La Ventilazione Meccanica Controllata e il suo cuore: il recuperatore di energia

In un precedente articolo vi ho spiegato le ragioni per cui l'impianto di ventilazione meccanica vince il confronto con la semplice apertura manuale delle finestre per ottenere un adeguato rinnovo dell'aria all'interno della nostra abitazione.

Abbiamo imparato, pertanto, che il nostro impianto VMC, per effettuare questo rinnovo dell'aria, effettua contemporaneamente due semplici operazioni:

• estrae l'aria viziata dagli ambienti abitati per espellerla all'esterno dell'abitazione
• preleva dall'esterno dell'abitazione aria nuova da immettere negli ambienti abitati

Tale compito è affidato a quella che viene chiamata "unità di ventilazione" (la macchina principale e anche l'elemento più costoso dell'impianto), cioè l'elemento colorato in rosso nello schema seguente:

All'interno della macchina ci sono due semplici ventilatori che lavorano in due direzioni contrarie:

1. Il primo ventilatore aspira l'aria viziata da alcuni degli ambienti abitati e la spinge all'esterno dell'abitazione, attraverso il sistema di tubazioni di colore "ocra".
2. Il secondo ventilatore lavora in direzione opposta, aspirando l'aria pulita dall'esterno dell'abitazione per spingerla verso gli altri ambienti abitati, attraverso il sistema di tubazioni di colore "ciano".

ATTENZIONE: i due flussi di aria si incrociano (e sottolineo si incrociano, non si miscelano!) all'interno dell'unità di ventilazione. Andiamo a vedere in che maniera si incrociano questi due flussi di aria:

I due flussi di aria, come evidenziato nell'immagine soprastante, si incrociano all'interno di un oggetto che viene chiamato "recuperatore di energia".

Come funziona il recuperatore di energia?

Cercate di immaginare tantissimi canali, di sezione molto piccola, separati l'uno dall'altro tramite pareti sottilissime, che vengono percorsi dall'aria nelle due direzioni opposte. Ecco... il flusso d'aria più caldo, attraverso le pareti sottilissime, cede calore al flusso d'aria più freddo.

Cerchiamo di capire meglio come avviene questo scambio di calore nelle due stagioni, cioè in estate e in inverno:

Che cosa succede in estate?

Nella stagione estiva viene prelevata, dall'interno dell'abitazione, aria a 26° (sta funzionando il condizionatore) per essere espulsa all'esterno. Quest'aria incrocia, all'interno del recuperatore, il flusso di aria proveniente dall'esterno dell'abitazione che è ad esempio a 35° (siamo in estate!). Attraverso le pareti del recuperatore il flusso di aria espulsa raffredda quello in ingresso, di modo che l'aria nuova immessa nei locali non avrà la temperatura di 35° ma una temperatura più conveniente, ad esempio 28°.

Si.... lo so..... 28° sono maggiori di 26° e pertanto l'aria nuova che immettiamo in casa è più calda di quella che estraiamo. Ma dobbiamo concentrarci sul consumo elettrico del nostro condizionatore, il quale dovrà semplicemente raffreddare aria immessa a 28°. L'alternativa sarebbe quella di aprire le finestre, far entrare aria nuova a 35°, la quale dovrà essere raffreddata dal nostro condizionatore con un consumo elettrico ben superiore! E' proprio su questa differenza di temperature che si può comprendere il risparmio energetico conseguibile con un impianto VMC.

Che cosa succede d'inverno?

Nella stagione invernale viene prelevata, dall'interno dell'abitazione, aria a 22° (sta funzionando il riscaldamento) per essere espulsa all'esterno. Quest'aria incrocia, all'interno del recuperatore, il flusso di aria proveniente dall'esterno dell'abitazione che è ad esempio a 0° (siamo in inverno!). Attraverso le pareti del recuperatore il flusso di aria espulsa riscalda quello in ingresso, di modo che l'aria nuova immessa nei locali non avrà la temperatura di 0° ma una temperatura più conveniente, ad esempio 19°.

