Doppio slancio: Il futuro luminoso dei sistemi di recupero calore per la ventilazione residenziale in Europa
Doppio slancio: Il futuro luminoso dei sistemi di recupero calore per la ventilazione residenziale in Europa
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Il raddoppio previsto per il mercato europeo della ventilazione residenziale nel periodo 2020-2025, influenzerà un notevole sviluppo per i sistemi di recupero calore ad alta efficienza, sia sensibile che latente.
E’ previsto un particolare focus sulle unità dotate di ruota entalpica, che rappresentano una sintesi perfetta dei bisogni dell’edilizia di oggi e di domani: energeticamente efficiente, salubre e sostenibile
Il grande sviluppo previsto per i sistemi di ventilazione residenziale, in larga misura determinato degli effetti indiretti della EPBD (Energy Performane of Buildings Directive), favorirà l’adozione delle unità dotate di recupero calore ad alta ed altissima efficienza come, ad esempio, quelle dotate di recuperatori entalpici a doppio flusso.
Questo tipo di recuperatori presenta normalmente prestazioni elevate (efficienza di recupero complessiva sensibile e latente) e bassi consumi elettrici (SPI – Specific Power Input, secondo EN13141) che ben si sposano con le esigenze dell’edilizia attuale nZEB (nearly Zero Energy Buildings) ed in divenire nZCB (nearly Zero Carbon Buildings) a cui ambisce l’Unione Europea entro il 2050.
All’interno dei sistemi dotati di recuperatori entalpici a doppio flusso, l’attenzione alle elevate efficienze di recupero calore ed umidità combinata con la crescita della sensibilità ai fattori di igiene e pulizia delle unità di recupero calore, favorirà le soluzioni dove le operazioni di pulizia delle parti interne delle unità, ed in primis del recuperatore, saranno più agevoli, come nel caso delle unità HomeVent di Hoval: unità di recupero calore di tipo rotativo entalpico progettate per consentire, accanto all’impareggiabile efficienza di recupero calore, sia sensibile che latente, una facile ed agevole pulizia di tutte le parti interne ed in primis del recuperatore di calore rotativo di tipo entalpico a doppio flusso.
Introduzione e trend di mercato
In questo contesto, tali edifici, con involucri edilizi sempre più performanti ed ermetici, richiedono una maggiore attenzione alla corretta ventilazione, rinnovo e purificazione dell’aria degli spazi confinati (sia negli ambienti residenziali che in quelli per la collettività come a titolo esemplificativo e non esaustivo: sale riunioni, uffici, scuole ma anche luoghi della cultura, ecc.), poiché edifici così conformati tendono, per propria natura, a imprigionare inquinanti dell'aria (sia interna che esterna all'edificio) oltre che favorire l'accumulo di livelli eccessivi di CO2 e/o VOC all'interno dell'edificio occupato dalle persone. In tutti questi edifici efficienti il corretto uso della ventilazione è diventato estremamente importante e se ne prevede uno sviluppo enorme negli anni a venire, soprattutto per quanto riguarda i sistemi a doppio flusso dotati di sistema di recupero calore e gestione intelligente del free-cooling.
Guardando, ad esempio, ai prossimi 25-30 anni, al di là dei trend naturali di mercato dell’IAQ, di breve e medio periodo, è necessario tenere conto del fatto che l’azione legislativa comunitaria, a livello centrale, e quella degli stati membri, a livello locale, potrà avere un peso determinante nell’influenzare un ulteriore sviluppo delle tecnologie della ventilazione, rinnovo, purificazione, igienizzazione, disinfezione e sanificazione dell’aria, generando una crescente presenza della ventilazione in buona parte degli edifici (DIAGRAMMA 1).
Review study on Regulations EU 1253/2014 (Ecodesign requirements for ventilation units) and EU 1254/2014 (Energy labelling of residential ventilation units) of the European Commission – Residential Buildings
La ventilazione meccanica può rappresentare una soluzione molto efficace per la corretta evacuazione degli inquinanti dagli edifici. Attraverso l’ingresso di aria esterna opportunamente filtrata e purificata, più ricca di ossigeno e con (nella maggior parte dei casi) minor concentrazione di inquinanti di quella interna, gli inquinanti presenti all’interno dell’edificio verranno diluiti ed allontanati dall’edificio, impedendone l’accumulo e la concentrazione negli spazi indoor.
Per tutte queste ragioni, quello della ventilazione è un mercato, che (con diverse percentuali a seconda dei diversi segmenti, tecnologie e Paesi Europei) è previsto in forte crescita negli anni a venire. Nelle stime della Comunità Europea, la ventilazione potrebbe avere un tasso di copertura (ad esempio per il settore residenziale) del 58% degli alloggi residenziali nel 2050 (nel 2020 questo valore era stimato al 25%) e dunque ci si aspetta che solo il 42% degli alloggi residenziali nel 2050 potrebbe essere sprovvisto di ventilazione (Riferimento DIAGRAMMA 1). In sostanza stiamo parlando di Milioni di edifici che nei prossimi 27 anni verranno dotati di ventilazione ai fini del comfort, la salubrità degli ambienti interni e l’efficienza energetica.
