Raffrescamento a pannelli radianti Purmo

Come funziona
L'impianto di raffrescamento a pavimento viene alimentato, durante l'esercizio estivo, con acqua refrigerata. Ciò determina il raffreddamento del massetto in cui i tubi sono posizionati, e quindi un assorbimento di calore dai locali abitati, che viene trasferito all'acqua e quindi estratto. Tanto più bassa è la temperatura dell'acqua refrigerata, tanto maggiore è la potenza termica estratta dai locali.


Limiti di funzionamento
La temperatura dell'acqua non può però essere abbassata a piacimento, in quanto occorre evitare che la temperatura dell'aria a contatto della superficie fredda del pavimento possa scendere al di sotto del punto di rugiada, cioè la temperatura al di sotto della quale l'umidità relativa dell'aria inizia a condensare: se ciò dovesse accadere, si formerebbe un velo d'acqua sulla superficie del pavimento con tutte le conseguenze del caso. Il punto di rugiada è un parametro variabile che dipende essenzialmente dalla temperatura e dall'umidità relativa dell'aria ed è indicativamente compreso tra i 9 e i 24 °C. In realtà è determinante la temperatura superficiale del pavimento, il cui valore minimo deve mantenersi al di sopra del punto di rugiada. Nella pratica, la temperatura minima della superficie del pavimento viene mantenuta a 18-20 °C. Tale valore è riferito ad una pavimentazione in ceramica ed è sensibilmente influenzato dalla tipologia del rivestimento.


L'importanza della deumidificazione
Premessa per garantire l'efficacia del sistema di raffrescamento a pannelli radianti è il controllo dell'umidità relativa dell'aria. Infatti, tanto più bassa è l'umidità relativa dell'aria ambiente, tanto minore è il punto di rugiada e quindi la temperatura alla quale può essere mantenuta la superficie del pavimento senza provocare fenomeni di condensazione ed, in ultima analisi, la potenza di refrigerazione dell'impianto. La deumidificazione dell'aria può essere effettuata utilizzando i deumidificatori o le unità di trattamento aria.

- Deumidificatori: disponibili nelle versioni a parete, da incasso e da controssoffitto canalizzabili. Le macchine per impianti civili sono in grado di servire una superficie di 60-90 m², con portate d'aria di circa 300 m³/h. Aspirano l'aria umida dall'ambiente e, raffreddandola al di sotto del punto di rugiada, provocano la condensazione del vapore acqueo presente in essa, reimmettendola deumidifcata nell'ambiente.  

- Unità di trattamento aria: rappresentano la soluzione più raffinata ed efficiente per deumidificare l'aria e non solo. Le macchine immettono aria fresca negli ambienti ed da essi estraggono aria viziata, consentendo un ricambio d'aria controllato eliminando la necessità di aprire le finestre. Integrano uno scambiatore aria/aria che consente di estrarre energia termica o frigorifera dal flusso d'aria viziata, trasferendola al flusso di aria fresca immessa in ambiente. Le macchine sono dotate poi di uno scambiatore acqua/aria alimentato con acqua refrigerata, che consente di portare la temperatura dell'aria immessa in ambiente al di sotto del punto di rugiada, determinandone la deumidificazione. Sono dotate di filtri ad alta efficienza che consentono di abbattere anche le polveri sottili, rendendo l'ambiente più salubre. Le macchine più sofisticate, quali EXHAUSTO, sono dotate di scambiatori ad altissima efficienza (fino al 99% di efficienza di recupero sulla temperatura), ventilatori a portata variabile a basso consumo, sistemi di controllo estremamente raffinati che consentono la regolazione modulante della portata dell'aria per ogni locale in funzione dei parametri microclimatici rilevati in ambiente.


Resa termica dell´impianto di raffrescamento
La resa dell´impianto dipende dalla differenza di temperatura tra la superficie del pavimento e l´aria ambiente. La resa di refrigerazione specifica è di circa 6 W/m²K. Pertanto, nelle condizioni di esercizio abituali (temperatura ambiente di 26 °C, umidità relativa ambiente 50-60% pavimentazione in ceramica) si raggiungono rese in refrigerazione abituali di 35-40 W/m².  


