Ventilazione

Ventilazione controllata su richiesta

I moderni sistemi di ventilazione regolano la qualità dell'aria interna monitorando diversi parametri, quali temperatura, umidità relativa, anidride carbonica (CO₂), composti organici volatili totali (TVOC) e monossido di carbonio (CO).

Questi fattori variano a seconda del numero di persone presenti in una stanza, del tempo trascorso all'interno, delle condizioni meteorologiche esterne e della presenza di alcuni inquinanti interni. La maggior parte dei sistemi di ventilazione sono progettati per fornire aria fresca sufficiente, anche quando gli spazi sono completamente occupati. Quando le stanze sono vuote o poco utilizzate, il flusso d'aria può essere ridotto pur mantenendo una qualità dell'aria sufficiente. La circolazione continua di aria fresca aiuta a rimuovere i contaminanti presenti nell'aria interna, compresi i virus, scaricandoli attraverso i condotti di ventilazione, impedendo che si accumulino all'interno.

Negli uffici e negli spazi di lavoro, i sensori di qualità dell'aria integrati nei sistemi HVAC massimizzano l'efficienza energetica e consentono una corretta ventilazione e una buona qualità dell'aria, garantendo un ambiente di lavoro sano e produttivo. Tuttavia, c'è un aspetto negativo della ventilazione: l'aumento del consumo di energia e dei costi, che contribuiscono alle emissioni di gas serra e, in ultima analisi, al cambiamento climatico.

Ogni anno si sprecano ingenti quantità di energia e denaro a causa di pratiche inefficienti di riscaldamento, ventilazione e aria condizionata, tra cui le finestre aperte. I sistemi HVAC malfunzionanti possono anche peggiorare la qualità dell'aria interna invece di migliorarla. Trovare il giusto equilibrio tra il mantenimento di un'elevata qualità dell'aria interna e la riduzione al minimo delle perdite di energia rimane una sfida fondamentale.

L'85 % degli edifici nell'UE è stato costruito prima del 2000 e di questi il 75 % ha una scarsa prestazione energetica

Temperatura e umidità relativa (UR)

La temperatura e l'umidità relativa (UR) sono due parametri fondamentali che determinano il comfort e il benessere dei residenti. A questo proposito, non è la temperatura assoluta, ma soprattutto la temperatura apparente che è importante, la temperatura che gli esseri umani percepiscono effettivamente. Questa temperatura può discostarsi notevolmente dalla temperatura assoluta a causa di vari fattori, tra cui l'umidità, la velocità del vento – o correnti d'aria quando si è all'interno – e l'esposizione alla luce solare. Inoltre, dipende dalle persone che occupano la stanza e dalle attività che svolgono.

All'interno, la temperatura apparente e assoluta differirà principalmente in base all'interazione tra umidità relativa e temperatura. Un'umidità relativa più elevata aumenta gli effetti del caldo e del freddo. L'aria fredda combinata con alti livelli di umidità relativa è fredda, mentre l'aria calda combinata con un'elevata umidità relativa è più calda dell'aria calda più secca.
Pertanto, la ventilazione in funzione della temperatura e del livello di umidità relativa è particolarmente interessante negli ambienti in cui si verificano regolarmente grandi fluttuazioni di questi due parametri, come in cucina o in bagno.

La maggior parte dei sensori Sentera è in grado di misurare sia la temperatura ambiente che l'umidità relativa.

Free cooling durante la notte

Generalmente, in estate, c'è la richiesta di abbassare la temperatura interna e in inverno c'è la richiesta di aumentare la temperatura interna e limitare le perdite di calore. Gli scambiatori di calore possono aiutare in questo, così come i termoventilatori.
L'applicazione più importante della ventilazione in funzione della temperatura è il free cooling, che è un'alternativa o un supplemento al condizionamento dell'aria. Quando le temperature esterne si abbassano durante la notte, il sistema di ventilazione inizia ad aspirare l'aria più fresca all'interno. Con il passare del tempo l'edificio inizia a raffreddarsi. Quando l'edificio ha raggiunto la temperatura desiderata, il sistema interrompe l'immissione di aria all'interno. È conveniente e l'aria esterna andrà a vantaggio della qualità dell'aria interna.

Quali sono i buoni livelli di temperatura dell'aria interna?

La temperatura ideale di un ambiente interno dipende anche dal suo utilizzo. In generale, ci sono quattro categorie di ambienti di lavoro che richiedono diversi livelli di temperatura:

Anidride carbonica (CO₂)

L'anidride carbonica (CO₂) è un sottoprodotto naturale sia dei processi metabolici degli organismi viventi sia della combustione. Chimicamente, è costituito da un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno. Gli esseri umani producono CO₂ mentre respirano, il che la rende un comune inquinante dell'aria interna, soprattutto in spazi affollati o scarsamente ventilati. Sebbene la CO₂ sia un componente normale dell'aria che espiriamo, livelli elevati possono essere dannosi. Concentrazioni moderate possono portare a mal di testa e affaticamento, mentre livelli più elevati possono causare nausea, vertigini e persino vomito. In casi estremi, concentrazioni molto elevate di CO₂ possono portare alla perdita di coscienza.

