzione di sostituzione dell'aria viziata con aria esterna è pienamente realizzata solo nei condizionatori canalizzati, pertanto analizzeremo più nel dettaglio le loro caratteristiche operative.

Un sistema split canalizzato correttamente calcolato e installato gestisce sia le funzioni di ventilazione che il controllo del microclima negli ambienti.

Caratteristiche distintive del condizionatore con apporto d'aria

I modelli di ricircolo dei condizionatori canalizzati (CC) per principio di funzionamento sono simili ai normali sistemi split, tuttavia si differenziano per costruzione e luogo di installazione. I moduli interni vengono incassati nelle strutture del controsoffitto, e attraverso i canali che li collegano all'unità esterna, circola l'aria.

Ecco come appare un semplice modello a ricircolo, non in grado di immettere aria fresca. Affinché il sistema possa svolgere la funzione di mandata, è necessario un riscaldatore integrato. Questo è regolamentato dalle norme SNiP, secondo le quali la soglia minima di temperatura delle masse d'aria provenienti dall'esterno deve essere di +14 °C.

Se all'esterno la temperatura dell'aria è superiore a -15 °C, la funzione di riscaldamento è gestita da un pompa di calore. Tuttavia, a temperature più basse, vengono utilizzati modelli di condizionatori con riscaldatori ad acqua o elettrici. L'apparecchiatura di riscaldamento può essere sia aggiuntiva che integrata.

Il sistema di riscaldamento è dotato di un blocco automatico, grazie al quale viene regolata la mandata di aria fresca in diverse modalità, a seconda della stagione. Il controllo del blocco automatico viene effettuato tramite telecomando.

I sistemi di ventilazione programmabili sono più costosi delle normali modifiche da stanza con installazione a parete, ma sono molto più efficienti e funzionali proprio grazie alla combinazione di ventilazione e condizionamento. La quantità di ossigeno nell'aria è conforme ai requisiti sanitari, la temperatura è facilmente regolabile e l'aspetto non crea disagio, poiché tutte le parti operative del sistema si trovano in una zona invisibile, sopra il soffitto.

Principio di funzionamento del sistema con apporto d'aria

Per il trasporto dell'aria dall'esterno agli ambienti sono previsti condotti d'aria, che non sono presenti nei normali sistemi split. Inizialmente, l'aria esterna attraverso l'unità esterna si sposta in un canale coibentato, poi nella camera di miscelazione. Qui l'aria in entrata si combina con l'aria di scarico, rinfrescandola.

Successivamente, la miscela d'aria passa attraverso i filtri e, secondo la modalità selezionata, viene trattata. Avviene deumidificazione, riscaldamento o raffreddamento delle masse d'aria. Dopodiché, l'aria purificata, filtrata, parzialmente rinfrescata alla temperatura desiderata, entra negli ambienti.

Le modifiche canalizzabili con miscelazione vengono utilizzate in ambienti di grandi dimensioni, separati tra loro da tramezzi non portanti. Si tratta di appartamenti con soffitti a partire da 3 m, cliniche, locali di ristorazione, strutture sportive ed educative, uffici, ecc.

Di norma, la temperatura mantenuta dipende completamente dalla stagione. In estate i condizionatori canalizzabili funzionano in raffreddamento, in inverno in riscaldamento. Nella stagione fresca è sufficiente il funzionamento della pompa di calore, il calorifero può non essere utilizzato in questo periodo.

Tipi di apparecchiature con miscelazione d'aria

Come avrete capito, la sostituzione dell'aria con aria fresca è gestita pienamente solo dalle apparecchiature canalizzabili con condotti d'aria e riscaldamento. Tuttavia, alcuni modelli di altri tipi possono anche effettuare la ventilazione, ma entro il 10% della loro potenza.

La percentuale di aria fresca viene spesso chiamata 'miscelazione', la parte principale delle masse d'aria è occupata dall'aria trattata nell'unità interna, chiamata 'ricircolo'.

Modelli murali tradizionali

I modelli la cui unità interna viene montata a parete sono i più richiesti per l'allestimento di ambienti residenziali.

Esistono modelli che garantiscono un microclima confortevole su una superficie di 10 m², ma ci sono anche apparecchiature più potenti, progettate per sale fino a 100 m². Non molto tempo fa sono comparsi modelli inverter dotati di ventilatore di mandata e ripresa.

