Qual è la differenza tra una UTA e un sistema HVAC?


Sintesi

HVAC è l'acronimo di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria e descrive l'insieme dei sistemi utilizzati per gestire il comfort interno e la qualità dell'aria. Un'unità di trattamento aria (AHU) è un'apparecchiatura che movimenta e tratta l'aria all'interno di alcuni sistemi HVAC. A seconda della sua configurazione, un'AHU può filtrare, riscaldare, raffreddare, umidificare o deumidificare l'aria e recuperare energia. La differenza fondamentale sta nell’ambito di applicazione: il termine HVAC descrive il sistema nel suo complesso, mentre un’AHU è uno dei possibili componenti. Non tutti i sistemi HVAC includono un’AHU, e non tutte le AHU svolgono tutte le funzioni HVAC.

Che cos’è un sistema HVAC?

HVAC è un termine generico che indica i sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria. A un livello molto basilare:

Il riscaldamento garantisce il comfort termico assicurando che gli spazi interni siano caldi quando le temperature esterne sono fredde.

La ventilazione immette aria fresca dall’esterno in un edificio o in uno spazio e rimuove l’aria viziata dall’interno per aiutare a gestire inquinanti, odori e umidità.

La climatizzazione garantisce il comfort termico raffreddando gli spazi interni quando le temperature esterne aumentano.

Inoltre, i sistemi HVAC possono fornire filtrazione dell’aria, purificazione dell’aria, umidificazione, deumidificazione e recupero di calore – a seconda del tipo di sistema e della configurazione.

A seconda dell’edificio e della progettazione dell’impianto, le apparecchiature HVAC possono includere:

  • Caldaie e pompe di calore
  • Condizionatori d’aria e refrigeratori
  • Unità di trattamento aria, ventilatori e condotti
  • Terminali di ventilazione e dispositivi di controllo

Non tutte le installazioni includono tutti questi componenti. La combinazione dipende dalle esigenze di riscaldamento, raffreddamento e ventilazione dell’edificio. Alcuni sistemi richiedono locali tecnici dedicati o spazi esterni, mentre altri utilizzano apparecchiature compatte o distribuite.

Che cos’è un’unità di trattamento aria (AHU)?

Un’AHU fa circolare e tratta l’aria per garantire la qualità dell’aria interna (IAQ) e il comfort. Le sue funzioni dipendono dai componenti installati: non tutte le unità offrono ogni tipo di trattamento dell’aria. I componenti comuni includono quanto segue:

Filtri dell’aria

I filtri antiparticolato catturano le particelle sospese nell’aria come polvere, polline e peli di animali domestici. I filtri meccanici utilizzano mezzi filtranti fibrosi per trattenere le particelle mentre l’aria li attraversa. I filtri antiparticolato standard generalmente non rimuovono in modo efficace gli inquinanti gassosi o gli odori; questi richiedono un’adeguata filtrazione in fase gassosa, come il carbone attivo o altri materiali assorbenti selezionati in base ai contaminanti in questione.

I filtri aiutano inoltre a proteggere i componenti a valle dall’accumulo di particelle. Tuttavia, la filtrazione da sola non impedisce la proliferazione microbica. Una buona igiene dell’AHU dipende da una progettazione adeguata, dal controllo dell’umidità, dal drenaggio della condensa, dalla pulizia e dalla sostituzione tempestiva dei filtri.

Le applicazioni specialistiche possono richiedere un'estrazione dedicata e un trattamento specifico per i contaminanti. Ad esempio, i gas di scarico delle cucine carichi di grasso e le emissioni pericolose delle officine non dovrebbero essere trattati come la normale ventilazione degli edifici, che richiede semplicemente filtri aggiuntivi per l’unità di trattamento aria (AHU). I sistemi di estrazione e trattamento devono essere adeguati all’attività e ai contaminanti in questione.

Per rendere i filtri il più efficaci possibile, è importante assicurarsi che i filtri siano montati nel modo più saldo possibile, senza perdite d’aria né attraverso l’involucro dell’unità di trattamento aria (AHU) né attraverso fessure nel telaio del filtro.

Componenti per il recupero di calore

L’aria esterna spesso necessita di riscaldamento o raffreddamento prima di essere immessa in un edificio. I componenti per il recupero di calore trasferiscono energia termica tra i flussi d’aria di estrazione e di mandata, riducendo la necessità di un trattamento aggiuntivo. In inverno, il calore proveniente dall’aria di estrazione può riscaldare l’aria esterna in entrata. In estate, quando l’aria esterna è più calda di quella di estrazione, il recupero può contribuire a ridurre il carico di raffreddamento dell’aria in entrata.

