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Recuperatore di calore

Recuperatore di calore ad aria: come funziona

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Il recuperatore di calore ad aria serve a recuperare il calore di una quantità di aria viziata che deve essere espulsa per riutilizzarlo sull’aria fresca di rinnovo

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.

La ventilazione meccanica rappresenta una risorsa importante per affrontare efficacemente il problema dell’inquinamento indoor e per prevenire potenziali rischi per la salute degli occupanti degli edifici. É fondamentale conoscere anche gli strumenti appropriati per poter progettare in maniera ottimale questa tipologia di impianti. Infatti, solo con un software BIM di impianti MEP puoi gestire al meglio tutte le fasi del progetto, dall’ideazione alla realizzazione.

Cos’è un recuperatore di calore ad aria e a cosa serve

Il recuperatore di calore è un dispositivo atto a scambiare il calore tra due fluidi, per questo motivo viene chiamato anche scambiatore di calore.

In particolare, il recuperatore di calore ad aria viene ampiamente impiegato nei sistemi di condizionamento degli edifici. Funziona catturando il calore dall’aria di scarico per condizionare l’aria in ingresso, riducendo così i consumi energetici e migliorando l’efficienza energetica degli edifici.

Da notare che, prima di essere nuovamente introdotta nell’ambiente, l’aria può essere pretrattata e filtrata da pollini, allergeni, polveri e particolati, rendendola più pulita e salubre.

Dunque, lo scopo principale del recuperatore di calore è quello di minimizzare la dispersione termica derivante dal ricambio dell’aria.

Recuperatore di calore: come funziona

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.

Per poter verificare in che modo il recupero agisce sui fabbisogni invernali di un edificio dotato di un sistema di ventilazione meccanica puoi utilizzare un software termotecnico.

impianto VMC termus

impianto VMC – software TerMus

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)

Recuperatore di calore: costi

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.

 

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