Le macchine per la climatizzazione devono soddisfare una fondamentale esigenza umana: devono creare negli ambienti occupati le condizioni ottimali di temperatura e di umidità dell’aria, affinché si possa ottenere un habitat gradevole in cui gli occupanti possano provare quella piacevole sensazione di benessere, che in una semplice parola ormai entrata nell’uso comune si definisce comfort

Questo si ottiene semplicemente trasportando il calore da un ambiente ad un altro: si sottrae calore all’ambiente che si vuole raffrescare (climatizzazione estiva) o si fornisce calore all’ambiente che si vuole riscaldare (climatizzazione invernale).

L’ambiente esterno riceverà il calore proveniente dal locale da raffrescare in estate; cederà invece calore al locale da riscaldare in inverno.

 

La figura seguente mostra il passaggio del calore dal locale da raffrescare all’ambiente esterno (caso climatizzazione estiva).

L’aria del locale da raffrescare cede calore all’unità interna del climatizzatore ed in tal modo si raffredda (e si deumidifica); il calore passa poi all’unità esterna del climatizzatore attraverso le linee del circuito frigorifero; viene infine ceduto ll’ambiente esterno attraverso il ventilatore dell’unità esterna. Viene così estratto calore al locale da raffrescare.

 In tal modo si riesce a mantenere il locale ad una temperatura di comfort pari a 25°C (e ad una umidità relativa ottimale: U.R. = 50%) pur essendo la temperatura dell’ambiente esterno ad un livello termico superiore (ad esempio a 32°C).

La macchina per la climatizzazione riesce cioè a far compiere ciò che spontaneamente non potrebbe avvenire: costringe il calore “ad andare controcorrente” dall’ambiente meno caldo all’ambiente più caldo.

In inverno la macchina riscalderà il locale sottraendo calore all’ambiente esterno e cedendolo all’interno. Notare che anche nel caso invernale la macchina costringe il calore ad andare dall’ambiente più freddo a quello più caldo.

La figura mostra il percorso che il calore compie nel caso invernale.

 

 

 

 

Come si può notare, una macchina per la climatizzazione deve essere costituita da due unità da collocarsi nei due ambienti tra i quali si vuole far avvenire il passaggio di calore.

Il fluido che circola all’interno della macchina e al quale è affidato il compito di trasportare il calore da un ambiente all’altro è detto fluido refrigerante (o fluido frigorigeno) ed è un derivato degli idrocarburi opportunamente sintetizzato al fine di renderlo non infiammabile e non tossico.

Prendiamo in esame il caso della climatizzazione estiva e poniamo la nostra attenzione su ciò che avviene all’unità interna della macchina, che si trova nel locale da raffrescare.

L’unità interna deve sottrarre calore all’aria del locale; se l’aria del locale si trova ad esempio ad una temperatura di 25°C, per sottrarre calore all’aria occorre che l’unità interna sia percorsa da un fluido che si trova ad una temperatura certamente inferiore a quella dell’aria.

Il fluido refrigerante deve cioè trovarsi ad una temperatura molto bassa quando percorre l’unità interna.

  

L’aria del locale cede calore al refrigerante e così l’aria si raffresca (e si deumidifica).

La climatizzazione dell’aria del locale può avvenire quindi solo se si riesce a portare il fluido refrigerante ad una temperatura molto bassa (nella pratica della tecnica della climatizzazione dell’aria si raggiungono temperature dell’ordine di 0°C).