I condizionatori roof top

Speciale
a cura di Massimo Vizzotto
L’evoluzione
dei roof top
all’interno degli ambienti, hanno determinato l’evoluzione
dai condizionatori ad armadio, spesso installati negli stessi
ambienti da climatizzare, alle unità roof top, cioè macchine
sviluppate appositamente per essere installate all’esterno
degli edifici e, in particolare, sulla loro copertura.
Con questo Speciale offriamo ai lettori un riepilogo sulle
caratteristiche principali delle unità roof top, unitamente alla
presentazione dei modelli più noti sul mercato.
CLIVET
I condizionatori autonomi condensati ad aria e ad acqua,
prerogativa dell’impiantistica semplificata degli anni ’50 - ’70
del Novecento, si sono evoluti ed hanno raggiunto, attualmente, gradi di precisione nel controllo delle condizioni termoigrometriche ambientali tali da renderli sempre più efficacemente
applicabili nei contesti commerciali ed industriali di piccola e
grande volumetria. L’incremento della richiesta di potenza
frigorifera unitaria, e la necessità di ridurre l’impatto acustico
I condizionatori
roof top
Queste macchine realizzano la concentrazione dell’impianto HVAC
in un unico involucro e nascono quindi con livelli di qualità, prestazioni
e livelli sonori garantiti dal costruttore. Soprattutto negli edifici
commerciali, industriali e fieristici costituiscono la soluzione
di gran lunga preferita
LE COPERTURE DEGLI EDIFICI NELLE GRANDI METROPOLI SONO UTILIZZATE PER INSTALLARE
NUMEROSE COMPONENTI TECNOLOGICHE, TRA LE QUALI SERBATOI DELL’ACQUA , TORRI DI
RAFFREDDAMENTO EVAPORATIVE E NUMEROSI ALTRI.
24
Febbraio 2010 n. 73
SPECIALE ROOF TOP
L
e aree disponibili sulla sommità degli edifici sono sempre
più ambite e preziose. In passato esse erano principalmente
occupate da apparecchiature tecnologiche che, con difficoltà,
sarebbero state posizionate in siti diversi; si pensi, oltre ai serbatoi per
l’acqua, ai dry coolers, alle torri di raffreddamento evaporative, ecc.
Ma, la disposizione sul tetto per eccellenza l’hanno le speciali unità
di condizionamento, alle quali è stato associato, proprio per questa
ragione, l’appellativo di “roof top”.
La loro prerogativa, infatti, è quella di avere riprese e mandate dell’aria
già orientate verso il basso in modo da poter indirizzare l’aria trattata direttamente nelle canalizzazioni sottostanti il solaio di copertura.
Così, i rooftop, proprio per la loro caratteristica di poter distribuire e
riprendere l’aria condizionata localmente, si prestano ad essere posizionati sui solai direttamente sovrastanti agli ambienti da climatizzare.
Ne sono esempi tradizionali i grandi centri commerciali, i supermercati, gli edifici industriali di grande volumetria, le sale cinematografiche, le piscine, gli autogrill, cioè tutti quegli ambienti di media e
grande superficie, ma distribuiti su un solo piano di utilizzo.
Infatti, la prerogativa delle unità roof top è quella di poter essere facilmente sollevate fino al luogo di installazione e posate su appositi telai
predisposti in anticipo con lo scopo di agevolarne il posizionamento.
In questo modo, è immediato il raccordo delle macchine alle canalizzazioni di ripresa e di mandata precedentemente realizzate fino al
loro innesto.
CARATTERISTICHE DEI ROOF TOP
I roof top, nella loro versione più semplificata, si compongono essenzialmente di una sezione di trattamento dell’aria e di una sezione
moto-condensante/evaporante del refrigerante.
Nella prima sezione sono localizzati: le serrande di ricircolo e dell’aria
esterna, i dispositivi filtranti, la batteria di raffreddamento/riscaldamento dell’aria ad espansione o condensazione di refrigerante e infine
l’unità ventilante, generalmente costituita da un ventilatore plug-fan
azionato mediante inverter.
Nella seconda sezione sono localizzati i compressori frigoriferi, più
frequentemente di tipo scroll on-off ed in un numero tale da consentire una più rigorosa parzializzazione del carico frigorifero. In casi
1
1. ALCUNI CONDIZIONATORI ROOF TOP APPLICATI SULLA COPERTURA DEL COMPLESSO CINECITY
DI LIMENA , PADOVA (CLIVET).
