Aerazione e condizionamento d’aria

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Introduzione

Aerazione e condizionamento d’aria Sistemi progettati per il controllo delle condizioni ambientali negli edifici, spesso realizzati mediante impianti e apparecchi in connessione. L’aerazione, sia da sola, sia combinata con il riscaldamento o con il condizionamento dell’aria, regola l’immissione e l’aspirazione dell’aria in un determinato ambiente. Il condizionamento dell’aria permette di regolarne temperatura, umidità, circolazione e purificazione, a beneficio degli occupanti di locali chiusi o dei materiali industriali che ivi vengono trattati o immagazzinati.

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Aerazione

Negli edifici l’aerazione viene utilizzata per sostituire l’ossigeno consumato dalle persone che ivi vivono e lavorano, per ridurre la concentrazione di anidride carbonica e vapore acqueo, e per eliminare la presenza di cattivi odori. L’installazione di un sistema di aerazione è obbligatoria nei locali che non posseggono finestre o simili aperture dirette verso l’esterno.

Nelle fabbriche lo scopo principale degli impianti di aerazione è l’eliminazione di eventuali pericolose sostanze inquinanti aeriformi presenti nell’aria. Praticamente tutti i processi chimici generano gas di scarico e vapori tossici, che devono quindi venire eliminati, soprattutto dalle aree sede di attività umane. La progettazione di impianti che realizzino questo compito in maniera economicamente conveniente viene effettuata principalmente da ingegneri chimici. Stime tecniche valutano che l’adeguata aerazione di un locale richiede che l’aria venga cambiata completamente da una volta e mezzo a tre volte l’ora o che, equivalentemente, per ogni occupante venga fornita dall’esterno una quantità d’aria variabile fra 280 e 850 litri circa.

Ventilatori e compressori sono i più semplici dispositivi di aerazione, e vengono utilizzati per eliminare dall’edificio l’aria viziata e per introdurne di fresca. Gli impianti di aerazione possono venire combinati con riscaldatori, filtri, dispositivi per il controllo dell’umidità e per il condizionamento.

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Condizionamento dell’aria

A livello teorico, un impianto di condizionamento dell’aria consiste in un sistema centralizzato che fornisce in ogni instante aria con valori determinati di temperatura, umidità e purezza. Nell’uso comune, il termine condizionamento dell’aria spesso viene impiegato per indicare un sistema di raffreddamento dell’aria, composto da una semplice unità refrigerante e da una ventola, che fornisce aria fredda e filtrata.

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Tipi di impianto

Gli impianti di condizionamento dell’aria si dividono in due categorie: quelli a tutt’aria e quelli ad acqua-aria. Nei primi, il fluido che serve a trasportare calore e umidità fuori (o dentro) l’ambiente è appunto aria. Mentre una tubatura provvede ad assorbire aria nuova dall’esterno, un altro condotto vi scarica l’aria interna. L’aria viene riscaldata o raffreddata mentre passa intorno ad appositi condotti muniti di alette, nel cui interno passa acqua calda o fredda. L’umidificazione è ottenuta spruzzando l’aria con acqua polverizzata o con vapore acqueo, ottenuto portando a ebollizione l’acqua mediante l’uso di resistenze elettriche. Per eliminare umidità dall’ambiente si raffredda l’aria al di sotto del punto di rugiada.

L’aria così preparata viene spinta verso l’ambiente da un elettroventilatore centrifugo, attraverso una rete di tubature che comunicano con l’esterno mediante bocchette rettangolari (sulle pareti) o circolari (sui soffitti). L’impianto è fornito anche di un miscelatore di aria fresca con aria ricircolata. Il basso calore specifico dell’aria (circa 1,3 kJ/m³·°C) rende però piuttosto importante l’estensione della rete di condutture relative a questo tipo di impianto, che risulta dunque inadatto all’installazione in piccoli spazi. Per contro, se il fluido vettore è acqua (calore specifico pari a circa 4200 kJ/m³·°C) è possibile realizzare il medesimo scambio di calore con quantità d’acqua molto contenute, e dunque con installazioni di ingombro molto più limitato.