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Calore dell’aria

I convettori per il riscaldamento dell’acqua sono una grande classe di apparecchi di riscaldamento utilizzati in tutto il mondo da molti decenni, al pari dei radiatori. Sono molto diversi dalle loro controparti “radianti”, sia in termini di principio che di funzionamento. Il radiatore svolge due funzioni: riscalda l’aria e irradia calore sotto forma di onde infrarosse. Il convettore ha un compito più semplice: è destinato esclusivamente al riscaldamento dell’aria.

Convettori

Il principio del convettore si basa su semplici leggi fisiche: l’aria fredda viene riscaldata dallo scambiatore di calore e sale verso l’alto. In questo modo si crea una circolazione dell’aria interna. A differenza del riscaldamento a radiatori, il riscaldamento a convezione comporta un maggiore abbassamento della temperatura tra il pavimento e il soffitto, poiché l’aria riscaldata sale nell’ambiente. Con i convettori non è possibile riscaldare senza calore radiante. Il cosiddetto effetto di riscaldamento radiante secondario si verifica quando il dispositivo è in funzione: l’aria calda nel soffitto riscalda il soffitto e la superficie del soffitto inizia a irradiare calore e a trasferirlo all’ambiente.

Poiché i convettori non sono progettati con superfici che irradiano onde infrarosse, non è necessario lasciarle a vista e garantiscono una propagazione senza ostacoli delle onde di calore nell’ambiente. Il convettore può essere installato dietro uno schermo decorativo o nascosto dietro arredi interni, a condizione che gli elementi circostanti non interferiscano con la circolazione dell’aria.

I convettori sono disponibili sia di marche nazionali che estere Boki, Isan, Jaga, Kampmann, Kermi, Klima, Minib e molte altre .

CON O SENZA VENTILATORE

Nonostante il principio di funzionamento comune dei convettori, nei diversi modelli viene implementato in modo diverso. I convettori di mercato possono essere di due tipi: a convezione forzata o a convezione naturale.

La ventilazione forzata utilizza ventilatori assiali o tangenziali per aspirare l’aria e aumentare il ricambio d’aria del modello. Il ventilatore tangenziale ha una girante per tutta la sua lunghezza e corre lungo lo scambiatore di calore; il ventilatore assiale, invece, si trova all’estremità e dirige l’aria lungo lo scambiatore di calore e potrebbe non “raggiungere” l’estremità del convettore. I modelli a convezione forzata presentano numerosi vantaggi, come ad esempio la possibilità di realizzare un’unità di produzione più elevata grazie a una spaziatura più frequente delle lamelle – l’aria ventilata passerà comunque ad alta velocità. Tuttavia, esistono anche degli svantaggi. In primo luogo, i motori dei ventilatori richiedono un’alimentazione elettrica, quindi il convettore dovrà essere collegato alla rete elettrica, il che non è sempre possibile. E a volte non è sicuro: per esempio, nelle piscine e in altri ambienti umidi esistono modelli speciali con ventilatori alimentati da corrente continua a bassa tensione, che consentono di evitare l’elettrocuzione. Esistono anche modelli di ventilatori remoti che possono portare l’aria nel convettore da un’altra stanza attraverso un condotto. In secondo luogo, il ventilatore è un dispositivo meccanico e può produrre rumore durante il funzionamento.

I convettori a convezione naturale, invece, sono silenziosi: non ci sono ventole nel design del convettore. In questi modelli, l’aria entra nel convettore per convezione naturale: scende e scorre nel convettore, si riscalda e poi rientra nell’ambiente. Inoltre, non devono essere collegati alla rete elettrica, il che semplifica l’installazione. Ma la convezione naturale richiede determinate condizioni. Ad esempio, limitando la frequenza di posizionamento delle lamelle nello scambiatore di calore. da un lato, più lamelle ha, più calore può dissipare; dall’altro, un numero eccessivo di lamelle può ridurre la capacità d’aria del convettore e ostacolare la libera circolazione dell’aria attraverso l’apparecchio. Per questo motivo la distanza tra le lamelle viene misurata in modo che non ostacolino il flusso d’aria e il calore nel modo più efficace possibile. Alcuni convettori a convezione naturale possono essere dotati di ventilatori assiali che, se necessario, aumentano la potenza delle unità, aumentando il flusso d’aria attraverso di esse. Tuttavia, in questo caso è già necessario installare un alimentatore e non saranno molto silenziosi quando le ventole sono in funzione.