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2
2. UNITÀ DI CONDIZIONAMENTO ROOF-TOP NELLA FORMA PIÙ SEMPLIFICATA. IN PRIMO PIANO È VISIBILE
LA SEZIONE MOTO CONDENSANTE CON TRE COMPRESSORI SCROLL, LE BATTERIE DI CONDENSAZIONE /
EVAPORAZIONE E I TRE VENTILATORI ELICOIDALI CON MANDATA VERSO L’ALTO. LA SEZIONE POSTERIORE,
DEDICATA AL VERO E PROPRIO TRATTAMENTO DELL’ARIA, È COMPLETAMENTE COPERTA DA UN
INVOLUCRO DI LAMIERA ATTRAVERSO IL QUALE SPORGONO ESCLUSIVAMENTE LE APERTURE DI PRESA
DELL’ARIA ESTERNA E QUELLE DI ESPULSIONE. (MCQUAY).
particolari troviamo compressori azionati da inverter, onde ottenere
una più fine regolazione della temperatura e, contemporaneamente,
un ulteriore risparmio energetico. Meno frequentemente, troviamo
compressori a vite con parzializzazione continua da 100% a 25% per
ciascun compressore, compressori semiermetici alternativi e centrifughi a levitazione magnetica. Oltre ai compressori, sono applicate tutte
le componenti classiche dei circuiti frigoriferi, le batterie di condensazione o evaporazione del refrigerante, i filtri disidratatori, le spie
del liquido, le valvole solenoidi e le unità ventilanti, più spesso dotate
di ventilatori di tipo assiale a velocità variabile per ottenere un basso
impatto acustico e un contenuto consumo di energia elettrica.
Tutta la componentistica delle unità rooftop, proprio per la caratteristica di essere applicata sulla sommità degli edifici e alle intemperie,
è racchiusa in un involucro di lamiera ad alta resistenza all’ossidazione e tenuta all’acqua. Più spesso la struttura portante è realizzata
con profili di acciaio, e le pannellature di chiusura possono essere di
doppia lamiera di acciaio con interposto isolamento termoacustico di
lana minerale, molto simili a quelle impiegate per realizzare le unità
di trattamento dell’aria.
Alcune tipologie di roof top sono ben più complesse di quelle di tipo
base appena descritte e sono composte da altre numerose componenti di trattamento dell’aria. Si pensi all’applicazione di dispositivi
economizzatori di tipo freecooling, alle sezioni ventilanti di ricircolo
ed espulsione dell’aria, ai recuperatori di calore rotativi, a flussi incrociati e a doppia batteria, alle lampade UVGI ultraviolette, al trattamento dell’aria con bruciatori a gas modulanti ecc.
In relazione alla portata d’aria trattata, i condizionatori rooftop coprono un campo compreso tra 1.000 m3/h e 70.000 m3/h sia nella versione per il solo condizionamento estivo, sia nella versione a pompa di
calore reversibile. Il campo di capacità termica può variare da circa 5
25
3
A
B
C
D
E
F
3. TIPICI ALLESTIMENTI DIVERSIFICATI DI UNITÀ ROOF TOP (BLUE BOX).
A) A LLESTIMENTO ADATTO AD APPLICAZIONI CHE PREVEDONO L’INTEGRAZIONE DELL’ARIA DI
RIPRESA CON UNA PERCENTUALE DI ARIA ESTERNA. E’ UTILIZZATA UNA CAMERA DI MISCELA
A DUE SERRANDE. B)A LLESTIMENTO PER APPLICAZIONI CHE PREVEDONO L’ESPULSIONE DI
UNA CERTA QUANTITÀ DI ARIA ESAUSTA PRIMA DI INTEGRARE IL FLUSSO CON UNA PORTATA
D’ARIA DI RINNOVO. L A GESTIONE DEI FLUSSI D’ARIA AVVIENE CON UNA CAMERA DI MISCELA
A TRE SERRANDE. C)A LLESTIMENTO CON L’AGGIUNTA DI UNO O PIÙ GENERATORI DI CALORE
A CONDENSAZIONE (A SCAMBIO DIRETTO ), ALIMENTATI A GAS. D)A LLESTIMENTO CON
L’INSTALLAZIONE DI UNO O PIÙ GENERATORI DI CALORE A CONDENSAZIONE (A SCAMBIO
DIRETTO ), ALIMENTATI A GAS. E)A LLESTIMENTO COME IL PRECEDENTE MA CON L’AGGIUNTA
DI UN RECUPERATORE DI CALORE STATICO A FLUSSI INCROCIATI AD ELEVATA EFFICIENZA . CIÒ
PERMETTE IL RECUPERO DELL’ENERGIA TERMICA CONTENUTA NEL FLUSSO D’ARIA ESPULSO, IN
REGIME SIA ESTIVO SIA INVERNALE. L’ALLESTIMENTO SI COMPONE INOLTRE DI UNA SERRANDA DI
BY- PASS DEL RECUPERATORE, CHE CONSENTE DI OPERARE IN FREE COOLING O IN FREE HEATING, A
SECONDA DELLA STAGIONE. F)A LLESTIMENTO COME IL PRECEDENTE CON L’AGGIUNTA DI UNO O
PIÙ GENERATORI DI CALORE A CONDENSAZIONE (A SCAMBIO DIRETTO ), ALIMENTATI A GAS.
kW fino ad un massimo di 500 kW per unità standardizzate; nessun
limite per quelle realizzate su misura. Il funzionamento estivo è per
lo più previsto in un ambito di temperature dell’aria esterna comprese
tra +52 °C e -10 °C; quello in regime invernale tra +45 °C e -20 °C.