La refrigerazione dell'acqua
Così come esistono diverse tipologie di generatori di acqua calda,  l´acqua, anche l´acqua refrigerata per il raffrescamento può essere prodotta in vari modi. Il sistema più tradizionale è costituito da un refrigeratore aria/acqua o chiller. Il chiller raffredda l´acqua che viene accumulata in un recipiente isolato e quindi distribuita all´impianto di raffrescamento a pavimento. Un sistema di produzione più raffinato ed efficiente prevede invece l'utilizzo di pompe di calore a ciclo reversibile, in grado cioè di produrre acqua refrigerata in estate ed acqua calda in inverno. L'impianto si semplifica, in quanto è necessario un solo generatore, e diventa più efficiente, in quanto la pompa di calore offre rendimenti superiori sia alla caldaia che al chiller. La pompa di calore può essere aria/acqua, acqua/acqua o geotermica. Un ulteriore vantazzio offerto dalle pompa di calore acqua/acqua e geotermiche è rappresentato dalla doppia possibilità di refrigerazione dell'acqua: attiva e passiva. 

- Refrigerazione attiva: detta anche raffrescamento attivo, prevede che l'acqua circolante nell'impianto venga refrigerata attraverso l'attivazione del ciclo frigorifero, e quindi del compressore, della pompa di calore. La temperatura dell'acqua può così raggiungere valori molto bassi e costanti, garantendo un'elevata resa termica dell'impianto, ma comporta consumi elettrici non trascurabili.

- Refrigerazione passiva: detta anche raffrescamento passivo, prevede che l'acqua circolante nell'impianto venga refrigerata per scambio diretto con l'acqua di falda o con quella circolante nell'assorbitore geotermico, senza l'intervento del ciclo frigorifero. Si possono raggiungere temperature dell'acqua utili al raffrescamento per buona parte del periodo estivo (16-18 °C) con consumi elettrici trascurabili rispetto a quelli che comporta la refrigerazione attiva.

Le pompe di calore reversibili più sofisticate sono dotate di sistemi di regolazione e commutazione automatica tra le due tipologie di esercizio, in modo da ottenere acqua alla temperatura di mandata desiderata ottimizzando così i consumi elettrici.


Regolazione
La regolazione della temperatura di mandata all'impianto di raffrescamento a pavimento avviene mediante un gruppo miscelato, su cui agisce la termoregolazione, che, oltre a regolare la temperatura di mandata in base alla temperatura esterna ed ambiente, deve controllare costantemente l'umidità relativa dell'aria ambiente o l'eventuale formazione di condensa al collettore di distribuzione in modo tale che, se la temperatura dell'aria si approssima al punto di rugiada, venga innalzata la temperatura di mandata ed attivata la deumidificazione. Il sistema di termoregolazione PURMO prevede un gruppo di termoregolazione miscelato che integra sonda esterna, sonde di mandata e ritorno e sensore di umidità al collettore. Tale gruppo costituisce la regolazione base che può essere integrata con il sistema di ttermoregolazione di zona PURMO, costituito da sensori di temperatura ed umidità ambiente PURMO TempCo Comfort/Digital/Central ed un quadro comando PURMO TempCo Connect e ConnectCool, in grado di controllare indipendentemente più zone, sia in esercizio invernale che estivo, con controllo del punto di rugiada dell'aria ambiente ed attivazione del sistema di deumidificazione. La termoregolazione è poi in grado di commutare automaticamente l'esercizio invernale in esercizio estivo in base alla temperatura esterna.


Posa
La posa di un impianti di raffrescamento è in principio analoga a quella di un impianto di riscaldamento a pavimento tradizionale. Il passo di posa è generalmente più stretto, in modo da ottenere la massima resa in raffrescamento. Dal punto di vista impiantistico, qualora venissero utilizzati due sistemi di generazione separate per acqua calda ed acqua refrigerata, occorre prevedere delle valvole di commutazione tra un generatore e l'altro. Occorre in ogni caso prestare la massima cura nell'isolamento dei collettori e delle tubazioni di adduzione, in modo tale da evitare formazione di condensa in corrispondenza, ad esempio, degli attraversamenti di pareti e solette.