Cos'è un'unità di trattamento dell'aria (AHU)?

Gli studi hanno dimostrato che circa il 90% delle persone passano il 90% del loro tempo al chiuso. È facile supporre che siamo al sicuro nelle nostre case e nei nostri uffici. Tutti conosciamo l'inquinamento dell'aria esterna e i pericoli della vita nelle grandi città. 

Ma la verità è che l'inquinamento dell'aria interna è una preoccupazione crescente ed è stato segnalato dalla US Environmental Protection Agency (EPA) come uno dei loro cinque principali rischi ambientali. 

Quindi, ha senso investire in un'unità di trattamento dell'aria che possa controllare non solo il comfort termico di un edificio, ma anche altre caratteristiche come il filtraggio dell'aria, l'umidificazione e la ventilazione. In passato, venivano considerate solo le esigenze termiche. 

Oggi, poiché le persone sono più consapevoli dei pericoli dell'inquinamento dell'aria interna e degli effetti nocivi per la salute del particolato (PM) nell'ambiente, le unità di trattamento dell'aria si sono evolute e sono diventate più avanzate.

Tuttavia, man mano che la nostra conoscenza dell'inquinamento dell'aria aumenta, aumenta anche la nostra consapevolezza della necessità di essere efficienti dal punto di vista energetico e di assicurare che stiamo riducendo il nostro consumo energetico dove possibile. 

Scegliere un'UTA che non solo offra qualità, ma anche credenziali ecologiche, può essere un compito difficile. Con diversi produttori globali che utilizzano tutti i propri metodi di misurazione e visualizzazione dei parametri chiave, può essere difficile accertare i parametri più importanti e necessari.

È qui che Eurovent può aiutare. Eurovent ha introdotto una serie di criteri per certificare e valutare le unità di trattamento dell'aria. Con questo sistema, i consumatori possono fare un acquisto istruito e più adatto di attrezzature per i loro spazi interni.

I criteri per la certificazione sono discussi in modo più approfondito più avanti in questo articolo.

Utilizzando questa certificazione per valutare e confrontare le unità di trattamento dell'aria, si può essere sicuri di scegliere una macchina altamente efficiente e adatta all'edificio per cui è richiesta.

Come funziona un'unità di trattamento dell'aria?

Un'unità di trattamento dell'aria è un dispositivo complesso che è progettato per condizionare l'aria che viene trattata nei sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria, comunemente noti come HVAC. Una AHU generalmente comprende uno o più ventilatori e almeno un altro componente per il trattamento dell'aria, come un filtro, un riscaldatore, un refrigeratore, un componente per il recupero energetico, un umidificatore, un deumidificatore o una sezione di miscelazione.

Anche se questo può sembrare complicato, ogni componente lavora con gli altri per creare un'area abitabile sana e confortevole all'interno di un edificio. 

I requisiti in continuo aumento per l'efficienza energetica e la qualità dell'aria interna (IAQ) negli edifici moderni, insieme alla legislazione dell'Unione Europea (UE) come l'Ecodesign, hanno aumentato anche i requisiti più basilari per le unità di trattamento dell'aria. 

Per soddisfare i requisiti del mercato dell'UE, un'unità di trattamento dell'aria moderna consiste solitamente di ventilatori, dispositivi di recupero dell'energia, filtri, elementi di riscaldamento e raffreddamento e un dispositivo di controllo. La legislazione che si evolve intorno all'efficienza energetica ha anche portato a ventilatori migliori e a dispositivi di recupero dell'energia più efficienti.  

Come si classifica una UTA?

Ci sono numerosi modi per creare una distinzione tra diverse UTA, e i più comuni sono descritti di seguito.

 

In base alla direzione del movimento dell'aria: Unidirezionale o bidirezionale

Una UTA può essere unidirezionale o bidirezionale. Come si potrebbe supporre dai nomi, un'unità di ventilazione unidirezionale è usata per muovere l'aria in una sola direzione, e di solito comprende un ventilatore, un filtro e un componente di riscaldamento o raffreddamento. Al contrario, un'unità bidirezionale può fornire aria all'interno di un edificio ed estrarre aria da esso. 

