Immagina una casa dove l’aria è sempre fresca e purificata, dove ogni soffio di vento invernale non è sinonimo di spifferi gelidi e ogni ondata di calore estivo non comporta un uso eccessivo del condizionamento. In questo articolo esploriamo come i dispositivi di ventilazione a recupero di calore non siano solamente alleati del tuo benessere ma anche custodi del tuo portafoglio e dell’ambiente.
Iniziamo con individuare le funzionalità di base, per conoscere come funziona un recuperatore di calore - svelando come può migliorare la qualità dell’aria interna, garantendo un ambiente vivibile e salutare -.
Cos'è un Recuperatore di Calore Entalpico?
Un recuperatore di calore, noto anche come unità di Ventilazione Meccanica Controllata con recupero di calore, è un sistema che svolge un ruolo fondamentale nell’efficienza energetica e nel comfort di una casa. Si tratta di un prodotto che permette il rinnovo continuo dell’aria interna, recuperando il calore dall’aria viziata che viene espulsa e trasferendolo all’aria pulita in ingresso.
Lo scambiatore entalpico è un dispositivo che ha lo scopo di recuperare il calore e l’umidità dell’aria di un ambiente, motivo per cui viene definito entalpico. Praticamente si recupera il calore sensibile dall’aria a temperatura più elevata trasferendolo a quella a temperatura più bassa, ma può essere recuperato anche il calore latente contenuto nell’umidità dell’aria.
Un esempio di scambiatore entalpico si trova all’interno dei sistemi di ventilazione meccanica controllata (VMC); si differenzia da un comune scambiatore di calore proprio perché recupera anche il calore latente dell’aria, cioè il contenuto termico del vapore acqueo presente nell’aria.
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Funzionamento dello Scambiatore Entalpico
La funzione di uno scambiatore di calore entalpico è quella di recuperare la temperatura e l’umidità presenti nell’aria, per poi trasferirle da un ambiente ad un altro. Tale scambio avviene tramite un sistema a flusso incrociato controcorrente. I flussi d’aria sono separati da una membrana polimerica permeabile, che assorbe la condensa generata dal vapore acqueo dell’aria in uscita (più calda) e trasferisce l’umidità recuperata all’aria in entrata (più fredda).
Il fatto che nei recuperatori a flusso incrociato controcorrente non vi sia contatto tra l’aria in entrata e l’aria in uscita li differenzia sostanzialmente dagli altri tipi di scambiatori di calore. Il funzionamento dello scambiatore di calore entalpico, così particolarmente efficiente, consente dunque di estrarre il calore dall’aria da espellere, per poi immetterlo nell’aria nuova della stanza. Evitando sbalzi di temperatura improvvisi, che metterebbero in crisi l’impianto di raffreddamento (o di raffrescamento), questo apparecchio comporta un notevole risparmio energetico.
Componenti e Materiali
Il materiale che costituisce la barriera di separazione e di scambio tra i due flussi dipende dalle applicazioni. In ambito residenziale si utilizzava anche carta opportunamente trattata, ma ora sono preferibili gli scambiatori di calore dotati di membrana polimerica con un particolare rivestimento che ha lo scopo di evitare la formazione di colonie di batteri e di muffe.
Vantaggi dell'Utilizzo di uno Scambiatore Entalpico
Tra i principali vantaggi dell’utilizzo di uno scambiatore entalpico, è inevitabile sottolineare come questo sia in grado di trasformare un impianto di VMC in un sistema più efficiente, migliorando il rendimento generale del sistema di aerazione. L’installazione di un sistema di Ventilazione Meccanica Controllata con scambiatore entalpico comporta una grande riduzione di inutili sprechi energetici.
- Efficienza Energetica: La diretta conseguenza è una riduzione dei costi energetici degli impianti di riscaldamento e raffreddamento.
- Qualità dell'Aria: Un’altra primaria funzione è la costante ventilazione dell’ambiente interno. Il recuperatore di calore migliora la qualità dell’aria interna e la salute respiratoria anche grazie alla filtrazione.
- Comfort Abitativo: La VMC permette di migliorare il comfort abitativo riducendo al minimo l’umidità all’interno dei locali ed equilibrando la temperatura della casa.
- Salute: La presenza di uno scambiatore di calore riduce inoltre gli odori e le sostanze nocive come muffe, polveri, batteri, virus ed allergeni; per questo motivo, la VMC è particolarmente indicata per chi soffre di patologie respiratorie, asme o allergie.
- Prevenzione Muffe: Inoltre, una corretta aerazione degli ambienti domestici rende la casa asciutta e riduce al minimo il rischio di condensa e accumulo di umidità, cause primarie della proliferazione di funghi e muffe negli ambienti abitativi.
In estate l’aria in uscita dall’ambiente pre-raffresca l’aria calda esterna in entrata. In inverno invece, l’aria in uscita preriscalda quella in entrata.
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Quando il clima è più freddo, un impianto di VMC senza scambiatore entalpico rischia di rendere gli ambienti troppo secchi. D’estate, invece, uno scambiatore entalpico toglie umidità dall’aria esterna di rinnovo, rendendo il calore estivo più vivibile.