In termini di mercato (Riferimento DIAGRAMMA 2) le attese sono di passare da un volume di unità di ventilazione residenziali vendute nel 2020 pari a circa 1,5 Milioni di ad un volume di 3,3 milioni nel 2025, con un punto di atterraggio al 2050 con un mercato di oltre 6 milioni di unità di ventilazione all’anno.
DIAGRAMMA 2 – Numero di sistemi di ventilazione residenziali, previsti dall’Unione Europea.
Review study on Regulations EU 1253/2014 (Ecodesign requirements for ventilation units) and EU 1254/2014 (Energy labelling of residential ventilation units) of the European Commission – Residential Buildings
La maggior parte della crescita è prevista per i sistemi di ventilazione a doppio flusso (Bidirectional VU nel DIAGRAMMA 2), siano essi centralizzati o decentralizzati e tra i diversi sistemi saranno sicuramente privilegiati i sistemi di recupero calore con le maggiori efficienze energetiche, quali ad esempio i recuperatori di calore di tipo entalpico, che possono essere generalmente di 3 tipologie:
- statico a flussi incrociati;
- statico in controcorrente;
- rotativi.
Il recuperatore di calore aria-aria di tipo entalpico rappresenta ad oggi il sistema
energeticamente più efficiente di recuperare energia dall’aria di espulsione e trasferirla all’aria di
rinnovo, grazie anche alla capacità di trasferire calore latente sotto forma di molecole di vapor
d’acqua, che permette di eliminare o di ridurre fortemente la necessità di umidificare gli ambienti in
inverno, elemento fondamentale se si vuole mantenere un adeguato livello di comfort anche nei mesi
più freddi oltre che contribuire a limitare il rischio biologico.
La crescente importanza in fatto di igiene e pulizia degli impianti di ventilazione, specie se dotati di recupero di calore
A valle del tema dell’efficienza energetica di recupero calore, quello dell’igiene e pulizia degli
impianti ad aria è un tema in grande ascesa, molto spesso sottovalutato, ma che sarà sempre più
determinate nella scelta di un impianto ad aria: poiché l’utilizzatore o il proprietario dell’infrastruttura
sarà sempre più consapevole della necessità delle operazioni di pulizia e sanificazione degli impianti ad
aria, per comprenderne la sua importanza per la salute delle persone ma anche per tenerne conto in
termini manutentivi e non solo soffermandosi a evidenziare i vantaggi derivanti dall’indiscutibile qualità
dell’aria e dai vantaggi energetici.
E’ ormai dimostrato da numerose pubblicazioni scientifiche, infatti, che la scarsa (o inesistente) manutenzione degli impianti ad aria può non solo vanificare i vantaggi derivanti dal corretto ricambio d’aria, ma trasformare l’impianto stesso in un elemento debole (specie nei casi in cui vi è accumulo di polvere per mancanza di manutenzione, ad esempio, che diventa facilmente terreno ideale per la proliferazione batteriologica ad esempio, all’interno dell’impianto e di lì all’aria trattata). Sistemi di ventilazione e recupero calore non puliti con regolarità e/o non igienizzati periodicamente possono contribuire alla Sindrome da Edificio Malato (o Sick Building Syndrome o SBS) che si manifesta come un insieme di sintomi di chi permane per un tempo prolungato in ambienti confinati o dove è stata accertata la presenza di inquinamento indoor. Il responsabile principale della Sindrome dell’Edificio Malato è la pessima qualità dell’aria interna, che si può incontrare anche in edifici moderni, in quelli rinnovati di recente qualora, tra le tante possibili concause, ci sia eventuale scarsa manutenzione dei sistemi di aerazione e condizionamento.
professionale di ispezione e pulizia delle condotte
d'aria tratta dalla pubblicazione “Impianti di
climatizzazione: salute e sicurezza nelle attività di
ispezione e bonifica” edita da INAIL nel 2017.
https://www.inail.it/cs/internet/docs/alg-pubblimpianti-
climatizzazione.pdf
I sintomi più comuni della Sick Building Syndrome sono mal di testa, vertigini, irritazione agli occhi, asma e difficoltà di respirazione, reazioni allergiche a carico del sistema respiratorio e della pelle, ridotta capacità di concentrazione. Si tratta perlopiù di sintomi temporanei, che spariscono o si attenuano appena si lascia l’edificio o dopo qualche ora o qualche giorno dall’esserne usciti. Tuttavia, la sintomatologia della Sindrome da Edificio Malato ricompare appena si ritorna negli ambienti inquinati, con una conseguente cronicizzazione dei disturbi e un ovvio prolungamento dei tempi di guarigione e recupero. Le cause della Sindrome dell’Edificio Malato sono molteplici, anche se tutte riconducibili all’inquinamento degli ambienti interni.