Per la loro struttura: Compatto o modulare

Una UTA compatta è un sistema installato in un involucro che di solito presenta componenti di ventilazione come ventilatori, filtri e un sistema di recupero dell'energia. Il vantaggio di questo tipo di UTA è che richiede uno spazio di installazione molto più piccolo di un sistema modulare. Tuttavia, spesso non è così ampia nelle sue prestazioni, e altri componenti, come le bobine di riscaldamento o di raffreddamento possono dover essere installati come accessori del condotto.

Le unità di trattamento dell'aria modulari offrono molta più flessibilità in termini di struttura, disposizione dei moduli, dimensioni e funzioni specializzate come l'umidificazione e la deumidificazione. Ogni singolo componente è messo a punto per funzionare come parte del sistema di ventilazione e con un software di selezione AHU personalizzato. 

In base alla loro area di applicazione: Ventilazione residenziale o non residenziale, generale o industriale

Come si può intuire dal nome, le unità residenziali sono progettate e utilizzate per ventilare appartamenti, case singole o piccole case plurifamiliari. Il flusso d'aria è solitamente limitato fino a 1.000 m3/h (metri cubi all'ora). 

Queste UTA tendono ad essere molto meno complesse delle unità non residenziali, che sono spesso altamente personalizzate per soddisfare edifici specifici e le loro esigenze. Sia le unità di trattamento dell'aria residenziali che quelle non residenziali hanno diversi standard da soddisfare, stabiliti dalle normative europee sull'ecodesign. 

Per posizione: Esterno o interno

La situazione più comune per una UTA è all'esterno o in locali ausiliari. Qualsiasi unità esterna deve essere vigorosamente a tenuta stagna e ricoperta da un rivestimento resistente alla corrosione per evitare la contaminazione o il degrado. Le UTA più piccole sono spesso montate sopra il soffitto.

Quali sono i componenti delle unità di trattamento dell'aria?

In generale, lo scopo di una UTA è di ottenere una migliore qualità dell'aria interna. Il primo passo è sempre quello di trasferire l'aria esterna nell'UTA per il trattamento. Questo processo avviene direttamente, se l'unità è collocata all'esterno, o attraverso un sistema di condotti.

All'interno della UTA, inizia il trattamento, con la rimozione del particolato dall'aria e il trattamento termico per soddisfare l'applicazione specifica. Questo può essere il riscaldamento dell'aria o il suo raffreddamento. 

L'aria viene poi distribuita in tutto l'edificio. Nel caso di unità bidirezionali, l'UTA raccoglie contemporaneamente l'aria estratta dal sistema di condotti e la trasporta fuori dall'edificio. Tutto questo viene fatto utilizzando un sistema di recupero dell'energia altamente efficiente per garantire che la macchina sia il più efficiente possibile dal punto di vista energetico. 

Sistema di trattamento dell'aria con illustrazione vettoriale del recuperatore. Industria HVAC
© Eurovent
Unità di trattamento aria con recuperatore © Shutterstock

Il modo più semplice per capire esattamente come funziona una UTA è di scomporla nei suoi componenti separati ed esaminarli tutti.

Filtri dell'aria

Il filtro dell'aria in una UTA è progettato per rimuovere le sostanze inquinanti come le polveri sottili dannose, il polline, i batteri e la muffa dalla fornitura d'aria e sostituire l'aria contaminata con aria fresca e pulita. 

Oltre a questo, i filtri dell'aria mantengono anche l'attrezzatura di trattamento dell'aria pulita per garantire un funzionamento efficiente e igienico. 

A seconda del tipo di edificio, può essere utile aggiungere ulteriori filtri all'UTA, compresi quelli specializzati nella rimozione di odori, grasso o molecole di corrosione. 

