Impianti di condizionamento a doppio canale: nuovo metodo di dimensionamento della rete di distribuzione

In this paper we describe a method for sizing the network for the transport of the air, from the Air Handling Unit to terminal units, for a dual duct system, which provides for air distribution using two parallel networks. The methodology of the calculation for channels presented here leads to a reduction of their size thus reducing cost and size of the network, with respect to the methodologies usually adopted or proposed. The design criteria usually adopted for sizing require that air flows in the "cold" duct at a temperature less than the ambient temperature, while air flows in the " hot " duct at a temperature higher than the ambient temperature. As an alternative to the design criteria traditionally used, we present a method for sizing that requires that the "cold" channel transports air at a temperature value slightly lower (1 ÷ 2 °C) than the minimum inlet temperature (variable with time) required by the zones. This method has been applied to some reference networks and the results were compared with those obtained using the design criteria traditionally used. The obtained reductions of the total area of the channels, and therefore as a first approximation of their total weight, range between 15 % and 34%, also depending, over that on the system, on the temperature of the hot channel, kept constant and ranging between 35 °C and 45 °C. The air speed through the ducts is always lower or equal to the fixed values; this constraint is not always respected in the sizing of the ductworks with the traditional method.

In questo lavoro è descritto un metodo di dimensionamento della rete di trasporto dell’aria, dall’UTA alle unità terminali, degli impianti di climatizzazione a doppio canale. Tra gli impianti di climatizzazione a tutt’aria, la tipologia a doppio canale presenta indubbi vantaggi; la zonizzazione dell’impianto, e di conseguenza anche la regolazione della temperatura, può essere spinta fino al singolo ambiente ed inoltre ambienti che richiedono “caldo” e ambienti che richiedono “freddo” possono essere serviti contemporaneamente. Una rete di distribuzione dell’aria per un impianto a doppio canale è per contro notevolmente ingombrante e costosa, comportando altresì un costo di esercizio elevato. L’impiego di due reti parallele impone la riduzione delle dimensioni e dunque l’adozione di velocità di distribuzione notevolmente più alte rispetto a quelle utilizzate in altre tipologie di impianto. La metodologia di calcolo dei canali qui presentata conduce a una riduzione delle loro dimensioni, con conseguente diminuzione di costo e di ingombro della rete, rispetto alla metodologia usualmente impiegata; ciò è ottenuto minimizzando una funzione obiettivo rappresentata dalla superficie complessiva delle canalizzazioni. Il nuovo metodo è stato applicato ad alcune reti di riferimento e i risultati sono stati confrontati con quelli ottenuti per mezzo dei criteri di dimensionamento tradizionalmente utilizzati. Si ottengono riduzioni della superficie complessiva dei canali, e quindi in prima approssimazione del loro peso totale, variabili tra il 12 e il 25%. La velocità dell’aria nei canali è sempre non superiore ai valori massimi fissati; nel dimensionamento della rete con il metodo tradizionale questo vincolo non è sempre rispettato.