Da numerosi studi effettuati negli uffici e in altri luoghi di lavoro emerge che i maggiori responsabili della SBS sono:
• Basso tasso di ricambio dell’aria;
• Presenza di muffe, lieviti e funghi;
• Emissione di sostanze irritanti da parte di superfici e materiali di arredo;
• Fumo di tabacco;
• Sistemi di climatizzazione insufficienti o sporchi o non adeguatamente sanificati.
Va da sé che dove mancano una buona circolazione d’aria e una efficace manutenzione degli impianti di ventilazione e condizionamento, proprio lì i sintomi della Sindrome da Edificio Malato aumentano notevolmente. E con loro aumentano i rischi per la salute degli occupanti dell’edificio e quelli connessi a una ridotta o mancata produttività o capacità di concentrazione nelle attività di concetto o di studio.
Esistono anche numerose procedure per garantire un’adeguata pulizia ed igiene, nel tempo, degli impianti ad aria e delle unità di recupero calore e tra tutte queste procedure certamente va citato il protocollo AIISA (Associazione Italiana Igienisti Sistemi Aeraulici) per l’ispezione e la sanificazione degli impianti aeraulici, che comprende 8 fasi fondamentali:
1. sopralluogo tecnico
2. ispezione tecnica
3. relazione tecnica di ispezione
4. progetto di bonifica
5. bonifica impianto aeraulico
6. ispezione tecnica post bonifica
7. relazione tecnica di ispezione post bonifica
8. piano di controllo: ispezione visiva e tecnica di sorveglianza periodica
Più le unità di ventilazione con recupero calore sono progettate per agevolare le operazioni di igienizzazione e pulizia e più saranno scelte, con maggiore consapevolezza e tranquillità, da un numero crescente di architetti, progettisti installatori ed utenti finali.
DIAGRAMMA DI FLUSSO 1 – Sequenza esemplificativa e non esaustiva della procedura indicata nel protocollo AIISA (Associazione Italiana Igienisti Sistemi Aeraulici) per l’ispezione e la sanificazione degli impianti aeraulici.
https://aiisa.eu/
La soluzione HOVAL: HomeVent Recupero di calore sensibile e latente con ruota entalpica ai vertici del settore per efficienza energetica e tenuta all’aria
Interpretando al meglio le tendenze del futuro della ventilazione con recupero di calore combinato sia sensibile che latente, HOVAL ha realizzato una gamma straordinaria di unità di rinnovo e purificazione dell’aria destinate alle applicazioni residenziali con vantaggi rilevanti rispetto ai prodotti tradizionali disponibili sul mercato.
In primis, i sistemi di ventilazione meccanica controllata HomeVent ER si attestano tra i più efficienti sul mercato, come confermato anche da TÜV SÜD e come espresso sul sito CasaClima dove tutti i sistemi di recupero calore certificati vengono posti a confronto su base di valutazione della norma EN 13141.
TABELLA 1 – Valori di prestazione di riferimento per la gamma di sistemi di ventilazione con recupero di calore sensibile ed entalpico HOVAL: HomeVent così come espressi sul sito CasaClima, in base al Regolamento Prodotto Qualità CasaClima https://www.agenziacasaclima.it/smartedit/documents/content/_published/2022-02-23__rl_quality-product_vmc_1.pdf
I valori espressi per le unità di ventilazione espresse in elenco CasaClima, derivano dai test secondo EN13141-7/-8 effettuati da un istituto di prova accreditato indipendente. I dati della lista e della banca dati CasaClima sono presi dai corrispondenti rapporti di prova. La lista ha lo scopo di semplificare e standardizzare i dati per il calcolo energetico della KlimaHaus.
La nuova famiglia di apparecchi HomeVent ER è sul mercato dal 2022 per affiancare il comprovato sistema di ventilazione meccanica controllata HomeVent FRT. I nuovi prodotti ER sono caratterizzati da una potenza eccezionale per la loro classe di grandezza. I ventilatori ottimizzati, con geometria 3D delle pale, raggiungono una portata d'aria di 400 m³/h con un consumo di elettricità sensibilmente ridotto.
