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Impianti di condizionamento

Impianti di condizionamento: come funzionano e come progettarli

Tempo di lettura stimato: 5 minuti

Come gli impianti di condizionamento rendono gli ambienti confortevoli, salubri e sostenibili: guida alla scelta e alla progettazione BIM-MEP

L’impianto di condizionamento è un sistema meccanico impiegato per assicurare il comfort termico e la qualità dell’aria negli edifici in cui abitiamo.

In questo articolo trovi un pratico vademecum per la progettazione degli impianti di condizionamento, con un’analisi sintetica dei componenti e delle loro caratteristiche tecniche, l’indicazione delle principali tipologie di impianto, i corretti criteri di scelta e dimensionamento.

Scopriremo anche come la progettazione di un impianto di condizionamento può essere più agevole con un software BIM per gli impianti MEP. Ti mostreremo in un breve video tutti i vantaggi e le opportunità che strumenti di questo tipo possono offrirti.

Impianto creato con Edificius-MEP

Impianto creato con Edificius-MEP

Cosa sono gli impianti di condizionamento?

Gli impianti di condizionamento sono sistemi progettati per controllare e regolare le condizioni ambientali all’interno di un edificio al fine di garantire un comfort termico adeguato. Questi impianti sono ampiamente utilizzati in varie tipologie di strutture, come residenze, uffici, centri commerciali, ospedali e hotel.

L’obiettivo principale degli impianti di condizionamento è manipolare la temperatura, l’umidità e la qualità dell’aria all’interno di un ambiente specifico. Questi sistemi svolgono un ruolo fondamentale durante le diverse stagioni, fornendo raffreddamento in periodi caldi e riscaldamento in quelli freddi. Gli impianti di condizionamento contribuiscono anche a migliorare la qualità dell’aria interna grazie all’aiuto di un sistema di filtri che intercetta particelle, allergeni e altri contaminanti.

Esistono principalmente due tipi di impianti di condizionamento: quelli progettati per il raffreddamento e quelli progettati per il riscaldamento. Gli impianti di climatizzazione per raffreddamento rimuovono il calore dall’ambiente interno, utilizzando refrigeranti per assorbire il calore dall’aria e dissiparlo attraverso un ciclo di compressione ed espansione. D’altro canto, gli impianti di climatizzazione per riscaldamento forniscono calore all’ambiente interno durante i periodi più freddi, utilizzando diverse fonti di energia come gas naturale ed elettricità.

Analisi dei componenti degli impianti di condizionamento

Esaminiamo ora in dettaglio i componenti chiave di questi sistemi avanzati, comprendendo il loro ruolo essenziale nella corretta operatività dell’impianto.

Unità di raffreddamento

L’unità di raffreddamento rappresenta il nucleo tecnologico degli impianti di condizionamento. Composta da elementi come compressore, evaporatore, condensatore e valvola di espansione, questa parte cruciale del sistema lavora in sinergia per manipolare il refrigerante e regolare la temperatura dell’aria interna. Il compressore svolge un ruolo chiave, comprimendo il refrigerante e aumentandone temperatura e pressione. L’evaporatore, successivamente, assorbe il calore dall’aria interna, trasformando il refrigerante da liquido a gas. Il condensatore rilascia il calore nell’ambiente esterno, facendo condensare nuovamente il refrigerante in liquido. Infine, la valvola di espansione riduce la temperatura e la pressione del refrigerante, completando il ciclo.

Ventilatori

I ventilatori, fondamentali per il funzionamento degli impianti di condizionamento, si dividono in due categorie principali: quelli dell’unità di raffreddamento e quelli dell’aria. I primi spingono l’aria attraverso l’evaporatore e il condensatore, mentre i secondi distribuiscono l’aria condizionata negli ambienti. Questa combinazione garantisce una corretta circolazione dell’aria, contribuendo all’efficacia complessiva del sistema.

Ductwork

I condotti, costituenti una rete di tubi, rappresentano il sistema di trasporto dell’aria tra l’unità di raffreddamento e gli ambienti da condizionare. Realizzati in metallo o materiali flessibili, questi condotti sono dotati di aperture di sfiato e regolazione per controllare direzione e flusso dell’aria. Una componente spesso trascurata ma cruciale per l’efficacia generale dell’impianto.

Termostato

Il termostato, cuore pulsante del controllo, permette di regolare la temperatura desiderata. Programmabile per mantenere livelli specifici, il termostato va oltre, controllando anche parametri come la velocità del ventilatore e le modalità operative dell’impianto, assicurando un controllo totale e personalizzato del sistema.

Filtri dell’aria

Fondamentali per migliorare la qualità dell’aria interna, i filtri dell’aria rimuovono particelle, polveri, allergeni e altri contaminanti. Oltre a proteggere il sistema da sporco e detriti, questi filtri contribuiscono a creare un ambiente interno più salubre.