In talune varianti costruttive, la sezione motocondensante è anche di
tipo evaporativo mediante spruzzamento controllato di acqua trattata sulle alette delle batterie. In questo modo il rooftop fornisce la
medesima capacità di progetto, ma con un consumo inferiore del
25% - 50%.
TIPOLOGIE DI ROOF TOP
In genere, le unità di condizionamento roof top sono realizzate con
circuiti frigoriferi reversibili a pompa di calore aria-aria, in grado di
consentire il raffreddamento degli ambienti durante la stagione estiva e di riscaldarli durante quella invernale. Solo raramente queste
macchine sono realizzate per soddisfare unicamente la condizione
di raffreddamento e, nei casi in cui il riscaldamento a pompa di calore ad aria non riuscisse a soddisfare il carico richiesto dall’edificio,
26
soprattutto in presenza di temperature dell’aria esterna estremamente rigide, si può affidarne parte, o l’intero carico di riscaldamento,
ad appositi dispositivi muniti di bruciatori a gas modulanti. Oppure, ancora, affidare il riscaldamento a batterie alimentate con acqua
calda prodotta da piccole caldaiette a gas inserite nel contesto stesso
dell’unità roof top.
I ROOF TOP AD ACQUA
Oggi è sempre più frequente trovare impianti con unità di condizionamento roof top a pompa di calore che utilizzano l’acqua quale pozzo
termico: si tratta di applicazioni in impianti ad anello d’acqua, sia esso
di tipo aperto, oppure chiuso. Nel primo caso la temperatura dell’acqua nell’anello è garantita dallo scambio termico offerto dal collegamento diretto o indiretto alla falda acquifera. Nel secondo, è necessaria l’applicazione sull’anello chiuso di un geoscambiatore interrato
oppure di un generatore a gas o gasolio per supplire alle carenze
termiche invernali e di una torre di raffreddamento evaporativa per
supplire a quelle estive.
I sistemi di condizionamento applicati all’anello d’acqua consentono
di ottenere una gestione energeticamente più conveniente. Si pensi,
soprattutto al funzionamento invernale durante il quale un rooftop
ad aria è costretto ad operare con temperature esterne inferiori a 0
°C unendo anche la necessità di effettuare cicli di sbrinamento delle
batterie evaporanti, mentre la stessa macchina che utilizzi quale
pozzo termico l’acqua, può funzionare con temperature di evaporazione ben più vantaggiose, considerando che la temperatura del
fluido circolante nell’anello oscilla tra una temperatura minima di 10
°C e massima di 30 °C.
I SISTEMI DI CONTROLLO DEI ROOF TOP
Il controllo funzionale delle unità roof top è, talvolta, estremamente
complesso. Allo scopo, la società Carel ha messo a punto il programma “standard rooftop pCO” che gestisce un’unità di condizionamento
composta da due compressori, una serranda esterna e una valvola.
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SPECIALE ROOF TOP
La regolazione dell’aria di ricircolo può essere effettuata, sia in base
ai valori di temperatura, sia di umidità; sono previste alcune funzioni
per il risparmio energetico: freecooling estivo, freecooling e freeheating invernali. Queste funzioni agiscono sulle serrande, controllando
il flusso di aria esterna immessa in ambiente quando le condizioni di
temperatura o entalpia esterne sono favorevoli. Per la produzione di
caldo sono previste due resistenze ausiliarie controllabili con parametri utente. Con la versione di hardware interfaccia pCO a 8 ingressi
analogici é possibile collegare una sonda per il controllo della temperatura di mandata. Il controllo consiste in un limite di minima che
chiude la serranda esterna e spegne i compressori.
Il dispositivo pCO gestisce i principali allarmi dell’unità roof top
come: antigelo, interblocco generico, filtri sporchi, relais termico
compressore, pressostato di bassa e alta pressione.
Altro tipo di controllore specifico per unità roof top è stato messo a
punto da Honeywell con il modello Excel5000 System W7750A,B che
controlla il sistema sull’unità rooftop per singole zone. Esso utilizza il protocollo di comunicazione della rete Echelon®, LonWorks®
(E-Bus); rete di comunicazione ad alta velocità (78 kbit). Il controllore è conforme alle norme di interoperatività HVAC Echelon®
LonMark® HVAC per unità roof-top. La tecnologia di rete FTT (Free
Topology Transceiver) è insensibile alla polarità tanto da semplificarne l’installazione. Il dispositivo offre la possibilità di funzionamento
stand-alone nonché in modalità avanzata in caso di comunicazione
in rete EBus, inoltre, è studiato, sia per la regolazione di riscaldamento/raffreddamento a stadi, sia per la regolazione di riscaldamento/
raffreddamento modulante. Supporta due tipi di controlli di risparmio
energetico: quello di modulazione e quello di attivazione/ disattivazione. Fornisce un controllo della temperatura PID (Proporzionale,
Integrale, Derivativo). Utilizza un algoritmo adattivo che, all’occor-
renza, regola in continuazione il setpoint dell’aria di mandata.
