Reti di canali
L'analisi delle reti di canali si pone come obiettivo quello di ricavare le pressioni statica e totale che deve fornire il ventilatore o il condizionatore, allo scopo di garantire la portata d'aria richiesta in corrispondenza di ogni terminale della rete.
📐 Suddivisione in segmenti
Tale analisi prevede innanzitutto una suddivisione della rete in segmenti, che debbono essere studiati singolarmente. Per ciascuno di essi, note le relative dimensioni della sezione in seguito all'applicazione di uno dei metodi di dimensionamento disponibili, è necessario provvedere al calcolo della perdita di pressione totale, dovuta ai fenomeni di attrito nei tratti di canale rettilinei, di turbolenza nelle accidentalità e nelle eventuali apparecchiature montate (silenziatori, batterie ecc.) nonché ai fenomeni fluidodinamici legati all'accoppiamento tra ventilatore e rete (Fan System Effect) (vedi eq. (2.1)).
Note le perdite di pressione totale di ogni segmento, si procede quindi al calcolo della perdita totale di ogni percorso individuabile tra ciascun terminale di aspirazione, ripresa o estrazione e ciascun terminale di mandata, sommando anche le perdite di pressione totale di tali terminali (eq. (2.5)).
Si individuerà in questo modo un percorso più sfavorito, caratterizzato dalla perdita di pressione totale massima, che sarà quella richiesta al ventilatore o al condizionatore; la pressione statica richiesta sarà ovviamente data dalla pressione totale meno quella dinamica.
⚙️ Bilanciamento del circuito
Al fine di avere ad ogni terminale la portata di progetto è necessario garantire a monte di esso una pressione totale pari a quella di progetto. Questo significa che i terminali appartenenti ai percorsi con perdita complessiva inferiore a quella massima riscontrata risulteranno "sbilanciati", se non si provvede ad aumentare le perdite di pressione dei percorsi a cui essi appartengono, fino ad ottenere una perdita complessiva del singolo percorso pari a quella massima riscontrata (eq. (2.6)).
Questa azione è nota come "bilanciamento del circuito", che può essere ottenuto:
- restringendo opportunamente le sezioni dei segmenti della rete
- inserendo opportunamente delle perdite di carico "artificiali", costituite dalle note serrande di regolazione
- utilizzando ambedue questi metodi
Questa maniera di procedere è anche detta "metodo delle pressioni totali", in quanto si basa esclusivamente sullo studio delle variazioni di pressione totale nel circuito.
💡 Note sul metodo del recupero di statica
Esiste un'altra maniera di ragionare, basata sullo studio delle variazioni di pressione statica, di grande utilità quando si dimensiona il circuito col metodo del "recupero di statica" nonché quando si vuole arrivare con il calcolo direttamente alla pressione statica richiesta al ventilatore o condizionatore.
La variazione di pressione statica di un segmento differisce dalla variazione di pressione totale per una quantità che rappresenta la variazione di pressione dinamica (vedi eq. (2.2) e par. (2.4)), che è anche chiamata "recupero di pressione statica"; dimensionando opportunamente un segmento, è possibile fare in modo che la variazione di pressione totale e il recupero di statica siano uguali o molto vicini tra di loro, col risultato di ottenere una variazione di pressione statica nulla o quasi. Dimensionando tutti i segmenti con questo criterio si ottengono indubbi vantaggi, in termini di minore pressione statica richiesta al ventilatore o al condizionatore.
Quando il ventilatore è contenuto all'interno di una "CTA" o condizionatore, al costruttore della macchina si deve dare la "pressione statica utile", che è quella richiesta dal circuito. Sarà poi il costruttore a tener conto delle ulteriori perdite di pressione dovute ai componenti della macchina, ai fini della scelta della "sezione ventilante". In questo caso può essere utile ragionare in termini di variazioni (o perdite) di pressione statica di ogni segmento, per arrivare col calcolo direttamente alla pressione statica utile da richiedere al costruttore della CTA.