HVAC nell’industria. Come scegliere le tecnologie più adatte per la propria azienda.

HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning): riscaldamento, raffrescamento, ventilazione, qualità dell’aria e controllo dell’umidità. In un edificio industriale influenzano la produttività degli operatori, la qualità dei processi produttivi, la conservazione di merci e materiali, e la  strategia energetica dell’azienda. Comprendiamo insieme il funzionamento, e quali soluzioni sono disponibili, così da poter fare scelte consapevoli.

L’HVAC si occupa del controllo ambientale dell’edificio. Sostanzialmente gestisce le seguenti principali funzioni: riscaldamento, raffrescamento, ventilazione e qualità dell’aria, controllo dell’umidità. L’HVAC permette di raggiungere il comfort ideale e rendere salubre un edificio:

• riscaldamento (heating) mantiene le temperature interne nei range richiesti durante i mesi freddi, proteggendo persone, macchinari e materiali;
• raffrescamento (cooling) contiene le temperature nei mesi caldi. Fondamentale in ambienti dove le sorgenti di calore interne, macchinari, processi produttivi, irraggiamento solare dalla copertura, tendono ad alzare la temperatura ben oltre i livelli di sicurezza e di comfort;
• ventilazione (ventilation) e qualità dell’aria (air quality) garantiscono il ricambio dell’aria, diluiscono i contaminanti generati dai processi produttivi, vapori, polveri, gas, e mantengono i livelli di CO₂ entro i limiti normativi; 
• il controllo dell’umidità (humidity control: dehumidification/ humidification) è centrale in molti contesti produttivi. Difatti un’umidità relativa troppo alta favorisce condensa e corrosione. Se troppo bassa crea problemi nelle lavorazioni con materiali igroscopici e aumenta il rischio di cariche elettrostatiche nei reparti con componenti elettroniche.

Un sistema HVAC ben progettato bilancia queste funzioni al fine di offrire il massimo benessere a chi lavora nell’edificio, ottimizzando anche l’efficienza energetica. Per esempio, in molteplici stabilimenti una quota notevole dell’energia termica viene dispersa attraverso l’aria espulsa (o dai processi produttivi). I sistemi HVAC più attuali integrano recuperatori di calore che permettono di ridurre notevolmente i consumi energetici.

Come scegliere la tecnologia adatta

Ok, ma… cosa domandarsi per fare la scelta giusta?

Per esempio, cosa produce calore all’interno dell’edificio industriale, quanto calore viene prodotto, quali sono le temperature operative richieste nei diversi reparti, e qual è il profilo energetico dell’azienda nelle diverse ore della giornata. 

Una volta risposto a queste e ad altre domande, nell’ambito di un progetto strutturato, la scelta varia fra tecnologie come:

Pompe di calore industriali

La pompa di calore è un unico sistema elettrico che riscalda e raffresca, e ha un’elevata efficienza energetica. È una delle tecnologie più in sinergia con il fotovoltaico industriale, il fabbisogno di raffrescamento coincide quasi sempre con le ore di produzione più alta dell’impianto fotovoltaico.

Unità rooftop

Le unità rooftop, installate sulla copertura, trattano l’aria distribuendola verso il basso attraverso canalizzazioni calibrate. Queste tecnologie possono integrare:

pompe di calore, recuperatori di calore, free cooling, inverter, controllo CO₂, gestione BMS (Building Management System), ecc..

Sistemi VRF

Gestire un ambiente non omogeneo, come un capannone industriale ove le diverse zone hanno peculiarità differenti, con lo stesso impianto è complesso. Ma i sistemi VRF (Variable Refrigerant Flow) risolvono il problema quando si parla di uffici, showroom, aree direzionali, laboratori. Modulano il flusso di refrigerante in modo indipendente per ogni zona, con un’unica centrale esterna e più unità interne che operano ciascuna secondo le proprie necessità.

Raffrescamento evaporativo adiabatico

Il raffrescamento adiabatico sfrutta un fenomeno fisico per risolvere il problema delle alte temperature interne all’edificio: l’evaporazione dell’acqua assorbe il calore dall’aria abbassando così la temperatura. Il consumo energetico è molto basso rispetto a qualsiasi sistema a compressione e il costo di installazione è contenuto. Ma c’è un limite, poiché il sistema introduce umidità nell’ambiente non è una tecnologia adatta a tutti i contesti produttivi (per esempio nella produzione di componenti elettronici non è utilizzabile).

Chiller con fan coil industriali

I chiller producono acqua fredda che viene distribuita verso fan coil o altri terminali posizionati nelle zone di interesse, con una conseguente regolazione precisa, puntuale e indipendente per ogni area. Sono la soluzione più diffusa per le industrie alimentari, farmaceutiche, chimiche e per tutti i processi dove la temperatura è una variabile di processo.

In un impianto HVAC è sempre presente un sistema di controllo a cui è affidato il monitoraggio di parametri come temperatura, umidità, qualità dell’aria e consumi energetici. Regola il funzionamento delle tecnologie in coerenza con le necessità dell’edificio.

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