Benessere tutto l’anno con gli impianti ad aria

Le soluzioni impiantistiche con terminali ad aria rappresentano una soluzione che sta riscontrando una crescente diffusione in ambito residenziale, grazie a una serie di vantaggi di tipo tecnico ed economico.

L’approccio alla proget­tazione e alla scelta degli impianti utiliz­zati per garantire le condizioni di comfort negli edi­fici residenziali sta cambiando profondamente, in particolare nelle nuove costruzioni, dove il concetto di impianto tradiziona­le – concepito per il solo riscalda­mento invernale e basato sull’im­piego di radiatori alimentati con acqua calda ad alta temperatura prodotta da caldaie a gas – è sta­to in parte progressivamente so­stituito da due diverse soluzioni: la prima, costituita da pavimenti o soffitti radianti alimentati con acqua calda a bassa temperatura e acqua refrigerata; la seconda, basata invece sull’impiego di ter­minali ad aria del tipo a espansio­ne diretta oppure idronici.

Quest’ultima soluzione, a lungo considerata idonea soltanto per l’impiego nelle seconde case e nelle mezze stagioni, è ormai invece ritenuta sempre di più un’opzione valida anche per le prime case grazie alla possibilità di riscaldare e di raffrescare con un solo impianto producendo in modo autonomo acqua calda sa­nitaria.

Rispetto ai sistemi radianti, gli impianti con terminali ad aria presentano infatti una serie di vantaggi, quali una resa frigorife­ra superiore, con la possibilità di una facile e rapida regolazione, e una rapida messa a regime, che risulta molto apprezzata in quan­to consente un funzionamento dell’impianto nelle sole ore di oc­cupazione, a differenza dei siste­mi radianti a elevata inerzia, con conseguente riduzione dei costi energetici.

Inoltre, si elimina il costo di inve­stimento per il sistema radian­te e si evitano le problematiche connesse al rischio di formazio­ne di condensa in fase di raffred­damento, che impongono la ne­cessità di prevedere anche dei si­stemi di deumidificazione.

Un aspetto che invece è sempre stato considerato il punto debole degli impianti ad aria è quello le­gato alle condizioni di benessere che essi sono in grado di garanti­re, che comunemente si ritiene di livello inferiore rispetto ai siste­mi radianti a causa della presen­za di movimenti d’aria, dell’effet­to di stratificazione dell’aria cal­da in regime di riscaldamento e del rumore prodotto dal ventila­tore delle unità interne.

In realtà, un corretto dimensio­namento della taglia dei termi­nali, tenendo in considerazione il ridotto fabbisogno termico delle nuove costruzioni, permette or­mai di eliminare del tutto queste problematiche grazie al funzio­namento dei terminali alla mini­ma velocità dei ventilatori e alla scelta di diffusori d’aria a elevate prestazioni.

Per la progettazione degli im­pianti ad aria occorre in ogni ca­so seguire una serie di regole che riguardano, in particolare, aspet­ti quali la regolazione della tem­peratura nei singoli ambienti, il calcolo dei carichi termici e fri­goriferi, la produzione dell’acqua calda e il posizionamento delle u­nità esterne.

Tipologie di impianti e di terminali

Gli impianti ad aria possono es­sere di due tipi:

• a espansione di­retta a pompa di calore
• oppure, di tipo idronico ad acqua.

Solitamente gli impianti a espan­sione diretta trovano applicazio­ne nelle abitazioni unifamiliari, mentre per gli edifici condomi­niali prevale l’impiego di impianti idronici con produzione centra­lizzata dei fluidi caldo e freddo.

La versione più semplice di im­pianti a espansione diretta è quella di tipo multisplit, compo­sta da un’unità esterna ad aria collegata mediante tubazioni fri­gorifere alle unità interne, solita­mente fino a un massimo di 5. Es­si possono essere utilizzati non solo in tutte le stagioni per abi­tazioni di nuova costruzione, ma anche soltanto per il raffresca­mento in fase estiva di abitazioni esistenti riscaldate con impianti a radiatori o a pannelli radianti.

Per entrambe le tipologie di im­pianti, a espansione diretta o i­dronici, le unità terminali sono disponibili in vari modelli: a mo­biletto per installazione a pavi­mento, a parete o canalizzabili nascoste nel controsoffitto, con distribuzione dell’aria mediante canali collegati a diffusori.

