Aria condizionata in barca

PARTE 1
PARTE 2

Navigare è sempre una cosa piacevole, ma spesso in estate gli interni delle barche si scaldano oltre il sopportabile: necessita allora un buon condizionamento d'aria, che si può installare anche con il «fai da te». In questa prima parte del servizio si spiega la parte teorica del raffreddamento dell'aria e del suo riscaldamento invernale. Nella prossima puntata si parlerà degli impianti, con un esempio pratico di realizzazione

Articolo di
Carlo Formenti e Umberto Cranchi

Pubblicato su Nautica 420 di aprile 1997

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CASPITA, CHE CALDO!

Nella foto sopra, gli arnesi non numerosi o specifici necessari per montare un condizionatore a bordo. Sotto, alcuni degli elementi che vengono utilizzati per l'impianto: le condotte flessibili di diversi diametri, plenum di divisione e plenum di raccordo, le griglie di varie forme e dimensioni da inserire nei diversi locali.

Si può affermare con certezza che la temperatura all'interno della cabina è sempre di qualche grado superiore alla temperatura esterna, misurata all'ombra. Si parla evidentemente di giornate estive soleggiate: il disagio creato dall'aria calda che ristagna in cabina, aumenta se si è fermi o si ha una barca dove il ricambio naturale dell'aria è ostacolato dagli accessi e dagli oblò di dimensioni ridotte. È inevitabile che, essendo le barche fatte in materiali diversi e forme diverse, si possono trovare cabine più confortevoli ed altre meno; esiste, inoltre, un altro elemento che determina tali differenze, che consiste nella possibilità di ventilazione e quindi la quantità, tipo e disposizione delle aperture (oblò, porte e passauomo). Abbiamo parlato del problema che si può creare nella stagione estiva, ma se uno utilizza la barca anche nel periodo più freddo è evidente che la cabina, anche se per ovvie ragioni può avere una temperatura interna superiore, non raggiungerà mai, se non con l'aiuto di sistemi artificiali, una temperatura confortevole tale da rendere gradevole il soggiorno in barca. Molti proprietari di imbarcazioni avranno sicuramente rinunciato all'utilizzo del natante in certi periodi dell'anno proprio per questo motivo, oppure non avranno potuto scegliere liberamente se stare in coperta o all'interno della cabina proprio per il caldo, l'aria pesante e stagnante che vi si forma al suo interno. Altri si ricordano ancora «quel luglio del 19... quando per una settimana non sono riuscito a dormire, tra il caldo e le zanzare».

Tabella A L'energia necessaria per condizionare un'imbarcazione, viene espressa in BTU/h. Per calcolarla è sufficiente misurare la superficie di ogni cabina (disegno sopra) e considerare la sua collocazione. La tabella fornisce direttamente il valore di consumo in BTU/h per ogni cabina. a) cabina sotto coperta b) salone sotto coperta c) salone superiore Dovendo condizionare più ambienti, la somma dei singoli valori fornirà la capacità totale necessaria per l'imbarcazione. Il gruppo o i gruppi da installare devono avere capacità almeno pari al valore ricavato dalla tabella.

Esistono un'infinita di tipi di imbarcazione, ma tutte, anche se in forme diverse, presentano gli stessi problemi. Oggi il mercato mette a disposizione dei sistemi per risolvere in maniera ottima e definitiva tali inconvenienti: si trovano infatti in commercio degli impianti di aria condizionata specificatamente costruiti per l'installazione di bordo. La gamma di tali apparati permette il condizionamento di imbarcazioni di qualsiasi lunghezza e caratteristiche, con cabine di piccole e medie dimensioni. Di questo argomento noi tratteremo anche se per dovere di cronaca è giusto dire che le stesse aziende producono grandi impianti per «grandi barche». La cosa più interessante, che rappresenta la novità degli ultimi anni, consiste nel fatto che i costi e la facilità di montare tali apparati su scafi di medie dimensioni sono sorprendenti: il costo è veramente contenuto, il lavoro per impiantare un sistema di aria condizionata è relativamente semplice e chiunque abbia un minimo di dimestichezza con il fai da te, con l'ausilio di pochi e non specifici strumenti di lavoro, è in grado di completare con successo un'installazione. Lo scopo di questo articolo è proprio quello di dare le informazioni ed i consigli utili.

