Ventilazione meccanica controllata: come funziona il ricircolo dell’aria

Di Nicola Martello

Ventilazione meccanica controllata: come funziona la VMC

In un’abitazione, in un luogo di lavoro, in un ambiente dove si trovano persone, il ricircolo aria è importante. Per un comfort ottimale con un efficace ricircolo aria, infatti, l’aria deve avere una concentrazione di anidride carbonica inferiore allo 0,1% in volume. Inoltre non devono essere percepibili odori sgradevoli né deve esserci un elevato livello di umidità. Serve quindi un buon controllo della qualità dell’aria. Il ricircolo dell’aria in inverno e in estate deve essere adeguato all’uso della stanza. La soluzione è un impianto di ventilazione meccanica controllata (VMC) con ricircolo aria. Questo impianto lavora insieme ai sistemi di climatizzazione estiva e invernale.

Nei vecchi edifici questo ricambio è fornito – almeno in parte – dalle fessure negli infissi delle finestre. Nelle costruzioni moderne è necessario usare un altro sistema, come la ventilazione meccanica controllata con ricircolo dell’aria. Le finestre e le porte moderne hanno infatti chiusure praticamente ermetiche per favorire il risparmio energetico. Nelle abitazioni si possono aprire periodicamente le finestre, immettendo aria esterna che può contenere pulviscolo e pollini. Questo annulla il beneficio dell’isolamento termico: si disperde l’aria interna riscaldata in inverno e rinfrescata in estate. Ma nei moderni uffici e luoghi di lavoro le finestre sono di solito sigillate, quindi un ricambio dell’aria con il vecchio sistema non è proprio possibile.

La soluzione per il ricambio dell’aria consiste, come abbiamo detto, nell’installazione di un dispositivo per la ventilazione meccanica controllata con ricircolo dell’aria. Un apparecchio VMC, nella sua implementazione più classica, è composto da due motori elettrici che azionano altrettanti ventilatori. Questi sono di solito di tipo centrifugo, molto più efficiente di quello assiale. Completano il sistema uno scambiatore di calore passivo e filtri per trattenere le particelle contenute nell’aria esterna.

In pratica, un ventilatore aspira l’aria dall’interno verso l’esterno, l’altro lavora in direzione opposta. I due flussi d’aria transitano dentro uno scambiatore di calore. Questo consente il passaggio del calore dall’aria calda e viziata proveniente dall’interno a quella fredda dall’esterno, senza contaminazioni tra aria esterna e interna. Questo è il percorso del calore in inverno. In estate funziona al contrario: l’aria calda esterna viene raffreddata da quella fresca interna prima di uscire.

A completamento del dispositivo ci sono i filtri per trattenere pulviscolo e pollini che possono essere presenti nell’aria che arriva dall’esterno. Così negli ambienti entra un ricambio d’aria fresca a una temperatura vicina a quella mantenuta dall’impianto di riscaldamento o dal ricircolo dell’aria del condizionatore di casa. L’aria è anche libera da particelle fastidiose o addirittura dannose.

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Dal punto di vista energetico, un dispositivo per la ventilazione meccanica include – come abbiamo visto – solo due motori elettrici di bassa potenza, che funzionano saltuariamente nell’arco dell’intera giornata. In un anno, un apparecchio di questo tipo consuma circa dieci volte meno energia di un classico frigo domestico.

Tipologie di VMC: centralizzata o puntuale

Le macchine per la ventilazione forzata rientrano in due tipologie principali: centralizzata o decentralizzata (chiamata anche puntuale).

Ventilazione meccanica controllata ricircolo aria centralizzata

Al primo gruppo appartengono gli impianti che servono un intero appartamento o anche un edificio completo. La macchina vera e propria è piuttosto voluminosa, quindi è di solito installata in un locale ad hoc. È collegata a tubazioni che fanno passare l’aria in entrambe le direzioni. In ogni stanza ci sono due bocchette: una aspira l’aria, l’altra la immette.. Anche le tubazioni sono piuttosto ingombranti: i canali principali possono arrivare a 20 cm di diametro, quelli secondari a 9 centimetri. Per nasconderle alla vista si posizionano all’interno di controsoffitti, normalmente presenti negli ambienti di lavoro e nei negozi.

Il principale vantaggio di una soluzione centralizzata è avere un’unica macchina da gestire, sia per il funzionamento sia per la manutenzione (la pulizia dei filtri, per esempio). Lo svantaggio è la canalizzazione dei flussi di aria, che richiede spazio.

I dispositivi di tipo puntuale sono più piccoli e trattano il solo volume d’aria contenuto nel locale dove sono installati. Si posizionano idealmente in un controsoffitto per non rovinare l’estetica dell’arredamento, oppure agganciati fuori sul muro esterno dotato di due fori per il passaggio dell’aria.. Esistono anche unità che somigliano al modulo interno di un condizionatore split, da attaccare a un muro che confina con l’esterno.