Indipendentemente dal fatto che il condizionatore funzioni in modalità riscaldamento o raffreddamento, può funzionare parallelamente un sistema di ventilazione. Un esempio di dispositivo a parete con funzione di apporto d'aria dall'esterno è la serie Air Exchanger del noto marchio HITACHI.

Prima di essere immessa nella stanza, la miscela d'aria viene purificata da un sistema di filtri da gas di scarico, anidride carbonica, formaldeide, ecc., eliminando allo stesso tempo gli odori sgradevoli.

L'unità evaporativa a parete viene installata in qualsiasi punto della stanza, ma la zona vicino alla finestra è preferibile. Più breve è il percorso tra l'unità interna e quella esterna, maggiore è la produttività dell'apparecchiatura. I modelli a parete si distinguono per un design gradevole e un'ampia gamma di opzioni aggiuntive.

Sistemi di climatizzazione a cassetta

Spesso negli edifici pubblici si trovano condizionatori con moduli interni a cassetta. Questi sistemi sono adatti per servire grandi aree – da 40 m² a 150 m². Hanno un'elevata produttività e si distinguono vantaggiosamente per i minimi livelli di rumore.

La parte operativa dei modelli è posizionata sopra il controsoffitto, mentre a vista rimane solo la griglia decorativa standard di dimensioni 60x60 cm. Le parti mobili della griglia sono controllate dal telecomando o dal pannello di regolazione installato a parete.

La potenza dei condizionatori a cassetta va da 3 kW a 15 kW, le funzioni principali sono l'abbassamento della temperatura nell'ambiente o il funzionamento in modalità pompa di calore.

È diffusa una configurazione in cui l'aspirazione dell'aria dall'ambiente avviene attraverso un'apertura centrale, mentre l'immissione avviene attraverso quattro guide in diverse direzioni. Se viene utilizzata una singola cassetta, viene installata nel controsoffitto al centro della stanza.

Sul mercato si trovano sia le versioni tradizionali che i sistemi a cassetta con miscelazione. Ad esempio, i condizionatori Airwell CK sono progettati per l'installazione di sistemi multi-split e, grazie al riscaldatore integrato e ai condotti d'aria, forniscono una dosata immissione di aria fresca.

Vantaggi: design gradevole e alta produttività; svantaggio: installazione solo in controsoffitto.

Dispositivi a pavimento e soffitto

In alcuni ambienti non ci sono le condizioni per installare modelli a cassetta, e la potenza dei condizionatori a parete non è sufficiente. In questo caso si utilizzano dispositivi universali a pavimento e a soffitto, che hanno fissaggi sia per l'installazione a terra che per il montaggio a soffitto.

L'azienda giapponese Daikin è specializzata nella produzione di dispositivi a pavimento e a soffitto con miscelazione del 10% di aria fresca. I nuovi modelli con immissione risparmiano fino al 30% di energia elettrica e hanno un costo elevato – da 600 € in su.

Il condizionamento viene effettuato grazie a un flusso di aria purificata che viene diretto lungo il soffitto o la parete – a seconda del punto di installazione. La potenza massima dei dispositivi è di 15 kW, ma per ambienti relativamente piccoli (40 m²) è sufficiente un'apparecchiatura con parametri di 5-6 kW.

Modelli a colonna di sistemi split

Come si può intuire dal nome, i condizionatori per la loro forma ricordano delle colonne che si innalzano verso il soffitto. Superano gli altri tipi per potenza (in media 17 kW) e possono servire ambienti fino a 180 m².

Il principio di funzionamento dei modelli a colonna è lo stesso dei condizionatori precedenti, tuttavia si differenziano per l'erogazione dell'aria purificata. Il flusso non viene diretto lungo le pareti né al centro dell'ambiente, ma verso il soffitto. Lì l'aria raffreddata si diffonde in diverse direzioni e scende, spostando l'aria già riscaldata.

Esempio di dispositivo a colonna con modalità di immissione – General Climate GC. Il ricambio d'aria è superiore a 1900 m³/h e la potenza di riscaldamento è di 22 kW. Il costo è di 1 090 €.

