Cos’è un sistema di convogliamento?

Cos’è un sistema di convogliamento?

Un sistema di convogliamento non è nient’altro che l’insieme delle tubazioni e dei canali per l’aria che collegano le diverse cappe ed i punti di emissione fissi con il ventilatore. 

Da un punto di vista tecnico, un sistema di convogliamento può essere composto da:

  • Rete di condotte o di canali per il trasporto di aria
  • Apparecchi per la diffusione e/o per la ripresa dell’aria
  • Ventilatori per la movimentazione dell’aria
  • Equipment vari come sistemi di condizionamento, abbattimento e depurazione
  • Vari strumenti di controllo che permettono di tenere monitorate le grandezze volute

Come si evince il sistema di convogliamento non deve essere preso sottogamba e lasciato al caso solo perché si pensa che siano quattro tubi di collegamento.

La progettazione ed il dimensionamento del sistema di convogliamento prende una buona fetta del dimensionamento dell’impianto completo, in quanto un corretto dimensionamento permette di:

  • trovare il giusto compromesso tra valore dell’investimento e costi di gestione
  • facilitare le attività di manutenzione, riducendole o agevolandole
  • ridurre “sorprese” come sgocciolamenti, corrosioni, depositi di polvere o liquidi inaspettati (con ricadute nella valutazioni di rischi ATEX)

Analizziamo quelli che ritengo gli aspetti che sono da prendere in considerazione:

Classe di tenuta dei canali aria e delle tubazioni

Di cosa si tratta? Semplicemente di quanta aria lasciano fuoriuscire o entrare le tubazioni quando sottoposte a pressione.

Al momento della stesura di questo articolo, la normativa di riferimento per le installazioni non residenziali è la UNI EN 13779:2005 “Ventilazione degli edifici non residenziali – Requisiti di prestazione per i sistemi di ventilazione e di condizionamento”, dalla quale si individuano le seguenti classi:

  • Classe A: applicata anche a canalizzazioni a vista negli ambienti in cui gli stessi canali garantiscono la ventilazione e dove la differenza di pressione relativa all’aria interna (Indoor Air) è inferiore ai 150 Pa.
  • Classe B: viene applicata a canali presenti in locali sprovvisti di ventilazione, a canali separati dall’ambiente con pannelli (es. canali in controsoffitto), o a canali posti in ambienti in cui viene fornita una ventilazione con una prevalenza superiore a 150 Pa. Questa classe è quella minima per tutte le canalizzazioni di ripresa in ambienti soggetti a sovrappressioni, esclusi i locali tecnici. 
  • Classe C: è applicata caso per caso. Per esempio, se la differenza di pressione all’interno dei canali è eccezionalmente alta, o se qualsiasi perdita può risultare pericolosa per la qualità dell’aria interna, o per il controllo delle condizioni di pressione, o le funzionalità del sistema. 
  • Classe D: è applicata in situazioni particolari.

Purtroppo durante la pratica della quotidianità non è così semplice individuare la classe di tenuta. 

Per quanto riguarda la ventilazione meccanica all’interno di edifici residenziali o industriali la classe da tenere è sicuramente la B. 

Le cose però cambiano drasticamente quando le tubazioni vengono applicate alla movimentazioni di effluenti gassosi inquinati da polveri, Composti Organici Volatili, Composti Inorganici Volatili, nebbie oleose o altro.
In questo caso è fondamentale comprendere bene le caratteristiche degli inquinanti all’interno dell’impianto in modo da anticiparne il comportamento nei vari punti.

Canali per il trasporto di aria

Quali materiali utilizzare?

Quando si pensa ai canali per il trasporto dell’aria o degli effluenti, si pensa immediatamente al materiale utilizzato più comunemente : l’acciaio zincato. 
In effetti questo materiale viene impiegato nella stragrande maggioranza dei casi ed in una moltitudine di applicazioni.

Esistono due tipi di canali: quelli a sezione circolare e quelli a sezione rettangolare, mentre dal punto di vista costruttivo esistono condotte con aggraffatura longitudinale e altre invece aggraffatura spiroidale:

Le prime sono maggiormente indicate quando si hanno degli effluenti inquinati da COV o polveri da movimentare, i secondi invece quando l’aria è praticamente pulita. Nel caso di formazioni di condense invece le soluzioni sono sicuramente tubazioni saldate il cui collegamento deve essere ben valutato secondo vari aspetti( principalmente quello manutentivo). In questo caso deve essere presa molto bene in considerazione anche l’aspetto di tenuta sui collegamenti tra i vari pezzi di tubo. 

Nel caso che vi siano condizioni di funzionamento più “complesse” rispetto alla normalità, allora si dovranno utilizzare altri materiali per i canali. Ho cercato di definire una tabella, sicuramente non del tutto esaustiva, che penso però sia utile a darti uno spunto di riflessione. La tabella indica una valutazione qualitativa della compatibilità del materiale del canale con quanto presente nell’effluente sia in termini di inquinante che di sostanza corrosiva. E’ buona norma valutare sempre la compatibilità tra i materiali e quanto aerodisperso.