Questi sono alcuni dei diversi filtri disponibili per le UTA:

  • I filtri HEPA sono spesso usati per proteggere il personale e le attrezzature sensibili, poiché questi filtri sono efficienti nella rimozione delle particelle e i modelli avanzati rimuovono anche i batteri e i virus presenti nell'aria
  • I filtri a sacco forniscono una filtrazione da media ad alta efficienza
  • I filtri a pannello forniscono una filtrazione a bassa efficienza
  • I filtri elettrostatici utilizzano elettrodi altamente caricati che ionizzano l'aria
  • I filtri a carbone rimuovono gli odori e i gas

Ci sono due considerazioni principali sull'efficienza energetica dei filtri: la caduta di pressione iniziale/pulita e l'aumento di pressione causato dal carico di polvere del filtro. Entrambi hanno un'influenza significativa sull'efficienza dell'UTA. 

Un indicatore per l'efficienza energetica di un filtro è la classe di efficienza energetica del programma Eurovent Certified Performance per i filtri dell'aria. Ulteriori informazioni essenziali sui filtri dell'aria si trovano anche nella Guida Eurovent "Filtri dell'aria per la ventilazione generale" e nella Raccomandazione Eurovent 4/23 su come selezionare i filtri dell'aria classificati ISO 16890 per la ventilazione generale.

Componenti per il recupero energetico 

Il clima ha un grande impatto sulle prestazioni di una UTA. Durante la maggior parte dell'anno, la temperatura dell'aria esterna si discosterà dalle necessarie condizioni dell'aria di alimentazione. In questo caso, è necessario un trattamento termico. Per ridurre al minimo il consumo energetico del trattamento termico dell'aria, si dovrebbe applicare un sistema di recupero dell'energia (ERS, comunemente noto anche come sistema di recupero del calore o HRS).

Se il vostro paese fa parte dell'Unione Europea, l'installazione di un ERS è obbligatoria dall'entrata in vigore del regolamento sulla progettazione ecocompatibile (UE) n. 1253/2014. 

Un ERS funziona trasferendo l'energia termica dall'aria estratta all'aria esterna. Per esempio, in un tipico inverno europeo, questo potrebbe significare che l'aria esterna viene riscaldata da -5°C a 15°C semplicemente usando il calore dell'aria estratta. In estate, questo processo è invertito e l'ERS è usato per abbassare la domanda di freddo. Questo processo è molto più efficiente dal punto di vista energetico e pone meno domande al sistema.

Ci sono comunemente tre diversi tipi di ERS:

  • Rigenerativo
    • La maggior parte dei rigeneratori sono scambiatori di calore rotanti. Una ruota ruota attraverso entrambi i flussi d'aria e quindi trasporta la capacità. Con gli scambiatori di calore rotanti, c'è sempre uno scambio d'aria tra l'aria esterna e l'aria estratta. 
  • Recuperativo
    • I sistemi recuperativi guidano l'aria esterna all'interno e estraggono l'aria interna attraverso condotti molto piccoli. Questo permette ai due flussi d'aria di rimanere separati mentre si scambiano la capacità termica con l'aiuto di superfici appositamente progettate. Normalmente, si usano scambiatori di calore a piastre per facilitare lo scambio di energia tra l'aria in entrata e in uscita.
  • Bobine run-around
    • Il terzo sistema mantiene entrambi i flussi d'aria completamente separati l'uno dall'altro in modo che la contaminazione incrociata sia impossibile. Sono chiamati sistemi a serpentina. Qui, la capacità termica viene trasferita con una batteria nell'aria esterna a un sistema ad acqua e poi portata a una batteria nell'aria di estrazione

Componenti di riscaldamento e raffreddamento

Mentre i sistemi di recupero del calore forniscono alcuni impianti di raffreddamento e riscaldamento, da soli non sono sufficienti per completare ciò che è necessario. In questo caso, sono necessari componenti aggiuntivi per il trattamento termico. Gli scambiatori di calore compatti acqua-aria alettati sono comunemente usati. Questi sistemi si collegano ai sistemi centrali di riscaldamento e raffreddamento dell'edificio. È anche possibile incorporare una batteria DX (espansione diretta) in una UTA, che agirà come evaporatore o condensatore di un circuito refrigerante e raffredderà o riscalderà l'aria trattata. 

