Gli scambiatori d’aria sono un componente essenziale degli impianti industriali e residenziali, i quali richiedono sistemi di ventilazione e condizionamento. Questi sistemi hanno il compito di scambiare l’aria all’interno di un edificio con l’aria fresca esterna, contribuendo a mantenere un ambiente interno sano e confortevole. Esistono diversi tipi di scambiatori ad aria utilizzati nell’industria, ognuno con le sue particolari peculiarità che si adattano alle diverse esigenze di progettazione.
Ma gli scambiatori d’aria risultano importanti anche nei sistemi di condizionamento e refrigerazione degli edifici residenziali, soprattutto nei tempi moderni e dopo l’avvento della pandemia da Covid 19 in cui la qualità dell’aria interna è di estrema rilevanza.
Sono progettati per migliorare la qualità dell’aria interna rimuovendo l’aria viziata e immettendo aria fresca dall’esterno. Anche in questo contesto è bene progettare il tipo di scambiatore aria ad hoc, al fine di promuovere il risparmio energetico e l’assoluta aderenza meccanica del funzionamento.
I vari tipi di scambiatori aria utilizzati nel settore industriale
Il primo tipo di scambiatore d’aria comunemente utilizzato nell’industria è lo scambiatore di calore a piastre. Questo tipo di scambiatore utilizza sottili piastre metalliche per trasferire il calore tra due fluidi, in genere aria e acqua.
Le piastre sono disposte in una serie di strati paralleli, consentendo un efficiente trasferimento di calore da un fluido all’altro. Gli scambiatori di calore a piastre sono comunemente utilizzati nei sistemi HVAC per pre-riscaldare o raffreddare l’aria prima che entri nell’edificio.
Un altro tipo di scambiatore d’aria utilizzato nell’industria è lo scambiatore di calore rotante. Questo tipo di scambiatore utilizza una ruota rotante con un materiale che assorbe il calore per trasferire il calore tra due flussi d’aria.
La ruota gira tra i flussi d’aria in entrata e in uscita, consentendo un efficiente trasferimento di calore. Gli scambiatori di calore rotanti sono comunemente utilizzati nelle applicazioni industriali in cui è necessario scambiare grandi volumi d’aria, come negli impianti di produzione o nei magazzini.
Un terzo tipo di scambiatore d’aria utilizzato nell’industria è lo scambiatore a tubi di calore. Questo tipo di scambiatore utilizza un tubo sigillato riempito con un fluido di lavoro per trasferire il calore tra due flussi d’aria. Il fluido evapora sul lato caldo dello scambiatore, assorbendo calore, e poi condensa sul lato freddo, rilasciando il calore.
Gli scambiatori a tubi di calore sono comunemente utilizzati in applicazioni che richiedono un controllo preciso della temperatura, come le camere bianche o i laboratori. Oltre a questi tre tipi, esistono diversi altri tipi di scambiatori d’aria utilizzati nell’industria, tra cui gli scambiatori di calore rigenerativi, i sistemi a serpentina e le ruote entalpiche.
Ogni tipo di scambiatore ha caratteristiche e vantaggi unici e la scelta del tipo da utilizzare dipende dall’applicazione specifica e dai requisiti dell’impianto. Indipendentemente dal tipo di scambiatore d’aria utilizzato, una corretta manutenzione e una pulizia regolare sono essenziali per garantire prestazioni ottimali ed efficienza energetica.
Sistemi ad aria negli edifici residenziali, quali scambiatori si rendono necessari
In realtà, gli scambiatori ad aria di tipo industriale e di tipo residenziale non differiscono in maniera sostanziale, se non nelle finalità. Difatti, abbiamo visto come gli scambiatori aria a uso nei contesti lavorativi siano progettati per aumentare e facilitare la produttività, al contempo si prendono cura della qualità dell’aria degli ambienti.
In ambito residenziale, gli scambiatori d’aria sono utilizzati perlopiù a scopo filtrante e qualitativo. La finalità è quella di garantire un flusso dell’aria pulito e libero da agenti inquinanti o allergeni. Pertanto, se nell’industria le progettazioni promosse dai professionisti del settore sono mirate, altrettanto quelle a livello residenziale devono essere precise.
Il primo tipo di scambiatore d’aria è il ventilatore a recupero di calore (HRV), progettato per recuperare il calore dall’aria viziata in uscita e trasferirlo all’aria fresca in entrata. Questo processo contribuisce a mantenere una temperatura interna confortevole, fornendo al contempo aria fresca. Gli HRV sono ideali per i climi più freddi, dove il riscaldamento è richiesto per la maggior parte dell’anno.
Un altro tipo di scambiatore d’aria è il ventilatore a recupero di energia (ERV), che è simile agli HRV ma aiuta anche a regolare i livelli di umidità nell’aria interna. Gli ERV sono ideali per i climi caldi e umidi, dove l’umidità in eccesso può causare disagi e problemi di salute.
Il terzo tipo di scambiatore d’aria è il sistema di ventilazione con soli scarichi, che si basa su perdite d’aria naturali e ventilatori di scarico per rimuovere l’aria viziata dall’edificio. Questo sistema è semplice ed economico, ma potrebbe non essere adatto a tutti i climi, in quanto si basa su perdite d’aria naturali.
Il quarto tipo di scambiatore d’aria è il sistema di ventilazione di sola mandata, che immette aria fresca dall’esterno attraverso condotti e bocchette dedicate. Questo sistema è ideale per gli edifici con involucri stretti che non consentono perdite d’aria naturali.
Infine, ci sono i sistemi di ventilazione bilanciata, che combinano sia la ventilazione di mandata sia quella di scarico per fornire un flusso bilanciato di aria fresca, rimuovendo allo stesso tempo l’aria viziata dall’edificio. Questi sistemi sono ideali per gli edifici con involucri a tenuta d’aria e sono spesso utilizzati negli edifici ad alta efficienza energetica.
Gli scambiatori d’aria sono componenti essenziali degli edifici residenziali moderni e sono disponibili in diversi modelli, modulabili in base alle singole esigenze di progettazione. Dunque, la scelta dello scambiatore d’aria giusto è fondamentale e va fatta in sede di progettazione o di ristrutturazione.
Ridurre i costi grazie a una maggiore efficienza energetica
Al giorno d’oggi, sia le aziende sia i privati sono costretti a trovare nuovi modi per ridurre i costi. In sostanza, ridurre i costi significa una soluzione per risparmiare denaro a fronte di una maggiore efficienza energetica.
I conti aziendali e quelli privati vengono funestati dai prezzi energetici, che soprattutto negli ultimi tempi sono stati particolarmente fluttuanti. In tale ottica non cambiano i termini di ricerca, ma sostanzialmente il capitale a disposizione. Ciò significa che se un privato ha dei costi energetici relativamente contenuti, l’azienda si trova a dover pagare delle somme ingenti qualora la resa energetica non fosse valida.
Paradossalmente, migliorare l’efficienza energetica significa aumentare la qualità dei componenti utilizzati. Pertanto, sebbene si renda necessario un nuovo progetto per un sistema di condizionamento e refrigerazione all’avanguardia, perciò un sostanzioso investimento, grazie agli scambiatori ad aria nel lungo termine la qualità sarà ripagata con un risparmio cospicuo.