Come rendere il clima industriale indipendente dal gas?
Come si riscalda correttamente un capannone? Quali aspetti devono essere considerati per climatizzare nel campo delle basse temperature con pompe di calore e senza il rischio di correnti d’aria? Risponderemo a queste e altre domande con calcoli esemplificativi e simulazioni realizzati dal Centro di Ricerca e Sviluppo di Kampmann.
Anticipiamo già una risposta: raccomandiamo l’impiego di aerotermi. Sono una soluzione tecnica moderna e possono essere impiegati in modo versatile. Per pianificare e dimensionare correttamente un capannone è importante conoscere in anticipo l’esatto utilizzo, la dimensione e le diverse condizioni climatiche in esso presenti. Il dimensionamento del sistema dovrebbe avvenire quindi in modo da implementare, a seconda del desiderio e della necessità, un riscaldamento, un raffrescamento e una ventilazione che soddisfino anche i requisiti in materia di efficienza e comfort.
Dimensionamento dei sistemi tecnici per l’edilizia in base alla tipologia d’utilizzo del capannone
Tipologie di utilizzo diverse dei capannoni
Un semplice magazzino con una temperatura costante di 5 °C deve essere progettato diversamente da un capannone in cui sostano anche le persone. Si applica la direttiva sui luoghi di lavoro che prevede che l’area di sosta delle persone debba essere climatizzata eventualmente a 17-20 °C. In un capannone di produzione con elevato carico termico è necessario raffrescare, poiché secondo la direttiva sui luoghi di lavoro non è possibile superare la temperatura massima dell’aria di 26 °C. I capannoni del settore della logistica possiedono inoltre ampi portoni che a seconda dei casi possono essere prevalentemente chiusi o regolarmente aperti per permettere la movimentazione delle merci. In tal caso si raccomanda l’impiego di apposite barriere d’aria che determinano un tasso d’infiltrazione nettamente inferiore e contrastano la fuoriuscita di aria climatizzata attraverso il portone.
Gli aerotermi si distinguono per un funzionamento efficiente e silenzioso.
Riscaldamento di capannoni nel campo delle basse temperature
Per la progettazione concreta dei capannoni, il committente e il progettista devono stabilire numerosi criteri da rispettare, che possono essere i seguenti:
- geometria del capannone
- sorgenti termiche interne o dissipatori di calore
- capacità termica
- isolamento
- utilizzo di energie rinnovabili
- emissione di CO2 ridotta al minimo
- costi di investimento e di follow-up
Modello di un capannone con disposizione esemplificativa del refrigeratore e della pompa di calore KaClima con aerotermi, dimensioni del capannone: 50 m x 25 m x 8 m (LxPxH)
È necessario determinare il carico di riscaldamento secondo DIN V 18599 e DIN EN 12831-1. A questo proposito può essere impiegato un valore nominale, ad esempio di 18 °C, per la temperatura aria ambiente nella zona di sosta. La definizione della temperatura aria ambiente deve però tenere conto della stratificazione della temperatura, perché l’esperienza dimostra che la temperatura in capannoni con altezze crescenti aumenta con maggiore intensità se il movimento dell’aria nel capannone diminuisce.
I capannoni riscaldati con aerotermi e una pompa di calore nel campo delle basse temperature, se correttamente progettati, presentano una circolazione dell’aria sufficiente a evitare l’accumulo di calore sotto il tetto. In presenza di molti apparecchi di piccole dimensioni, la temperatura si distribuisce inoltre in modo più favorevole, la velocità dell’aria è inferiore e si riduce la rumorosità. In questo modo si garantisce un comfort privo di correnti d’aria fin nell’area di sosta.
Con un carico di riscaldamento calcolato di 50 kW per il nostro capannone esemplificativo, sono necessari 6 aerotermi da 8,8 kW ciascuno per raggiungere i 18 °C nell’area di sosta.
Esempio di una progettazione ottimale del capannone nel campo delle basse temperature
Simulazione numerica dell’andamento della temperatura nel capannone
Con l’ausilio di simulazioni numeriche è possibile riprodurre sistemi ampi e complessi nel settore della climatizzazione per rispondere concretamente alle domande dei clienti avvalendosi di un’analisi.
