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Gli aerotermi

Aerotermi: una soluzione ad elevata efficienza per il riscaldamento

Tempo di lettura stimato: 7 minuti

Scopri cosa sono gli aerotermi, come sceglierli, installarli e rendere efficiente il riscaldamento degli ambienti industriali

Nei contesti industriali, il riscaldamento degli ambienti svolge un ruolo critico nel garantire che le attività di produzione e lavorazione si svolgano in condizioni ottimali. Temperature troppo basse possono influire negativamente sulle prestazioni delle macchine e sulla salute e sicurezza dei lavoratori, mentre temperature troppo elevate possono causare disagio e ridurre la produttività.

Gli aerotermi offrono un modo efficace per mantenere le temperature desiderate negli ambienti industriali, contribuendo a garantire un ambiente di lavoro sicuro e confortevole.

In questa sezione, esploreremo cosa sono gli aerotermi e perché sono così importanti nell’ambito industriale.

Inoltre vedremo anche come è possibile progettare un impianto tramite un software BIM per la progettazione degli impianti MEP.

Manutentore che revisiona un apparecchio

Manutentore che revisiona un apparecchio

Cosa sono gli aerotermi

Gli aerotermi sono dispositivi utilizzati per riscaldare ambienti mediante il trasferimento di calore dall’aria ad alta temperatura prodotta da un generatore termico, come una caldaia o un sistema di riscaldamento centralizzato, all’ambiente interno degli edifici. Questo processo avviene attraverso un ventilatore che spinge l’aria calda attraverso un’unità scambiatrice di calore, dove avviene il trasferimento termico.

Il loro funzionamento avviene attraverso meccanismi di convezione forzata, in cui l’aria viene riscaldata o raffreddata attraverso il contatto con le batterie alettate. La temperatura dell’aria può essere regolata in base alle esigenze specifiche dell’ambiente da climatizzare.

L’aerotermo può essere installato sia a parete che a soffitto, con versioni progettate per adattarsi alle diverse configurazioni degli ambienti. Può essere alimentato con acqua calda, acqua surriscaldata o vapore, e in alcuni casi può essere dotato di bruciatori autonomi per una produzione del calore indipendente.

Sebbene questi elementi offrano numerosi vantaggi, come la possibilità di ottenere una rapida messa a regime anche in ambienti di grandi dimensioni e una distribuzione uniforme del calore, presentano anche alcune limitazioni, tra cui un livello di rumorosità superiore rispetto ad altri sistemi di riscaldamento e climatizzazione.

Tipologia di aerotermi

Sul mercato sono presenti diverse tipologie di aerotermi che differiscono principalmente per il termovettore utilizzato (che comporta anche delle differenze a livello meccanico). Di seguito ti indico gli aerotermi ad acqua, a gas e a vapore.

Aerotermi ad acqua

Gli aerotermi ad acqua sono sistemi di riscaldamento che utilizzano acqua calda o surriscaldata come fluido termovettore per trasferire calore all’aria all’interno degli ambienti. Questi aerotermi sono ampiamente utilizzati in varie applicazioni industriali, commerciali e residenziali grazie alla loro efficienza e flessibilità.

Le batterie degli aerotermi ad acqua sono costituite da tubi di rame con alettatura di alluminio. Questa configurazione consente un’ottima conduzione del calore dall’acqua all’aria, massimizzando l’efficienza del trasferimento termico. L’alettatura serve ad aumentare la superficie di contatto tra l’acqua e l’aria, migliorando ulteriormente l’efficienza del processo di riscaldamento.
L’acqua calda o surriscaldata viene fatta circolare attraverso le batterie degli aerotermi, trasferendo il calore all’aria che passa attraverso di esse. Questo processo avviene tramite convezione forzata, dove il ventilatore dell’aerotermo spinge l’aria attraverso le batterie riscaldate, riscaldandola prima di essere diffusa nell’ambiente.
Possono essere alimentati da diverse fonti di calore, tra cui una caldaia centrale, pompe di calore, scambiatori di calore o altre fonti di produzione di acqua calda. Questa flessibilità consente agli aerotermi ad acqua di essere integrati facilmente nei sistemi di riscaldamento esistenti o di essere utilizzati in combinazione con altre tecnologie di riscaldamento.
Sono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni, tra cui il riscaldamento di edifici industriali, commerciali e residenziali, nonché per la climatizzazione di ambienti di grandi dimensioni come magazzini, palestre e stabilimenti produttivi. La loro capacità di fornire un riscaldamento uniforme e efficiente li rende una scelta popolare in molte situazioni.

Aerotermi a gas

Gli aerotermi a gas sono sistemi di riscaldamento autonomi dotati di bruciatori che utilizzano il gas metano come combustibile per generare calore e riscaldare l’aria negli ambienti. Questi aerotermi sono progettati per offrire una soluzione di riscaldamento indipendente, senza la necessità di un collegamento ad una caldaia centrale o a altri sistemi di produzione di calore.