Integral è la soluzione Siemens per l’automazione HVAC degli
ambienti e per le applicazioni elettriche in impianti di piccole e medie
dimensioni o nella gestione remota. Funzioni mature e facilmente
comprensibili forniscono supporto ottimale all’operatore di impianto
per le operazioni quotidiane. Il cuore del sistema, il modulo programmabile RS, è disponibile nella versione RSC liberamente programmabile, compatto ed adatto per applicazioni sulle unità roof-top.
4
4. OPERAZIONI DI POSIZIONAMENTO DI UN’UNITÀ ROOFTOP SU APPOSITO BASAMENTO
PRECEDENTEMENTE PREDISPOSTO (LENNOX).
La certificazione EUROVENT
In tema di efficienza, dall’1 giugno 2008 Eurovent ha avviato il
programma di certificazione delle unità di condizionamento rooftop.
La certificazione si applica alle apparecchiature funzionanti in raffreddamento e riscaldamento a pompa di calore; per il momento, fino alla
capacità massima di 100 kW. Le unità che fruiscono di sistemi di riscal-
Tabella 1. Condizioni di riferimento per la rilevazione
delle prestazioni dei roof top ad aria e ad acqua
Condizioni interne
Condizioni esterne
Aria entrante °C
Aria entrante °C
Bulbo
secco
Bulbo
umido
Bulbo
secco
Acqua °C
Bulbo
Ingresso Uscita
umido
Raffreddamento
27
19
35
24
30
Riscaldamento
20
15 max
7
5
20*
35
*Deve essere impiegata la stessa portata dell’acqua che è stata utilizzata durante il test di
raffreddamento.
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damento elettrici, ad acqua calda o a gas, sono certificate esclusivamente per la parte fredda.
Le prestazioni delle apparecchiature sono misurate a precise ed
uniformi condizioni di temperatura e di umidità come quelle riportate nella tabella 1.
I parametri misurati e certificati da Eurovent sulle apparecchiature
rooftop sono i seguenti:
s0ORTATADARIANOMINALE
s0RESSIONESTATICADISPONIBILE
s#APACITËDIRAFFREDDAMENTO
s0OTENZAASSORBITAINRAFFREDDAMENTO
s%%2
s#APACITËDIRISCALDAMENTO
s0OTENZAASSORBITAINRISCALDAMENTO
s#/0
s0ERDITADICARICOACQUACONDENSATOREPERLEUNITËADACQUA
s0RESSIONESONORAESTERNAALLUNITË
s0RESSIONESONORANELLACANALIZZAZIONE
27
XENTA 104-A è un regolatore studiato da Service Clima specifico per
unità roof-top. Il regolatore mantiene costante un valore di temperatura ambiente tramite il controllo in sequenza di riscaldamento,
raffreddamento e serranda dell’aria esterna e di ripresa dell’ambiente.
Utilizzando un sensore di temperatura per il rilevamento dell’aria in
mandata, sia la temperatura di immissione che quella dell’ambiente possono essere controllate in sequenza. Il controllo in sequenza
permette anche l’impostazione di limiti di minima e massima temperatura dell’aria di immissione.
L’accensione e lo spegnimento del ventilatore sono controllati dal
contatto di un relè a 24 volt isolato. Il modo di funzionamento del
ventilatore può essere selezionato per l’accensione continua in modalità occupied o ciclica in funzione dell’eventuale richiesta di caldo
o freddo dell’ambiente. Il regolatore è un’apparecchiatura certificata
LonMark®, che può comunicare all’interno di un network LonWorks® attraverso un doppino twistato. Essa è in grado di operare, sia
come unità Stand alone, sia come parte di un sistema esteso. Tutte le
variabili del regolatore possono essere controllate e configurate utilizzando un terminale operatore XENTA OP.
L’EFFICIENZA DEI ROOF TOP
Le unità di condizionamento roof top risultano talvolta energeticamente più vantaggiose di equivalenti sistemi idronici costituiti da
gruppi frigoriferi e unità di trattamento dell’aria. Ad esempio, nei
sistemi autonomi roof top non è richiesta la pompa di circolazione
dell’acqua che, normalmente, negli impianti idronici funziona costantemente ed indipendentemente dal carico frigorifero richiesto. Inoltre, lo scambio tra espansione o condensazione del gas refrigerante e
l’aria che attraversa le batterie, elimina il trasferimento attraverso un
fluido vettore intermedio come l’acqua.
