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Raffrescamento radiante

La valida alternativa al climatizzatore

I sistemi radianti hanno conosciuto un rapido sviluppo grazie alla loro capacità di riscaldare gli ambienti garantendo alti livelli di comfort alle persone. Ma sempre più spesso il mercato richiede che lo stesso sistema possa funzionare anche in estate con la funzione di raffrescamento, per diversi ragioni.

Innanzi tutto per una questione di comfort, dato che lo scambio di tipo radiante con una superficie fredda non troppo distante dalla temperatura dell’ambiente determina una sensazione di benessere alla persona. Inoltre, rispetto ad un sistema di climatizzazione ad aria, si limitano le condizioni di discomfort dovute al movimento di masse d’aria fredda e si riduce il rumore dovuto a ventilatori.
Infine una considerazione energetica: il pavimento freddo o il soffitto freddo richiede acqua ad una temperatura più alta rispetto a un tradizionale sistema ad aria, pertanto la macchina per raffreddare l’aria (come può essere una pompa di calore aria- acqua) lavorerà ad efficienza più elevata.
 

RAFFESCAMENTO RADIANTE A SOFFITTO   RAFFESCAMENTO CON FANCOIL
Raffrescamento di una stanza utilizzando un impinato radiante a soffitto   Raffrescamento di una stanza utilizzando un fancoil a parete
     
L'area raffrescata dall'impianto radiante a soffitto risulta più omogenea e senza significativi sbalzi di temperatura da una zona all'altra dell'ambiente.   L'area raffrescata dal un fancoil genera aria in movimento che va acompromettera l'uniformità di temperatura nell'ambiente creando importanti sbalzi termici.


Un sistema in raffreddamento a soffitto è generalmente più efficiente rispetto ad un sistema a pavimento a causa del più alto coefficiente di scambio termico convettivo (approfondisci alla sezione Progettazione Efficiente).

Inoltre la normativa EN 1264 non consiglia di adottare temperature del pavimento inferiori a 19°C, mentre questo limite non c’è per il soffitto.

Tuttavia tutti i sistemi radianti devono essere progettati e regolati sulla base dell’umidità relativa presente in ambiente; pertanto la temperatura di mandata dell’acqua della essere scelta sulla base della temperatura di rugiada dell’ambiente come descritto da normativa. Visto che in estate è facile avere umidità elevate in ambiente, sia a causa delle condizioni esterne e sia a causa delle attività delle persone, è altamente consigliato prevedere un sistema di deumidificazione dell’aria quando si voglia realizzare un impianto di raffrescamento radiante, per i motivi che saranno presentati in seguito.


Resa in raffrescamento

Un sistema radiante in raffrescamento lavora in modo diverso a seconda della superficie in cui esso si trova.
Se si considera un pavimento freddo, esso scambia principalmente per irraggiamento con le altre superfici perché la capacità di scambio convettivo con l’aria è limitata.
Viceversa, se si considera un sistema radiante a soffitto, la capacità di scambio termico con l’aria è maggiore grazie al più alto coefficiente di scambio convettivo di una superficie fredda che scambia verso il basso.
A ciò si aggiunge il fatto che la presenza contemporanea di persone, elettrodomestici o computer crea un movimento di aria calda verso l’alto: l’ effetto globale è di incrementare la potenza scambiata dal soffitto. 

Un sistema radiante a parete funziona in modo analogo sia in fase di riscaldamento che in fase di riscaldamento per il fatto che il coefficiente convettivo è lo stesso per entrambe le condizioni. In genere un sistema radiante a pavimento viene dimensionato in regime di riscaldamento, come descritto dalla norma UNI EN 1264 ed in seguito, secondo quanto riportato nella parte 5 della stessa, è possibile valutare quanto sia la potenza i regime di raffrescamento mediante l’adozione di un’opportuna formula. 
Una volta note le prestazioni invernali di un sistema radiante quando posizionato sul pavimento, è possibile stimare le prestazioni dello stesso sistema se installato a parete o a soffitto (in riscaldamento oltre che in  raffrescamento) grazie ancora alla parte 5 della norma UNI EN 1264. 

In alternativa, le prestazioni di un sistema radiante possono essere valutate mediante simulazioni numeriche, come previsto dalla norma UNI EN 15377-1:2008. Dal momento che le prestazioni di un sistema radiante a soffitto risentono anche della presenza delle persone ed eventuali computer ed elettrodomestici, è consigliabile valutare le prestazioni di un soffitto radiante all’interno di un laboratorio che simula una stanza. Esiste una normativa, la UNI EN 14240:2005, che prevede di verificare le prestazioni di un soffitto radiante una volta installato all’interno di una camera di cui si ha il controllo delle dispersioni termiche verso l’esterno. 

Il soffitto deve essere in grado di asportare il flusso di calore proveniente da diversi simulatori di carico (simulano persone o altri elettrodomestici) posizionati sul pavimento.
Quando si raggiunge una condizione di equilibrio si registrano:

  1. la portata,
  2. la temperatura dell’acqua,
  3. la temperatura dell’aria,
  4. la temperatura di globo sonda. 

