Quando si parla di sistemi efficienti per le proprie case, si pensa sempre più spesso al cosiddetto recuperatore di calore a flussi incrociati. Ma che cos’è e come funziona?
Cos'è un Recuperatore di Calore a Flussi Incrociati?
Si definisce recuperatore di calore a flussi incrociati, un sistema in grado di recuperare il calore. Il meccanismo è stato strutturato in modo tale che le piastre, con un lavoro in simbiosi, riescano ad impedire ai due flussi d’aria di entrare in contatto tra loro.
Molto più semplicemente, l’aria viziata uscirà, mentre quella nuova potrà entrare (considerando la sua elevata ossigenazione), pur mantenendo il calore.
Come Funziona un Recuperatore di Calore a Flussi Incrociati
Come anticipato inizialmente, il sistema del recuperatore di calore a flussi incrociati al suo interno possiede due piastre. Esse sono formate da due canali, rispettivamente in entrata e in uscita. Al loro interno avviene il così conosciuto “ricambio d’aria” in un determinato ambiente interno.
Grazie a questa struttura efficace, i due flussi non si mescoleranno, e l’aria in uscita sarà quella presente internamente al sistema, quanto quella in entrata sarà esclusivamente ossigenata e nuova. Questo scambio di calore, grazie a degli studi già comprovati, funziona anche nei periodi invernali.
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Questa macchina è un vero sistema di recupero calore. Al suo interno troviamo uno scambiatore per il calore e ben due ventilatori. Un ventilatore porta l’aria dall’esterno verso l’interno dei locali, mentre l’altro fa l’opposto, cioè espelle l’aria verso l’esterno.
Nel recuperatore di calore i due flussi d’aria si intersecano senza mescolarsi in un apposito scambiatore per l’incrocio dei flussi, ed il calore del flusso in uscita viene trasferito al flusso in entrata. Questo in parole semplici, è il cosiddetto ricambio d’aria che avviene senza dispersione di calore mantenendo l’aria pulita all’interno di un locale o abitazione.
All’interno di un recuperatore a flussi incrociati il calore viene trasferito per convezione, su entrambe le facce della piastra, e per conduzione attraverso lo spessore della piastra stessa.
L’elemento più importante di un recuperatore è lo scambiatore a flussi incrociati ad alta efficienza, nel quale i condotti dei due flussi d’aria (in entrata e in uscita) sono adiacenti e quindi permettono la trasmissione termica.
Vantaggi del Recuperatore di Calore a Flussi Incrociati
Assodato il funzionamento del recuperatore di calore a flussi incrociati, i vantaggi sono molteplici. Innanzitutto, il meccanismo in questione ha l’obiettivo sia di mantenere una stanza fresca, che calda. Questo per fare in modo che il calore di un ambiente non si disperda all’esterno. Sarebbe banale sottolineare il vantaggio in termini di risparmio economico.
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Basti pensare alle difficoltà dei grandi ambienti, il cui impegno per mantenere una regolare temperatura è piuttosto alto. Mentre con il recuperatore di calore a flussi incrociati questo sacrificio è in minor proporzione, poiché è richiesto un apporto energetico inferiore rispetto all’impegno richiesto dai grandi ambienti senza tale sistema.
Questo tipo di scambiatore è essenziale per trasferire calore tra due flussi d’aria o gas senza che questi vengano a contatto diretto, prevenendo la contaminazione incrociata.
Il materiale con la quale è costruito tale sistema, è in acciaio inossidabile oppure in alluminio. Una scelta ben studiata sia per far sì che i materiali anche a distanza di anni si mantengano bene, e soprattutto perché quest’ultimi non sono tossici.
Questo scambio di calore, grazie a degli studi già comprovati, funziona anche nei periodi invernali.
Tutto ciò comporterà non solo dei vantaggi ai fini funzionali (in quanto potrai mantenere una stanza sia calda che con aria rinnovata), ma soprattutto economici.
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Con il recuperatore di calore a flussi incrociati questo sforzo viene limitato, dato che l’apporto energetico da utilizzare è minore rispetto ai sistemi tutt’oggi montati per far funzionare un grande sistema.
Tale sistema consente di risparmiare energia per tutto l’anno.
Vantaggi Chiave dello Scambiatore a Flussi Incrociati Co.Ma.
- Separazione Totale dei Flussi: La configurazione a flussi incrociati assicura che l’aria di rinnovo non venga contaminata dall’aria esausta, rendendoli ideali per applicazioni dove la qualità dell’aria è cruciale.
Recuperatore di Calore ad Aria: Un Approfondimento
Quando si parla di efficienza energetica, comfort abitativo e qualità dell’aria interna, il recuperatore di calore ad aria si rivela una soluzione innovativa e intelligente. Il recuperatore di calore serve per catturare e riutilizzare l’energia termica che altrimenti andrebbe sprecata, riducendo in questo modo i consumi energetici.
