Geocooling, freecoling e raffrescamento evaporativo: raffrescare in modo efficiente utilizzando l’ambiente

Fino a qualche anno fa, il termine che idealmente identificava il raffrescamento nel residenziale e molto spesso nel terziario, era “split”. Questi sistemi, infatti, rappresentavano la quasi totalità delle tipologia di impianti e tutt’ora i sistema VRF e/o VRV sono la soluzione più economica per chi vuol raffrescare piccole e grandi superfici. La semplicità di utilizzo, la contemporanea offerta sia di raffrescamento e deumidificazione, ma soprattutto il minor costo, rendeno questo sistema estremamente competitivo se confrontato, ad esempio, con un sistema radiante.

L’aspetto maggiormente negativo però è l’impossibilità di un controllo vero sia di temperatura che umidità. Con i sistemi split è possibile infatti raffreddare l’aria, ma non si riesce a controllare l’umidità.

Questo, unito all’incremento della diffusione dei sistemi radianti, sta via via escludendo il sistema a split, a scapito di sistemi sicuramente più costosi, maggiormente complessi de installare, ma che garantiscono dei livelli di confort assolutamente irraggiungibili con gli impianti VRF o VRV.

I sistemi radianti hanno fatto la loro comparsa principalmente per il riscaldamento. In un secondo tempo, qualcuno si è chiesto cosa sarebbe successo se anziché acqua calda, si fosse introdotta acqua fredda nelle tubazioni. Si è scoperto così che il sistema poteva anche essere utilizzato per raffrescare.

Si è scoperto inoltre che, se si voleva evitare la formazione di condensa sui pavimenti, era necessario aumentare la temperatura dell’acqua che passava nei pannelli radianti. Sostanzialmente la temperatura del pavimento doveva essere superiore alla temperatura di rugiada. Ma aumentare la temperatura dell’acqua nei pannelli radianti, significava inevitabilmente ridurre la potenza frigorifera dei pannelli stessi, mettendo a repentaglio il benessere nei locali.

Da ciò deriva l’esigenza di installare un deumidificatore, la cui funzione è di mantenere sotto ad una determinata soglia l’umidità ambiente e quindi di permettere l’utilizzo di acqua ad una minor temperatura nei pannelli.

Il passo successivo che si sta cercando di fare è quello di creare il freddo in modo diverso dal semplice utilizzo di una unità di raffrescamento. Di seguito vediamo quindi alcune soluzioni possibili.

Geocooling

In un impianto geotermico si possono realizzare le condizioni per cui si possa utilizzare direttamente l’acqua della sorgente (sonde) per raffrescare l’impianto. In questo caso i compressori rimarrebbero spenti e l’unica fonte energivora accesa sarebbe quella di una pompa di circolazione. Il vantaggio in termini energetici risulta quindi elevatissimo.

Freecooling

Il freecooling funziona con lo stesso principio del geocooling solamente che la sorgente passa da acqua ad aria. Anche qui, quando le condizioni esterne lo consentono (temperatura esterna sotto ad una determinata soglia) l’acqua non è raffreddata dai compressori, ma passando attraverso una batteria è raffreddata direttamente dall’aria esterna.

Polivalenti

Nei nuovi impianti il riscaldamento tramite pompe di calore è sempre più diffuso. In un hotel, ad esempio, l’utilizzo delle pompe di calore è necessario per l’acqua calda sanitaria. Durante la produzione di acqua ad alta temperatura, anziché prendere calore dell’aria, attraverso un ulteriore scambiatore, si preleva calore direttamente dall’acqua dell’impianto raffreddandola. In questo modo il COP medio viene aumentato considerevolmente.

Scambiatori aria/terra

Un esempio ingegnoso di utilizzo di risorse naturali per raffrescare è senza dubbio il sistema che prevede il passaggio di aria esterna in scambiatori aria/terra. Nelle mezze stagioni e anche in estate, il terreno sotto gli 1,5/2 metri ha una temperatura costante attorno ai 12°C. Uno scambiatore interrato può quindi utilizzare questa temperatura.

Uno scambiatore interrato consiste in una serie di tubi paralleli, posati in trincea sotto o all’esterno dell’edificio. Prima di entrare nel sistema di ventilazione, l'aria esterna viene convogliata attraverso i tubi e scambia energia termica con il terreno: durante l’inverno l'aria fredda si riscalda, diversamente nella stagione estiva l'aria calda si raffredda.




Passando per lo scambiatore l’aria, con una temperatura di 30°C, si raffredda fino a 25-27°C. La temperatura esatta dipende dal diametro e dalla lunghezza dei tubi e dalla profondità di posa (temperatura della terra). Il sistema non prevede un circuito di potenza frigorifero, ma solamente un sistema aeraulico. Questo sistema risulta molto utilizzato specialmente se combinato con case ad elevato isolamento termico.

Raffrescamento evaporativo adiabatico

I raffrescatori evaporativi adiabatici sono utilizzati soprattutto per la refrigerazione estiva di ampi locali dove gli impianti tradizionali implicherebbero elevati costi di installazione di gestione e grandi sprechi di energia.

Il raffrescamento avviene attraverso il processo di "evaporazione" che consente il passaggio di una parte di calore dall’aria all’acqua. L’unità ventilante, all’interno della macchina, aspira l’aria esterna che, attraversando i pannelli filtranti saturi d’acqua, cede il calore, abbattendo così la temperatura e ottenendo un benefico effetto “brezza marina” in una calda giornata d’estate. L’aria fresca e purificata così ottenuta viene quindi immessa all’interno dei locali.

La refrigerazione evaporativa garantisce risultati anche laddove c'è la necessità di avere porte e/o finestre aperte ed è particolarmente adatta al raffrescamento di grandi spazi quali capannoni, fabbricati, centri commerciali ecc.

I principali vantaggi di questa tecnologia sono:

• Bassi costi d’acquisto
• Impatto ambientale zero!
• Facilità d’installazione e manutenzione

Come si è potuto vedere, i sistemi per raffrescamento sono molteplici, non esiste solo lo split o solo il puro e semplice refrigeratore. Molto spesso se si analizza bene la tipologia d’installazione, è possibile inserire tecnologie sicuramente più rispettose dell’ambiente e più efficienti.