Elenchiamo brevemente i vari argomenti che tratteremo, e il lettore non si spaventi alla vista di tabelle, calcoli od altro: è evidente che per condizionare un certo ambiente, visto che ogni scafo ha dimensioni e caratteristiche diverse, è indispensabile combinare i vari elementi che i produttori offrono, e per fare questo occorre un minimo di valutazioni oggettive; non è assolutamente necessario ricordarsi perfettamente tutto quello che si è studiato: con le tabelle veramente tutti sono in grado di calcolare le varie potenze necessarie; l'obiettivo è proprio quello di fare chiarezza su un prodotto poco conosciuto, ma che ormai in altri settori ha trovato la più ampia applicazione.

Infatti in ogni auto, anche per le utilitarie, se non di serie è fornito come opzione; nelle abitazioni è ormai diventato di uso frequente, per non parlare della maggior parte di uffici sia pubblici che privati. Ci domandiamo, allora, perché mai in uno scafo che serve prevalentemente per trascorrere nel modo più gradevole il tempo libero, i costruttori non abbiano già pensato di installarlo o perlomeno di curare la predisposizione del condizionamento da proporre come opzione. Questa prima parte dell'articolo cons iste nel valutare le caratteristiche dello scafo e stabilire alcuni parametri che serviranno in seguito per scegliere il modello più adatto alle nostre necessità. Dato che alcuni termini non sono di uso quotidiano, abbiamo inserito un glossario.

GLOSSARIO
Btu/h:	British Thermal Unit. Unità di misura inglese per la quantità di calore. Corrisponde a 1/4 di caloria
Caloria:	Unità di misura del calore. Una caloria serve per innalzare di un grado la temperatura di un litro d'acqua.
Inversione di ciclo:	Espediente tecnico che modificando lo schema del condizionatore permette di produrre calore.
Heat:	Parola inglese che significa riscaldamento.
Cool:	Parola inglese che significa raffreddamento.
Fan coil:	Ventilconvettore: è uno scambiatore o evaporatore accoppiato ad un ventilatore.
Evaporatore:	Scambiatore di calore tra refrigerante ed aria o tra refrigerante e acqua.
Scambiatore:	Dispositivo che permette di trasmettere calore tra un fluido ed un altro (ad esempio refrigerante ed aria).
Climatizzatore:	Condizionatore con comando automatico che mantiene la temperatura impostata.

Nel prossimo articolo, prendendo un caso concreto, si sono documentate, passaggio dopo passaggio, tutte le fasi di una installazione. Il lettore verrà a conoscenza di come sia semplice ed economico migliorare, rendere vivibili e gradevoli le cabine di uno scafo. Siamo sicuri di sorprendere molti che forse fino ad ora hanno ritenuto costoso e complesso, ed in alcuni casi impossibile, installare un simile impianto a bordo.

Occorre, inoltre, chiarire che impiantare un qualsiasi sistema di condizionamento su uno scafo non crea problemi eccessivi anche se va fatto rispettando alcune regole elementari dal punto di vista sicurezza.

In particolare si deve prestare la massima attenzione a tutto ciò che riguarda l'impianto elettrico, mentre il buon gusto sarà necessario per non rischiare di pregiudicare l'estetica dell'arredamento. Lo spazio che l'apparecchio occupa è tale da trovare facilmente collocazione dovunque e comunque.

In ultima analisi, i benefici sono enormi rispetto ai costi.

Cos'è il condizionamento

Un condizionatore d'aria ha la capacità di aspirare l'aria dall'ambiente, raffreddarla e deumidificarla e quindi renderla all'ambiente «condizionata».

Un condizionatore può anche riscaldare l'aria ambiente se dotato di accessori adatti, quali il sistema di inversione di ciclo oppure delle resistenze elettriche di riscaldamento. Il condizionatore è di solito dotato di controllo sulla temperatura ambiente (termostato) oltre ad un interruttore on/off ed un selettore per la velocità del ventilatore. Inoltre, se dotato di funzione di riscaldamento invernale, il pannello di controllo ha la scelta Caldo (per l'inverno) e Freddo (per l'estate). Questa scelta può essere automatica, in modo tale che, impostata la temperatura desiderata, il condizionatore sceglierà da solo il modo di funzionamento per mantenere la temperatura impostata. In questo caso il condizionatore diviene climatizzatore.

