L’umidità, parametro fondamentale per la salubrità e il comfort ambientale
L’umidità relativa dell’aria negli ambienti interni non influenza sensibilmente il comfort termico. Valori compresi nell’intervallo tra il 30% al 70% sono ritenuti accettabili anche dal punto di vista della qualità dell’aria, mentre valori esterni all’intervallo possono influenzare negativamente la salute.
Infatti, valori inferiori al 30% comportano secchezza delle mucose ed elettrizzazione delle superfici, mentre valori superiori al 70% possono essere causa di condensa superficiale con conseguente formazione di muffa.
La germinazione e lo sviluppo delle muffe su supporti porosi risultano tanto più rapidi e deleteri quanto più elevata è l’umidità relativa dell’aria locale. Gli effetti negativi sono riscontrabili nel deterioramento delle superfici e nel danneggiamento dei rivestimenti.
In via cautelativa, come richiamato dalla normativa vigente, valori del 55-60% rappresentano già la soglia massima consigliata ai fini del comfort ambientale. In ogni caso, per mantenere ottimale il livello di comfort ambientale della propria abitazione è consigliato l’utilizzo di un sistema di deumidificazione.
Il processo di deumidificazione
La sottrazione di una potenza termica ad una portata di aria umida, definita solitamente raffreddamento, è pertanto una trasformazione a umidità specifica costante, ad entalpia decrescente, a temperatura decrescente, a umidità relativa crescente. Maggiore è la potenza sottratta, minori saranno l’entalpia specifica e la temperatura dello stato finale e maggiore sarà la sua umidità relativa.
Quanto affermato, tuttavia, rimane valido fintanto che l’umidità relativa non raggiunge il valore del 100%, ovvero fintanto che l’aria non raggiunge la condizione di saturazione. In tale condizione, la pressione di vapore uguaglia la pressione di saturazione a quella temperatura; un’ulteriore sottrazione di calore provoca congiuntamente una diminuzione di temperatura e la condensazione di parte del vapore acqueo contenuto dell’aria.
Si definisce temperatura di rugiada quella temperatura alla quale inizia la condensazione del vapore d’acqua quando si impone all’aria umida un raffreddamento. Il punto corrispondente è detto punto di rugiada.
Il punto di rugiada si trova sempre sulla curva di saturazione e la trasformazione di raffreddamento con deumidificazione prosegue su di essa, mantenendosi il valore dell’umidità relativa al 100%.
Principali tecniche di deumidificazione in ambito civile
Il raffreddamento con deumidificazione dell’aria umida può essere realizzato in vari modi: con una batteria idronica in cui scorre acqua refrigerata oppure con l’evaporatore di una macchina frigorifera. È evidente che, per sottrarre calore all’aria, le sorgenti indicate devono avere una temperatura minore di quella dell’aria. Mentre per avviare il processo di condensazione, dunque di deumidificazione, è inoltre necessario che la temperatura delle sorgenti sia inferiore di quella relativa al punto di rugiada ambiente.
L’importanza della deumidificazione negli impianti radianti con raffrescamento
Sempre più spesso, gli impianti radianti nati per fare riscaldamento invernale, vengono utilizzati anche per effettuare climatizzazione estiva mediante acqua refrigerata. Per un corretto sfruttamento del sistema radiante anche in estate, occorre un controllo del tasso di umidità per limitare il rischio di condensa in prossimità delle superfici fredde. Infatti, l’umidità in estate può essere rilevante sia per le condizioni esterne sfavorevoli, sia per la presenza di persone che contribuiscono ad incrementare il vapore acqueo attraverso il corpo, o attraverso le attività come cucinare, lavare, stirare ecc… Per questo motivo è strettamente consigliata l’installazione di un sistema di deumidificazione dell’aria quando un sistema radiante è utilizzato per raffrescare.
I sistemi di deumidificazione
Senza rinnovo d’aria
Esistono sul mercato delle macchine appositamente concepite per lavorare in ricircolo, dunque senza rinnovo d’aria. Alcune versioni, le più semplici, sono portatili, altre prevedono di essere abbinate ad un sistema di canalizzazione dell’aria, mentre altre ancora sono incassate a vista e non necessitano di canalizzazione. Queste tipologie sono dotate di un circuito frigorifero e la deumidificazione avviene grazie alla batteria fredda, dunque all’evaporatore.