Si tratta di un dispositivo sempre più spesso presente nei sistemi di ventilazione meccanica controllata dove ha il compito di trattenere il calore contenuto nell’aria in uscita, per poi cederlo all’aria nuova in entrata.
Dunque, lo scopo principale del recuperatore di calore è quello di minimizzare la dispersione termica derivante dal ricambio dell’aria.
Come Funziona il Recuperatore di Calore ad Aria
Il funzionamento del recuperatore avviene in tre fasi: immissione di aria, scambio termico ed estrazione di aria.
L’aria che entra da fuori (fredda in inverno e calda in estate) viene immessa nel recuperatore (passando eventualmente prima attraverso filtri che la depurano), dove incontra l’aria che proviene dall’interno (più fredda d’estate e più calda d’inverno rispetto a quella esterna). A questo punto avviene lo scambio termico: l’aria estratta dall’interno riscalda o rinfresca (a seconda se è calda o fresca) l’aria che viene immessa dall’esterno.
Il condotto del flusso d’aria che esce e il condotto del flusso d’aria che convergono nel recuperatore, dove in funzione della tipologia avviene lo scambio termico.
Tipologie di Recuperatori di Calore
Nel contesto della ventilazione meccanica controllata, esistono diverse tipologie di recuperatori di calore: quelli che operano principalmente sul recupero del calore sensibile e quelli che possono recuperare sia il calore sensibile sia quello latente, ossia l’umidità. Ognuna è adatta a specifiche esigenze abitative e climatiche, tra le più comuni:
- Recuperatori di calore a flusso incrociato (crossflow): consentono lo scambio termico tra flussi d’aria in ingresso e uscita tramite una serie di piastre, permettendo lo scambio di calore senza mescolare le due correnti. Sono generalmente convenienti e facili da gestire, adatti per abitazioni di piccole e medie dimensioni;
- Recuperatori di calore a flusso controcorrente (counterflow): caratterizzati da un’efficienza superiore rispetto ai sistemi a flusso incrociato. Qui i flussi d’aria viaggiano in direzioni opposte attraverso canali stretti, massimizzando lo scambio termico. Sono ideali per climi freddi o per edifici che richiedono alta efficienza energetica;
- Scambiatori entalpici: recuperano calore e umidità dall’aria esausta e li trasferiscono all’aria fresca in ingresso. Sebbene offrano vantaggi significativi, hanno costi più elevati e richiedono una manutenzione più accurata. In termini di rendimento, gli scambiatori entalpici sono leggermente meno efficienti rispetto agli altri tipi di scambiatori.
VMC con Recupero di Calore
Per sistema di ventilazione meccanica controllata o VMC si intende un impianto che viene utilizzato per il filtraggio e il rinnovo continuo dell’aria in un ambiente confinato, ossia parzialmente o completamente chiuso. Il funzionamento di un impianto di ventilazione meccanica controllata segue sempre uno stesso principio di base.
Grazie alla presenza di uno o due condotti di ventilazione, l’aria viziata ed esausta degli ambienti interni viene estratta ed espulsa, mentre nuova aria proveniente dall’esterno viene filtrata ed immessa nell’abitazione. In questo modo, l’unità VMC provvede ad un ricambio continuo dell’aria, anche quando finestre e porte sono chiuse.
Come Scegliere un Recuperatore di Calore
Non esiste un recuperatore migliore rispetto ad un altro. La scelta di un recuperatore di calore richiede una valutazione basata sia su aspetti tecnici che su aspetti legati alle caratteristiche dell’ambiente in cui sarà installato.
Per poter individuare il dispositivo più idoneo è fondamentale, innanzitutto, conoscerne la dimensione dell’ambiente che si intende gestire. In secondo luogo, è importante considerare l’utilizzo dell’ambiente: una zona ampia e vissuta da diverse persone, come la zona living, avrà esigenze diverse rispetto a una piccola camera da letto dove la presenza di persone è limitata ad alcune ore del giorno.
Altri aspetti da considerare sono:
- Efficienza termica;
- Controllo dell’umidità;
- Silenziosità;
- Filtrazione dell’aria;
- Manutenzione;
- Consumo energetico;
- Costo;
- Integrazione con l’impianto esistente.
Rendimento del Recuperatore di Calore
Il rendimento di un recuperatore di calore dipende da vari fattori quali l’umidità relativa dell’aria di estrazione, la portata e la differenza di temperatura tra aria esterna (immissione) e l’aria di ripresa.
In un’analisi semplice, il rendimento di un impianto di ventilazione meccanica controllata con recupero può essere espresso come il rapporto tra:
- la differenza di temperatura “reale” (ΔT reale), intesa come la differenza di temperatura tra l’aria immessa nell’ambiente e quella esterna;
- la differenza di temperatura “teorica” (ΔT teorico), intesa come la differenza di temperatura tra l’aria interna e l’aria esterna.