I coefficienti di prestazione dei roof top durante il funzionamento a
pieno carico sono generalmente superiori a EER 3 in fase di raffreddamento con aria esterna a 35 °C BS e 24 °C BU, mentre sono supe-
5
5. UNA RAPPRESENTAZIONE SCHEMATICA DI UN PICCOLO IMPIANTO DI CLIMATIZZAZIONE RISOLTO
CON UN CONDIZIONATORE ROOF TOP INSTALLATO SULLA COPERTURA DELL’EDIFICIO (CLIVET).
28
Il mercato dei roof top
Nonostante la difficile situazione economica, il mercato del
condizionamento in genere ha raggiunto poco più di 70 miliardi
di dollari nel 2008, ossia un aumento del 2,5% rispetto al 2007 ed
è ormai condivisa una leggera diminuzione per il 2009.
L’Italia ha il maggior mercato di sistemi roof-top in volume grazie
alla recente costruzione di centri commerciali e grandi outlet in
molte regioni. La Spagna è, invece, il maggior mercato di unità
monoblocco per installazione interna, con vendite pari a 24.000
unità nel 2008.
In Italia vi sono molti costruttori di condizionatori autonomi e
roof-top che, nel 2008, hanno prodotto quasi 2.500 macchine per
un fatturato complessivo di circa 40 milioni di euro. Il mercato
italiano è servito per quasi il 30% da unità rooftop di importazione, ma si tratta prevalentemente di unità di piccola capacità.
riori a COP 3,5 in fase di riscaldamento con aria esterna a 7 °C BS e
6,1 °C BU.
Durante il funzionamento a pompa di calore i cicli di sbrinamento
devono essere gestiti con una particolare logica di tipo predittivo che
ne riducano, sia la frequenza, sia la durata. Così gli sbrinamenti devono essere regolati in durata attraverso il controllo della temperatura
dell’aria esterna e, contemporaneamente, del gradiente di pressione di evaporazione. Inoltre, l’adozione generalizzata di almeno due
compressori frigoriferi su due circuiti refrigeranti separati, permette di mantenerne uno sempre attivo in riscaldamento mentre l’altro
completa lo sbrinamento. In tal modo si evita di avere temperature
dell’aria di mandata in ambiente troppo basse, garantendo sempre il
massimo comfort.
Quando si parla di efficienza di unità roof top, non è sufficiente accettare i valori dichiarati durante il loro funzionamento a pieno carico.
Infatti, per la maggior parte del tempo, sia in estate, sia in inverno,
le macchine funzioneranno in condizioni di carico inferiori rispetto
a quelle per le quali sono state progettate. L’esigenza di adattare la
potenza erogata al carico richiesto diventa condizione imprescindibile
per il contenimento dei consumi energetici. Anche per questa ragione, la maggior parte delle unità rooftop sono equipaggiate con più
compressori frigoriferi di tipo on-off e, quando la capacità complessiva della macchina lo consente, anche con più compressori che insistono su singoli circuiti frigoriferi.
Il controllo elettronico applicato ai gruppi roof-top consente di parzializzare il funzionamento dei compressori di ciascun circuito secondo
il loro numero. Ad esempio, da una macchina equipaggiata con sei
compressori scroll a coppie di taglia differente sarà possibile ottenere
una sequenza di funzionamento 1/3, 2/3, 3/3 tale da ottenere la limitazione del pendolamento della temperatura dell’aria ed il perfetto
adattamento al carico parziale con un notevole risparmio energetico.
In questo caso si potrebbero ottenere coefficienti di prestazione, in
estate variabili da più di EER 3 con tutti i compressori attivi, fino ad
ottenere valori superiori a EER 7 con un solo compressore attivo di
taglia inferiore.
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Le tipologie
dei roof top
Sono numerosi i costruttori e le tipologie di prodotti presenti sul
mercato, che si estendono in un campo di potenze da 5 a circa 500 kW.
Ne riportiamo i modelli più rappresentativi per offrire un’indicazione
delle principali soluzioni e tecnologie
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29
I
1
condizionatori roof top, come è stato dimostrato nell’articolo precedente, rappresentano dei prodotti che, sebbene uniformati per certi aspetti, offrono svariate e apprezzabili diversificazioni che li rendono adatti a
rispondere ad esigenze di impiego anche molto
diversificate.
Nel seguito sono focalizzate delle
soluzioni ben rappresentative
della realtà produttiva di queste
macchine presenti sul mercato italiano e, più in generale, su
quello internazionale. Lo spazio,
sfortunatamente, non consente di
esporre con la completezza che
meriterebbe questa rassegna, ma
il risultato riteniamo sia comunque
sufficientemente significativo.