I modelli di ricircolo con miscelazione parziale di aria pulita hanno un'elevata produttività, ma il livello di rumore è superiore rispetto ai tipi in acciaio – fino a 50 dB.

Vantaggi della climatizzazione multizona

Il servizio multizonale degli ambienti è una versione più avanzata dei sistemi multisplit, che crea un determinato microclima su una vasta area. La differenza principale rispetto ai sistemi split standard è la maggiore lunghezza delle linee di collegamento che uniscono i moduli posizionati in luoghi diversi.

Vantaggi del sistema multizona:

• a 1 unità esterna è possibile collegare fino a 20 interne;
• la distanza dai moduli interni a quello esterno – fino a 150 m (in alcuni casi – superiore);
• il dislivello tra i moduli – 50 m.

Grazie ai parametri elencati, l'unità esterna viene installata nei luoghi remoti più convenienti – in soffitta, sul tetto, in cortile dietro una recinzione, ecc.

Schema del possibile montaggio dell'unità esterna. Se per qualche motivo non è possibile installarlo sul tetto, il modulo viene posizionato direttamente nel cortile della casa, garantendo la sicurezza.

Il sistema multizonale è più economico, poiché la gestione dell'apparecchiatura climatica inverter consente di modificare la potenza del sistema in base al numero di unità interne in funzione.

Inoltre, è possibile utilizzare moduli completamente diversi per tipo e prestazioni. La regolazione e il controllo del funzionamento di tutta l'apparecchiatura possono essere effettuati in modalità di sistema, da un unico telecomando.

Confrontare un'unità climatica normale e una inverter e avere un'idea dei loro pro e contro potrà farlo leggendo l'articolo che le proponiamo. Prima di prendere una decisione definitiva, è opportuno consultare informazioni utili.

Consigli per la scelta dei condizionatori

Prima di acquistare un sistema split per uso domestico o per l'ufficio, è necessario innanzitutto stabilire se è necessaria la ventilazione. Potrebbe essere che l'ambiente sia dotato di un sistema di ventilazione efficace e non abbia bisogno di ulteriori dispositivi di questo tipo.

Se il ricambio d'aria è scarso, consideri i modelli di condizionatori con presa d'aria esterna.

Per stanze con soffitti alti, sono adatti tutti i modelli da incasso – canalizzati, a cassetta. Ma non dimentichi che per mascherare gli elementi di lavoro sarà necessario realizzare un controsoffitto.

Se i soffitti sono bassi (ad esempio 2,5 m), l'idea dei modelli a soffitto non sarà adatta. Forse, in base alle specifiche tecniche, si può scegliere un apparecchio con modulo a parete che contemporaneamente preleva aria dall'esterno.

Per stanze di grandi dimensioni sarà necessario un modello più potente, ad esempio con installazione a pavimento-soffitto. Gli atri degli hotel, i foyer e i vestiboli hanno grandi volumi. Oltre ai sistemi canalizzati, in essi vengono installati modelli a colonna, caratterizzati da potenza e alta velocità di ricambio d'aria.

Indipendentemente dal tipo di apparecchio, è necessario analizzare le sue caratteristiche tecniche e qualità operative: verificare per quale superficie è progettato il modello, qual è la sua potenza, se è possibile collegare moduli aggiuntivi.

I condizionatori programmabili più recenti con un ampio elenco di opzioni aggiuntive sono molto più costosi, tuttavia alcune funzioni sono davvero importanti.

Con le linee guida per la scelta di un sistema split per l'allestimento di una casa di campagna e di un appartamento in città, la informerà il seguente articolo, che contiene informazioni con le risposte alle domande dei potenziali acquirenti.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Per comprendere meglio la struttura e il principio di funzionamento dei sistemi split con presa d'aria, suggeriamo di guardare video di carattere panoramico.

Video #1. Panoramica dei condizionatori canalizzati Haier:

Video #2. Sui vantaggi dei modelli di tipo canalizzato:

Video #3. Maggiori dettagli sui sistemi multizona:

Per arricchire l'aria nella stanza di ossigeno, non è necessario tenere aperta la finestra o installare una ventilazione aggiuntiva. A volte è sufficiente scegliere saggiamente un modello di condizionatore che, se necessario, non solo raffreddi/riscaldi la stanza, ma effettui anche il ricambio d'aria.

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