Recuperatore di calore: come funziona, i vantaggi

Aprire le finestre per far cambiare l’aria: un gesto quotidiano, quasi automatico e comune a tutti. Un’abitudine relativa a tutte le stagioni; non importa se fa troppo freddo o troppo caldo. In tal modo, però, si disperde il calore prodotto dagli impianti di riscaldamento e il fresco prodotto dai climatizzatori; di conseguenza aumenta il consumo di energia. Evitarlo è possibile grazie all’installazione di un sistema di ventilazione meccanica controllata basato sul recuperatore di calore, detto anche scambiatore termico. In estate l’aria calda proveniente dall’esterno viene convogliata nel recuperatore e raffreddata grazie allo scambio di calore con l'aria “viziata” già presente nella stanza; in inverno l’aria fredda che arriva da fuori viene riscaldata secondo il medesimo processo. In tal modo permane una sensazione di benessere, c’è un continuo e controllato ricambio dell’aria negli ambienti chiusi e allo stesso tempo si risparmia sulla bolletta, in quanto il recuperatore non richiede molta energia per funzionare. Mitsubishi propone diversi scambiatori termici fra cui VL-220CZGV: si tratta di un’unità di ventilazione centralizzata a doppio flusso con recupero di calore che provvede al ricambio d’aria della unità abitativa tramite l’estrazione dell’aria dai locali di servizio e all’immissione nei locali nobili dell’aria di rinnovo, filtrata e preriscaldata. Un apparecchio composto da due ventilatori (uno per il flusso di aria in estrazione e uno per il flusso d’aria in immissione) e uno scambiatore di calore a doppio flusso per il passaggio (e quindi il recupero) di energia termica tra un flusso e l’altro.

Un impianto di ricambio dell’aria con recupero di calore è composto innanzi tutto da una presa aria esterna che attira l’aria “nuova” ricca di ossigeno a una temperatura non controllata, dunque fredda d’inverno e calda d’estate; poi ci sono le canalizzazioni che fanno dirigere quest’aria verso, appunto, il recuperatore di calore. Quest’ultimo esegue il recupero della temperatura facendo in modo che l’aria proveniente dall’esterno non si mescoli con l’aria proveniente dai locali della casa; inoltre è dotato di appositi filtri che abbattono le sostanze inquinanti presenti nell’aria che arriva dall’esterno. L’elemento più importante di un recuperatore è lo scambiatore a flussi incrociati ad alta efficienza, nel quale i condotti dei due flussi d’aria (in entrata e in uscita) sono adiacenti e quindi permettono la trasmissione termica. Tale sistema consente di risparmiare energia per tutto l’anno. In foto VKM-GBM di Daikin per la ventilazione a recupero di calore con post trattamento termico ed umidificazione. Evita le dispersioni di calore dovute ad una ventilazione eccessiva mantenendo la qualità dell'aria all'interno dei locali grazie al sensore CO2 opzionale e garantisce un basso consumo energetico grazie al motore CC del ventilatore.

I recuperatori di calore impiegati negli impianti di climatizzazione sono scambiatori termici che consentono il trasferimento di calore e/o umidità tra un flusso di aria di espulsione ed un flusso di aria di immissione, sotto l'azione di una differenza di temperatura (o di umidità). Grazie alla ventilazione meccanica decentralizzata si può ottenere il giusto ricambio di aria recuperando fino all'80% del calore in essa contenuto prima di espellerla. Senza un sistema simile, per ottenere un adeguato ricambio di aria negli ambienti dovremmo invece aprire le finestre per un periodo tale da far uscire fino al 50% del calore. Molti apparecchi, inoltre, offrono la possibilità di scegliere in estate un’impostazione che cessa di scambiare il calore quando la temperatura esterna è inferiore di quella interna; l’aria fresca viene dunque immessa nell’ambiente senza che sia necessario lasciare le finestre aperte durante la notte. In foto il recuperatore di calore da parete Vort Prometeo Plus di Vortice in polipropilene espanso resistente al fuoco e con pannello frontale in resina termoplastica caricata. E’ dotata di 2 motori EC brushless con alberi montati su cuscinetti a sfere ciascuno abbinato ad una girante centrifuga a pale rovesce; all’atto dell’installazione si possono impostare indipendentemente 3 velocità.

I recuperatori di calore a flussi incrociati sono sistemi di recupero di tipo statico, cioè non hanno alcun elemento in movimento. Sono caratterizzati dall’unione di piastre solitamente metalliche, anche se esistono recuperatori con piastre di carta irrigidite e rese autoestinguenti. All’interno di un recuperatore a flussi incrociati il calore viene trasferito per convezione, su entrambe le facce della piastra, e per conduzione attraverso lo spessore della piastra stessa. Nella maggior parte dei casi questo tipo di recuperatore è dotato di una serranda di bypass che esclude dal trattamento di recupero una parte o tutta l’aria esterna. Questo metodo di riduzione della portata ricorre pure in caso di rischio di brina nel periodo invernale o più semplicemente per sfruttare il free-cooling o direct-cooling, ossia in tutte quelle situazioni in cui la temperatura dell’aria esterna è tale da rendere superfluo qualsiasi ulteriore trattamento; l’aria, in altre parole, può essere utilizzata direttamente per riscaldare o raffrescare gli ambienti. I recuperatori a flussi incrociati hanno rendimenti compresi fra il 40 e il 70 per cento e possono raggiungere valori pari anche all’80 per cento. In foto un recuperatore della serie RCE di Cetra a flussi incrociati, in alluminio, ad alta efficienza (65/70%), con elettroventilatori direttamente accoppiati di tipo radiale plug-fan con predisposizione per il montaggio delle batterie di riscaldamento e raffrescamento.