Lo scambiatore entalpico: cos’è e come funziona

Lo scambiatore entalpico è un dispositivo che ha lo scopo di recuperare il calore e l’umidità dell’aria di un ambiente, motivo per cui viene definito entalpico. Il termine “entalpia” deriva dal greco “enthalpos”, il cui significato è “portare calore dentro”, quindi è riferito al contenuto termico di un sistema. Per definizione l’entalpia indica la capacità di un sistema di eseguire uno scambio termico, dunque quello che poi si andrà a valutare è la differenza dei valori di entalpia, prima e dopo avere compiuto una trasformazione termodinamica.

Lo scambiatore entalpico è nella pratica uno scambiatore di calore, cioè un dispositivo in cui un fluido trasferisce calore ad un altro che si trova a temperatura differente. Generalmente nello scambiatore di calore lo scambio avviene tramite flusso incrociato in controcorrente; i due flussi (aria in entrata e aria in uscita) ovviamente sono separati e quindi non c’è possibilità di trasferire odori da un flusso all’altro. Praticamente si recupera il calore sensibile dall’aria a temperatura più elevata trasferendolo a quella a temperatura più bassa, ma può essere recuperato anche il calore latente contenuto nell’umidità dell’aria. Il materiale che costituisce la barriera di separazione e di scambio tra i due flussi dipende dalle applicazioni. In ambito residenziale si utilizzava anche carta opportunamente trattata, ma ora sono preferibili gli scambiatori di calore dotati di membrana polimerica con un particolare rivestimento che ha lo scopo di evitare la formazione di colonie di batteri e di muffe. La manutenzione di uno scambiatore entalpico non richiede particolari interventi essendo sufficienti le operazioni che riguardano i normali scambiatori; inoltre, possono essere lavati con acqua.

Lo scambiatore entalpico nei sistemi VMC

Un esempio di scambiatore entalpico si trova all’interno dei sistemi di ventilazione meccanica controllata (VMC); si differenzia da un comune scambiatore di calore proprio perché recupera anche il calore latente dell’aria, cioè il contenuto termico del vapore acqueo presente nell’aria. L’efficienza di scambio di uno scambiatore entalpico è maggiore perché oltre a sfruttare il calore sensibile, cioè quello il cui livello è misurabile con un termometro a bulbo secco, sfrutta anche il calore latente contenuto nell’umidità presente nell’aria atmosferica, seppure a livelli variabili da quasi zero (clima molto secco) al 100% (molta pioggia o nebbia fitta). In estate l’aria in uscita dall’ambiente pre-raffresca l’aria calda esterna in entrata. In inverno invece, l’aria in uscita preriscalda quella in entrata. In regime invernale, la membrana polimerica fa da regolatore dell’umidità in quanto assorbe la condensa generata dal vapore acqueo contenuto nell’aria in uscita e la trasferisce all’aria fredda (e più secca) in entrata.