TUBAZIONE PER CONDUZIONE D'ARIA
A. Griglia salone
B. Griglia cabina armatore
C. Griglia cabina ospiti
D. Griglia di aspirazione
E. Condizionatore monoblocco compatto collocato sotto il piano di seduta nel salone

Tipi di condizionatori

Impianti indipendenti monoblocco o in due parti, per condizionare un ambiente o ambienti contigui. Il condizionatore tratta l'aria e la rinvia nell'ambiente dove è installato. La dimensione delle tubazioni per la conduzione dell'aria ( da 7,5 cm a 17,5 cm) impedisce di realizzare impianti di distribuzione complessi o eccessivamente ramificati. Una variante interessante di questo tipo di impianto è il modello «Split» nel quale la parte che tratta l'aria (scambiatore) può essere separata (fino a diversi metri) dalla parte compressore. Questa configurazione permette di installare il condizionatore in spazi che altrimenti non consentirebbero l'installazione di un condizionatore monoblocco. La regolazione di temperatura avviene arrestando il compressore e/o variando la velocità del ventilatore.

Impianti centralizzati con distribuzione diretta di refrigerante ai diversi evaporatori (fan coil). Sono impianti molto diffusi nelle installazioni civili dove possono essere chiamati Multisplit. Nel campo nautico esistono impianti semplificati con compressore centralizzato che alimentano diversi evaporatori. Purtroppo la semplificazione rende l'impianto poco flessibile e squilibrato quando le richieste di condizionamento diminuiscono (notte) e il compressore, che è adatto ad alimentare gli evaporatori di una certa capacità, si trova collegato ad un carico ridotto. Questa situazione può aumentare la rumorosità degli evaporatori se non adeguatamente compensata. Inoltre il collegamento dell'unità centrale agli evaporatori è realizzato con tubi in rame che portano il refrigerante; se non adeguatamente studiato, il circuito di distribuzione in rame è un punto delicato e in caso di rottura può bloccare tutto l'impianto. La riparazione del circuito in rame su un'imbarcazione può essere molto laboriosa. Con questo tipo di impianto non è possibile collegare diversi compressori in parallelo: ogni compressore deve essere collegato al suo circuito di evaporatori. La regolazione di temperatura in ogni ambiente avviene fermando l'alimentazione di refrigerante all'evaporatore oppure diminuendo la velocità del ventilatore. In entrambi i casi il circuito frigorifero subisce una diminuzione della capacità che, se non adeguatamente compensata, squilibra l'impianto.

Impianti centralizzati con circolazione di acqua refrigerata (o riscaldata) distribuita ai diversi scambiatori (fan coil) installati nei diversi ambienti da condizionare. In questo caso l'unità centrale, che può essere composta da uno o più compressori, raffredda l'acqua che viene fatta circolare in un circuito chiuso che raggiunge i diversi scambiatori (fan coil) installati nelle cabine. Questo tipo di impianto ha diversi vantaggi: l'impianto di distribuzione dell'acqua fredda (o calda) è del tutto simile ad un impianto di riscaldamento dove al posto della caldaia c'è uno o più compressori, e al posto dei caloriferi in ogni ambiente (cabina) ci sono i fan coil; il funzionamento dei fan coil è del tutto indipendente dal compressore/i, in quanto il compressore è regolato per mantenere l'acqua del circuito chiuso ad una temperatura prefissata (di solito +7°C per l'estate e +40°C per l'inverno); i fan coil sono collegati al circuito chiuso e la regolazione di temperatura in ogni ambiente avviene variando o spegnendo il ventilatore del fan coil; se anche tutti i fan coil fossero spenti, il compressore semplicemente rimarrà spento in quanto l'acqua del circuito chiuso si mantiene fredda. Questo tipo di impianto inoltre è estremamente flessibile nel caso di più compressori che vengono collegati tutti in parallelo nel circuito chiuso di acqua refrigerata. Ogni compressore può essere fatto funzionare indipendentemente o contemporaneamente agli altri e la sua potenza viene fornita non ad un numero limitato di fan coil ma messa in comune per tutti i fan coil. È quindi possibile installare compressori di diversa potenza per meglio adattarsi alle diverse condizioni di funzionamento.