Schema di funzionamento di un impianto di condizionamento

Schema di funzionamento di un impianto di condizionamento

Qual è il funzionamento dell’impianto di condizionamento?

Gli impianti di condizionamento funzionano utilizzando principi termodinamici e cicli di refrigerazione per regolare la temperatura, l’umidità e la qualità dell’aria all’interno di un ambiente. Di seguito, una spiegazione dettagliata del funzionamento di base di un impianto di condizionamento:

Raffreddamento dell’aria:

  1. compressione del refrigerante: il ciclo inizia con il compressore, che comprime il refrigerante, aumentandone temperatura e pressione;
  2. condensazione del refrigerante: il refrigerante ad alta pressione e temperatura passa attraverso il condensatore, dove cede il calore all’ambiente esterno e si condensa in liquido;
  3. espansione del refrigerante: il refrigerante liquido a bassa pressione e temperatura passa attraverso una valvola di espansione, espandendosi rapidamente e diminuendo ulteriormente la temperatura;
  4. raffreddamento dell’aria interna: il refrigerante a bassa pressione e bassa temperatura entra nell’evaporatore, dove assorbe il calore dall’aria interna, trasformandosi da liquido a gas. Questo processo raffredda e deumidifica l’aria interna;
  5. distribuzione dell’aria: l’aria raffreddata viene distribuita negli ambienti attraverso i condotti e i ventilatori.

Funzioni aggiuntive:

  • riscaldamento: per la funzione di riscaldamento, il ciclo di refrigerazione viene invertito utilizzando una pompa di calore o un sistema di riscaldamento separato;
  • regolazione dell’umidità: gli impianti di condizionamento possono utilizzare deumidificatori per rimuovere l’umidità in eccesso o umidificatori per aggiungere umidità all’aria secca.

Controllo del sistema:

L’intero sistema è controllato da un termostato o da un sistema di controllo che monitora e regola la temperatura desiderata, l’umidità e altri parametri per garantire comfort ed efficienza energetica.

Tipologie di impianto di condizionamento

Gli impianti di condizionamento possono essere classificati come mono-split e multi-split, con notevoli differenze nella loro struttura e utilità.

Nel mono-split, una singola unità interna è collegata a un’unità esterna, adatto per il raffreddamento o il riscaldamento di una sola stanza. Questa unità interna può essere di differenti tipi come a parete, a soffitto o a pavimento.

Il sistema multi-split consente, invece, il collegamento di più unità interne a un’unica unità esterna. Questa flessibilità consente di condizionare diverse stanze o aree contemporaneamente, con ciascuna unità interna controllabile indipendentemente.

La scelta tra mono-split e multi-split dipende dalle esigenze specifiche dell’utente: il primo è ideale per singole stanze, mentre il secondo offre una soluzione più adatta per climatizzare diverse aree, garantendo un controllo individuale.

Come scegliere e dimensionare l’impianto di condizionamento

La selezione dell’impianto di condizionamento giusto richiede una valutazione attenta di diversi fattori:

  1. dimensioni dell’ambiente: la grandezza dell’ambiente influisce sulla potenza necessaria dell’impianto. Ambienti più estesi richiedono sistemi più potenti per garantire una distribuzione uniforme dell’aria condizionata;
  2. carico termico: calcolare accuratamente il carico termico è essenziale per determinare la capacità di raffreddamento o riscaldamento richiesta. Fattori come l’isolamento termico, l’esposizione al sole e il numero di persone presenti influenzano il carico termico;
  3. efficienza energetica: per ridurre i costi energetici a lungo termine, è fondamentale considerare l’efficienza energetica dell’impianto. Verificare il coefficiente di efficienza energetica (CEE) o il coefficiente di prestazione (COP) per garantire un consumo energetico ottimale;
  4. tipi di impianti: valutare le varie tipologie di impianti, come sistemi centralizzati, autonomi o pompe di calore. Analizzare vantaggi e svantaggi in base alle esigenze specifiche dell’ambiente;
  5. manutenzione e assistenza: verificare l’assistenza post-vendita e la disponibilità di parti di ricambio è essenziale per garantire il corretto funzionamento a lungo termine. Assicurarsi che il fornitore offra servizi di manutenzione adeguati;
  6. budget: stabilire un budget completo, considerando i costi iniziali, operativi (come energia e manutenzione) e la durata dell’impianto.

Come utilizzare un software BIM per la progettazione degli impianti MEP

Ora vediamo perché conviene utilizzare un software BIM per la progettazione di impianti MEP. Applicativi di questo tipo ti offrono in tempo reale una visione chiara di tutte le componenti dell’impianto, più velocità nel calcolo (con verifiche dinamiche per ogni ipotesi di progetto), più precisione nel disegno, maggiore capacità previsionale.

Con un software MEP progetti i tuoi impianti in 3D direttamente sull’architettonico, hai sempre sotto controllo il posizionamento di ogni elemento, previeni le interferenze e i problemi in cantiere.

 

 

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