Quanto calore si perde con l'aria espulsa?
Tutto quello che è servito per portare l'aria esterna alla temperatura dell'ambiente. In un ufficio o in un negozio con ventilazione meccanica l'aria di rinnovo entra fredda e va scaldata, quella espulsa esce a temperatura ambiente. Senza recupero quel calore finisce fuori a ogni ora di funzionamento, e il conto cresce con la portata d'aria e con il freddo.
| Caso | Aria dopo il recuperatore | Calore recuperato | Resta alla batteria |
|---|---|---|---|
| Senza recupero | 0 °C | 0 kW | 67 kW |
| Efficienza 50% | 10 °C | 33,5 kW | 33,5 kW |
| Efficienza 73% | 14,6 °C | 48,9 kW | 18,1 kW |
Nell'esempio un recuperatore al 73% copre quasi tre quarti del calore che servirebbe a scaldare l'aria di rinnovo. È il motivo per cui su un'unità di trattamento aria che lavora molte ore il recupero è la prima voce da guardare.
Come si misura l'efficienza di un recuperatore?
Con l'efficienza termica. Il Reg. (UE) 1253/2014 la definisce, per le unità non residenziali, come rapporto fra il guadagno termico dell'aria di immissione e la perdita termica dell'aria di espulsione, entrambi riferiti alla temperatura esterna. Si misura in condizioni asciutte, con portate bilanciate e 20 K di differenza fra interno ed esterno, senza contare il calore dei motori dei ventilatori e il trafilamento interno.
In pratica si calcola così: temperatura dell'aria immessa dopo il recuperatore meno temperatura esterna, diviso temperatura dell'aria ripresa meno temperatura esterna. È un dato di prova. In esercizio contano portate non bilanciate, umidità, sporco e un bypass che resta aperto quando non dovrebbe.
Che recuperatori di calore ci sono in un'UTA?
Tre famiglie, con compromessi diversi. Nel recuperatore a piastre i due flussi passano in canali separati e si scambiano calore attraverso le lamiere: la guida Aermec ai recuperatori e alle centrali di trattamento aria li descrive in alluminio, a flussi in controcorrente, alloggiati in una vasca di raccolta condensa. Nel rotativo una ruota attraversa a turno i due flussi. Nel recuperatore a fluido termovettore due batterie, una sull'espulsione e una sull'immissione, sono collegate da un circuito.
Il regolamento li distingue. Per gli scambiatori rigenerativi, come la ruota, chiede di dichiarare il flusso residuo, cioè la parte di aria espulsa che torna nell'immissione, un dato da pesare dove l'aria ripresa non è pulita. Al recuperatore a fluido termovettore riconosce il vantaggio di poter collocare i due lati in punti diversi dell'edificio, e gli chiede un'efficienza minima più bassa. La definizione generale la trovi nella voce di glossario sul recuperatore di calore.
Cosa chiede la legge alle unità di ventilazione nuove?
Il Reg. (UE) 1253/2014, sulla progettazione ecocompatibile delle unità di ventilazione, per le unità non residenziali bidirezionali chiede dal 1 gennaio 2018 un recuperatore di calore su ogni unità, con un dispositivo di bypass termico, e un'efficienza termica minima del 73%, che scende al 68% per i recuperatori a fluido termovettore. Dal 2016 le soglie erano 67% e 63%. Dal 2018, se l'unità ha un filtro, deve avere anche un segnale visivo o un allarme quando la perdita di carico del filtro supera il massimo ammesso.
Due precisazioni che contano. Il regolamento vale per l'immissione sul mercato e la messa in servizio: non obbliga ad adeguare un'unità già installata, ma si applica quando la si sostituisce. E non riguarda, fra gli altri casi, le unità bidirezionali con ventilatori sotto i 30 W per flusso d'aria (salvo gli obblighi di informazione), quelle per atmosfere esplosive o solo per emergenza, quelle che movimentano aria sopra i 100 °C o lavorano in ambienti tossici o corrosivi. I criteri di progetto dei sistemi di ventilazione non residenziali sono nella UNI EN 16798-3, norma volontaria.
Cosa succede al recuperatore quando fuori gela?
L'aria espulsa si raffredda passando nel recuperatore e l'umidità che contiene condensa: è il motivo della vasca di raccolta sotto i recuperatori a piastre. Con aria esterna molto fredda quella condensa può ghiacciare sul lato espulsione e chiudere i passaggi. I costruttori prevedono funzioni apposite: la guida Aermec descrive un bypass dell'aria esterna con funzione antigelo, moduli con batteria elettrica per l'antigelo e una regolazione con sbrinamento automatico.
Ogni sbrinamento ha un costo: mentre il bypass è aperto o la batteria scalda, il recupero cala. Per questo, dove la regolazione lo registra, guardiamo quante ore l'unità passa in antigelo nei mesi freddi e se la soglia di intervento è tarata sull'impianto.
Come si tiene il recuperatore al suo rendimento?
Con filtri puliti, scambiatore pulito e portate in equilibrio. Un filtro intasato riduce la portata e fa lavorare di più i ventilatori, ed è per questo che il regolamento chiede l'allarme sulla perdita di carico. Uno scambiatore sporco scambia meno. Portate sbilanciate allontanano il rendimento reale da quello dichiarato, misurato a flussi bilanciati. E il trafilamento fra i due flussi, che il regolamento chiede di dichiarare, si controlla sulle guarnizioni.
Facciamo questi controlli nella manutenzione a canone delle UTA. Se il recupero manca, o va aggiunto a un impianto esistente, lo valutiamo nella consulenza energetica con i numeri dell'edificio: ore di funzionamento, portate e costo del calore.