Raffreddamento con il condizionatore

Riscaldamento con il condizionatore

Raffreddamento del condizionatore

Le foto mostrano come si usano le griglie dalle quali passa l'aria, la loro forma e alcune delle sistemazioni possibili. Essendo l'aria fredda più pesante dell'aria calda, tende a scendere e quindi per il condizionamento estivo è bene che l'aria già raffreddata sia indirizzata verso l'alto. Ciò si può ottenere anche scegliendo tipi di griglie con alette posizionabili verso l'alto. Le griglie hanno anche funzione estetica.

Sicurezza

l'impianto è alimentato in tensione di rete 230V ed è quindi indispensabile che i collegamenti siano realizzati secondo le norme di sicurezza;

il condizionatore (o i fan coil) deve aspirare aria pura o riciclare l'aria dell'ambiente;

l'aspirazione del condizionatore non deve assolutamente avvenire da vani tecnici o peggio dal compartimento del motore o del generatore. Infatti in caso di guasto del sistema di scarico del motore o del generatore, occorre ricordarsi che i gas di scarico di un motore a combustione sono mortali e il condizionatore se montato incorrettamente potrebbe aspirarli e diffonderli negli ambienti abitati con conseguenze anche mortali.

Distribuzione dell'aria - Ricircolo e ricambio

Per il trattamento dell'aria è indispensabile tenere presente le seguenti considerazioni:

• l'aria fredda è più pesante dell'aria calda e tende a scendere naturalmente; per questa ragione, per ottenere una buona uniformità dell'ambiente condizionato, è preferibile che l'aria trattata venga inviata verso l'alto (per il raffreddamento estivo). Questo vale soprattutto per i locali della zona «giorno» utilizzati durante il giorno, che hanno maggiore carico termico dovuto all'irraggiamento solare e inoltre maggiore altezza; per uniformare la temperatura dell'ambiente è opportuno che l'aria fredda venga inviata verso il soffitto o comunque verso l'alto, approfittando del fenomeno di circolazione naturale;

• il riscaldamento invernale, nei climi mediterranei, richiede meno potenza del raffreddamento estivo ed è quindi opportuno privilegiare la configurazione per il raffreddamento rispetto a quella del riscaldamento;

• I locali dei bagni e cucina (se separati) non vengono di solito condizionati mentre è possibile e opportuno tenerli in leggera depressione utilizzando un aspiratore; in questo modo i cattivi odori rimarranno circoscritti e l'estrattore richiamerà aria condizionata dai locali contigui, contribuendo sia al ricambio generale dell'aria che al raffreddamento dei locali «odorosi»;

• la canalizzazione dell'aria trattata deve essere la più semplice possibile per evitare perdite di carico; consigliamo quindi percorsi brevi e lineari per quanto possibile e di conseguenza evitare i percorsi ramificati e/o complessi con delle condotte dell'aria che sono causa di pesanti perdite di carico e quindi di perdite di capacità;

• tutti i condizionatori hanno una capacità nominale espressa in Watt/h o Btu/h; in ogni caso questa capacità massima è in funzione dell'aria trattata e quindi diminuirà proporzionalmente con la diminuzione del volume di aria trattata. È quindi indispensabile che il circuito di distribuzione dell'aria sia il più corto e semplice possibile se si richiede la massima efficienza del condizionatore installato;

• l'aspirazione dell'aria è importante: l'aria non deve essere convogliata al condizionatore che deve poter aspirare liberamente dall'ambiente attraverso un'apertura di sezione sufficiente.

Il diametro da considerare è quello interno A. Spirale in acciaio B. Anima interna: tessuto con PVC C. Isolante: lana di roccia D. Rivestimento esterno: carta craft

Griglie di mandata aria

Griglie di aspirazione aria

Quando l'aria viene inviata da un condizionatore a diverse cabine, si deve considerare che l'aria trattata deve anche essere riaspirata dal condizionatore. Spesso le porte tra le cabine non sono a tenuta, ma si deve verificare che il passaggio sia sufficiente; in caso contrario il condizionatore funzionerà a potenza ridotta per quella cabina dove il ritorno dell'aria è difficile. Il passaggio di ritorno può essere ricavato attraverso un armadietto in comune ai due locali.

SEGUE...

Per maggiori informazioni si può contattare la VECO,
produttrice degli impianti di condizionamento marino Climma.