L’utilizzo di unità terminali a servizio di ogni singolo ambien­te presenta il vantaggio di per­mettere la regolazione della temperatura in modo indipen­dente e, a seconda delle neces­sità, di gestire il funzionamento del terminale, con il risultato di un elevato comfort e di un’otti­mizzazione dei consumi.

La soluzione centralizzata con una sola unità canalizzabile con­sente di ridurre l’ingombro occu­pato (e il costo dei terminali) ma richiede l’impiego di un sistema di zonificazione che provveda al­la regolazione della temperatura ambiente in ogni stanza median­te la modulazione della portata immessa.

Il dimensionamento dell’impianto

Per determinare la taglia corret­ta di un impianto ad aria è neces­sario effettuare il calcolo dei cari­chi termici e frigoriferi dell’intera abitazione e dei singoli locali. Per gli edifici di nuova costruzione, che devono rispondere ai requi­siti minimi di prestazione ener­getica, generalmente il fabbiso­gno termico per il riscaldamento invernale risulta inferiore a quel­lo frigorifero per la stagione esti­va.

Dato che i sistemi a pompa di calore presentano una potenza termica superiore a quella frigo­rifera, un dimensionamento ese­guito in base alla richiesta estiva è in grado di soddisfare sempre anche il fabbisogno invernale.

Per il calcolo dei carichi di raf­frescamento è necessario consi­derare in primo luogo l’orienta­mento e l’esposizione della casa e delle singole stanze alla radia­zione solare. Inoltre, entra in gio­co la superficie e la tipologia dei componenti vetrati e l’eventuale presenza di aggetti o di sistemi schermanti in grado di ridurre il carico solare.

Per il calcolo del fabbisogno di raffreddamento estivo si devono considerare anche i carichi endo­geni dovuti alle persone e all’illu­minazione. Per quanto riguarda invece il cal­colo del carico termico inverna­le i parametri fondamentali sono la temperatura minima dell’aria esterna (legata alla località) e la trasmittanza delle pareti opa­che e dei serramenti.

Una volta determinata la taglia del siste­ma è necessario considerare la potenza assorbita in modo da valutare la potenza elettrica im­pegnata del contatore, che deve risultare adeguata a sostenere a pieno regime il carico di tutti gli elettrodomestici presenti nell’a­bitazione.

Produzione di acqua calda sanitaria

I sistemi a pompa di calore per la produzione di ACS sono diver­si in base al tipo di impianto. Con i sistemi multisplit di tipo stan­dard è necessario prevedere u­no scaldacqua a pompa di calo­re dedicato mentre con i sistemi mini VRF è sufficiente installare un modulo idronico.

Inoltre, sono disponibili sistemi multisplit in grado di produrre anche acqua calda mediante un kit idronico, dotato di scambiatore di calore e pompa di circolazione, e di un serbatoio di accumulo. Il modu­lo può essere integrato nell’uni­tà esterna (versione monobloc­co) oppure posizionato a parete all’interno dell’ambiente e colle­gato all’unità esterna mediante tubazioni frigorifere. Questi si­stemi possono essere collegati a unità interne ad espansione di­retta oppure idroniche, oltre che a sistemi radianti.

In alternativa, è possibile utiliz­zare pompe di calore in grado di produrre acqua calda ad alta temperatura per il riscaldamento e la produzione dell’ACS con ser­batoio di accumulo integrato.

Per le abitazioni con un numero massimo di tre locali sono anche disponibili sistemi all-in-one che consentono di ottenere acqua calda sanitaria, climatizzazione e riscaldamento degli ambienti in un’unica soluzione che semplifi­ca l’installazione riducendo gli in­gombri. Tali sistemi consentono di collegare all’unità esterna fino a 3 unità interne (a parete, a pa­vimento, pensili, Cassette o cana­lizzate) e direttamente anche un serbatoio per l’ACS con volume di 90 oppure 120 litri.

Grazie alla funzione di program­mazione è possibile attivare automaticamente l’accumulo dell’acqua calda sanitaria in un momento della giornata in cui non si utilizza l’acqua calda o la climatizzazione. Inoltre, median­te un’App è possibile program­mare, controllare e monitorare il sistema anche da remoto. Nel ca­so di impianti idronici con pompa di calore generalmente si preve­de un serbatoio di accumulo do­tato nella parte inferiore di uno scambiatore alimentato con l’ac­qua calda prodotta dall’impianto. Il serbatoio può essere previsto di un secondo serpentino in ca­so di impiego di un sistema sola­re termico.