La caratteristica del rotore entalpico è quella di avere una superficie igroscopica grazie ad un trattamento specifico che crea dei “pori” sulla superficie di dimensioni tali da trattenere le sole molecole d’acqua (dimensione 2,6 Angstrom = 0,26 nm) mentre ad esempio la CO2 ed altri inquinati gassosi hanno molecole di dimensioni maggiori e pertanto non vengono trattenute dalla superficie, i virus e i batteri hanno dimensioni nettamente più grandi i Coronavirus SARS-CoV-2 hanno dimensioni comprese tra 1.000 e 1.500 Å, quindi si parla di ordini di grandezza ben diversi.
Un altro parametro molto importante da considerare nella valutazione di un sistema di rinnovo e purificazione dell’aria con recupero di calore è senz’altro il “trafilamento dell’aria”. Il trafilamento dell’aria indica la possibilità che una parte del flusso di aria espulsa possa essere nuovamente immesso in ambiente con il flusso di rinnovo. Questo trafilamento non dipende solo dal tipo di scambiatore ma anche da tutti i componenti che compongono l’unità ventilante e dal loro posizionamento rispetto ai flussi d’aria.
Posizionare correttamente i ventilatori rispetto allo scambiatore permette di minimizzare o eliminare del tutto il trasferimento di aria viziata da un flusso all’altro, in questo caso il trafilamento è pari all’1-2% del flusso come per i migliori recuperatori a piastre, viceversa il non corretto posizionamento degli stessi e approssimazioni dell’assemblaggio possono portare a importanti trasferimenti dell’aria espulsa verso quella di rinnovo fino al 5% o più del flusso d’aria. La posizione più corretta è quella con il ventilatore di rinnovo a monte rispetto al recuperatore che “spinge” verso il recuperatore stesso creando un flusso d’aria pulita a pressione positiva e il ventilatore di espulsione posizionato a valle del recuperatore (sempre rispetto alla direzione dei flussi) in modo da creare un flusso di aria viziata a pressione negativa, questo assicura che l’aria viziata non possa essere spinta verso il flusso di rinnovo ma che una parte del flusso di aria fresca venga espulso assieme a quella viziata.
Prodotti
• Comfort FR (201) : trafilamento 0% (Hochschule Luzern Cert.N°HP-161656-1)
• Comfort FR (251) : trafilamento 0% (Hochschule Luzern Cert.N°HP-161656-2)
• Comfort FR (301) : trafilamento 0% (Hochschule Luzern Cert.N°HP-161656-3)
• Comfort FRT (251) : trafilamento 0,29% (Tüv Süd GmbH Cert.N°WRG 508-A)
• Comfort FRT (351) : trafilamento 0,25% (Tüv Süd GmbH Cert.N°WRG 508-B)
• Comfort FRT (451) : trafilamento 0,3% (Tüv Süd GmbH Cert.N°WRG 508-C Rev.1)
Dimostrando che la soluzione tecnica HOVAL si posiziona ai vertici della categoria.
Il valore distintivo in fatto di igiene e pulizia delle unità HOVAL HomeVent per tutto il ciclo vita dell’impianto
HomeVent ER (200 - 400) | Hoval Italy (ondemand.com)
Il rotore stesso è normalmente più facilmente pulibile, anche con un semplice aspirapolvere professionale ed il risultato è certamente ottiomale in quanto essendo i condotti rettilinei l’asportazione di eventuale sporco sul rotore è certamente più efficace rispetto ai tradizionali recuperatori statici dove la non rettilineità dei canali non consente una ottimale aspirazione di eventuali tracce di sporco.
Conclusioni
Questo tipo di recuperatori, entalpici a doppio flusso, presenta normalmente prestazioni molto elevate (efficienza di recupero complessiva sensibile e latente) e bassi consumi elettrici (SPI – Specific Power Input, secondo EN13141) che ben si sposano con le esigenze dell’edilizia attuale nZEB (nearly Zero Energy Buildings) ed in divenire nZCB (nearly Zero Carbon Buildings) a cui ambisce l’Unione Europea entro il 2050.
All’interno dei sistemi dotati di recuperatori entalpici a doppio flusso, l’attenzione alle elevate efficienze di recupero calore e recupero dell’umidità combinata con i fattori di igiene e pulizia delle unità di recupero calore favorirà le soluzioni dove le operazioni di pulizia delle parti interne delle unità, ed in primis del recuperatore, saranno più agevoli, come nel caso delle unità HomeVent di Hoval: unità di recupero calore di tipo rotativo entalpico progettate per consentire, accanto all’impareggiabile efficienza di recupero calore, sia sensibile che latente, una facile ed agevole pulizia di tutte le parti interne ed in primis del recuperatore di calore rotativo di tipo entalpico a doppio flusso.
HomeVent di Hoval è la soluzione impareggiabile, a prova di futuro e pronta, nel campo del rinnovo e purificazione dell’aria, con recupero di calore, in ambito residenziale che soddisfa gli ambiziosi requisiti Europei in fatto di efficienza energetica, salubrità e sostenibilità