Teoria di base sulla climatizzazione

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1 Teoria di base sulla climatizzazione Un fluido riscaldandosi (raffreddandosi) assorbe (cede) una certa quantità di calore. Quando tali processi producono un cambiamento di stato per esempio da liquido a gassoso (evaporazione) oppure da gassoso a liquido (condensazione), la quantità di calore scambiata con la fonte esterna, risulta sensibilmente superiore (calore di vaporizzazione / condensazione). Un C.A. sfrutta questa caratteristica in due fasi distinte: 1. Fase Passiva: In questa fase si comprime il fluido (gassoso) e si fa condensare, abbiamo di conseguenza un consumo di energia (E.E.) ed una cessione di calore all'aria esterna di raffreddamento. 2. Fase Attiva: In questa fase si fa espandere lo stesso fluido (liquido) e si fa evaporare, abbiamo di conseguenza un assorbimento di calore a spese dell'aria interna dei locali che conseguentemente cede calore raffreddandosi. Queste due fasi per poter essere applicabili nell'ambito del condizionamento aria devono poter avvenire a temperature relativamente basse. La figura in basso mostra l'evaporazione del refrigerante all'interno del serpentino prodotta da un riscaldamento del gas ad opera dell'aria ambiente che conseguentemente si raffredda.

2 Costruzione base di un Climatizzatore Il refrigerante ripete in due apparecchi distinti i due cicli di evaporazione e condensazione che consentono di trasmettere calore da una sorgente a bassa temperatura (aria ambiente) ad una sorgente ad alta temperatura (aria esterna) secondo lo schema sotto riportato. Un climatizzatore è costruito secondo 4 sezioni principali. Componenti del circuito refrigerante: Circolazione refrigerante per trasferimento calore. (compressore, evaporatore condensatore, tubo capillare, ecc.). Ventilazione: Distribuzione d'aria (interna) Dispersione del calore (esterna) (girante, motore ventilatore, ecc..). Parti elettriche: Comandi del climatizzatore (comando remoto, schede elettroniche, impianto elettrico, ecc.). Altre: carrozzeria, filtro dell'aria, ecc.

3 Funzione degli elementi principali Compressore Comprime il refrigerante da bassa pressione (bassa temperatura) ad alta pressione (alta temperatura). Questa trasformazione sposta il punto di ebollizione a valori di temperatura più elevati facilitando lo smaltimento del calore ad opera dell'aria esterna. Condensatore Questo componente riceve gas ad alta pressione ed alta temperatura dal compressore. Nei condensatori ad aria questa lambendo le superfici metalliche produce un raffreddamento del gas il quale cambia di stato diventando liquido. Nei condensatori ad acqua è la circolazione di questa che produce lo stesso raffreddamento. Evaporatore Il refrigerante evaporando nell'evaporatore, assorbe calore dall'aria circostante e produce aria refrigerata.

4 Tubo capillare Un restringimento fisso della tubazione posto in linea fra il condensatore e l'evaporatore con diametri compresi fra 1 e 2 mm. e con lunghezze comprese fra 1 e 2 m., consente di regolare la quantità di gas convogliata all'evaporatore. Parti elettriche Componenti elettrici ed elettronici necessari a gestire le varie funzioni del climatizzatore. Ventilazione interna Aspira aria dall'ambiente interno e la convoglia attraverso l'evaporatore per poi distribuirla, raffreddata, di nuovo nell'ambiente. Ventilazione esterna Provoca una circolazione d'aria attraverso il condensatore allo scopo di raffreddare il refrigerante. Riscaldamento per mezzo di un Climatizzatore Cosa è la pompa di calore. La pompa di calore è un sistema che fa evaporare il refrigerante all'esterno e trasferisce il calore assorbito all'interno della stanza per riscaldare. Questo sistema agisce in maniera contraria al precedente raffreddamento. In altre parole il calore è portato dentro i locali della condensazione del refrigerante ed è assorbito all'esterno tramite l'evaporazione. Il sistema a pompa di calore è mostrato sotto, ha incorporato la valvola d'inversione (valvola a 4 vie) che inverte il flusso refrigerante nel circuito.

5 Deumidificazione per mezzo di un Climatizzatore Le condizioni di benessere oltre ad essere chiaramente soggettive vengono influenzate da due fattori legati fra loro: Umidità Temperatura Ad esempio, in estate mentre una temperatura di 26 C con 50% umidità relativa costituisce una condizione di benessere, una temperatura di 24 C con 70% U.R. non risulta confortevole come non risulta confortevole una temperatura di 24 C con 10% U.R. Da tutto ciò deriva che una umidità alta anche con temperatura bassa non è confortevole e non lo è neppure una umidità bassa con temperatura bassa. Un climatizzatore realizza una deumidificazione ambiente tramite un raffreddamento dell'aria. Questo a volte, come abbiamo visto, può portare a condizioni di disagio.

6 Tipi di installazione di un Climatizzatore Funzioni Solo raffreddamento Raffreddamento e riscaldamento Raffreddamento e dry (deumidificazione) Installazione Capacità di raffreddamento e selezione modelli Per una corretta scelta di un climatizzatore è necessario conoscere il contesto entro cui dovrà operare: Carico termico Distribuzione aria Umidità Estetica In dettaglio dovranno essere ponderati i seguenti fattori: 1. Calore introdotto dall'esterno: o Convenzione: aspiratori per ricambio aria (6). o Conduzione: attraverso le pareti (2/3/4). o Irraggiamento: diretto dal sole attraverso le vetrate (1). 2. Calore generato dall'interno: o Illuminazione elettrica e apparecchi a gas (7). o Calore e umidità prodotta dalle persone (5).

7 Oltre a conoscere questi fattori bisognerà tenere presente quanto segue: Volume da condizionare per una corretta circolazione d'aria Eventuale presa aria esterna ove possibile Punto ottimale di installazione per una corretta circolazione d'aria, priva di zone morte e/o problemi di statificazione. Inserimento architettonico (anche secondo i gusti del cliente).