Sono costituiti da una unità di trattamento
aria (UTA), da un sistema di canali
di distribuzione d'aria e da terminali di diffusione
situati negli ambienti da climatizzare.
UNITA' DI TRATTAMENTO ARIA (UTA)
E' un contenitore in lamiera nel quale trovano posto le parti fondamentali che prendono il nome di sezioni.
Sezione di filtrazione. Negli impianti di climatizzazione è utile, e a volte obbligatorio, prevedere un sistema di filtrazione dell'aria che trattenga le impurità. La filtrazione si ottiene facendo passare l'aria attraverso uno o più filtri. L'efficienza della filtrazione dipende dal tipo di utenza: le esigenze di un ospedale, ad esempio, sono ben diverse da quelle di un ufficio o di una abitazione.
Sezione di miscela dell'aria. Una UTA può inviare agli ambienti tutta aria esterna, tutta aria di ricircolo o aria miscelata (una parte esterna e una parte di ricircolo ripresa dagli ambienti climatizzati). Quest'ultima soluzione è quella che più si adatta alla maggior parte delle applicazioni. La UTA aspira aria esterna (aria di rinnovo) e la miscela con una parte di aria aspirata dagli ambienti climatizzati (aria di rircircolo) attraverso un sistema di griglie e canali di ripresa. Le percentuali di aria esterna e di ricircolo possono essere modificate attraverso l'azionamento automatico di serrande motorizzate. La parte di aria di ripresa che non viene ricircolata viene espulsa attraverso un sistema di estrazione. E' evidente che maggiore è la quantità di aria esterna, maggiore è il costo di esercizio dell'impianto, dato che l'aria di ripresa, sia in estate che in inverno, è già stata trattata.
Sezione di ventilazione. Contiene il ventilatore che fornisce all'aria la spinta sufficiente per raggiungere i locali attraverso il sistema di canalizzazione. La spinta, detta prevalenza, deve permettere all'aria di superare tutti gli ostacoli che si trovano sul suo percorso (filtri, serrande, canali ecc.). Si definisce portata del ventilatore la quantità di aria che questo invia agli ambienti nell'unità di tempo.
Sezione di riscaldamento. E' costituita da una batteria alimentata direttamente ad acqua calda prodotta da un generatore termico separato. La batteria è costituita da una serpentina in tubo di rame dotata di alette di alluminio a contatto dell'aria da riscaldare.
Sezione di umidificazione. Il riscaldamento dell'aria provoca un abbassamento dell'umidità relativa, che deve essere mantenuta intorno al 50%. Questa sezione provvede appunto a innalzare l'umidità dell'aria attraverso l'immissione diretta di acqua nebulizzata o vapore.
Sezione di raffreddamento e deumidificazione. Differisce dalla sezione di riscaldamento per il fatto la batteria è alimentata con acqua fredda prodotta da un refrigeratore separato (chiller)
Oltre alle sezioni descritte, le UTA possono contenere anche una sezione di post-riscaldamento (utilizzata quando è richiesto un controllo molto preciso dell'umidità e della temperatura dell'aria) e una sezione di recupero calore, che permette di recuperare una parte dell'energia termica o frigorifera espulsa dall'ambiente attraverso il sistema di estrazione (vedi sezione di miscela) per preriscaldare o preraffreddare l'aria esterna di rinnovo.
CANALI DI DISTRIBUZIONE
L'aria trattata nell'UTA viene inviata agli ambienti
climatizzati attraverso condotti denominati canali di distribuzione.
I canali possono essere di sezione circolare o rettangolare. La sezione circolare
è utilizzata negli impianti ad alta pressione, mentre la sezione rettangolare
è adatta per impianti a bassa pressione, più comuni nelle applicazioni
civili.
La sezione dei canali è dimensionata in funzione
della portata d'aria, cioè del volume d'aria che deve essere trasportato
nell'unità di tempo (mc/ora).
I canali più diffusi sono in lamiera zincata.
In questo caso i vari tratti di canale vengono costruiti in officina e assemblati
in cantiere per mezzo di sistemi di giunzione a flange o a baionetta. I canali
in lamiera vengono in genere coibentati dalla parte esterna.
Sono abbastanza diffusi anche i canali in poliuretano,
molto maneggevoli e già coibentati.
Lungo i canali o in prossimità delle UTA posso
essere installate delle serrande, dispositivi azionabili elettricamente
o manualmente che permettono di ridurre o interrompere il flusso d'aria.
TERMINALI
Permettono la diffusione dell'aria negli ambienti
climatizzati. La scelta del tipo di terminale deve tenere conto delle dimensioni
del locale e della quantità di aria da immettere. Alcuni tipi di terminali
sono dotati di sistemi in grado di regolare il flusso d'aria. Un buon sistema
di diffusione dell'aria deve evitare, all'interno dello spazio occupato,
sia la formazione di zone stagnanti (velocità dell'aria inferiore
a 0.8 m/s) sia la formazione di zone con velocità troppo elevata (correnti).
I terminali più diffusi sono le bocchette ad
alette fisse o orientabili e i diffusori a soffitto circolari, quadrati
e lineari. In alcune applicazioni vengono inoltre utilizzati diffusori
integrati nelle poltrone (teatri, cinema), diffusori a pavimento e turbodiffusori
(ambienti con soffitti molto alti).
TIPOLOGIE
A) IMPIANTI A SINGOLO CANALE . Hanno un'unica canalizzazione
che parte dall'UTA e arriva ai terminali di diffusione. Gli impianti a singolo
canale possono essere a portata costante o variabile.
Negli impianti a singolo canale a portata costante la
regolazione dell'apporto di energia termica o frigorifera agli ambienti si
ottiene variando la temperatura dell'aria. La temperatura può essere
modificata bypassando la batteria dell'UTA, utilizzando batterie di post-riscaldamento
o modificando la potenzialità della batteria di raffreddamento. Questi
impianti vengono di solito utilizzati per climatizzare ambienti di ampia
volumetria come grandi magazzini, sale riunioni, teatri ecc. Un migliore
controllo delle condizioni climatiche dei singoli ambienti si ottiene utilizzando
un sistema multizone. I sistemi multizone sono in grado di
fornire aria a temperature diverse ai vari ambienti, mediante miscelazione
di aria calda e fredda a livello dell'UTA. In un sistema multizone l'UTA
comprende una serie di moduli elementari ognuno dotato di due serrande coniugate
(quando una serranda si apre l'altra si chiude, e viceversa), una per l'aria
calda e una per l'aria fredda. Ogni modulo è connesso a un proprio
canale di distribuzione d'aria ad una zona specifica dell'edificio.
Negli impianti a singolo canale portata variabile la stessa regolazione si ottiene variando la quantità d'aria da immettere in ambiente. La variazione della portata si può ottenere attraverso serrande di regolazione locali o intervenendo sul ventilatore dell' UTA (variando il numero di giri, modificando la geometria delle pale della girante ecc.). Gli impianti a portata variabile più recenti e evoluti controllano, oltre alla portata, anche la temperatura dell'aria immessa e sono perciò definiti "sistemi VVT" (Variable Volume and Temperature).
B) IMPIANTI A DOPPIO CANALE. Utilizzano due reti di
canalizzazioni, una per l'aria calda e una per l'aria fredda, che portano
i due fluidi in prossimità degli ambienti. Le giuste condizioni termiche
dell'aria immessa sono garantite da cassette di miscelazione locali, in pratica
terminali che variano la portata dell'aria fredda e dell'aria calda.
Possono essere a portata costante o variabile.