Materiale di costruzione del canaleTemperaturaPresenza di inquinantiPresenza di sostanze corrosiveApplicazioni comuni
Acciaio zincato-20 a <60°Cpolveri, COV, nebbie oleosevapore o umidità vicino alla saturazionecircuiti di mandata e ripresa in impianti di ventilazione meccanica ed HVAC
Acciaio zincato-20 a 100°Cpolveri, COV, nebbie oleosenulla o bassaimpianti di aspirazione emissioni in atmosfera
Inox<300°C (in funzione degli spessori)polveri, COV, CIV, nebbie oleosenulla, o sostanze non aggressive per il materiale (tipico CIV basici)impianti di aspirazione emissioni, piping impianti
PVC< 50°C (attenzione al danneggiamento dovuto ai raggi solari. Nel caso usare PVC-C)polveri, COV, CIV, nebbie oleose. 
elevata (anche in presenza di acidi)reti di aspirazioni in impianti di aspirazione per effluenti da trattamento acque reflue, rifiuti. 
Aspirazione in aziende chimiche
PP< 70°C (raggi solari non particolarmente aggressivi)polveri, COV, nebbie oleose, CIVelevata (anche in presenza di acidi)impianti di aspirazione da trattamento reflui; impianti chimici…
Tessuto< 60°Cnessunanulladistribuzione aria ed HVAC
PAL-30 a +80°Cnessunanulladistribuzione aria ed HVAC

Velocità dell’aria

Siamo arrivati all’ultimo parametro che consiglio vivamente di verificare… la velocità dell’aria. 

Perché è così importante? 

Sicuramente per un aspetto energetico. Purtroppo le perdite di carico del circuito sono direttamente proporzionali al quadrato della velocità. Questo significa che più l’aria va veloce e maggiore energia dovrai utilizzare per spostarla. 

Il secondo aspetto riguarda la SICUREZZA. 
Nel caso di inquinanti aerodispersi, soprattutto polveri, una bassa velocità può causare il deposito di queste in alcune zone del circuito. Se gli inquinanti presenti risultassero essere esplosivi ,potrebbero causare una zona a pericolo di esplosione .

Questo è il motivo per cui sconsiglio l’utilizzo di tubazioni spiroidali in presenza di polveri esplosive che potrebbero facilitarne l’accumulo rendendo più facile la formazione di zone pericolose.

Il terzo aspetto riguarda il rumore. Più l’aria corre veloce nelle tubazioni o attraverso le varie parti del sistema di convogliamento, più rumore ella farà soprattutto in presenza di griglie di mandata e ripresa, curve e terminali di camini. 

Come avrai capito questi quattro aspetti sono in contraddizione. Nel caso di impianti residenziali e di movimentazione dell’aria, dove grosse quantità di  inquinanti non sono praticamente presenti, maggiore è la velocità, minore sarà il costo di investimento ma maggiore sarà il rumore ed il costo di esercizio.
Nel caso di impianti di aspirazione di inquinanti industriali, maggiore sarà la velocità dell’aria, minore sarà il costo di investimento e probabilmente sarà più sicuro. Di conseguenza però l’impianto sarà più energivoro e maggiormente rumoroso. 

Avrai capito quindi che la velocità è un parametro fondamentale per il dimensionamento del sistema di convogliamento… 

Ora la domanda è d’obbligo.

Quali velocità devo mantenere nelle varie applicazioni? 

Ecco qui di seguito qualche indicazione sulle velocità più utilizzate dalla prassi lavorativa.

CategoriaTipoVelocità
Impianti commerciali e residenziali – condotte di mandataBassa velocitàfino a 10 m/s; normalmente compresa tra 5 e 8
Impianti commerciali e residenziali – condotte di mandataAlta velocitàOltre i 12 m/s
Impianti industriali – condotte di mandata ed espulsioniBassa velocitàfino a 12 m/s; normalmente compresa tra 7 e 12. Per le espulsioni massimo 15 m/s
Impianti industriali – condotte di aspirazionealta velocità (anche in presenza di inquinanti COV e/o polveri)da 12 a 30 m/s
Impianti commerciali e residenziali – condotte di ripresaBassa velocitàfino a 9 m/s; normalmente compresa tra 4.5 e 7
Impianti industriali – condotte di ripresaBassa velocitàfino a 10 m/s; normalmente compresa tra 5 e 9

Nel caso di inquinanti gassosi non devi temere molto il fenomeno dell’accumulo, a meno che sia presente un inquinante vicino al suo punto di condensazione. In questo caso il pericolo di condense è dietro l’angolo e la problematica risulta essere simile a quella degli accumuli di polvere.

In questi casi, in linea di massima la velocità da mantenere nei condotti dovrà essere almeno di 18-20 m/s a salire fino ai 25 m/s e solo in particolari condizioni a 30 m/s. 
Molte volte non sempre è così semplice trovare la velocità più giusta. 

Vuoi avere una panoramica migliore sulla velocità più corretta da utilizzare?  Oppure hai dubbi o perplessità? Contattami, e sarò ben felice di aiutarti.

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