Per il riscaldamento, si può anche usare un riscaldatore elettrico. Nel frattempo, una batteria di raffreddamento può essere adattata per avere anche un effetto deumidificante oltre alla sua utilità originale. In primo luogo può essere usata in modo secco. Il contenuto d'acqua nell'aria di alimentazione e nell'aria esterna è simile, non c'è condensazione. Se viene usato per la deumidificazione, l'acqua si raccoglie come condensa e deve essere scaricata dall'UTA con una bacinella di raccolta e delle tubazioni. Per aumentare l'efficienza energetica, le cadute di pressione dell'aria e dell'acqua delle bobine di riscaldamento e raffreddamento dovrebbero essere le più basse possibili.

Ventilatori

Ci sono una varietà di ventilatori diversi disponibili, compresi quelli curvi in avanti, curvi all'indietro, a profilo d'aria e inclinati all'indietro. Per determinare il giusto ventilatore, si usa spesso un software per valutare la pressione statica e il volume d'aria nella UTA. Tuttavia, l'utilità principale di ogni ventilatore è la stessa: spostare l'aria in diverse sezioni dell'edificio. 

Il ventilatore più comunemente usato è un ventilatore diretto, a rotazione libera e a pale rovesce. I ventilatori a cinghia sono raramente usati nelle AHU moderne a causa della loro limitata efficienza energetica.
I ventilatori sono controllati da un motore per assicurare che venga generato solo il flusso d'aria richiesto. Questo controllo della velocità può essere gestito con convertitori di frequenza nel caso di motori AC, o con controlli elettronici diretti nel caso di ventilatori PM/EC. 

La misura dell'efficacia di un ventilatore è l'efficienza del ventilatore. In Europa, l'efficienza del ventilatore è regolata dal regolamento della Commissione europea (UE) n. 327/2011, che impedisce l'uso di combinazioni ventilatore/motore inefficienti in Europa.

Silenziatori 

A seconda di dove si trova l'UTA, ci possono essere requisiti elevati che riguardano il livello di rumore. In una UTA, il rumore è generato da componenti nel condotto o nell'unità. La principale fonte di emissioni acustiche è il ventilatore. Pertanto, il posto più vantaggioso per installare componenti di riduzione del rumore è di solito vicino a questa fonte. In una AHU, i silenziatori sono di solito posizionati direttamente a monte o a valle del ventilatore. Tuttavia, se si verificano trasferimenti di rumore dall'aria di alimentazione a quella di estrazione, o viceversa, si possono prendere in considerazione altre posizioni. 

I silenziatori consistono normalmente in splitter, che includono un materiale assorbente. Il suono della girante viene ridotto dalla modifica del silenziatore specifico. Considerando gli aspetti energetici, la caduta di pressione dei silenziatori dovrebbe essere la più bassa possibile.

(De)umidificatore

A seconda dell'applicazione dell'UTA, l'umidità può essere un fattore importante. Quindi, deve essere controllata e mantenuta in intervalli di valori definiti.

Ci sono due modi principali per aggiungere umidità all'aria. Il vapore è più comunemente usato perché è un metodo più accurato. Tuttavia, si può usare anche l'acqua in forma liquida. L'umidificazione con acqua liquida è un processo di evaporazione adiabatica che raffredda collateralmente l'aria.  Un riscaldatore è necessario a monte dell'umidificatore adiabatico per assicurare la temperatura dell'aria di alimentazione.

Di solito, le applicazioni che richiedono l'umidificazione richiedono anche la deumidificazione. Il modo per diminuire il contenuto d'acqua nell'aria è usare la serpentina di raffreddamento per raffreddare l'aria al fine di raggiungere la temperatura satura. In queste condizioni, il contenuto d'acqua dell'aria formerà una condensa. 

Sezione di miscelazione

La camera di miscelazione è dove l'aria passa dal lato dell'unità di estrazione a quello dell'unità di alimentazione. L'obiettivo della miscelazione dell'aria ricircolata è di raggiungere la combinazione perfetta di aria da inviare al condizionamento. Questo può minimizzare i requisiti di trattamento termico, combinando l'aria di estrazione per raggiungere - per quanto possibile - la temperatura dell'aria necessaria. Questo è un metodo semplice di recupero del calore. Esistono anche metodi più complessi, come la ruota termica e gli scambiatori di calore a piastre incrociate, ma consumano più energia.

