Come è fatto e come funziona il condizionatore d’aria?

Tipologie di condizionatori

I condizionatori mobili 

I condizionatori mobili non richiedono particolari installazioni ed essendo portatili possono essere utilizzati negli ambienti in cui ce ne sia il bisogno.

Hanno lo svantaggio di aver bisogno di una finestra sempre socchiusa per permettere il passaggio dei tubi, e quindi un po’ di aria calda esterna entra nell’ambiente climatizzato.

Vi sono due tipi diversi di apparecchi, i monoblocco e gli split.

 

I monoblocco 

sono costituiti da una sola unità che racchiude il circuito frigorifero, il compressore e la ventola. Sono dotati di ruote per il trasporto. Sono adatti per locali di piccole dimensioni e dovendoli posizionare all’interno degli ambienti, hanno lo svantaggio di essere rumorosi.

Esiste un tipo con un solo tubo flessibile . Questo tipo utilizza, per operare il raffrescamento, l’aria della stessa stanza condizionata. In questo modo attira altra aria calda dalle stanze circostanti e riesce a dare basse prestazioni in termini di raffrescamento.

Un altro tipo invece è dotato di due tubi flessibilied utilizza l’aria esterna per il raffreddamento ottenendo prestazioni notevolmente migliori rispetto al primo tipo


Gli split 

hanno invece l’unità interna montata su ruote e un’unità esterna che deve essere sistemata all’esterno del locale.

Il collegamento tra le due unità è costituito da un tubo flessibile che contiene i tubi per il gas e i collegamenti elettrici. Questo tubo può essere fatto passare tra i battenti socchiusi di una finestra.

Sono più silenziosi dei monoblocco in quanto uno dei ventilatori è sistemato all’esterno.

 

I condizionatori fissi


Sono più efficienti e meno rumorosi di quelli mobili.
 

Possono essere monoblocco se costituiti da una sola unità o split se costituiti da due parti, una esterna e una interna all’abitazione.

Il condizionatore fisso a split è quello più utilizzato ed è costituito da due unità separate: 

  • un'unità esterna all’ambiente, dove si trova il motore del condizionatore e la ventola radiale;

 

  • un'unità interna (lo split), che provvede a mettere in circolo l'aria trattata all’interno dell’ambiente attraverso un'apposita feritoia.

 

Le due unità sono collegate tra loro da tubi di rame, dove circola il fluido refrigerante, e da cavi elettrici.Entrambe le due unità necessitano di un tubo di scarico per evacuare l'acqua che si forma per condensazione.

 

Vi sono diverse tipologie di unità interne: 

  • a muro: per installazioni a muro in posizione alta;
  • a pavimento: tipo fan coil; 
  • a consolle: per installazione a soffitto senza controsoffitto; 
  • a cassetta: per installazioni ad incasso nei controsoffitti;
  • canalizzabili: permette con tubazioni di raggiungere diversi locali 


Poiché l'aria calda tende ad andare in alto è buona abitudine posizionare il condizionatore in alto. 

Il sistema è completato da una serie di componenti ed accessori per gestirne il funzionamento: valvole, pressostati, ventilatori, telecomando, sonde, schede elettroniche.

L’installazione deve essere effettuata da personale specializzato in quanto queste apparecchiature sono dotate di tubazioni che devono essere collegate a regola d’arte per evitare perdite di gas refrigerante.


In relazione al principio di funzionamento i condizionatori possono essere: 

  • Ad assorbimento: si tratta di apparecchiature di media e grande taglia utilizzate per condizionare l’aria di locali di grandi dimensioni:
  •  A compressione: sono le apparecchiature più comuni 

 

Principio di funzionamento di un condizionatore a compressione:

Un condizionatore funziona sfruttando alcune leggi della termodinamica e le proprietà di un gas nobile, il Freon. Tutti i gas quando si comprimono si riscaldano, in particolareil Freon aumenta notevolmente la sua temperatura. Infatti, con circa venti atmosfere di pressione (dieci volte quella dei pneumatici della vostra auto), il Freon passa da una temperatura di 12°C a 80°C. Poi, una volta raffreddato, il gas diventa liquido. Ora se si forza a passare un gas liquefatto attraverso un buchino, questo espandendosi diventa freddo, il Freon particolarmente freddo.

Il condizionatore è utilizzato per raffreddare e deumidificare l'aria estiva, calda e umida, facendola passare attraverso uno scambiatore di calore mantenuto a temperatura molto bassa.

Il principio di funzionamento di un condizionatore è lo stesso del frigorifero.

I fluidi termovettori più utilizzati nei condizionatori d'aria sono (o sono stati):

  • R12 (ormai fuori legge); 
  • R22 (ormai fuori legge); 
  • R407c; 
  • R410a. 

