GLI IMPIANTI RADIANTI A BASSA DIFFERENZA DI TEMPERATURA

Definizione di impianto radiante

L’impianto radiante, di riscaldamento e raffrescamento, è un sistema che permette di mantenere la temperatura desiderata in un ambiente sfruttando la radiazione termica di pavimento, soffitto o pareti. Dal momento che gli impianti radianti richiedono una temperatura dell’acqua non molto diversa da quella in ambiente, tipicamente di 35 °C in inverno e 18 °C in estate, vengono anche definiti impianti radianti a bassa differenza di temperatura, caratteristica che permette di sfruttare al meglio i generatori ad alta efficienza, quali caldaie a condensazione o pompe di calore, in quanto aumentano le loro prestazioni.

 

Temperature di funzionamento

Anche se teoricamente gli impianti radianti potrebbero raggiungere potenze molto alte, la corretta progettazione dovrebbe tener conto dei limiti di temperatura superficiale definiti dalla normativa tecnica e riportati nella tabella 1. Si tratta di limitazioni suggerite per soddisfare i paramenti del comfort secondo ISO 7730, oppure per evitare la formazione di condensa superficiale in fase di raffrescamento.
Pertanto è fondamentale la corretta progettazione degli impianti di trattamento dell’aria quando si intende sfruttare un impianto radiante in raffrescamento. Infatti, maggiore è l’umidità in ambiente a parità di temperatura dell’aria, più alta dovrà essere la temperatura dell’acqua dell’impianto per evitare la formazione di condensa superficiale e quindi inferiore resa termica.
 

Impianti radianti a soffitto, parete, pavimento
(1) Il limite dipende da motivi di discomfort
(2) Il limite sull’asimmetria radiante deve essere inferiore a 5K 
(3) Il limite è dovuto all’asimmetria radiante e alla distanza dalla parete degli occupanti

 

Comfort radiante 

Il comfort termico garantito dagli impianti radianti è superiore rispetto ad altri sistemi che lavorano per convezione, in quanto la presenza di una o più superfici radianti permette una grande uniformità di temperatura in ogni zona del locale. Inoltre, poiché la superficie radiante trasferisce calore sia all’aria che alle altre superfici, la temperatura media radiante risulta maggiore della temperatura dell’aria nella modalità di riscaldamento e inferiore in quella di raffrescamento, influenzando positivamente la temperatura operativa. 
La temperatura operativa esprime lo scambio termico complessivo di una persona con l’ambiente che lo circonda e si può in molti casi semplificare come la media della temperatura dell’aria (Ta) della temperatura media radiante (Tmr), come si è visto in precedenza nel capitolo dedicato al comfort termico.
Con un impianto radiante in riscaldamento si potrà avere quindi la stessa condizione di comfort di un impianto a radiatori anche con temperature dell’aria inferiori; ma soprattutto si riduce la differenza tra temperatura dell’aria e temperatura media radiante, garantendo la massima uniformità termica
Analogamente, in modalità di raffrescamento i requisiti di potenza potranno essere soddisfatti pur con temperature dell’aria prossime a quelle delle superfici (a differenza dei sistemi convettivi che prevedono temperature dell’aria notevolmente inferiori).
Una possibile distribuzione di temperature all’interno di un locale con una parete esterna dotata di una grande vetrata e impianto radiante a soffitto, potrebbe essere riassunta nella tabella sottostante nell’ipotesi di poter misurare la temperatura superficiale delle pareti, la temperatura dell’aria e valutare la temperatura media radiante. In questo caso si deve tenere presente che sia la temperatura del soffitto che quella della vetrata influiscono direttamente sulla temperatura operativa, che comunque sarà prossima a quella dell’aria.
Un discorso analogo si potrebbe fare per il pavimento, nel caso di parete con una grande vetrata e pareti interne la temperatura operativa verrebbe influenzata sia dal pavimento radiante che dalla temperatura del serramento.
 

Temperatura operativa impianti radianti a pavimento, parete, soffitto

 

CONFRONTO RADIANTE VS RADIATORE IN RISCALDAMENTO

Le immagini descrivono, in maniera puramente indicativa, come il radiante, sia in riscaldamento che in raffrescamento, trasmetta uniformemente il caldo nei periodi invernali quanto il freddo in estate creando una zona di comfort omogenea.
 

Irraggiamento uniforme impianti radianti in riscaldamento

Riscaldamento con pavimento radiante.
La temperatura media radiante è maggiore o prossima a quella dell’aria ed è presente una notevole uniformità di temperature.

 

Riscaldamento mediante radiatore

Riscaldamento con radiatore.
La temperatura media radiante è inferiore a quella dell’aria. Poca uniformità delle temperature.

 

CONFRONTO RADIANTE VS SISTEMI ARIA IN RAFFRESCAMENTO

Le immagini descrivono, in maniera puramente indicativa, come il radiante, sia in riscaldamento che in raffrescamento, trasmetta uniformemente il caldo nei periodi invernali quanto il freddo in estate creando una zona di comfort omogenea.

Irraggiamento uniforme impianti radianti in raffrescamento

Raffrescamento con soffitto radiante.
La temperatura media radiante è inferiore o prossima a quella dell’aria ed è presente una notevole uniformità di temperature.

 

Limiti del raffrescamento ad aria

Raffrescamento ad aria.
La temperatura media radiante è superiore a quella dell’aria e ci sono correnti d’aria fredda.
 

Per concludere, si riporta un confronto generale tra sistemi convettivi (quali radiatori, convettori, ventilconvettori) e impianti radianti dal punto di vista del comfort, dell’efficienza energetica, dell’aspetto estetico e dei limiti impiantistici.

 

Confronto fra impianti radianti e sistemi convettivi

TIPOLOGIE DI IMPIANTO RADIANTE

Gli impianti radianti si dividono in:

  • IMPIANTI A PAVIMENTO
  • IMPIANTI A SOFFITTO
  • IMPIANTI A PARETE

 

IMPIANTI RADIANTI A PAVIMENTO

Gli impianti radianti a pavimento sono stati utilizzati in passato prevalentemente per il riscaldamento nell’edilizia residenziale, ma negli ultimi anni hanno iniziato a diffondersi anche per il raffrescamento.

Si possono dividere in:

  • impianti a lastra liscia
  • impianti a lastra bugnata
  • impianti a secco
  • impianti a basso spessore.

 

IMPIANTI RADIANTI A SOFFITTO

Gli impianti radianti a soffitto sono nati per rispondere alle esigenze di raffrescamento di strutture nel terziario, dove i carichi estivi elevati non consentivano di utilizzare il pavimento radiante.

In seguito, in parte grazie alla progressiva riduzione di fabbisogni invernali per le abitazioni, hanno iniziato a diffondersi anche per il riscaldamento.

Le due principali categorie sono:

  • sistemi a soffitto prefabbricati in cartongesso
  • sistemi a soffitto metallici. 

 

IMPIANTI RADIANTI A PARETE

Gli impianti radianti a parete svolgono prevalentemente una funzione di aiuto all’impianto radiante presente a pavimento o a soffitto. Un limite di questi sistemi è la necessità di una parete libera da mobili che dovrà rimanere tale durante l’intera vita dell’impianto stesso. Ecco perché solitamente viene applicato in locali particolari come giro scale o stanze d’albergo. Si possono in genere distinguere in:

  • sistemi annegati 
  • sistemi in cartongesso.

 

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