Gli aerotermi a gas sono equipaggiati con bruciatori autonomi che utilizzano il gas metano come combustibile primario. Il gas viene bruciato all’interno del bruciatore, generando calore che viene poi trasferito all’aria circostante attraverso le batterie del sistema.
Una caratteristica distintiva degli aerotermi a gas è la loro capacità di operare in modo indipendente da altri sistemi di riscaldamento. Questo significa che non richiedono un collegamento a una caldaia centrale o a una fonte di calore esterna. Ciò li rende particolarmente adatti per applicazioni in cui non è disponibile un’alimentazione di acqua calda o vapore.
Offrono una maggiore flessibilità nell’installazione rispetto ad altri sistemi di riscaldamento. Poiché non dipendono da una caldaia centrale o da altri impianti di riscaldamento centralizzati, possono essere installati praticamente ovunque sia disponibile un’adeguata ventilazione per l’evacuazione dei gas di scarico.
Gli aerotermi a gas sono utilizzati in una varietà di ambienti e applicazioni, inclusi edifici residenziali, commerciali e industriali. Possono essere impiegati per riscaldare spazi di diverse dimensioni, dalle abitazioni private agli ambienti di lavoro come uffici, negozi, magazzini e stabilimenti industriali.
Sono generalmente apprezzati per la loro efficienza energetica e i relativamente bassi costi operativi. Il gas metano è un combustibile relativamente economico e disponibile, e i moderni aerotermi a gas sono progettati per massimizzare l’efficienza del processo di combustione e del trasferimento di calore.

Aerotermi a vapore

Gli aerotermi a vapore sono sistemi di riscaldamento che utilizzano il vapore come fluido termovettore per trasferire calore all’aria negli ambienti. Questi aerotermi sono progettati per offrire una soluzione di riscaldamento efficace ed efficiente, particolarmente adatta per applicazioni industriali e ambienti dove è richiesta una potenza termica elevata.

Negli aerotermi a vapore il vapore viene generato da una caldaia o da un altro sistema di produzione del vapore e viene fatto circolare attraverso le batterie dell’aerotermo. Il calore del vapore viene quindi trasferito all’aria circostante attraverso le batterie, riscaldandola prima di essere diffusa negli ambienti.
Le batterie possono essere costruite con tubi di acciaio zincato e alettatura di tipo spiroidale. Questa configurazione consente un efficace scambio di calore tra il vapore e l’aria, massimizzando l’efficienza del processo di riscaldamento. L’alettatura a spirale aumenta la superficie di contatto tra il vapore e l’aria, migliorando ulteriormente l’efficienza del trasferimento termico.
Sono particolarmente adatti per applicazioni industriali e ambienti in cui è richiesta una potenza termica elevata. Sono utilizzati in impianti industriali, stabilimenti produttivi, magazzini e altre strutture dove è necessario un riscaldamento efficiente e potente.
Richiedono una rete di vapore ad alta pressione per funzionare correttamente. Il vapore ad alta pressione viene distribuito attraverso le batterie dell’aerotermo, trasferendo il calore all’aria circostante. È importante garantire che il sistema di vapore sia adeguatamente dimensionato e che la pressione del vapore sia mantenuta entro i limiti specificati per garantire un funzionamento sicuro ed efficiente degli aerotermi.

Impianto con aerotermi in un fabbricato industriale

Impianto con aerotermi in un fabbricato industriale

Componenti principali degli aerotermi

Conoscere i componenti principali di questi dispositivi è fondamentale per comprendere il loro funzionamento e la loro efficacia complessiva. Di seguito, esamineremo più da vicino i componenti chiave degli aerotermi e il ruolo che ognuno di essi svolge nel sistema.

Involucro di contenimento

L’involucro di contenimento svolge una duplice funzione: proteggere i componenti interni da danni esterni e contenere il flusso d’aria all’interno dell’unità. Questo involucro è solitamente realizzato in lamiera di acciaio di spessore adeguato per garantire resistenza e durabilità. È progettato per eliminare le vibrazioni e ridurre al minimo la perdita di calore, assicurando che l’aria calda prodotta all’interno venga indirizzata verso gli ambienti da riscaldare.

Scambiatori di calore

Gli scambiatori di calore costituiscono il cuore del sistema di riscaldamento degli aerotermi. Questi componenti sono progettati per trasferire calore dall’elemento riscaldante all’aria che attraversa il dispositivo. Solitamente realizzati con tubi di rame o acciaio elettrosaldati, gli scambiatori di calore sono progettati per massimizzare l’area di contatto tra l’aria e la superficie del tubo, consentendo un efficiente trasferimento termico.