Per contro, la differenza di temperatura reale che si può ottenere da un’unità di recupero di calore è data dall’efficienza di scambio termico moltiplicata per la differenza di temperatura teorica (ΔT teorico):
η = ΔT (reale) / ΔT (teorico)
(T aria immessa - T aria esterna)/(T aria interna - T aria esterna)
ΔT (reale) = η * ΔT(teorico)
Costi del Recuperatore di Calore
I costi associati all’acquisto e all’installazione di un recuperatore di calore dipendono da diversi fattori, tra cui le dimensioni dell’ambiente, il tipo di recuperatore scelto, le spese di manutenzione installazione che, generalmente, dipendono dalla complessità dell’installazione, dalla necessità di modifiche strutturali e dalla manodopera richiesta.
Quando Conviene Installare un Recuperatore di Calore a Flussi Incrociati?
Un recuperatore di calore a flussi incrociati in linea di massima, potrebbe esser montato in ogni ambiente. Negli anni, sia privati che aziende hanno deciso di adottare questa soluzione per poter avere un notevole risparmio economico. Dunque, conviene averlo sempre? In teoria, sì.
Nella pratica e nel caso specifico però, ti suggeriamo di contattare un professionista per comprendere se nella tua situazione possa essere realmente sensato avere un recuperatore di calore a flussi incrociati. La figura a cui ti affiderai infatti, dovrà essere in grado di valutare la capacità di un ambiente nel disperdere il calore.
In rete, è possibile notare quante opinioni positive siano presenti su coloro che hanno deciso di installare un recuperatore di calore a flussi incrociati nei propri ambienti (privati o aziendali che siano).
Ventilazione Meccanica Controllata (VMC): Un Sistema in Crescita
Gli impianti di ventilazione meccanica controllata con recuperatore di calore, conosciuti con l’acronimo VMC, si stanno diffondendo velocemente nell’impiantistica moderna.
Il principale ambito di diffusione è quello civile, settore in cui, fino a poco tempo fa, non venivano dati il giusto spazio e la giusta importanza, differentemente da quanto avveniva in altri settori. Infatti, nei settori dirigenziali, commerciali o similari, gli impianti VMC hanno da sempre ricoperto un ruolo importante, strategico e fondamentale, per quanto riguarda il benessere interno degli occupanti e la riduzione dei consumi energetici globali dell’edificio stesso.
Essi trovano diffusa applicazione nelle case, negli uffici e nelle industrie, e spesso permettono di risolvere problematiche relative ad ammaloramenti interni delle strutture edilizie.
Questo può avvenire in presenza di ponti termici e dove la percentuale di umidità relativa è elevata (come spesso di osserva nei bagni o nelle cucine), e dove la salubrità dell’aria è un fattore essenziale per la salute delle persone (come possono essere le camere da letto o le singole stanze dove gli occupanti trascorrono gran parte del loro tempo).
Un impianto di Ventilazione Meccanica Controllata è, sostanzialmente, un impianto mediante il quale viene garantito un continuo ricambio dell’aria all’interno di un edificio o di singoli locali, con il vantaggio di poter controllare anche la qualità dell’aria immessa e ricambiata.
Il cuore pulsante di un impianto VMC risiede nel sistema di ventilazione e, soprattutto, nella tecnologia adottata per il sistema di recupero di calore; ma risiede anche nelle soluzioni che il progettista adotta per massimizzare il già alto livello di rendimento delle unità stesse.
I recuperatori di calore a flussi incrociati sono sistemi di recupero di tipo statico, ossia non hanno alcun elemento in movimento e trovano larga diffusione negli impianti VMC, soprattutto per il loro ridotto spazio in termini di altezza.
Essi, infatti, permettono di realizzare unità di ventilazione di ridotto spessore, permettendo una migliore collocazione delle stesse anche in zone dell’immobile nelle quali si prevede l’installazione a soffitto, senza necessariamente dover predisporre un locale specifico.
La Crescente Importanza dell'Igiene negli Impianti di Ventilazione
A valle del tema dell’efficienza energetica di recupero calore, quello dell’igiene e pulizia degli impianti ad aria è un tema in grande ascesa, molto spesso sottovalutato, ma che sarà sempre più determinante nella scelta di un impianto ad aria.
E’ ormai dimostrato da numerose pubblicazioni scientifiche, infatti, che la scarsa (o inesistente) manutenzione degli impianti ad aria può non solo vanificare i vantaggi derivanti dal corretto ricambio d’aria, ma trasformare l’impianto stesso in un elemento debole.
Sistemi di ventilazione e recupero calore non puliti con regolarità e/o non igienizzati periodicamente possono contribuire alla Sindrome da Edificio Malato (o Sick Building Syndrome o SBS) che si manifesta come un insieme di sintomi di chi permane per un tempo prolungato in ambienti confinati o dove è stata accertata la presenza di inquinamento indoor.
Le cause della Sindrome dell’Edificio Malato sono molteplici, anche se tutte riconducibili all’inquinamento degli ambienti interni.
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