Il gas refrigerante ripete in continuazione un ciclo frigorifero chiuso con continui cambiamenti di fase, esso passa dalla fase liquida a quella di vapore e da questa ritorna liquido.

Per effettuare i cambiamenti di fase bisogna spendere dell’energia:

per passare dalla fase liquida a quella di vapore c’è bisogno di calore. Al contrario, bisognerà togliere calore al vapore per farlo tornare liquido.

Quando cioè il gas passa dalla fase liquida a quella di vapore, si prende il calore dall'aria nell'ambiente con l’effetto che quest'ultima si raffredda .

Quando invece il gas refrigerante condensa, cioè passa da vapore a liquido, ha bisogno di cedere calore all'aria, che, quindi, si riscalda: ecco perché l'unità condensante del condizionatore va posta all'esterno dell'ambiente da condizionare, proprio per non immettere nel locale il calore prodotto.

 

Il compressore, che è una pompa elettrica, (A) comprime il fluido refrigerante a circa 20bar e gli fa raggiungere la temperatura di circa 80°C. A questa temperatura il gas arriva al condensatore esterno (B) e cede parte del suo calore all’aria esterna all’ambiente aiutato dal ventilatore. Il gas, quindi, si raffredda e diventa liquido e viene costretto a passare attraverso un piccolo foro (C)-organo di laminazione-. Attraversato questo foro il liquido ritorna in parte allo stato gassoso e si raffredda scendendo a circa 5°C. Il gas passa poi all’evaporatore (D) posto all’interno dell’ambiente che scambia il calore, cioè cede il freddo all’aria del locale dove è stato posizionato, aiutato dal ventilatore. 

A questo punto il gas tornerà al compressore pronto a iniziare un nuovo ciclo.

In relazione alle tecnologie di funzionamento si distinguono:

  • condizionatori d'aria on-off
  • condizionatori d'aria ad inverter. 

La tecnologia dei condizionatori on-off è molto semplice ed è meno costosa, ma ha un consumo elevato, perché il compressore, appena viene acceso l'apparecchio, va subito alla massima potenza e vi resta, a prescindere da quanta ne possa effettivamente servire, per poi fermarsi quando è stata raggiunta la temperatura impostata e ripartire quando la temperatura non è più tale. il climatizzatore classico on-off a temperature esterne al di sotto dei 2-3 C° inizia a diminuire la sua efficienza. Di conseguenza la temperatura che uscirà dallo split sarà via via più fredda fino al blocco totale del condizionatore

Come funziona un Inverter?

l climatizzatore inverter è dotato di un dispositivo elettronico, che aumentando o diminuendo il regime di rotazione del compressore, permette la modulazione della potenza erogata dalla macchina, in maniera proporzionale alla effettiva richiesta di "freddo" o "caldo. Quando nell’ambiente si è raggiunta la temperatura impostata, entra in funzione l’inverter che anziché spegnere la macchina ne riduce la potenza diminuendo il numero di giri del compressore.

i climatizzatori inverter funzionano bene a temperature esterne fino a - 12 C° circa.

Vantaggi: 

Vengono eliminati i continui “attacca e stacca” (on-off) del motore riuscendo a raggiungere rapidamente ed a mantenere costante la temperatura dell’ambiente con escursioni di solo circa 0,5°C rispetto a quella impostata, contro i 2°C dei classici condizionatori on/off.

Inoltre si ottiene un risparmio di energia elettrica, rispetto a un normale condizionatore,di circa il l 30 % su otto ore di funzionamento continuo.

In alcuni condizionatori dotati di tecnologia inverter troviamo le sigle DC, PAM, e PWM che stanno a significare: 

DC (Direct Current ): Climatizzatore interamente a Corrente Continua. Questo fa sì che l’unità interna sia più silenziosa ed efficiente con consumi inferiori del 10% di fronte ad un Inverter tradizionale e del 50 - 70% circa di fronte ad un sistema ON/OFF 

PAM (Pulse Amplitude Modulation): È una funzione che fa sì che la variazione della potenza avvenga velocemente. Consente di raggiungere la temperatura impostata rapidamente.

PWM (Pulse With Modulation): È una funzione che interviene dopo la PAM e mantiene la temperatura impostata facendo funzionare il compressore alla minima velocità possibile e in maniera costante.

La potenza e l’efficienza di un condizionatore d'aria 

Il principale parametro di un condizionatore è la potenza refrigerante che viene espressa in Btu/h (British thermal unit per hour). Il Btu/h indica la capacità di un apparecchio di cedere o assorbire il calore in un’ora di funzionamento.