Convettori

SUL MURO, SUL PAVIMENTO, DENTRO IL PAVIMENTO

I convettori possono essere a pavimento, a piantana o a parete.

Convettore a pavimento – un tipo speciale di apparecchio. Il suo corpo è “sepolto” nel pavimento della stanza, mentre lo scambiatore di calore si trova in una nicchia all’interno della stanza. Il convettore è solitamente coperto da una griglia decorativa a livello del pavimento. Di solito sono abbastanza resistenti da poter essere calpestati. I modelli a pavimento hanno un importante vantaggio rispetto agli altri apparecchi di riscaldamento radiatori, convettori a parete e a pavimento : sono poco visibili e possono fornire una capacità di riscaldamento molto elevata a seconda del tipo di convezione, della costruzione dello scambiatore di calore e di altri fattori . Sono quindi ampiamente utilizzati nei casi in cui è necessario riscaldare gli ambienti, ma non sono graditi oggetti inutili che attirino l’attenzione. Le vetrate panoramiche sono un esempio di tale applicazione. Le grandi lastre di vetro sono belle e offrono una buona visuale, ma i radiatori o i convettori standard possono bloccare la visuale – hanno una certa altezza. I modelli con pavimentazione interna, invece, non ostacolano la vista perché sono quasi interamente sotto il pavimento. Tuttavia, riscaldano efficacemente le finestre: l’aria fredda scende lungo le finestre ed entra nella griglia del convettore in basso; all’interno, passa attraverso lo scambiatore di calore e viene espulsa come aria calda. Inoltre, i convettori di questo tipo vengono utilizzati per riscaldare il perimetro della stanza e in molti altri casi.

I modelli di convettori interni a pavimento si differenziano per la profondità dell’involucro, il numero di scambiatori di calore e il tipo di convezione. La profondità è uno dei fattori che limitano le possibilità di installazione del convettore a pavimento, perché non tutti i pavimenti possono ospitarlo. Le unità più profonde possono raggiungere un’altezza di diverse decine di centimetri; di norma, si tratta di unità con una resa maggiore. Non sono progettati per essere installati ai piani superiori degli edifici; di solito sono installati al piano terra. I dispositivi a bassa profondità pochi centimetri o più , invece, consentono di installarli in qualsiasi massetto, non solo al piano terra. Ma questi modelli avranno anche una potenza inferiore rispetto a quelli profondi.

Poiché l’unica parte visibile del convettore a pavimento è la griglia, il produttore presta molta attenzione al suo design. Possono essere realizzati in diversi materiali: metallo acciaio, alluminio , legno, ecc. d. Le griglie metalliche sono più resistenti, possono essere rese più sottili e le aste che le compongono possono essere disposte sia trasversalmente che longitudinalmente. Tuttavia, il metallo può essere riscaldato dall’aria ed emettere calore da solo; questo riduce l’aerodinamica del convettore, il flusso d’aria e, di conseguenza, la capacità. Va tuttavia notato che questo fenomeno influisce solo leggermente sulla potenza finale del dispositivo. Le griglie in legno sono meno interessate da questo fenomeno, ma presentano anche degli svantaggi. Le aste di legno sono più fragili di quelle metalliche e quindi vengono rese più spesse per aumentarne la resistenza, che tra l’altro diminuisce la larghezza di banda del convettore, e sono disposte trasversalmente. I produttori producono griglie di diversi colori e offrono anche cornici di vari tipi e colori, per cui è facile trovare una cornice che si adatti a qualsiasi interno.

L’architettura contemporanea degli edifici non si limita alle linee rette, quindi, oltre ai convettori a pavimento rettilinei, è possibile produrre modelli più complicati, angolari e persino radiali. Le cappe sono generalmente prodotte su ordinazione e con un sovrapprezzo per i modelli non standard.

È meglio pianificare l’installazione dei convettori a pavimento già in fase di costruzione dell’edificio, in modo da avere delle nicchie per ospitarli. Al contrario, i modelli bassi possono essere installati con uno strato di massetto se il nuovo strato di massetto è sufficientemente spesso da accogliere l’involucro del modello . Non è auspicabile installare i convettori a pavimento in un podio appositamente progettato: se non sono a filo con il pavimento, i dispositivi non funzionano bene come dovrebbero.