Con particolari accorgimenti costruttivi esse possono svolgere diverse funzioni: con l’aggiunta di una o più batterie idroniche, ad esempio, è possibile utilizzare generatori di acqua refrigerata o calda per aumentare l’efficienza, rendere perfettamente isotermica la deumidificazione, oppure integrare potenza in freddo e caldo.
I modelli base si possono distinguere in 4 tipologie:
Deumidificatori portatili
Sono i modelli atti alla deumidificazione di cantine, locali interrati, bagni e lavanderie. Immettono l’aria in ambiente a temperatura più elevata, ma con minore umidità. I più semplici sono dotati di una bacinella di raccolta dell’acqua che deve essere periodicamente svuotata. In alternativa, alcuni modelli dispongono di uno scarico condensa aggiuntivo per bypassare la bacinella e utilizzare uno scarico predisposto. Risultano i più economici e vantaggiosi per usi saltuari, dal momento che è necessaria la sola alimentazione elettrica.
Deumidificatori isotermici
Immettono l’aria in ambiente a temperatura neutra, ma con minore umidità. Il sistema è formato da un circuito frigorifero ad espansione diretta. L’aria viene ripresa dall’ambiente e, attraversando l’evaporatore, subisce un trattamento di raffreddamento con deumidificazione. Dopo, attraversando il condensatore, viene riscaldata fino a una temperatura poco superiore a quella ambiente, a causa dell’apporto di potenza derivante dal compressore. Parliamo dunque di una deumidificazione non perfettamente isotermica, equivalente a quella riscontrata nei modelli portatili. L’aggiunta di una o più batterie idroniche alimentate ad acqua refrigerata (ad esempio proveniente dal circuito radiante in funzionamento estivo) consente di eseguire un piccolo raffrescamento per portare la temperatura di uscita uguale a quella di ripresa, rendendo perfettamente isotermico il processo di deumidificazione. Sono indicati per l’abbinamento a impianti radianti con raffrescamento, risultano poco più costosi dei modelli portatili, ma necessitano di una alimentazione idronica.
Deu-climatizzatori
Immettono aria a temperatura neutra, ma con minore umidità. Simili ai modelli isotermici, a comando possono immettere aria più fredda o calda, dunque integrare potenza frigorifera o termica. Richiedono, come i precedenti l’alimentazione idronica. In alternativa, sono presenti modelli solo idronici, senza circuito frigorifero, paragonabili quindi a ventilconvettori. Quest’ultimi sono più economici e silenziosi, vista l’assenza del compressore, ma necessitano di un impianto ad hoc e un sistema di generazione dimensionato per la totalità dei fabbisogni.
Sistemi VMC con rinnovo d’aria
Per garantire elevata qualità dell’aria, i sistemi di deumidificazione isotermica con integrazione di potenza possono essere abbinati ai sistemi di ventilazione meccanica controllata (VMC), dotati di un recuperatore di calore ad elevata efficienza.
La ventilazione è definita come il processo di immissione e/o estrazione d’aria da e/o verso un ambiente confinato con lo scopo di controllare i livelli di inquinanti, l’umidità o la temperatura.
La VMC, combinata con i sistemi di pannelli radianti, può costituire un vero e proprio impianto di climatizzazione integrato, utilizzato sia per il riscaldamento invernale che per il raffrescamento estivo, con il controllo dell’umidità e della qualità dell’aria. Rispetto agli impianti “a tutta aria” si presentano più semplici dal punto di vista delle apparecchiature necessarie e dei condotti di distribuzione dell’aria, a fronte di prestazioni soddisfacenti.
Questa tecnologia prevede un recuperatore di calore statico seguito da un sistema di scambiatori per il trattamento dell’aria, idronici e/o ad espansione diretta. Il trattamento di deumidificazione (come precedentemente descritto) viene eseguito dal circuito frigorifero e quello termico sensibile di integrazione avviene attraverso le batterie idroniche collegate a un generatore di potenza termica e frigorifera. Il recuperatore di calore consente di raggiungere elevate efficienze diminuendo la potenza necessaria al compressore e al generatore, mentre i ventilatori EC a commutazione elettronica consentono un preciso controllo dei flussi di immissione ed espulsione, riducendo contestualmente la rumorosità e i consumi elettrici.
Benché più costoso e complesso a livello impiantistico, il sistema VMC si figura come il più completo, l’unico che, oltre al controllo dei parametri termoigrometrici, ha la possibilità di eseguire un controllo sulla qualità dell’aria interna (IAQ), tema di estrema attualità per gli edifici NZEB.
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