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Impianti a ventilconvettori

Applicazioni e controlli HVAC

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I ventilconvettori sono unità terminali che trovano ampia applicazione negli ambienti terziari, commerciali, alberghieri e ospedalieri e, in genere, negli edifici di media-grande dimensione.

Mediante i ventilconvettori si realizza un impianto idronico per il riscaldamento e raffrescamento degli ambienti che utilizza terminali di dimensioni contenute per lo scambio termico a convezione forzata. A ciò provvedono una o due batterie per lo scambio termico acqua-aria, un gruppo ventilante e gli organi di attuazione (valvole a 2 o 3 vie con azionamento elettrotermico o servomotore) per regolare la portata di fluido termovettore alla batteria di scambio. Alcune versioni possono essere equipaggiate con una batteria di riscaldamento ausiliaria ad alimentazione elettrica.  

Alle macchine con i tradizionali gruppi ventilanti a 3 velocità discrete, si sono affiancate versioni con motore brushless e scheda inverter che consentono di controllare in modo continuo la velocità della ventilante mediante la tensione di controllo 0-10V.  

Dal punto di vista costruttivo, le unità a ventilconvettore possono assumere diverse forme: a mobiletto o per montaggio incassato a soffitto o a parete; le versioni a soffitto possono essere stand-alone o collegate a canalizzazioni dell’aria disposte nel plenum.  

Di seguito, due esempi applicativi di configurazioni impiantistiche diverse e molto diffuse.  

Distribuzione a 2 tubi
Dispositivi Ekinex Altri componenti
A) Interruttore orario / astronomico digitale EK-TM1-TP 1) Unità ventilconvettore
B) Modulo GPS EK-GPS-1 2) Valvola con servomotore ON / OFF
C) Termostato ambiente EK-EP2-TP 3) Batteria di scambio termico
D) Attuatore-controllore per ventilconvettori EK-HA1-TP 4) Gruppo ventilante
E) Sonda di temperatura a contatto EK-STC-10K-3435 5) Contatto di segnalazione bacinella raccolta condensa
F) Sonda di temperatura a immersione EK-STI-10K-3435 6) Contatto apertura finestra
  7) Generatore termico (fluido caldo)
  8) Generatore termico (fluido freddo)
  9) Collettore di centrale (mandata)
  10) Collettore di centrale (ritorno)
Controllo con Ekinex

Nel primo caso (esempio I), i ventilconvettori (1) sono dotati di un gruppo ventilante a 3 velocità discrete e collegati a un impianto di distribuzione del fluido termovettore a 2 tubi.

Nella batteria di scambio termico (3) circola alternativamente fluido caldo o fluido freddo e l’afflusso è controllato dalla valvola (2). Il controllo della temperatura ambiente avviene mediante termostati ambiente EK-EP2-TP (C) e attuatori-controllori per ventilconvettori EK-HA1-TP (D). Ai termostati ambiente (C) sono collegati contatti di apertura finestra (6) e sonde di temperatura a contatto EK-STC-10K-3435 (E), mentre agli attuatori (D) sono collegati contatti di segnalazione della bacinella di raccolta dell’acqua di condensa (5) e sonde di temperatura a immersione EK-STI-10K-3435 (F) disposte sulle tubazione di mandata del fluido termovettore.  

In quest’applicazione la commutazione tra riscaldamento e raffrescamento può avvenire in modo automatico, misurando la temperatura del fluido termovettore in arrivo dalla centrale termica mediante la sonda di temperatura a immersione (F) collegata a un ingresso dell’attuatore (D). In alternativa, i dispositivi Ekinex possono ricevere la commutazione dal bus (modalità di commutazione manuale centralizzata).  

Distribuzione a 4 tubi
Dispositivi Ekinex Altri componenti
A) Interruttore orario / astronomico digitale EK-TM1-TP 1) Unità ventilconvettore
B) Modulo GPS EK-GPS-1 2) Valvola con servomotore ON / OFF (fluido caldo)
C) Termostato ambiente EK-EP2-TP 3) Batteria di scambio termico (fluido caldo)
D) Attuatore-controllore per ventilconvettori EK-HC1-TP 4) Valvola con servomotore ON / OFF (fluido freddo)
E) Sonda di temperatura per misura in aria EK-STL-10K-3435 5) Batteria di scambio termico (fluido freddo)
F) Sensore di presenza EK-DF2-TP 6) Contatto da galleggiante bacinella di raccolta condensa
  7) Contatto apertura finestra
  8) Generatore termico (fluido caldo)
  9) Generatore termico (fluido freddo)
Controllo con Ekinex

Nel secondo caso (esempio II), i ventilconvettori (1) sono dotati di due batterie di scambio termico (3, 5) e di un gruppo ventilante con motore brushless controllato da una scheda inverter. Le unità sono collegate a un impianto di distribuzione del fluido termovettore a 4 tubi.

Con questo tipo di distribuzione, se entrambi i fluidi sono disponibili dalla centrale termica, in uno stesso edificio vi possono essere contemporaneamente ambienti riscaldati e raffrescati; l’afflusso è controllato da due valvole con servomotore ON / OFF (2, 4).  

Il controllo della temperatura ambiente avviene mediante termostati ambiente EK-EQ2-TP (C) e attuatori-controllori per ventilconvettori EK-HC1-TP (D) che dispongono dell’uscita con tensione 0-10V richiesta per controllare in modo continuo la velocità della ventilante, ottenendo tutti i vantaggi di questi terminali: risposta più precisa alla variazione dei carichi termici, maggiore stabilità della temperatura, rumorosità ridotta ed efficienza elevata anche a carico parziale con conseguente riduzione dei consumi elettrici. Attenuazioni di temperatura possono essere richiamate automaticamente in assenza di persone, grazie al sensore di presenza EK-DF2-TP (F).  

In quest’applicazione può rivelarsi vantaggiosa la commutazione automatica tra riscaldamento e raffrescamento, in base ai valori di temperatura misurata e di setpoint. In alternativa, e a fluidi entrambi disponibili, la commutazione può essere eseguita anche localmente sul termostato ambiente in modo manuale.

Nei due casi numerose funzioni di utilità per il comfort, l’efficienza energetica e la manutenzione dell’impianto possono essere aggiunte in funzione delle esigenze di committenti e utenti finali.  

Comfort

La sonda di temperatura a contatto (E) disposta sulla batteria di scambio termico permette di avviare il gruppo ventilante (4) solo quando la temperatura del fluido termovettore è confortevole per gli utenti (warm-start). In caso di mancanza della sonda (E), la funzione può essere svolta anche impostando un semplice ritardo in avvio. Negli ambienti con grande altezza e volumetria (atrii, palestre, ambienti commerciali) si può verificare una stratificazione dell’aria, con spreco energetico e discomfort per gli occupanti. Per limitare questo effetto, si collega al termostato (C) una sonda di temperatura (E) e si configura un gradiente massimo di temperatura da non superare.

Risparmio energetico

Il contatto di apertura finestra (6) rilevato mediante un ingresso del termostato (C) determina automaticamente la commutazione del modo operativo da comfort a protezione edificio, evitando di dissipare all’esterno dell’edificio energia di riscaldamento e raffrescamento.

Manutenzione

L’attuatore-controllore (D) dispone di un contatore di ore di funzionamento che incrementa il conteggio quando il gruppo ventilante (4) è almeno in prima velocità. Al raggiungimento dell’intervallo di tempo impostato, è attivata una segnalazione per la sostituzione del filtro del ventilconvettore.