Condizionatore d’aria: funzionamento e caratteristiche

Il condizionatore d’aria è un macchinario in grado di ridurre o aumentare la temperatura di un ambiente per rendere il clima confortevole. È stato inventato nel 1902 da un ingegnere americano Willis Haviland Carrier che lo ha sperimentato per ridurre l’umidità in una tipografia.

Ci sono tre elementi che contribuiscono al livello di comfort di un ambiente:

• Temperatura
• Umidità
• Ripartizione dell’aria

Al fine di riportare l’aria alle sue condizioni ottimali, il condizionatore svolge 4 funzioni: Verifica la temperatura di una stanza (raffresca/ riscalda), controlla l’umidità (deumidifica/umidifica), ottimizza la portata d’aria (circolazione e distribuzione) e purifica l’aria (tramite appositi filtri).

Come funziona un condizionatore?

Il funzionamento del condizionatore si basa sul ciclo termodinamico di un fluido refrigerante contenuto all’interno di un circuito chiuso. Il fluido viene riscaldato o raffreddato tramite una pompa di calore.

Il liquido attraversando il compressore cambia stato, da liquido a gassoso, e si riscalda: aumentando la pressione di un gas aumenta anche la sua temperatura. Successivamente passa attraverso il condensatore che riporta il gas allo stato liquido. In questa fase viene emesso calore, che si riversa nell’ambiente esterno, e il fluido si raffredda. In questo stato e a questa temperatura il fluido passa attraverso una fessura che contribuisce ulteriormente a ridurre la sua pressione e quindi la temperatura. All’ultimo passaggio il liquido scorre in un evaporatore che permette di vaporizzare il fluido refrigerato, aiutandosi attraverso un sistema di ventilazione.

Nei condizionatori inverter, quando l’apparecchio deve riscaldare anziché raffreddare, viene invertito il ciclo. La macchina riversa all’esterno l’aria fredda, mentre il calore prodotto viene emesso all’interno della stanza e utilizzato per il riscaldamento.

Componenti di un condizionatore

Le componenti di un condizionatore si suddividono in 4 categorie: circuito refrigerante, ventilazione, parti elettriche, elementi strutturali.

1. Compressore: trasforma il liquido in gas e lo comprime per far aumentare la temperatura;
2. Condensatore: riceve il gas ad alta pressione e temperatura e lo raffredda trasformandolo in stato liquido a basse temperature. Il gas cede calore disperandolo nell’ambiente esterno;
3. Evaporatore: il liquido refrigerato viene evaporato all’esterno producendo aria fredda;
4. Strozzatura del condotto: restringimento fino a 1-2 mm del circuito situato tra condensatore ed evaporatore che riduce la pressione del gas prima di riversarlo nell’evaporatore;
5. Componenti elettrici: che permettono il funzionamento e la gestione delle varie funzioni del climatizzatore;
6. Ventilazione interna: preleva l’aria dall’ambiente interno per reimmetterla raffreddata;
7. Ventilazione esterna: consente una circolazione dell’aria al fine di raffreddare il condensatore;
8. Filtri: strumento necessario per il filtraggio e la depurazione dell’aria da particelle esterne dannose.

Come scegliere un condizionatore? Le tipologie disponibili sul mercato

Il condizionatore può appartenere a due macro-categorie:

• Condizionatori ad aria fredda
• Condizionatori ad aria fredda e calda

I primi funzionano esclusivamente nel periodo primaverile/estivo, quando la temperatura esterna inizia a superare i 25 gradi.  Attraverso il procedimento descritto nei paragrafi precedenti, riescono a evaporare aria fresca filtrata.

I secondi, oltre a raffreddare l’aria in estate, sono in grado di invertire il processo e riscaldare la stanza in inverno. In sostanza entrambi gli elementi, condensatore ed evaporatore, possono alternarsi ed eseguire le stesse funzioni per poter eseguire il ciclo opposto.

Un’altra divisione va fatta in base al tipo di alimentazione e funzionamento:

• Condizionatore on/off
• Condizionatori inverter

Dopo aver fatto questa premessa teorica è bene specificare che ad oggi sul mercato sono disponibili solo condizionatori della tipologia pompa di calore inverter. Solo nei casi di climatizzatore senza unità esterna (ad esempio il modello unico olimpia splendid) c’è ancora la possibilità di scelta tra: modello on/off, ad aria fredda, a pompa di calore e inverter.

Condizionatore on/off

Si possono considerare ormai condizionatori di vecchia generazione. Hanno sicuramente un costo di mercato ridotto ma di contro presentano un consumo energetico maggiore ed uno scarso rendimento in termini di comfort. Il loro funzionamento è molto elementare, una volta accesi convogliano tutta l’energia necessaria per raggiungere la temperatura impostata sul termostato. Successivamente mantengono la temperatura con un’attività di ventilazione, il compressore poi si riattiva a piena potenza non appena la temperatura scende sotto di alcuni gradi rispetto al livello stabilito. Il gap di temperature (tra quello impostato e quello per il quale si riattiva il condizionatore), garantiscono una frequenza di accensione e spegnimento minore, con conseguente riduzione dell’usura.

Condizionatore inverter

Il funzionamento di questa tipologia è diverso ed è studiato per garantire un comfort maggiore. Il condizionatore inverter è più costoso rispetto al climatizzatore on-off, ma consuma sicuramente meno energia elettrica. Nel caso di utilizzo continuato per molte ore di seguito, il sistema inverter è sicuramente una scelta obbligatoria. La tecnologia inverter elemina i continui “attacca e stacca” del motore mantenendo un clima confortevole. All’accensione il condizionatore parte alla massima potenza per raggiungere la temperatura stabilita. Una volta raggiunto tale livello, riduce la quantità d’aria emessa e impiega la minima potenza per mantenere la temperatura costante.

Nella scelta del condizionatore ricorda che i condizionatori a norma sono vincolati da norme sul risparmio energetico. L’etichetta energetica, infatti, è obbligatoria per i condizionatori d’aria ad uso domestico con potenza nominale minore o uguale a 12 kW presenti sul mercato comunitario dal 1° gennaio 2013.

Tipo di istallazione dei condizionatori

I condizionatori sono composti da due parti: una interna e l’altra esterna.

L’unità esterna è costituita dal motore e dalla ventola radiale, quella interna, chiamata split, distribuisce l’aria condizionata nell’ambiente.

Il collegamento tra i due elementi avviene tramite tubi i rame, all’interno dei quali scorre il fluido. Per i condizionatori ad aria fredda e calda è necessario anche un tubo di scarico in cui viene fatta evaporare l’acqua che si forma per condensazione. In genere la predisposizione del condizionatore avviene già nella fase di ristrutturazione o costruzione dell’abitazione. Ad oggi sono presenti sul mercato anche condizionatori senza l’unità esterna che hanno le stesse funzioni di quelli descritti nelle righe precedenti ma presentano un costo d’acquisto generalmente maggiore.

Ci sono 4 tipologie di installazione per i sistemi split:

• Parete: installati a muro e posizionati nella parte più alta della parete;
• Pavimento: poggiati a terra, hanno un design da linee semplici e superfici piatte non ingombranti;
• Soffitto: collocati sul soffitto quando non c’è controsoffitto;
• Incasso: inseriti a incasso nei controsoffitti.

Per i sistemi canalizzati:

Canalizzazione a incasso: per l’installazione sono necessari impianti di ventilazione deputati al trasporto e alla distribuzione dell’aria e griglie per la diffusione dell’aria all’interno delle diverse stanze