Ventilatore

Il ventilatore degli aerotermi è responsabile di spingere l’aria attraverso gli scambiatori di calore, trasferendo calore dall’elemento riscaldante all’ambiente circostante. Questo componente è essenziale per garantire una distribuzione uniforme dell’aria calda negli ambienti da riscaldare. I ventilatori degli aerotermi sono progettati per essere efficienti ed affidabili, consentendo un funzionamento ottimale del sistema.

Motore elettrico

Il motore elettrico fornisce l’energia necessaria per far funzionare il ventilatore degli aerotermi. Questo componente è progettato per essere robusto e resistente, in grado di sopportare il carico di lavoro continuo tipico degli ambienti industriali. I motori elettrici sono generalmente trifase e possono essere a diverse velocità, a seconda delle esigenze specifiche del sistema.

Diffusore d’aria

Il diffusore d’aria è responsabile di indirizzare e distribuire uniformemente l’aria calda negli ambienti da riscaldare. Questo componente è progettato per consentire un controllo preciso del flusso d’aria e per evitare fenomeni di stratificazione termica. I diffusori d’aria possono essere regolabili per consentire un’adeguata direzione e distribuzione dell’aria all’interno degli ambienti.

Vista di un terminale senza copertura di protezione

Vista di un terminale senza copertura di protezione

Scelta e installazione degli aerotermi

Una corretta selezione e installazione degli aerotermi sono fondamentali per garantire prestazioni ottimali e massimizzare l’efficienza energetica. In questa sezione, esamineremo attentamente le considerazioni da tenere presente nella scelta e nella disposizione degli aerotermi, focalizzandoci sulle dimensioni degli ambienti, le dispersioni di calore e le raccomandazioni per una corretta installazione.

Dispersioni

Le dispersioni di calore devono essere valutate attentamente, considerando le stratificazioni termiche che possono verificarsi, soprattutto nei tetti degli edifici più alti. Un’adeguata valutazione delle dispersioni consente di dimensionare correttamente il sistema di riscaldamento, garantendo un comfort termico ottimale.

Numero e portata d’aria degli apparecchi

Il numero degli aerotermi da installare deve essere determinato in base alla disposizione dell’edificio, assicurandosi che la potenza complessiva dei dispositivi sia sufficiente a coprire le dispersioni calcolate. È importante anche considerare la portata d’aria complessiva degli aerotermi, che dovrebbe essere almeno pari a 2-2,5 volumi ambiente per ora.

Temperatura di uscita e ranghi della batteria

La temperatura dell’aria in uscita dagli aerotermi deve essere selezionata con cura per evitare sensazioni di disagio agli occupanti degli ambienti. È consigliabile evitare temperature troppo basse, che potrebbero causare correnti d’aria fredde, così come temperature eccessivamente elevate, che potrebbero generare stratificazioni termiche indesiderate.

Portata d’acqua o di vapore

La portata d’acqua o di vapore necessaria per il funzionamento degli aerotermi può essere calcolata utilizzando formule specifiche, tenendo conto delle perdite di carico e delle altre variabili del sistema. È importante dimensionare correttamente la portata del fluido termovettore per garantire un funzionamento efficiente.

Rumorosità

La rumorosità degli aerotermi è un altro aspetto da considerare nella scelta degli apparecchi. I dati tecnici forniti dai produttori includono generalmente informazioni sul livello di pressione sonora misurato a una certa distanza dall’apparecchio, consentendo al progettista di selezionare dispositivi con livelli di rumore accettabili per l’ambiente in cui saranno installati.

Disposizione degli aerotermi

La disposizione degli aerotermi negli ambienti da riscaldare è fondamentale per garantire una distribuzione uniforme del calore e massimizzare l’efficienza del sistema. Le disposizioni consigliate dipendono dal tipo di flusso d’aria degli apparecchi e dalle dimensioni degli ambienti.

Aerotermo a flusso orizzontale

  • Per ambienti di grandi dimensioni, si consiglia di disporre gli aerotermi in modo da ottenere un flusso circolare dell’aria, neutralizzando le dispersioni di calore alla fonte.
  • Per ambienti più piccoli, è preferibile una disposizione che favorisca una distribuzione uniforme dell’aria calda su tutta l’area da riscaldare.

Aerotermo a flusso verticale

  • Gli aerotermi a flusso verticale sono ideali per ambienti di media e grande altezza, poiché consentono di evitare la formazione di stratificazioni termiche nella parte alta degli edifici.
  • È importante posizionare gli apparecchi in modo che le zone di influenza siano distribuite uniformemente su tutta la superficie in pianta dell’ambiente da riscaldare.

Una corretta scelta e installazione degli aerotermi contribuisce significativamente al comfort termico degli ambienti e alla riduzione dei consumi energetici, fornendo prestazioni affidabili e efficienti nel lungo termine.

Progettazione aerotermi

Di seguito vedremo un video che mostra come poter procedere con un software BIM per la progettazione degli impianti MEP per creare un modello di un nuovo impianto.

 

Edificius-MEP

 

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