Simulazione numerica di un capannone esemplificativo nel campo delle basse temperature
(Rappresentazione dell’andamento della temperatura in sezione longitudinale e trasversale)
Nella simulazione considerata, la temperatura esterna è di -12 °C. È stato testato il funzionamento di aerotermi in combinazione con pompe di calore. Per quanto riguarda i nostri modelli, i portoni dei capannoni non sono stati inclusi nel calcolo e nella simulazione. In questo caso, occorre prestare attenzione affinché i sistemi di barriere d’aria riducano nettamente il tasso d’infiltrazione, quindi l’apporto di aria fredda, durante il periodo di accensione del riscaldamento.
La simulazione del capannone esemplificativo indica che persino con temperatura esterna di -12 °C, gli aerotermi alle basse temperature garantiscono una temperatura del capannone superiore ai 18 °C.
Simulazione del rischio di correnti d’aria nell’area di sosta
Grazie alla simulazione è possibile analizzare con maggiore precisione il comfort nell’area di sosta. La seguente rappresentazione mostra che, anche in caso di una temperatura dell’aria in uscita inferiore a 40 °C, quindi inferiore alla temperatura corporea, non vi sono problemi di comfort in ampie zone del capannone ai sensi della norma DIN EN ISO 7730. Il rischio di correnti d’aria è lieve e presente unicamente sotto gli aerotermi. Questo è però trascurabile, perché solo l’area di sosta è decisiva.
Verifica del rischio di correnti d’aria nell’area di sosta attraverso la simulazione
(Rappresentazione delle velocità in sezione longitudinale e trasversale)
Risultato della simulazione: nessun rischio di correnti d’aria nell’area di sosta.
È possibile anche raffrescare un capannone con gli aerotermi?
Aerotermo TOP C
Se il punto di partenza della pianificazione è un capannone con elevato carico termico, è necessario anche raffrescare. Questo è importante ad esempio nella tecnica di processo per garantire una produzione ottimale. Anche per le persone che lavorano nel capannone è necessario garantire una temperatura aria ambiente piacevole e confortevole. Una selezione di apparecchi adatti e le giuste temperature di sistema sono la soluzione.
Durante la progettazione è necessario prestare attenzione al convogliamento dell’aria. L’aria fredda “cade” dal soffitto del capannone verso il basso. In questo modo si formano aree calde e fredde, soprattutto queste ultime vengono percepite dai dipendenti come troppo fresche o sgradevoli. L’aerotermo TOP C è di aiuto in questa situazione, perché è un altr’under per il riscaldamento e il raffrescamento di capannoni di tutti i tipi in magazzini, aree di produzione e vendita. L’apparecchio è dotato di una vaschetta di raccolta della condensa ed è impostato in modo da immettere anche aria fredda in orizzontale nel capannone. Anche l’aerotermo Ultra dispone di una funzione di raffrescamento ed è stato sviluppato come apparecchio a soffitto per riscaldamento, raffrescamento e ventilazione di grandi ambienti esclusivi.
L’impiego di aerotermi è a prova di futuro
Al giorno d’oggi è importante sfruttare il potenziale di risparmio energetico. Ciò è possibile in modo ottimale grazie all’impiego di aerotermi, che hanno un funzionamento basato sull’acqua e non consumano gas, come ad esempio i radiatori scuri o chiari che vengono alimentati direttamente con gas. Soprattutto l’impiego di aerotermi in combinazione con una pompa di calore è vantaggioso a livello ecologico, perché all’interno della pompa di calore sono necessarie solo quantità ridotte di refrigerante e l’energia elettrica viene prodotta sempre più in modo ecologico.
Il refrigeratore e la pompa di calore KaClima possono fornire agli aerotermi acqua calda e fredda di mandata.
In futuro vorreste puntare anche su una pompa di calore e avete necessità di una consulenza su come progettare correttamente la dotazione tecnica dell’edificio in combinazione con aerotermi? Il vostro referente personale vi fornirà queste e altre risposte.