Si.... lo so..... 19° sono inferiori a 22° e pertanto l'aria nuova che immettiamo in casa è più fredda di quella che estraiamo. Ma dobbiamo concentrarci sul consumo del nostro impianto di riscaldamento, il quale dovrà semplicemente riscaldare aria immessa a 19°. L'alternativa sarebbe quella di aprire le finestre, far entrare aria nuova a 0°, la quale dovrà essere riscaldata dal nostro impianto di riscaldamento con un consumo ben superiore! Anche in questo caso, sulla base di questa differenza di temperature, si può comprendere il risparmio energetico conseguibile con un impianto VMC.

ATTENZIONE: le temperature riportate negli esempi appena descritti sono temperature che derivano dal grado di efficienza (rendimento) del recuperatore di energia, cioè dal materiale con cui è costruito. In commercio esistono tantissime unità di ventilazione, che possono essere equipaggiate con diverse tipologie di recuperatori: più elevata è l'efficienza del recuperatore... maggiore sarà il recupero di energia da un flusso d'aria all'altro. Ma questa è un'altra storia... che magari affronteremo in un prossimo articolo!

E arrivati a questo punto... posso già immaginare la prossima domanda:

Cosa succede nelle giornate fredde d'estate e nelle giornate calde d'inverno?

Può capitare una giornata particolarmente calda in inverno, quando la temperatura dell'aria esterna non è a 0° ma ad esempio a 23°! Così come può capitare una giornata particolarmente fresca in estate (magari dopo un temporale), quando la temperatura dell'aria esterna non è a 35° ma ad esempio a 25°! Si tratta di casi in cui l'aria prelevata all'esterno dell'abitazione non ha bisogno di essere "preriscaldata" o "preraffreddata", in quanto ha già una temperatura conveniente. In casi come questi non sarebbe conveniente far incrociare i due flussi di aria all'interno del recuperatore, perché lo scambio di energia tornerebbe a nostro svantaggio. Ed allora l'unità di ventilazione provvede ad evitare l'incrocio tramite un semplice stratagemma che si chiama "bypass": cioè il flusso di aria viziata in estrazione viene deviato in maniera da evitare l'ingresso nel recuperatore, per un'espulsione diretta all'esterno dell'abitazione. La parte inferiore dell'immagine soprastante vale più di 1000 parole.

N.B. Fonte di alcune immagini: web

Videocorso sulla Ventilazione Meccanica Controllata

Sul canale Tekno Training, alla sezione "E-learning", è disponibile un videocorso interamente dedicato alla Ventilazione Meccanica Controllata.

In questo articolo ho cercato di fugare un piccolo dubbio che riguarda questo argomento... quello del risparmio energetico conseguibile con l'impianto VMC. Ma il videocorso, della durata di quasi 6 ore, è strutturato per dare una risposta a ciascuna delle tantissime domande che possono riguardare questo impianto domestico:

• Perché dovremmo ricorrere alla ventilazione meccanica controllata?
• Come funziona?
• Che cos’è un recuperatore entalpico?
• Che cos’è un bypass termico?
• Come funziona un filtro elettrostatico?
• Meglio i ventilatori elicoidali o quelli centrifughi?
• Quante tipologie di unità vmc esistono?
• Perché è meglio utilizzare le unità puntuali a flusso alternato in maniera sincronizzata?
• Meglio le unità puntuali a flusso alternato o quelle a doppio flusso continuo?
• Come si confrontano tra di loro le unità di ventilazione?
• Quali caratteristiche devono avere le tubazioni di un impianto vmc?
• Come si dimensiona un impianto vmc?

ATTENZIONE: per i nuovi iscritti al canale Tekno Training la prima parte del corso è in omaggio (valore € 48,80)!!!