Dimensionamento Freddo

Il contenimento della spesa energetica e l'ottimizzazione delle risorse sono influenzati notevolmente anche dal dimensionamento delle tubazioni degli impianti idronici e contribuiscono a definire la classe energetica degli edifici. Gli impianti idronici sono quelli che, nelle stagioni calde, producono il freddo negli ambienti impiegando l'acqua come fluido termovettore.

Ai fino della spesa energetica , per il fluido termovettore è importante anche l'ottimizzazione del differenziale di temperatura dell'acqua, tra mandata e ritorno. Un range di riferimento, in linea di massima, è: 7 grandi centigradi per l'acqua in mandata e 12 gradi centigradi per l'acqua in ritorno alla batteria della macchina di climatizzazione dell'impianto idronico.

In fase progettuale, o di scelta di un chiller per la climatizzazione degli ambienti di casa, l'ottimizzazione della temperatura dell'acqua refrigerata e dell'acqua di raffreddamento e delle relative portate di acqua ha un impatto significativo sulle dimensioni delle tubazioni dell'impianto idronico.

Le tubazioni, generalmente, costituiscono una parte non trascurabile del costo di realizzazione di un impianto frigorifero. Il dimensionamento delle tubazioni di acqua refrigerata per gli impianti idronici è storicamente effettuata, nella maggior parte dei casi, adottando delle regole di dimensionamento pratico.

Spesso, del dimensionamento se ne fa carico lo stesso installatore. Tuttavia, quest'ultimo, operando generalmente con ampi margini di incertezza, non và sempre nella direzione di minimizzazione della spesa. Tra i riferimenti pratici per il dimensionamento delle tubazioni degli impianti idronici, c'è quello di considerare 1 metro di colonna d'acqua come perdita di carico ogni 20 o 25 metri circa di tubazione, in alternativa si usa il metodo basato sulla considerazione di una velocità media dell'acqua, nelle tubazioni, di circa 3,0 metri al secondo.

I più arditi installatori adottano un mix delle suddette tecniche, metodi che, in ogni caso, risultano comunque approssimati rispetto ad una progettazione ottimale. Tale approssimazione compromette l'impianto, sia dal punto di vista del costo iniziale della realizzazione, sia per la sua manutenzione sia per le prestazioni.

Metodo delle tabelle

Un metodo più analitico, e comunque semplice, potrebbe essere quello di tenere conto di tutti i componenti dell'impianto quali: le valvole, i raccordi ed altri elementi facilmente identificabili insieme ai tratti delle tubazioni, con le relative portate e perdite di carico. In tal modo, pur con l'incertezza tipica di una progettazione preliminare si riuscirebbe ad individuare i valori macroscopici delle grandezze caratterizzanti l'impianto e la possibilità di intervenire con modifiche su alcuni elementi, come i diametri di alcuni tratti di tubazione.

Lo standard ASHARE 90.1 (American Society of Heating, Refrigeration, and Air-Conditioning Engineers ) enfatizza ancora di più tale concetto fornendo una guida e dei parametri specifici con i quali tabellare tutte le caratteristiche dell'impianto avendo un quadro completo anche sul suo ciclo di vita.

Utilizzando suddette tabelle si riescono ad ottimizzare anche i delta di temperatura tra mandata e ritorno dell'acqua dell'impianto idronico. L'impatto che tale differenza di temperatura, tra mandata e ritorno dell'impianto idronico, ha sul consumo di energia e sul costo iniziale dell'impianto è notevole.

Inoltre, si producono significative variazioni di consumi facendo variare questo gradiente di temperatura che ha una notevole incidenza sul consumo di energia del ventilatore che lavora sulla batteria e sui consumi della pompa di circolazione del fluido termovettore. La non-linearità che caratterizza tali fenomeni, che legano i consumi delle diverse parti di un chiller -dai compressori ai ventilatori, alle pompe di circolazione ed eventuali economizzatori- rende non semplice tali tipi di analisi.

Queste ultime, tuttavia, possono essere svolte rapidamente e con elevati valori di affidabilità sia in fase preliminare, nel caso si tratti di progettazione ex-novo di un impianto idronico, sia in fase di verifica per un impianto esistente. In quest'ultimo caso, un'attenta analisi può permettere di individuare regimi di funzionamento adeguati a ridurre notevolmente le spese per la climatizzazione, senza ledere le condizioni di comfort.