LE SCELTE PER IL LIGHT
COMMERCIAL
Nella fascia delle piccole potenze, Aermec produce unità rooftop per
il solo raffreddamento e a pompa di calore
da 8,4 kW a 47,7 kW, disponibili in nove grandezze, realizzate per funzionare con R-407C, con compressore
scroll, ventilatori centrifughi a veloctà variabile nell’unità di trattamento e assiali in quelle di condensazione. Tra le altre dotazioni, le
unità possono essere dotate di batterie di riscaldamento elettriche a
2 o 3 stadi o di batterie di riscaldamento ad acqua 2 o 3 ranghi con
valvola a tre vie modulante già installata.
Sempre nella fascia delle potenze medio/piccole si segnalano le unità
per solo raffreddamento e a pompa di calore STX in undici modelli
da 10 kW a 80 kW di Tecno Confort. Le macchine utilizzano anch’esse
compressori scroll funzionanti con refrigerante R-407C.
2
2. IL MODELLO MAVERIK I DI MCQUAY CON CAPACITÀ DA 10 KW A 150 KW,
FUNZIONANATE A R-410A.
30
1. UNA TRIPICA UNITÀ DI CONDIZIONAMENTO ROOF TOP DI MEDIA CAPACITÀ
PRODOTTA DA CARRIER.
I condizionatori rooftop di Ferroli coprono capacità frigorifere da 35
a 110 kW, sono equipaggiati con due compressori scroll, ciascuno a
servizio un circuito frigorifero indipendente, per mantenere il rapporto costante tra potenza totale e sensibile anche ai carichi parziali, con
maggiore affidabilità,
Anche Carrier offre due serie di roof top di media potenza con capacità frigorifera da 43 kW a 116 kW e a pompa calore, con capacità di
riscaldamento da 45 kW a 146 kW. I ventilatori assiali Flying Bird,
dotati di anello convogliatore, sono realizzati in materiale plastico
composito per un funzionamento silenzioso.
Una linea di roof top efficienti e semplici da installare è pure offerta
da Daikin, disponibile in 10 taglie, con capacità frigorifera da 17 kW
a 110 kW.
La gamma di unità con il marchio ET (Expansion Technology) dalla
collaborazione tra Sital Klima e ATR Group Air Conditioning copre
una fascia di portate dell’aria da 4.000 a 60.000 m3/h, è disponibile
in versione solo freddo, pompa di calore, con riscaldamento a gas
mediante bruciatori a scambio diretto e con caldaie montate a bordo
per l’alimentazione delle batterie ad acqua calda potendo coprire le
richieste di qualsiasi tipo di installazione. I rooftop ET sono sviluppati, sia con condensazione ad aria, sia ad acqua per installazioni in
impianti ad anello chiuso o aperto.
Un’altra serie di macchine in grado di adeguarsi ad ampie tipologie di
applicazione è la serie Maverik I, di McQuay, con capacità da 10 kW
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SPECIALE ROOF TOP
3
3. UNITÀ ROOFTOP DI GRANDE CAPACITÀ CON GENERATORI TERMICI A GAS
(ACM KALTE KLIMA).
4
4. UN MODELLO DI ROOF TOP CON GENERATORE DI CALORE A FIAMMA DIRETTA (BLUE BOX).
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a 150 kW, funzionanate a R-410A con compressori scroll che utilizza
sistemi di recupero di calore interconnettendo i flussi d’aria ambiente
con quelli del lato condensatori.
I MODELLI PER APPLICAZIONI MEDIO GRANDI
Spostandosi verso le potenze maggiori si segnalano numerosi costruttori e una maggiore ampiezza di diversificazioni costruttive rispetto
alla classe precedente, nella quale detengono un ruolo a sè le unità
condensate ad acqua per impianti
ad anello chiuso. Una gamma di
rooftop da 40 a 200 kW è prodotta da ACM Kalte Klima. Si tratta di
unità versatili che uniscono alla
versione base sezioni di miscelazione dell’aria, riprese con economizzatori di raffreddamento, generatori
termici d’aria calda con bruciatori
modulanti, dispositivi di umidificazione adiabatica e a vapore.
A propria volta, la serie RT di Apen
Group consiste in unità di trattamento d’aria monoblocco rooftop caratterizzate nella parte riscaldamento dal
modulo scambiatore PCH a condensazione. Il bruciatore è realizzato a totale premiscelazione aria-gas.
31
5
5. UN ROOF TOP MODELLO CSNX-XHE PRODOTTO DA CLIVET.
6. UN IMPIANTO CON UNITÀ DI CONDIZIONAMENTO ROOF TOP ALLINEATE SULLA COPERTURA DI UN
CENTRO COMMERCIALE (LENNOX).
I roof top di Blue Box sono di due tipologie: la serie Gamma con
ventilatori assiali e la serie Lambda Echos con ventilatori centrifughi.