Questo è il dato principale da valutare al momento dell’acquisto. 

Più un condizionatore è potente, più è efficace, anche se resa è condizionata da numerosi fattori quali l’ampiezza dei locali, la superficie finestrata e l’esposizione al sole.

Per gli apparecchi monoblocco la potenza refrigerante e in media di 7.000-9.000 Btu/h, mentre per i mono split si arriva anche a 14.000 Btu/h

La potenza può essere espressa anche in altre unià, il Watt e la chilocaloria all’ora detta anche chilofrigoria all’ora. I rapporti tra le varie unità di misura sono:

 1W = 3,4 Btu/h 

1 kcal/h = 4 Btu/h 

1 kfrig/h = 4 Btu/h

Calcolo della potenza necessaria 

Il calcolo di seguito descritto è solo indicativo del fabbisogno di “freddo” e di “caldo” dell’ambiente avete da climatizzare. Si applica una formula: si moltiplica il volume della stanza per un fattore fisso, che per il freddo è uguale a 25 e per il caldo uguale a 35 

K x L1 x L2 x h = W 

dove:

L1 = primo lato della stanza espresso in metri 

L2 = secondo lato della stanza espresso in metri 

h = altezza della stanza espresso in metri 

K = costante (per il freddo è uguale a 25 per il caldo è 35) 

Esempio: L1=5 L2=4 h=2,7 5x4x2,7=54 m cubi 52x25=1350 W 

Sapendo che 1 W=3,4 Btu/h, 1350x3,4=4590 Btu/h 

Il risultato del calcolo è un valore medio, che va adeguato in relazione a diversi fattori:

  • Isolamento delle pareti;
  • Dimensione delle finestre;
  • Esposizione al sole
  • Se ci sono ostacoli alla circolazione dell’aria, ecc 

Nel caso in cui si voglia climatizzare più ambienti, bisogna tenere conto della potenza elettrica disponibile al contatore, che generalmente per ogni abitazione è di 3kW 

L’ efficienza di un condizionatore è espressa in ERR- vedi efficienza della pompa di calore 

Altre funzioni del condizionatore:

Come si ottiene la deumidificazione dell'aria? 

Il condizionatore svolge anche un’azione importante di deumidificazione dell’aria, togliendo il disagio per il caldo estivo dovuto soprattutto al tasso di umidità che limita la traspirazione della pelle. 

Quando il climatizzatore è in funzione, l'unità interna si raffredda rapidamente, di conseguenza l'aria che ci passa attraverso depositando la propria umidità sotto forma di goccioline, ne esce asciutta. Quando il climatizzatore si spegne o si riposa, l'unità interna si riscalda facendo cadere le goccioline di umidità nella vaschetta dello scarico condensa per poi essere espulse attraverso un tubo. 

I valori ideali di umidità per il nostro benessere, se il climatizzatore é ben dimensionato nei confronti dell'ambiente da servire, variano dal 40% al 60%,.

Tutti i climatizzatori hanno anche una funzione specifica di deumidificazione del "freddo” per espellere l'umidità senza raffrescare l'ambiente.

Cos’ è la purificazione?

I condizionatori possono essere dotati di filtri in grado di purificare l’aria da smog, polline e polvere. E’ buona norma pulirli spesso e sostituirli periodicamente, poiché possono intasarsi di spore, batteri e muffe e quindi provocare allergie ed altri malesseri.I filtri possono anche avere un’ azione antibatterica.

La quantità d’aria che un apparecchio può trattare è espressa in metri cubi di aria per ora (m3/h). Questo consente di calcolare quante volte l’aria presente in una data stanza viene filtrata e deumidificata. Se un apparecchio ad esempio ha come portata d’aria 400mc/h e viene posizionato in una stanza da 15mc, l’aria, in un ora, passa circa 27 volte attraverso l’apparecchio. numero di volte nel giro di un’ora.

Cos’é lo ionizzatore? 

Lo ionizzatore è un dispositivo in grado di generare ioni negativi, che danno una sensazione di freschezza e purezza dell’aria di montagna o di una cascata e quindi inducono un effetto relax Inoltre svolge inoltre un azione anti-muffa per una migliore crescita delle piante ed ha un effetto repellente per alcune varietà di insetti. Influisce positivamente sulla salute dell’uomo perché previene disagi respiratori come asma e polmonite, favorisce il sistema di circolazione del sangue.

Utilizziamo i cookies per migliorare il nostro sito e la tua esperienza. Continuando la navigazione, accetti l'utilizzo dei cookies da parte nostra. Per saperne di più LEGGI I DETTAGLI.

Accetto i cookies da questo sito