Una suddivisione degli impianti può essere fatta sul fluido di alimentazione dei terminali d’impianto.
Se i terminali sono alimentati da acqua, raffreddata o riscaldata da un generatore di calore indipendente si ha un impianto a fluido intermedio.
Se sono alimentati direttamente dal refrigerante del circuito frigorifero si ha un impianto a espansione diretta.
La principale differenza tra un impianto ad espansione diretta ed uno a fluido intermedio è data dalla posizione dell’evaporatore (o condensatore nel funzionamento invernale) rispetto all’ambiente da climatizzare (figura 1).
Nei sistemi ad espansione diretta l’evaporatore e/o condensatore, è posto a contatto con l’ambiente da climatizzare e lo scambio di calore avviene tra il refrigerante e l’aria.
Nei sistemi a fluido intermedio l’evaporatore e/o condensatore è separato dall’ambiente da climatizzare dal circuito idrico.
Lo scambio termico è doppio: l’ambiente scambia calore con l’acqua del circuito attraverso il terminale dell’impianto e questa scambia calore con il refrigerante del circuito attraverso lo scambiatore refrigerante - acqua.
L’osservazione della figura 1 permette di individuare immediatamente alcuni aspetti fondamentali nel confronto tra i due sistemi:
- nei sistemi a fluido intermedio ogni elemento del gruppo frigorifero è completamente svincolato dall’ambiente da climatizzare e, pertanto, non viene da questo direttamente influenzato;
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analogamente il terminale dell’impianto vive una vita autonoma rispetto al gruppo frigorifero e può essere alimentato a temperatura costante, indipendentemente dalle condizioni termoigrometriche dell’ambiente da climatizzare;
- al contrario, nei sistemi ad espansione diretta uno degli scambiatori di calore è a contatto con l’ambiente da climatizzare che, di conseguenza, influenza pesantemente, soprattutto in regime estivo, le prestazioni del circuito frigorifero.
La figura mostra come le differenze si limitino al solo scambiatore posto a servizio del circuito, quindi all’evaporatore in regime estivo e al condensatore nel regime invernale.
Dal punto di vista del secondo scambiatore le macchine sono assolutamente analoghe tra loro.
Una seconda divisione può essere fatta sulla base del posizionamento del terminale rispetto all’ambienta da climatizzare (figura 2).
Indipendentemente dal sistema, espansione diretta o a fluido intermedio, il terminale T può essere posizionato direttamente in ambiente oppure remotizzato e collegato ad esso mediante una serie di canalizzazioni di mandata e di ripresa.
Nel caso si tratti di sistemi a fluido intermedio, quando il terminale è posizionato in ambiente, l’impianto viene chiamato “ad acqua”, perché il fluido vettore dell’energia termica dal generatore all’ambiente è l’acqua del circuito idraulico.
Quando, invece, il terminale è remotizzato rispetto all’ambiente l’impianto viene chiamato “ad aria” perché il fluido vettore dell’energia termica dal generatore di calore all’ambiente è l’aria.
Esistono anche degli impianti detti “misti” in cui parte dell’energia è fornita dai terminali posti in ambiente e parte da un sistema di canalizzazioni ad aria.
È il caso degli impianti ad aria primaria, nei quali l’aria di rinnovo viene immessa nei singoli ambienti in modo autonomo rispetto ai terminali alimentati ad acqua refrigerata.
Da segnalare che gli impianti con elementi radianti a pavimento e a soffitto possono essere accompagnati sia da impianti ad aria primaria che da impianti ad aria.
Nel caso di sistemi ad espansione diretta, non esiste una dizione univocamente riconosciuta.
Generalmente si parla di “condizionatori autonomi” quando il terminale si trova all’interno del locale e di “condizionatori canalizzabili” quando invece il terminale viene remotizzato.
In questa seconda categoria rientrano a pieno diritto anche i roof-top, ovvero delle macchine da posizionare in copertura degli edifici che sono sostanzialmente la fusione tra una centrale frigorifera e una centrale di trattamento dell’aria.
Negli impianti ad espansione diretta difficilmente si hanno sistemi misti. Talune volte l’aria primaria viene immessa autonomamente utilizzando un recuperatore di calore a flussi incrociati o rotativo, senza che vi sia un ulteriore trattamento da parte del generatore di calore.
È un sistema utilizzato soprattutto con impianti multisplit, Vrv e Vrf.
In questi casi si può parlare di “recupero sull’aria primaria” (tabella 1).
Un’ulteriore divisione degli impianti può essere effettuata sulla base della loro capacità o meno di climatizzare ambienti diversi con flussi termici contrapposti. È il caso tipico di edifici con superficie vetrate estese che nella mezza stagione possono avere esigenze termiche opposte tra zone espositive diverse.
Ad esempio, alla stessa ora del giorno, le zone esposte al sole possono richiedere di essere raffreddate, mentre quelle all’ombra di essere riscaldate.
Questa particolarità, sempre più sentita nella climatizzazione moderna, è trasversale rispetto alla suddivisione di tabella 1, nel senso che in ogni categoria esistono impianti che assolvono a questa funzione ed altri no.
Una panoramica completa di tutti gli impianti di climatizzazione è riportata in tabella 2. La suddivisione è effettuata cercando di trovare una corrispondenza tra gli impianti a fluido intermedio e ad espansione diretta.
La colonna “C+F” indica la capacità dell’impianto di climatizzare contemporaneamente locali con carico termico contrapposto.
Alle voci “Sì” e “No”, di inequivocabile significato, si affianca la voce “Teor” che indica la capacità teorica di svolgere detta funzione a fronte di uno scarso utilizzo pratico dovuto ad eccessiva complicazione impiantistica o di regolazione.