Efficienza dello scambio entalpico
L’efficienza di scambio di uno scambiatore entalpico è maggiore perché oltre a sfruttare il calore sensibile, cioè quello il cui livello è misurabile con un termometro a bulbo secco, sfrutta anche il calore latente contenuto nell’umidità presente nell’aria atmosferica, seppure a livelli variabili da quasi zero (clima molto secco) al 100% (molta pioggia o nebbia fitta).
Nei sistemi di ventilazione meccanica controllata che utilizzano un recuperatore di calore entalpico, il rendimento energetico interessa sia il valore di temperatura che quello di umidità del flusso d’aria estratto.
Tipologie di Recuperatori di Calore
Nel mondo 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.
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.
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- Recuperatori di calore a flusso Incrociato (Crossflow): in questi dispositivi, i flussi d’aria in ingresso e uscita si incrociano attraverso una serie di piastre, permettendo lo scambio di calore senza mescolare le due correnti.
- Recuperatori di calore a flusso controcorrente (Counterflow): presentano 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. Ideali anche per climi particolarmente freddi o per edifici che richiedono un’alta efficienza energetica.
Noi come VmcItalia abbiamo scelto di utilizzare come standard i recuperatori in controflusso, recuperatori con la massima efficienza termica, durata dei materiali e con maggiore versatilità.
Per quanto riguarda la VMC decentralizzata, ne vengono impiegati principalmente due tipi:
- Scambiatore ceramico: utilizzato per gli apparecchi a flusso singolo alternato (VMC push-pull), ha un’efficienza limitata a singoli picchi del ciclo di espulsione/immissione, con un recupero di calore medio che si attesta poco sopra al 20%
- Scambiatore a doppio flusso: i due flussi d’aria si incrociano nello scambiatore in modo continuo senza mai mescolarsi, riuscendo a garantire un’efficienza di recupero di calore costante ed elevato, nei migliori casi anche superiore al 90%
In termini di rendimento, gli scambiatori entalpici sono leggermente meno efficienti rispetto agli altri tipi di scambiatori.
Come Scegliere il Recuperatore di Calore Giusto
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.
Ogni sistema di recupero di calore ha i propri vantaggi e limitazioni in termini di efficienza, capacità di gestione dell’umidità, facilità di manutenzione e costi. Per esempio, un edificio in una regione con inverni freddi (es.
Per scegliere un sistema di ricambio dell’aria con recupero di calore vanno considerati molteplici fattori, diversi da caso a caso:
- dimensioni dei locali da ventilare
- disposizione degli spazi all’interno delle stanze
- attività degli occupanti
- abitudini e tempo trascorso indoor
- obiettivi di risparmio energetico
- eventuali problematiche specifiche da risolvere (es.
Fattori Chiave nella Scelta
Altri aspetti da considerare sono:
- Efficienza termica: il primo fattore da considerare è l’efficienza termica dell’unità, ovvero la percentuale di calore che è in grado di recuperare dall’aria espulsa.
- Controllo dell’umidità: in alcune zone climatiche, il controllo dell’umidità è cruciale quanto il recupero di calore.
- Silenziosità: un aspetto spesso sottovalutato è il livello di rumore del sistema.
- Filtrazione dell’aria: controlla il tipo e la qualità dei filtri offerti dal sistema.
- Manutenzione: è essenziale considerare la facilità di manutenzione e la frequenza con cui i filtri devono essere puliti o sostituiti.
- Consumo energetico: oltre all’efficienza del recupero di calore, considera anche il consumo energetico dell’unità stessa.
- Capacità e dimensione: la dimensione del recuperatore di calore deve corrispondere al volume dell’aria da trattare nell’ambiente.
- Costo: considera il costo iniziale del sistema rispetto al ritorno sull’investimento stimato.
- Integrazione con l’impianto esistente: infine, valuta la compatibilità del recuperatore con il sistema di riscaldamento e raffreddamento esistente.
Manutenzione dello Scambiatore Entalpico
Uno dei principali interrogativi riguardo lo scambiatore entalpico riguarda la sua manutenzione: l’apparecchio non richiede in realtà interventi particolari, o quantomeno ulteriori rispetto ai normali scambiatori di calore. Lo scambiatore entalpico si può lavare con acqua, senza ulteriori accorgimenti.
Costi di un 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.
Una unità di ventilazione puntuale può essere acquistata a prezzi che variano tra i 350/400 euro per gli apparecchi più semplici, fino ai 1.500 euro per i sistemi VMC tecnologicamente più avanzati e performanti.
Fattori che Influenzano il Prezzo
Nel prezzo di un sistema VMC puntuale influiscono certamente le prestazioni e le caratteristiche dello scambiatore di calore, ma non solo. Altre componenti che influiscono sul valore sono:
- Sistema di filtrazione: quanto efficiente è il filtro dell’aria in entrata, presenza di un ulteriore filtro dell’aria in uscita per preservare le prestazioni dello scambiatore di calore.
- Portata: quanti metri cubi d’aria la macchina è in grado di ricambiare in un’ora. Questo dipende non solo dalle prestazioni della macchina ma anche dal filtro installato, in quanto una filtrazione davvero efficiente comporta l’abbassamento delle portate.
- Accessori: elementi opzionali come telecomando, app, sensori di qualità dell’aria in grado di rilevare gli inquinanti, funzioni addizionali come il free-cooling influiscono sul costo ma migliorano le performance e la facilità di utilizzo del sistema.
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