Che cos'è il condizionamento dell'aria?

 

Sia la refrigerazione industriale che il condizionamento dell'aria si basano sul medesimo meccanismo: il raffreddamento di un fluido, generalmente acqua o aria, tramite l'evaporazione di un altro fluido detto refrigerante. Il circuito frigorifero, che si compone di compressore, evaporatore, condensatore ed organo di laminazione, costituisce parte integrante di entrambi i sistemi. Nonostante ciò, esistono differenze sostanziali tra impianti di refrigerazione e condizionamento, per esempio nei componenti, nei metodi di progettazione, nelle strutture commerciali o industriali dove vengono installati e nel funzionamento stesso tali da giustificare l'esistenza di due settori distinti.

 

Il condizionamento dell'aria, ovvero la climatizzazione, è quel processo che permette di mantenere e realizzare determinate condizioni di temperatura, umidità relativa e purezza dell'aria negli ambienti chiusi. Questo processo permette quindi tipicamente il mantenimento dello stato di benessere delle persone.

È inoltre utilizzato in ambito industriale per garantire il corretto funzionamento di apparecchiature o meccanismi che operano in condizioni ambientali limitate oppure per preservare lo svolgimento di alcune particolari lavorazioni industriali come ad esempio la saldatura che producono notevoli quantità di calore che deve essere in qualche modo smaltito.

Un sistema di condizionamento deve essere efficace a prescindere dalle condizioni climatiche esterne e si basa sul controllo di quattro variabili fondamentali: la temperatura, l'umidità, il movimento e la qualità dell'aria.

 

La distinzione tra le applicazioni industriali e quelle legate al benessere delle persone non è sempre netta. Il condizionamento industriale necessita solitamente di una maggiore precisione per quanto riguarda il controllo di temperatura e umidità. In alcuni ambiti sono anche richiesti elevati standard di filtrazione e la rimozione di agenti contaminanti.

Il condizionamento per il benessere per contro, oltre che confrontarsi con il soddisfacimento delle esigenze termo igrometriche delle persone, si integra con altre discipline quali la progettazione architettonica, la meteorologia, l'energetica e l'acustica per ricreare le condizioni ideali per il benessere psicofisiologico dell'uomo.

 

Il principale processo su cui si basa la climatizzazione (condizionamento dell'aria) è lo scambio di calore e vapore acqueo fra l'ambiente interno, esterno e le persone che lo abitano. 

 

I principali dispositivi che troviamo nell'ambito del condizionamento domestico ed industriale sono:

Essi si differenziano notevolmente per dimensioni, complessità, capacità frigorifera, che può passare da qualche centinaio di Watt a più megawatt, componentistica interna ed in generale per la necessità o meno di operare le principali funzioni che un climatizzatore deve possedere ovvero:

I condizionatori domestici per esempio si occupano principalmente di raffreddare l'aria prelevata dall'ambiente in circolo chiuso. L'operazione di raffreddamento provoca anche una deumidifica in quanto parte dell'umidità dell'aria condensa all'interno del condizionatore (sotto forma di goccioline), raccolta e convogliata all'esterno tramite tubazioni in gomma.

Le unità close control invece, essendo dedicate ad ambienti critici dove lavorano i server o le apparecchiature della telefonia, devono occuparsi di gestire temperatura ed umidità dell'aria in range molto limitati, operando quindi non solo il raffreddamento e la deumidifica ma anche la correzione fine della temperatura e dell'umidità attraverso l'uso di resistenze elettriche di riscaldamento ed umidificatori.

Le unità di trattamento aria più complesse comprendono tutte le funzionalità  di cui sopra solitamente identificate da sezioni separate.

Nei chiller ad essere trattata è invece l'acqua, raffreddata sino a temperature vicine agli 0°C (anche più basse se mescolata ad antigelo) o riscaldata attraverso l'inversione del ciclo frigorifero. 

 

Mentre le funzioni di ventilazione, filtraggio, miscelazione e spesso riscaldamento sono gestite attraverso componentistica relativamente semplice e dedicata, rispettivamente ventilatori, filtri, serrande e resistenze elettriche o caldaie, le funzioni più principali e più complesse da gestire vengono svolte da sistemi altrettanto complessi come i circuiti frigoriferi e gli umidificatori (si veda "FARE FREDDO (E CALDO)" e la sezione "UMIDIFICAZIONE").

 

Particolare menzione va al sistema comunemente utilizzato per produrre capacità frigorifera che sfrutta il fenomeno dell'evaporazione di un fluido all'interno di un circuito posto a contatto con l'ambiente da raffreddare. I principi su cui si basa questa tecnologia sono tutt'altro che banali.