Il risultato è esprimibile dalla curva caratteristica del soffitto, mediante la quale si può stimare la potenza di raffrescamento per ogni differenza di temperatura tra l’acqua e l’ambiente. Valutare le prestazioni secondo EN 14240 in laboratorio è indice di garanzia dei risultati, in quanto i laboratori devono necessariamente limitare le incertezze di misura per poter fornire il certificato.  

Esistono pochi laboratori in grado di effettuare questo test e sono collocati specialmente in Germania. Il WSPLab di Stoccarda, presso cui Eurotherm ha testato i suoi prodotti, è uno di questi laboratori. 

Rese in raffrescamento soffitto radiante Eurotherm Leonardo

 

Curve dai certificati di resa (WSP Lab) secondo UNI EN 14240:2005 in raffrescamento dei soffitti radianti Eurotherm.

Resa soffitto radiante Leonardo 10
Leonardo soffitto 10
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  Resa soffitto radiante Leonardo 5,5 e IDROLeonardo soffitto 5,5 | IDRO
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Resa soffitto radiante Leonardo 3,5
Leonardo soffitto 3,5
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  Resa soffitto radiante Leonardo 3,5 alta resa
Leonardo soffitto 3,5 ALTA RESA
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Resa soffitto radiante Leonardo RF resistente al fuoco 10
Leonardo soffitto RF 10
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  Resa soffitto radiante Leonardo RF resistente al fuoco 5,5
Leonardo soffitto RF 5,5
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Resa soffitto radiante Leonardo LUX per inserimento di illuminazione, bocchette aria, impiantistica varia
Leonardo soffitto LUX
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Resa soffitto radiante acustico
Soffitto ACUSTICO
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  Resa soffitto radiante acustico ad alta resa
Soffitto ACUSTICO ALTA RESA
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Completamento della progettazione con il radiante: la deumidificazione

Completamento della progettazione con il radiante: la deumidificazione.
Se si vuole climatizzare in modo ottimale un ambiente mediante un sistema radiante occorre prevedere un impianto di deumidificazione dell’aria.

L’umidità all’interno delle abitazioni durante il periodo estivo può essere rilevante sia per le condizioni esterne sfavorevoli, sia per la presenza di persone che contribuiscono ad incrementare il vapore acqueo anche attraverso la loro attività. In questa situazione può accadere che si formi della condensa sulla superficie fredda, una condizione da evitare per non danneggiare le strutture.

Un’altro aspetto riguarda il comfort percepito dalle persone: secondo quanto consigliato dalla normativa UNI EN 7730, l’umidità relativa dovrebbe non dovrebbe superare il 60÷65% per garantire una sensazione di comfort e mantenere l’aria salubre negli ambienti.
Diversi studi hanno evidenziato che prevedendo per un’abitazione in clima mediterraneo un sistema radiante senza un sistema di deumidificazione dell’aria, è facile che l’umidità relativa superi i limiti consentiti, causando discomfort agli occupanti; in tale situazione è inoltre preferibile chiudere il passaggio di acqua fredda al pavimento o al soffitto freddo per prevenire la condensa.
La deumidificazione di un ambiente può essere a carico di una macchina specifica, chiamata deumidificatore isotermo, in grado di abbassare l’umidità relativa dell’aria prelevata dall’ambiente.

Deumidificatore da incasso 581 DI
> Scopri la linea di unità trattamento aria di Eurotherm
 

Il deumidificatore esiste nella versione a ciclo frigorifero, nella quale l’aria subisce globalmente un processo di deumidificazione ad opera di un refrigeratore interno e di una portata d’acqua fredda.
In alternativa il deumidificatore esiste nella versione senza compressore, in cui l’aria attraversa un sistema di scambiatori di calore aria-aria e una batteria alimentata ad acqua fredda ed esce deumidificata e leggermente raffrescata. Esiste pure la possibilità di effettuare un raffrescamento ulteriore dell’acqua mediante una batteria ad acqua aggiuntiva all’interno delle macchine appena descritte; in tal caso esse vengono definite deuclimatizzatori.

La deumidificazione di un ambiente può essere effettuata anche mediante un ventilconvettore; tuttavia è opportuno considerare che la capacità di deumidificazione di un ventilconvettore è significativamente più bassa di quella di un deumidificatore a parità di portata d’aria trattata. Questo significa che il numero di ventilconvettori in un appartamento deve essere adeguato alle reali esigenze di deumidificazione dell’ambiente. Inoltre è opportuno tenere presente che la funzione principale di un ventilconvettore è quella di raffreddare, pertanto la regolazione di un sistema radiante accoppiato a tali macchine deve essere valutata in fase di progettazione.
 

Trattamento aria Deuclima-VMC a soffitto

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Esiste infine la possibilità di installare un opportuno sistema ventilazione meccanica VMC con deumidificazione, in grado di immettere aria pulita e deumidificata proveniente dall’esterno in ogni stanza e parallelamente far fuoriuscire l’aria ricca di inquinanti dall’abitazione dopo aver effettuato un recupero termico se energeticamente conveniente.