Altri componenti 

Mentre i componenti elencati sono i più comuni, altri componenti possono essere utili a seconda dei requisiti dell'UTA. 

Il raffreddamento adiabatico indiretto può essere collocato a monte del sistema di recupero energetico, sul lato dell'aria estratta. Questo componente è usato solo in condizioni estive. Se l'aria estratta contiene acqua, l'acqua evapora passando attraverso il sistema e quindi l'aria estratta viene raffreddata. Questo significa che fluisce con una temperatura ridotta nel sistema di recupero dell'energia.

Di conseguenza, l'aria esterna sarà raffreddata a una temperatura molto più bassa dopo il sistema di recupero del calore rispetto a quella senza un umidificatore adiabatico indiretto. Un altro componente aggiuntivo rilevante può essere l'uso di sistemi di bypass per ridurre la resistenza dell'aria attraverso altri componenti di un'unità quando non sono in uso.

Una UTA per ogni tipo di edificio

Non importa che tipo di edificio si stia guardando per l'installazione di una UTA. Con una gamma così ampia e adattabile di moduli che possono essere aggiunti o sottratti a seconda delle necessità, ci sarà una UTA adatta alle esigenze del vostro edificio. 

La componente chiave per fare l'acquisto corretto è fare la tua ricerca e decidere quale tipo di UTA si adatta meglio alle tue esigenze.

Questo può essere un processo confuso, con molte informazioni diverse da prendere in considerazione. È qui che Eurovent può aiutare.

Certificazione Eurovent

Eurovent ha introdotto una serie di criteri per certificare e classificare le UTA. In questo modo, i consumatori possono fare un acquisto istruito e adeguato di apparecchiature di trattamento dell'aria per purificare l'aria nei loro spazi interni.

Qualsiasi prodotto con una prestazione certificata Eurovent sarà contrassegnato da un'etichetta di efficienza AHU che copre molti criteri diversi.

Caratteristiche meccaniche 

Le seguenti caratteristiche meccaniche sono certificate: 

  • Resistenza dell'involucro (CS)
  • Perdita d'aria dell'involucro (CAL)
  • Perdita di bypass del filtro (FBL)
  • Trasmittanza termica dell'involucro (TT)
  • Fattore di ponte termico (TBF)
  • Isolamento acustico dell'involucro

Caratteristiche di prestazione 

Le seguenti caratteristiche prestazionali sono certificate:

  • Flusso d'aria - pressione statica disponibile - potenza assorbita 
  • Livello di potenza sonora in condotta in banda d'ottava 
  • Livello di potenza sonora indotta in aria 
  • Capacità di riscaldamento* 
  • Capacità di raffreddamento* 
  • Recupero di calore* 
  • Perdita di pressione sul lato acqua* 

* Se caratteristiche standard della gamma di prodotti

La certificazione Eurovent facilita il confronto oggettivo delle apparecchiature e la scelta della UTA che soddisfa più facilmente le vostre esigenze. 

Questo è tutt'altro che l'unico vantaggio della certificazione. Può anche :

  • Introdurre uno standard industriale per misurare le prestazioni delle UTA. Quando si confrontano prodotti di paesi diversi, le informazioni vitali possono essere visualizzate con misure diverse, rendendo difficile la valutazione. Usare la stessa certificazione per tutte le UTA significa che i parametri sono più semplici e facili da capire per i consumatori.
  • Eurovent è un ente accreditato imparziale, indipendente e professionale che fornisce un punteggio oggettivo basato sui propri risultati.
  • I prodotti certificati sono conformi agli standard riconosciuti, il che li rende molto più sicuri da usare.
  • Il consumatore può stare tranquillo sapendo che i prodotti certificati funzioneranno secondo le specifiche dichiarate dal produttore grazie a test indipendenti.

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