Come gestire il clima di più ambienti

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IL QUESITO

Ho climatizzato tre sale riunioni adiacenti, tutte previste per un affollamento di 30 persone e aventi la stessa superficie (100 m2 circa), la stessa esposizione e le stesse dimensioni utilizzando un’unità roof top per solo raffreddamento controllata da un termostato posto sulla ripresa e un sistema di mandata e ripresa a canali con diffusori di immissione e bocchette di ripresa.  Quando tutte e tre le sale sono occupate tutto funziona a meraviglia, ma quando una o due di esse non sono occupate in quelle occupate la temperatura sale è non è più controllabile con tutte le conseguenze del caso.  Come risolvere il problema?

L’impianto realizzato convoglia la stessa quantità d’aria in ogni locale e l’unità roof top si parzializza in funzione della temperatura di ripresa.  Poiché dai dati forniti il carico per affollamento risulta  di circa 30 persone x 130 W/persona = 4900 W al quale va sommato il carico di illuminazione stimabile in 10 W/m2 x 100 m2  = 1000 W, si può stimare che il carico dovuto alle condizioni di uso di ciascuna delle sale sia totalmente di 5900 W e che quindi potrebbe essere una frazione considerevole della potenza frigorifera dell’unità roof-top.Quando una o due sale non vengono utilizzate tale carico viene a mancare con la conseguenza che la temperatura di ripresa rilevata dal termostato scende e l’unità roof-top si parzializza. Nella sala o nelle sale rimaste occupate arriva quindi una potenza frigorifera inferiore e la temperatura ambiente sale in modo non controllabile.

La trasformazione dell’impianto

L’unica soluzione che vediamo per questo problema è la trasformazione dell’impianto in un impianto VVT, cioè a temperatura e portata variabili, immettendo  in ogni sala un quantitativo d’aria variabile in funzione del carico effettivo e cioè  facendo strozzare una serranda servocomandata azionata da un termostato ambiente modulante in modo da variare la portata d’aria e quindi la potenza frigorifera immessa.

Così facendo, in  assenza di precauzioni particolari ogni variazione di carico in una delle sale riunione provocherebbe tuttavia :

a)       una variazione della portata che vi viene immessa,

b)       un aumento non necessario di portata nelle altre sale  poiché la portata dell’unità di roof top  è fondamentalmente costante,

c)       il conseguente riposizionamento delle serrande delle altre sale che a sua volta provocherebbe uno sbilanciamento della portata nella prima zona e quindi il riposizionamento della serranda di quest’ultima,

d)       il ripetersi di questi cicli pressoché all’infinito (più concisamente e più tecnicamente si può dire che il sistema entrerebbe in “pendolazione”).

Inoltre,  al di sotto  del 70% circa della portata nominale  nelle unità roof-top si verifica un abbassamento della pressione di aspirazione  tale da provocare dapprima il “brinamento” della batteria e poi l’arresto dell’apparecchio per intervento delle protezioni di bassa (tutto ciò è facilmente verificabile  chiudendo con un foglio di cartone il 50% della bocca aspirante di un’unità di climatizzazione ad espansione in modo da provocare una robusta diminuzione dell’aria che circola attraverso di essa).

L’uso di un regolatore centralizzato

L’escamotage che consente la risoluzione di questo problema è l’uso di un regolatore centralizzato che coordini il funzionamento  delle serrande di controllo e l’uso di una serranda barometrica che aprendosi all’aumentare delle pressione nel canale principale di mandata sfoghi attraverso un canale di bypass la portata eccedente sulla  bocca di ripresa dell’unità roof top.  Così facendo quest’ultima si troverà a funzionare sempre a portata costante, anche se l’impianto è diventato a portata variabile a tutti gli effetti    (esistono comunque anche soluzioni più sofisticate in cui  lo stesso risultato viene ottenuto per via elettronica sostituendo la serranda barometrica di bypass con una servocomandata che è pilotata conteggiando  tramite il regolatore centralizzato il grado d’apertura delle varie serrande di controllo).

Le serrande di controllo  della portata d’aria immessa in ogni locale sono di tipo a farfalla e possono avere foggia tonda come in figura o rettangolare, mentre i servomotori che azionano le serrande sono di tipo passo a passo e quindi in grado di assumere un altissimo numero di posizioni (cioè qualche migliaio).

La diffusione dell’aria

Affinché l’impianto così modificato possa risultare perfettamente funzionale occorre infine che i diffusori di immissione possano gestire le variazioni di portata senza dare luogo a fastidiose ricadute d’aria fredda.  È quindi bene controllare le prestazioni dei diffusori installati e, se necessario, sostituirli con altri più performanti.

Una volta modificato secondo le indicazioni che abbiamo fornito, l’impianto sarà perfettamente in grado di gestire separatamente la temperatura di tutte e tre le sale da riunione a prescindere dalla contemporaneità del loro uso; la possibilità di chiudere individualmente  la  serranda di controllo di ciascuna sala consentirà inoltre un notevole risparmio di energia  in quanto si eviterà il raffrescamento delle sale che non sono in uso.

Per completezza ricordiamo che questi impianti sono anche realizzabili quando l’unità roof-top in gioco è a pompa di calore.  In questi casi una centralina di coordinamento deciderà interagendo con  l’unità roof-top se quest’ultima deve funzionare in raffreddamento o in pompa di calore a seconda del segno algebrico della somma degli scostamenti tra le temperature effettive e le temperature impostate nei vari locali (detto in parole più semplici a seconda della prevalenza della richiesta di raffreddamento rispetto a quella di riscaldamento e viceversa).

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