I convettori a pavimento e i convettori a parete si differenziano soprattutto per le dimensioni. I termoconvettori a parete sono solitamente piuttosto alti e i termoconvettori a muro. I convettori a pavimento sono bassi e compatti e in alcuni casi possono sostituire con successo i convettori a pavimento, ad esempio per il riscaldamento di stanze con grandi vetrate. Grazie alla loro altezza ridotta, i modelli da pavimento sono poco appariscenti e facili da nascondere, anche dietro i mobili. Esistono anche i cosiddetti modelli a battiscopa: convettori con un’altezza estremamente ridotta fino a 200 mm , così compatti da essere quasi invisibili e utilizzabili per il riscaldamento perimetrale.

I convettori a parete e a pavimento si dividono in modelli con e senza copertura. l’unità con scambiatore di calore nudo è un convettore senza coperchio e all’interno dell’involucro chiuso ha un coperchio. In pratica, però, non è così. La caratteristica principale di un convettore con coperchio è che il coperchio è più pratico che decorativo: crea una corrente d’aria aggiuntiva per migliorare la circolazione dell’aria. Inoltre, la gamma dei convettori può contenere apparecchi con scambiatori della stessa dimensione ma con involucri di altezza diversa: quelli più alti sono più efficienti, ma occupano più spazio. Lo scambiatore di calore di questi convettori si trova solitamente in basso, più vicino al pavimento. I convettori senza copertura sono privi di copertura o hanno solo uno scopo decorativo: mascherare lo scambiatore di calore e proteggerlo da eventuali danni.

Convettori

Tra l’altro, sia l’involucro funzionale che quello decorativo del convettore non si riscaldano tanto quanto, ad esempio, la superficie del radiatore. Questo rende i convettori sicuri per le persone e i bambini: non ci si può scottare sul corpo dell’apparecchio.

Il più delle volte i convettori sono in acciaio indipendentemente dal fatto che siano in acciaio, in materiale composito o in rame . L’acciaio è facile da verniciare, quindi è possibile ordinare qualsiasi colore dalla tavolozza del produttore. Tuttavia, per il corpo vengono utilizzati altri materiali: il legno, ad esempio, a volte è sorprendente. Non c’è nulla di sorprendente in questi esperimenti, dal momento che gli obiettivi dell’alloggiamento non prevedono il riscaldamento radiante dell’ambiente, e quindi per il normale funzionamento del convettore è sufficiente praticare dei fori nell’alloggiamento per l’insufflazione dell’aria.

Il convettore è solitamente coperto da una griglia che non ostacola la circolazione dell’aria, ma impedisce la penetrazione di corpi estranei e distribuisce l’aria riscaldata. La griglia può dirigere l’aria verso l’alto o lateralmente, a seconda del design delle aperture della griglia.

I convettori a parete e a pavimento possono anche essere diritti o angolati, a seconda delle possibilità di produzione.

I modelli a parete sono montati con staffe, quelli a pavimento su gambe speciali. Quando si installa il radiatore, si tiene conto della posizione spaziale dell’elemento – è necessario osservare alcune regole. Il convettore non deve trovarsi troppo in alto o troppo in basso rispetto al pavimento, altrimenti la sua efficienza verrebbe compromessa. Se il convettore viene installato in una stanza con un pavimento grezzo prima della posa del massetto, tenere conto dello strato previsto per il massetto, in modo che al termine dei lavori il pavimento non sia molto vicino all’apparecchio.

Convettori

ELEMENTO RISCALDANTE

Lo scambiatore di calore è l’elemento operativo di base del convettore. È l’elemento che conduce il trasferimento di calore dal mezzo di riscaldamento all’aria. Gli scambiatori di calore sono disponibili in una varietà di costruzioni e materiali, a seconda delle loro caratteristiche e dei loro costi. Ad esempio, sono comuni gli scambiatori di calore realizzati interamente in acciaio, rame o una combinazione di rame e alluminio.