Indicatore dell'occupazione e della qualità dell'aria

L'anidride carbonica è un indicatore affidabile di quante persone sono presenti in una stanza. Poiché la maggior parte della CO₂ indoor proviene dal metabolismo umano, la sua concentrazione è strettamente legata all'intensità con cui viene utilizzato uno spazio. Per mantenere una sana qualità dell'aria interna e prevenire l'accumulo di CO₂, è importante garantire un apporto costante di aria fresca attraverso un'adeguata ventilazione. Il monitoraggio dei livelli di CO₂ è quindi importante perché concentrazioni elevate possono indicare una scarsa qualità dell'aria. Quando i livelli di CO₂ aumentano, spesso significa che l'aria fresca si sta esaurendo e che anche altri inquinanti, come i composti organici volatili (COV) e gli agenti patogeni presenti nell'aria, possono accumularsi.

I moderni sistemi di ventilazione a richiesta controllata utilizzano sensori di CO₂ per valutare se è necessaria aria fresca aggiuntiva in uno spazio. Questi sistemi regolano automaticamente la ventilazione in base ai livelli di CO₂ in tempo reale, garantendo una qualità dell'aria ottimale che corrisponda al numero di occupanti e al loro livello di attività. La ventilazione controllata con CO₂è particolarmente utile in aree con occupazione variabile, come sale riunioni, aule e aule universitarie. Sentera offre un'ampia gamma di sensori di CO₂ affidabili che possono essere integrati in questi sistemi, rendendoli una scelta intelligente per un controllo efficace ed efficiente del clima interno.

Quando una persona malata utilizza una stanza, le particelle infettive sospese nell'aria vengono rilasciate, indugiano e si accumulano, soprattutto in spazi scarsamente ventilati. Sebbene non sia possibile misurare direttamente tutti i tipi di particelle infettive, la CO₂ funge da utile indicatore. Livelli più elevati di CO₂ sono spesso correlati a un rischio più elevato di trasmissione di malattie per via aerea. Utilizzando la ventilazione a domanda controllata basata sulla CO₂, la diffusione della malattia da individui asintomatici o pre-sintomatici può essere significativamente ridotta, poiché l'aria fresca diluisce le particelle potenzialmente dannose in modo più efficace.

Quali sono i livelli di CO₂ consigliati?

I sensori di CO₂ Sentera sono dotati di campi di rilevamento regolabili per adattarsi a varie applicazioni. Per gli ambienti interni tipici, si consiglia di mantenere le concentrazioni di CO₂ al di sotto di 800 ppm per mantenere una buona qualità dell'aria. I livelli non devono essere forzati al di sotto di 400 ppm, poiché questa è la concentrazione media di aria esterna. In ambienti specializzati come le serre, tuttavia, sono spesso desiderati livelli più elevati di CO₂ per promuovere la crescita delle piante.

Composti organici volatili totali

I composti organici volatili (COV) sono sostanze chimiche organiche che evaporano facilmente a temperatura ambiente. Sono uno dei principali responsabili dell'inquinamento atmosferico a livello del suolo e una preoccupazione comune negli ambienti interni. Il VOC totale o TVOC si riferisce alla concentrazione combinata di più COV presenti contemporaneamente nell'aria.

Effetti sulla salute e sul comfort

L'esposizione ai VOC può causare irritazione agli occhi, al naso e alla gola, mal di testa, vertigini, affaticamento e difficoltà di concentrazione. L'esposizione a lungo termine, in particolare a composti come la formaldeide, è stata collegata al cancro e allo sviluppo di allergie nei bambini. Oltre alla salute, i VOC influiscono anche sul comfort. Alcuni VOC, come il toluene, sono irritanti. Alti livelli di VOC, come quelli causati dai detergenti, possono influire negativamente sulla percezione della pulizia e rilasciare cattivi odori.

I composti organici volatili sono sempre presenti in una certa misura, sia all'interno che all'esterno. Tuttavia, le concentrazioni interne sono in genere da 2 a 5 volte superiori e in alcuni casi anche fino a 1000 volte superiori, a seconda dell'attività e dei materiali utilizzati nello spazio. I nuovi edifici, in particolare quelli con meno di due anni, hanno spesso i livelli di VOC più elevati a causa delle emissioni dei materiali da costruzione e delle finiture. Le fonti interne ed esterne dei VOC sono esseri umani, detergenti, vernici, pesticidi, inquinamento industriale, ecc.