I primi presentano una capacità frigorifera da 5 kW a 66 kW.
La serie Lambda Echos, funzionante con refrigerante R-410A, offre
diverse soluzioni tecnologiche volte a massimizzare i valori di efficienza energetica, pertanto è possibile: recuperare il calore contenuto nell’aria espulsa dall’ambiente per il rinnovo; operare in modalità
free cooling e free heating, condizione che nelle stagioni intermedie
permette di raffreddare o riscaldare gli ambienti utilizzando l’aria
esterna, escludendo anche totalmente il circuito frigorifero. Lo sbrinamento dei due circuiti avviene separatamente, mai contemporaneamente: l’esclusivo sistema “NoFrost”, grazie al controllo incrociato dei
parametri di temperatura e pressione, riduce al minimo la durata del
processo sul totale tempo di funzionamento dell’unità e garantisce
l’immissione di aria ad una temperatura moderata.
A propria volta Ciat presenta due tipologie di roof top: la serie New
Space PF e la New Space Gaz, tutte con capacità di raffreddamento da
20 kW fino a 286 kW e capacità termica da 19 kW fino a 277 kW. Le
portate d’aria coprono un campo da 4.000 m3/h fino a 46.000 m3/h.
Una gamma molto ampia di roof top è offerta da Climaveneta: le
linee di prodotto sono principalmente due, una con condensazione
ad aria e la linea Wet idonea ad installazione su impianti ad anello
32
d’acqua. La prima copre capacità
termiche da 37 kW fino a 425
kW, la seconda da 7 kW fino a
468 kW.
Nei roof top Compact serie AMC
di CMT Clima il riscaldamento dell’aria è realizzato da un
innovativo generatore di calore
a scambio diretto, corredato di
bruciatore a gas premix e di un
sistema di gestione e controllo a
microprocessore per la modulazione continua della potenza
termica erogata, conferendo
alle unità Compact flessibilità ed
elevate rese termiche alle varie
condizioni di funzionamento. Il
raffreddamento dell’aria è realizzato mediante uno o due circuiti
frigoriferi ad espansione diretta equipaggiati con compressori scroll.
I roof top di Lennox sono applicati soprattutto nel
settore retail, negli aeroporti, nei ristoranti, nei cinema, nei
teatri, nei centri congressi, negli edifici industriali e in quelli logistici. Le soluzioni con condensazione ad acqua li rendono idonei alle
applicazioni in anelli d’acqua a portata variabile (Water Source Heat
Pumps).
La gamma dei rooftop Lennox comprende le unità Thermodynamic
Cooling & Heating con capacità di raffreddamento e riscaldamento
da 20 a 230 kW.
6
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SPECIALE ROOF TOP
7
7. IL MODELLO VOYAGER FA PARTE DI UN’ESTESA SERIE DI ROOF TOP PRODOTTI DA TRANE.
Le portate d’aria coprono campi da 2.900 a 43.000 m3/h con ventilatori centrifughi ad inverter oppure plug-fan a velocità variabile. Le
macchine possono disporre di dispositivi di free cooling ed economizzatori, controllo e recupero di calore, sistemi di sbrinamento dinamico ed alternato, ecc.
Le unità condensate ad aria serie DX di RC Group coprono capacità
frigorifere da 53 kW a 226 kW. I compressori scroll funzionano con
refrigerante R-407C. Tra le componenti principali di queste unità si
segnalano la linea seriale, il riscaldamento elettrico, ad acqua o con
bruciatore a gas, il sistema a 5 serrande con controllo CO2 integrato
per utilizzo in ambienti ad elevato affollamento.
Cinque sono le serie di rooftop prodotte da Johnson Controls (York)
con potenze frigorifere da 10 kW fino a 450 kW, tutte funzionanti con
refrigerante R-410A.
La serie di roof top RT di UTA è realizzata con potenze frigorifere da
10 kW a 350 kW e portate d’aria fino a 44.000 m3/h, ed in versioni da
assemblare per potenze e portate superiori funzionamenti con refrigeranti R-407C, R-134a, R-404A, anche in versione a pompa di calore
o con generatori termici modulari con potenza da 20 kW a 400 KW.
LE TIPOLOGIE SPECIALI
Le tipologie di roof top che possono definirsi “speciali” presentano
caratteristiche che le distaccano per gran parte da quelle delle tipologie precedenti, mirate al soddisfacimento di requisiti al di fuori di
quelli per il normale benessere.
La serie Clivetpack, di Clivet, è una soluzione composta da condizionatori autonomi roof top che lavorano a tutta aria esterna operandone la filtrazione, il riscaldamento/raffreddamento e la deumidificazione prima dell’immissione nell’ambiente servito. Nelle cucine
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commerciali ed industriali queste unità sono in grado di compensare
il notevole flusso d’aria estratto dalle cappe. Nelle altre applicazioni,
qualora il flusso d’aria non sia aggressivo o richieda ulteriori trattamenti di purificazione per motivi igienici, essi stessi sono in grado
di effettuare autonomamente l’estrazione e l’espulsione all’esterno.