Il tipo di scambiatore di calore più comune in un convettore è quello lamellare. Uno scambiatore di calore è fondamentalmente un tubo a cui sono collegate più lamelle. Il fluido termovettore circola all’interno del tubo e il calore viene trasferito alle piastre. L’aria, a sua volta, scorre tra le file di lamelle e riscalda il punto di rotazione. Il modo in cui le lamelle e i tubi sono uniti gioca un ruolo importante, poiché gli spazi vuoti tra di loro riducono l’efficienza. Negli scambiatori di calore in acciaio i tubi e le alette possono essere saldati tra loro per garantire un buon trasferimento di calore. Gli elementi in rame degli scambiatori di calore sono collegati tramite saldatura. Gli scambiatori di calore combinati con tubi di rame e alette di alluminio richiedono un approccio diverso, in quanto questi materiali non possono essere collegati mediante saldatura. Gli scambiatori di calore sono molto spesso sagomati utilizzando mandrini: le lamelle vengono prima fatte scorrere sul tubo e poi un mandrino con un diametro di un metro superiore al diametro originale del tubo viene spinto attraverso il tubo. Questo provoca l’espansione del tubo e il taglio delle lamelle. È comune anche il metodo di connessione senza mandrino, in cui le lamelle sono progettate in modo che quando il tubo viene tirato attraverso le lamelle, i manicotti si adattano strettamente al tubo.

Anche la forma delle alette varia nei convettori ad alette. I convettori utilizzano sia lamelle lisce che a coste. Lo sgravio consente di aumentare l’area della piastra e quindi la potenza termica. Le lame possono essere singole, a U o addirittura a meandro. Le lamelle di alluminio sono generalmente sottili e devono essere maneggiate con cura per evitare danni – le lamelle piegate compromettono l’aerodinamica dello scambiatore di calore. Le lamelle in acciaio sono più robuste.

Un’alternativa alla struttura lamellare è lo scambiatore di calore a filo disponibile anche nella gamma di convettori Isan . Al posto delle lamelle, si utilizza un filo di rame collegato al tubo di rame e intrecciato in modo speciale. Questi scambiatori di calore sono robusti ed efficienti, ma costano anche di più degli scambiatori di calore alettati.

Anche i tubi che costituiscono la base dello scambiatore di calore possono essere variati. Normalmente i convettori utilizzano tubi a sezione circolare, poiché questa forma conferisce loro un’elevata resistenza, garantendo una distribuzione uniforme della pressione su tutta la lunghezza del tubo. Alcuni modelli hanno scambiatori di calore con tubi di altre forme, ad esempio ovali, ecc. d. Il materiale dei tubi è importante. I convettori in acciaio utilizzano tubi relativamente spessi che possono sopportare pressioni elevate e sono spesso adatti all’installazione in impianti di riscaldamento aperti grazie alle pareti più spesse, questi modelli non si corrodono come, ad esempio, i radiatori in acciaio a pareti sottili che non possono essere utilizzati in impianti aperti . I tubi di rame hanno una superficie interna più fine rispetto ai tubi di acciaio, quindi hanno una maggiore permeabilità e sono anche meno soggetti alla corrosione. Gli scambiatori di calore con tubi di rame, tuttavia, devono essere protetti dagli effetti dannosi dell’acqua clorata.

TEMPERATURA A PIACERE

I convettori sono caratterizzati da un volume del serbatoio ridotto rispetto ai radiatori l’acqua riempie solo i tubi dello scambiatore , tuttavia la velocità di circolazione del fluido termovettore deve essere elevata per garantire il trasferimento di calore e quindi la resa radiante dell’apparecchio. l’elevata portata del fluido attraverso l’apparecchio garantisce che il convettore non geli quando le finestre sono aperte – l’acqua non ha il tempo di raffreddarsi prima di trasformarsi in ghiaccio. I tubi di grande diametro e l’assenza di rubinetti, come quelli dei radiatori, eliminano praticamente la possibilità di perdite d’aria.