Componenti di riscaldamento e raffreddamento

Il recupero di energia da solo potrebbe non essere sufficiente a raggiungere la temperatura richiesta dell’aria di mandata. È quindi possibile installare componenti aggiuntivi di riscaldamento o raffreddamento. Le batterie alettate acqua-aria sono comunemente collegate all’impianto di riscaldamento o all’impianto di acqua refrigerata dell’edificio. Un’unità di trattamento aria (AHU) può anche contenere una batteria a refrigerante che funge da evaporatore per il raffreddamento o da condensatore per il riscaldamento, a seconda della progettazione del sistema e della modalità operativa.

I riscaldatori elettrici rappresentano un’altra opzione per il riscaldamento. Una batteria di raffreddamento può anche deumidificare l’aria quando la sua temperatura superficiale è inferiore al punto di rugiada dell’aria, provocando la condensazione del vapore acqueo. Un’efficace rimozione dell’umidità dipende dalla scelta della batteria, dalle condizioni operative e dai controlli, oltre che da un adeguato sistema di raccolta e scarico della condensa.

Ventilatori

I ventilatori fanno circolare l’aria attraverso l’AHU e la rete di condotti collegata, superando la resistenza opposta da filtri, serpentine e altri componenti. A seconda del design dell’unità e dei requisiti di flusso d’aria, per ciascun flusso d’aria può essere utilizzato un singolo ventilatore o una serie di ventilatori.

Esempi di design delle pale dei ventilatori centrifughi includono:

  • A pale curve in avanti
  • A pale curve all’indietro
  • A profilo alare (che possono anche essere curve all’indietro)
  • A pale inclinate all’indietro

Queste descrizioni non si escludono a vicenda né costituiscono un elenco esaustivo. Un software di selezione dei ventilatori può aiutare a identificare i ventilatori e le configurazioni adeguati in base alla portata d’aria e alla pressione richieste, all’efficienza energetica e ai livelli di rumore.

Silenziatori

Il rumore può essere un effetto collaterale indesiderato e fastidioso del sistema AHU. Per questo motivo, tali sistemi sono spesso dotati di unità silenziatrici che riducono il rumore generato dal ventilatore o da altre parti rumorose dell’impianto.

(De)Umidificatore

Laddove sia richiesto il controllo dell’umidità, un’unità di trattamento aria (AHU) può essere equipaggiata per aggiungere o rimuovere umidità. L’intervallo di umidità target dipende dalla destinazione d’uso dell’edificio e dalle esigenze dei suoi occupanti o dei processi in esso svolti.

Gli umidificatori aggiungono umidità utilizzando vapore o acqua. La deumidificazione può essere ottenuta raffreddando l’aria al di sotto del suo punto di rugiada, in modo che il vapore acqueo si condensi sulla serpentina di raffreddamento e venga drenato. L’apparecchiatura deve essere progettata, utilizzata e sottoposta a manutenzione in modo da gestire l’umidità in modo igienico.

Sezione di miscelazione

Alcune UTA includono una sezione di miscelazione, dove l’aria esterna e l’aria di ritorno ricircolata vengono combinate in proporzioni controllate prima dell’ulteriore trattamento. Ciò può ridurre il fabbisogno di riscaldamento o raffreddamento, ma non deve compromettere l’apporto di aria esterna richiesto né il controllo dei contaminanti. Il ricircolo non è appropriato per tutte le applicazioni e alcune UTA funzionano con il 100% di aria esterna.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra un’unità di trattamento aria (AHU) e un sistema HVAC?

HVAC è il termine generico che indica i sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria. Un’unità di trattamento aria (AHU) è un’apparecchiatura specifica che movimenta e tratta l’aria. Può far parte di un sistema HVAC, insieme ad apparecchiature quali pompe di calore, caldaie o refrigeratori, ma i due termini non sono intercambiabili.

Ogni impianto HVAC necessita di un'unità di trattamento aria (AHU)?

No. Gli impianti HVAC possono utilizzare diverse combinazioni di apparecchiature per soddisfare le esigenze di un edificio. Alcuni utilizzano un'unità di trattamento aria (AHU) centrale per distribuire l'aria trattata, mentre altri utilizzano singole unità di riscaldamento o raffreddamento con ventilazione fornita separatamente. La necessità di un'unità di trattamento aria (AHU) dipende dalla destinazione d'uso dell'edificio, dalle sue dimensioni, dai requisiti di qualità dell'aria e dalla progettazione dell'impianto.

Un'unità di trattamento aria (AHU) può fornire sia riscaldamento che raffreddamento?

Sì, se è dotata di componenti adeguati per il riscaldamento e il raffreddamento. Ad esempio, un’AHU può utilizzare serpentine ad acqua collegate a un sistema di riscaldamento o di acqua refrigerata, oppure serpentine a refrigerante collegate ad apparecchiature compatibili. Tuttavia, alcune AHU forniscono ventilazione e filtrazione senza riscaldamento o raffreddamento attivo.

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