Queste pompe di calore aria-aria hanno peculiarità interessanti, tra le
quali: innovative sezioni ventilanti a controllo elettronico; coppie di
compressori scroll di taglia diversa sullo stesso circuito frigorifero per
massimizzare l’efficienza ai carichi parziali; estrema compattezza per
una facile installazione; disponibilità di filtri elettronici in grado di
eliminare il 99% di virus e batteri e ridurre i costi di esercizio rispetto
ad una soluzione tradizionale.
Janitrol-blow, di Janitrol, è una nuova unità monoblocco rooftop
progettata appositamente per il trattamento dell’aria in ambienti
soggetti ad elevati carichi di umidità e calore latente, quali piscine
e palestre. Essa rappresenta un’importante innovazione nel settore
del trattamento aria delle piscine, attraverso l’utilizzo di nuove tecnologie. Pure rivolte al settore delle piscine sono le unità prodotte da
Menerga e da Desert Aire (ampiamente descritte su questo stesso
numero nell’articolo dedicato alle piscine).
La serie Applied di McQuay comprende le unità RoofPak con capacità termofrigorifere da 15 kW a 500 kW. Si tratta di unità complesse,
ad altissima efficienza globale, complete anche di sistemi di recupero
di calore opzionali di tipo rotativo entalpico, generatori termici a gas,
ecc. Ma un altro elemento che ne contraddistingue la tecnologia è
l’applicazione del sistema evaporativo sulle batterie di condensazione
che consente di ottenere una consistente riduzione dei consumi di
energia elettrica di compressione. La linea RPS e RDT da 100 kW a
250 kW con refrigerante R-410A, adotta il sistema a portata variabile
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di serie ed è equipaggiata con batterie di condensazione a microcanali di alluminio ad altissima efficienza.
Phon, di Nemesis, è un climatizzatore rooftop per grandi superfici.
La sua sezione di trattamento dispone di un dispositivo di riscaldamento con generatore d’aria calda alimentato a gas metano o
GPL con potenze che vanno da 20 kW fino a 197 kW. La
versione con caldaie fornisce il riscaldamento dell’aria
di mandata tramite l’installazione di caldaie che asservono la batteria ad acqua calda e a richiesta la produzione di acqua calda sanitaria. Ogni caldaia alimenta un
circuito indipendente in modo da costituire uno scambiatore modulare con funzionamento a gradini.
La produzione di Trane copre un campo di capacità
molto ampio attraverso diverse serire di prodotti: da
10,5 kW fino a 35 kW fino a 569 kW.
Le unità Voyager hanno caratteristiche di versatilità
eccellenti. Infatti, sono disponibili nelle versioni con:
solo freddo, gas, pompa di calore, dual fuel, recuperatore a flussi incrociati, recuperatore rotativo, resistenza elettrica, economizzatore, etc.
Il corretto funzionamento delle apparecchiature può essere controllato
e governato attraverso “Mobilità” con controllore Varitrac facilmente
gestito con sistemi BMS come il Tracker o il Tracer SummitTM, oltre a
supportare i protocolli aperti standard LonTalk®
Una grande versatilità costruttiva è offerta da Zoppellaro con apparecchiature realizzate su misura e per specifici utilizzi di trattamento
dell’aria. I condizionatori roof top SO-X-RT sono studiati per climatizzare sale chirurgiche o camere bianche;, in grado di mantenere un
8. UN MODELLO DI ROOF TOP
PRODOTTO DA JOHNSON CONTROLS
CON CAPACITÀ FRIGORIFERA DA 80
KW A 140 KW.
9. LE UNITÀ DI CONDIZIONAMENTO
ROOF TOP, CONDENSATE AD ACQUA,
SONO POSITIVAMENTE APPLICATE
ANCHE SULLE IMBARCAZIONI
(ZOPPELLARO).
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ambiente in pressione o in depressione semplicemente variando i parametri macchina e di arrivare a classe di filtrazione U16 alla mandata.
Il raffreddamento e il riscaldamento vengono modulati anche attraverso tiristori sulle batterie elettriche, oppure con sistemi di riscaldamento a gas a scambio diretto modulanti a condensazione.
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L’adattabilità del roof top alle esigenze dei singoli impianti passa
anche attraverso le modulazioni della quantità d’aria immessa
nell’ambiente: inverter sui motori asincroni trifase dei ventilatori
di mandata e di ripresa; nuovi ventilatori con motori direttamente accoppiati di piccola taglia a magneti permanenti con inverter;
trasduttori per il controllo dello sporcamento e delle perdite di carico dei filtri. Grazie a questo sistema si riesce a
mantenere costante la portata dell’aria in mandata.
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