I convettori sono facili da regolare. Se si interrompe l’alimentazione dell’acqua all’apparecchio, questo si raffredda molto rapidamente e smette di riscaldarsi. Per questo motivo i convettori funzionano bene con le valvole termostatiche che consentono di impostare la temperatura ambiente desiderata e di mantenerla a questo livello senza alcuna supervisione umana. Le valvole termostatiche ad alta portata sono utilizzate nei convettori, in modo che i raccordi non creino una resistenza idraulica significativa all’ingresso del dispositivo e non riducano l’efficienza del riscaldamento. Le valvole termostatiche con testine termostatiche di diverso tipo standard, remote, con controllo elettronico, ecc. possono funzionare sia con i convettori che con i radiatori. d. . I produttori di termoconvettori possono dotare i modelli di valvole termostatiche in fabbrica o lasciare al cliente la scelta di dotarli di rubinetti senza valvole.

Alcuni convettori hanno la possibilità di regolare l’uscita grazie al loro design: all’interno del corpo di questi modelli c’è una serranda che può essere rimessa indietro e interrompere l’aria riscaldata se necessario. Tuttavia, a differenza di una valvola di espansione termostatica, la serranda richiede un azionamento manuale.

SIA IN INVERNO CHE IN ESTATE…

I convettori possono essere utilizzati non solo per il riscaldamento degli ambienti, ma anche per il raffreddamento. In questo caso, al posto del mezzo di trasferimento del calore, vengono riempiti con il refrigerante acqua o un liquido speciale proveniente da un refrigeratore. Lo stesso convettore può svolgere compiti diversi in stagioni diverse: riscaldare in inverno e raffreddare in estate. È vero che non tutti i convettori sono adatti a questa versatile applicazione e i produttori di norma specificano se il modello in questione può essere utilizzato per il raffreddamento.

Per passare da una modalità all’altra, il convettore deve essere svuotato e riempito con il liquido necessario. Tuttavia, esistono anche modelli con circuiti di riscaldamento e raffreddamento integrati indipendentemente l’uno dall’altro. Quando si cambia modalità, è sufficiente disattivare la circolazione in un circuito e attivare l’altro. Tuttavia, occorre ricordare che i convettori hanno una potenza frigorifera nettamente inferiore a quella del riscaldamento; pertanto, quando si pianifica un progetto di raffrescamento convettivo, è importante calcolare il fabbisogno di raffreddamento, perché è facile ridurre la potenza termica. Inoltre, il convettore non è in grado di funzionare in modo naturale per il raffreddamento, quindi tutti i modelli con supporto per il raffreddamento sono dotati di ventole.

Durante il raffreddamento è possibile che si formi della condensa sulle serpentine del convettore. Nei modelli a pavimento, l’umidità si raccoglie sul fondo dell’involucro e deve essere drenata. Inoltre, questi convettori sono spesso dotati di un sistema di scarico della condensa.

Convettori

PER TENERLO PULITO

Ogni giorno un grande volume d’aria attraversa il convettore e con esso polvere e altre impurità. Una volta all’interno dell’apparecchio, l’umidità si deposita sulle lamelle e sulle altre superfici interne e può eventualmente rifluire nel flusso d’aria. Per evitare che il convettore diventi una fonte di sporcizia, è necessario pulirlo regolarmente ad esempio con un aspirapolvere che aspira la polvere dalle fessure tra le lame . Alcuni modelli hanno l’involucro e la griglia fissi, altri sono staccabili e consentono la pulizia. Vale la pena di notare che gli scambiatori di calore lamellari soprattutto quelli con lame zigrinate sono più suscettibili alla contaminazione rispetto agli scambiatori di calore a filo, la cui polvere non viene quasi intrappolata sul filo, ma rimane solo sul fondo, dove può essere facilmente aspirata.

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Alberto Martini

Fin dalla mia infanzia, ho dimostrato una predisposizione per la comprensione della tecnologia e la curiosità verso il funzionamento delle attrezzature. Crescendo, il mio interesse si è trasformato in una passione per la manutenzione e la riparazione di dispositivi elettronici e meccanici.

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Comments: 2
  1. Chiara

    Ciao, vorrei chiederti se nel testo si fa riferimento al calore dell’aria in generale o se si tratta di una domanda specifica. Ti interessa sapere qualcosa riguardo la temperatura dell’aria? Potresti specificare ulteriormente la tua domanda? Grazie.

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  2. Elena Santoro

    Mi chiedo quanto caldo possa essere l’aria durante una giornata estiva tipica. Qual è la temperatura media dell’aria durante i mesi più caldi? Fa un caldo intenso o è più mite? Grazie per l’informazione!

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