D'altra parte, come accennato in precedenza, diverse tipologie di camere hanno profili VOC diversi:

• Cucina e bagno: prodotti per cucinare e pulire
• Soggiorno, camera da letto e ufficio: materiali da costruzione, mobili, tappeti, prodotti per la pulizia e presenza umana (e animale)
• Garage e ripostiglio: gas di scarico, fluidi per autotrazione, vernici e pesticidi

A questo proposito, gli ospedali e le case di cura sono particolarmente soggetti a livelli elevati di VOC a causa dell'uso frequente di disinfettanti e detergenti.

Ventilazione basata sul livello TVOC: intelligente ed efficiente

La ventilazione in funzione del livello di TVOC è interessante negli ambienti in cui la qualità dell'aria interna deve essere ottimizzata in modo continuativo, come soggiorni, edifici per uffici, determinati ambienti industriali, ecc. I moderni sistemi di ventilazione utilizzano sensori TVOC per monitorare la qualità dell'aria e regolare il flusso d'aria in tempo reale. Questi sensori sono sensibili all'idrogeno (H₂), che viene emesso dall'uomo insieme alla CO₂ durante la respirazione. Poiché la presenza umana è correlata all'aumento di entrambi i gas, questo metodo consente al sistema di:

• Rileva i livelli di occupazione
• Distinguere tra inquinanti di origine umana e di origine materiale
• Ottimizzare la ventilazione in base alle effettive esigenze di qualità dell'aria

Questa ventilazione controllata dalla domanda migliora la qualità dell'aria, aumenta il comfort e riduce il consumo di energia ventilando solo quando necessario.

Pressione differenziale

Il termine pressione differenziale si riferisce alla differenza di pressione dell'aria tra due punti distinti di un sistema. Mantenere la corretta pressione differenziale è fondamentale per un corretto flusso d'aria, la qualità dell'aria interna e l'efficienza energetica.

I dispositivi di pressione differenziale, inclusi interruttori, sensori e controller, svolgono un ruolo chiave nei sistemi di ventilazione, in particolare nel riscaldamento, nella ventilazione e nel condizionamento dell'aria (HVAC) e negli ambienti controllati come camere bianche, laboratori e ospedali. Facilitano il funzionamento efficiente ed economico dei sistemi monitorando e regolando il flusso d'aria e rilevando i filtri intasati. In breve, i dispositivi di pressione differenziale sono fondamentali per creare ambienti interni più sicuri, intelligenti e sostenibili.

Differenziali di pressione insufficienti possono portare a problemi come un flusso d'aria inadeguato, che compromette la qualità e il comfort dell'aria interna. Al contrario, differenziali eccessivi possono affaticare i componenti e aumentare il consumo di energia.

Dispositivi di pressione differenziale

I sensori, gli interruttori e i controllori di pressione differenziale di Sentera sono utilizzati per misurare e controllare basse pressioni differenziali di gas non aggressivi e non combustibili, ma sono stati sviluppati appositamente per l'aria.

1. Pressostato differenziale
   Rileva le differenze di pressione tra due punti e attiva/disattiva un circuito in base a una soglia predefinita. Quando la differenza di pressione supera o scende al di sotto di un set point, l'interruttore apre o chiude il circuito elettrico, attivando un allarme o un'azione.
2. Sensore di pressione differenziale
   Misura e fornisce dati in tempo reale sulla differenza di pressione tra due punti.
   Utilizza varie tecnologie (ad esempio, piezoresistiva, capacitiva) per misurare la differenza di pressione e convertirla in un segnale elettrico (solitamente analogico).
3. Regolatore di pressione differenziale
   Mantiene attivamente un setpoint per la differenza di pressione. Utilizza un algoritmo PI (Proportional-Integral) per regolare l'uscita (ad esempio, un segnale 0–10V) per garantire che la differenza di pressione rimanga al valore desiderato.

Monitoraggio del filtro dell'aria

Una delle principali applicazioni della pressione differenziale è il monitoraggio dei filtri. Un dispositivo di monitoraggio del filtro dell'aria è un'apparecchiatura utilizzata nei sistemi HVAC per monitorare le condizioni e l'efficienza dei filtri dell'aria. Il dispositivo può indicare quando i filtri devono essere sostituiti o sottoposti a manutenzione. Quando i filtri dell'aria si sporcano, la caduta di pressione attraverso il filtro aumenta. I sensori di pressione differenziale rilevano questa variazione e possono attivare avvisi. Ciò garantisce un'alimentazione di aria pulita, migliora l'efficienza energetica e prolunga la durata del sistema.

Sensori e controller sono indispensabili per ottimizzare il sistema di ventilazione. Misura o controlla la pressione differenziale (Pa), la velocità del flusso d'aria (m/s) o il volume del flusso d'aria (m³/h). Assicurati che la giusta quantità di aria fresca sia fornita nel tuo edificio e rileva i filtri intasati per garantire il comfort degli abitanti e una qualità dell'aria interna ottimale.