In un tipico appartamento, quindi ci saranno più macchine, una per ogni locale principale (soggiorno, camere da letto, cucina, bagni). La gestione e la manutenzione di più macchine possono essere onerose. In compenso, a differenza della ventilazione meccanica controllata con ricircolo aria centralizzato, non sono richieste canalizzazioni ed è possibile diluire nel tempo le spese di acquisto e installazione.

VMC puntuale: la soluzione per singoli ambienti

Le unità di tipo puntuale sono disponibili anche in una versione molto semplificata, più compatta e meno costosa. Il dispositivo è sostanzialmente un grosso e corto tubo, in cui si trovano un ventilatore assiale, un accumulatore termico e un filtro. Questa macchina funziona a cicli alterni: uno di aspirazione per estrarre l’aria viziata interna, l’altro per immettere quella fresca esterna. In inverno, l’aria calda interna cede parte del suo calore all’accumulatore termico. Questo componente è totalmente passivo e a stato solido: in pratica un blocco traforato di materiale ceramico che assorbe e cede bene il calore. Nel ciclo successivo, l’accumulatore passa il calore all’aria fredda proveniente dall’esterno. Naturalmente il flusso del calore si inverte in estate, garantendo un efficace ricircolo dell’aria anche nei mesi più caldi.

Integrazione della VMC con smart home e ricircolo aria condizionatore casa

Una macchina per la ventilazione meccanica controllata con ricircolo dell’aria è di norma molto silenziosa, perché i due motori elettrici e le relative ventole non devono lavorare ad alta velocità, è sufficiente che garantiscano un flusso d’aria a bassa intensità, più o meno prolungato nel tempo. L’attivazione e lo spegnimento sono sostanzialmente automatici, comandati da sensori nella stanza. I sensori rilevano la percentuale di anidride carbonica, che si accumula negli ambienti affollati, e il tasso di umidità, elevato in bagni e cucina. Quando almeno uno di questi fattori supera una soglia preimpostata, il dispositivo si attiva, per poi spegnersi solo dopo che le condizioni di salubrità sono state ripristinate. Grazie alla centralina elettronica di comando in dotazione con le macchine migliori, l’utente può saltare il funzionamento automatico basato sui sensori. È possibile stabilire un programma di accensione e spegnimento, oppure attivare manualmente l’apparecchio quando c’è una necessità immediata.

I dispositivi recenti possono integrarsi in un sistema smart home. Funzionano così in sinergia con gli altri apparecchi preposti alla gestione dell’ambiente: riscaldamento, raffreddamento ed eventualmente deumidificazione.

I vantaggi della ventilazione meccanica e del ricambio aria

Possiamo infine elencare i vantaggi che un dispositivo per la ventilazione meccanica comporta:

• Una migliore qualità dell’aria nei locali in cui si trovano le persone, soprattutto nelle abitazioni (il luogo dove trascorriamo oltre il 70% del nostro tempo)

• Eliminazione alla radice delle muffe, che si formano nei locali spesso molto umidi, come i bagni e le cucine, grazie al costante ricircolo dell’aria in inverno e tutto l’anno. Le muffe non solo possono rovinare mobili e pareti ma sono anche un rischio per la salute, perché possono provocare difficoltà respiratorie

• L’elevata efficienza termica tipica di una macchina di questo tipo, in genere intorno al 90%, permette all’edificio di raggiungere la Classe A se installato in una costruzione che risponde ai moderni criteri di coibentazione e di risparmio energetico. Con la ventilazione meccanica controllata e il ricircolo dell’aria non è più necessario aprire le finestre per cambiare l’aria, si riducono al minimo le dispersioni termiche e si risparmia sui costi di riscaldamento e di condizionamento

• L’eliminazione dell’aria viziata attraverso il ricircolo di aria controllato rende l’ambiente più salutare ed evita che le persone possano soffrire di mal di testa e sentirsi spossate, due tipici sintomi causati da un ambiente con troppa anidride carbonica

• Il ricambio dell’aria è fatto senza far entrare rumori, polvere, pollini, insetti. L’ambiente diviene più salutare per chi soffre di allergie respiratorie

• Grazie al fatto che non è più necessario aprire periodicamente le finestre, si riduce la possibilità di subire furti. L’edificio rimane sempre chiuso ai ladri

• L’eliminazione dell’aria viziata, in particolare quella della cucina, permette di respirare sempre aria libera da residui della combustione del gas e dagli inquinanti che si accumulano a causa delle normali attività domestiche

• Di notte in estate, si può rinfrescare l’ambiente sfruttando l’aria fresca esterna, senza dover usare il condizionatore o la pompa di calore, con un netto risparmio sulla bolletta elettrica. Il beneficio termico è ancora maggiore con le unità che permettono il bypass totale dello scambiatore. Così il ricircolo dell’aria in inverno viene gestito diversamente rispetto all’estate, quando l’aria non viene riscaldata prima di entrare nell’ambiente.

In sintesi, un impianto di ventilazione meccanica controllata con ricircolo aria e recupero di calore è una soluzione molto efficace. Garantisce aria pulita e riduce i consumi energetici, soprattutto nelle case ben isolate. Combinata con un buon cappotto termico, la VMC chiude il cerchio del comfort sostenibile.