L'umidità dell'aria

E' noto dall'esperienza che l'aria contiene generalmente una certa quantità d'acqua sottoforma di vapore e che tale aspetto viene generalmente definito come umidità dell'aria. ln realtà, per descrivere correttamente le caratteristiche dell'aria umida è opportuno fare qualche precisazione su cosa si intende per umidità dell'aria. Prendendo in considerazione un dato volume d'aria alla pressione atmosferica e alla temperatura t1, possiamo immaginare di separare idealmente le molecole d'acqua sotto forma di vapore da dei restanti gas che compongono l'aria.
Supponiamo ora di raffreddare gradualmente l'aria mediante sottrazione di calore dalle pareti. Durante tale operazione osserviamo che il cperchio si abbassa e, ad un certo punto, notiamo la comparsa di tracce di condensa , che supponiamo localizzate sul fondo per maggior chiarezza. Questo semplice esperirnento ci permette di fare alcune importanti considerazioni.
Anzitutto possiarno affermare che, durante la trasformazione, esiste un valore della temperatura t2 , in cui l'aria rilascia tracce di condensa, che definiamo temperatura di rugiada. Al di sopra di tale temperatura l'acqua è presente nell'aria solo sottoforma di vapore. In secondo luogo possiamo affermare che, al di della temperatura di rugiada appena definita, il rapporto fra la massa d'acqua sotto forma di vapore e massa di aria secca rimane invariato. Intatti il numero di particelle sia di vapore che di aria non varia. Si nota inoltre che il volume della miscela cala durante il raffreddamento. I fenomeni descritti sono tutti riconducibili alle leggi fondamentali dei gas che in questa sede tralasciamo di riportare. Se dovessimo procedere oltre nel raffreddamento noteremmo un accumulo di acqua tanto più abbondante quanto minore la temperatura t2 a cui si porta la miscela iniziale. Possiamo ora definire convenientemente il concetto di umidità assoluta dell'aria come rapporto fra la massa di vapore e la massa d'aria secca in essa contenuta. Si deduce immediatamente che tutte le trasformazioni dell'aria che avvengono a temperature superiori a quella di rugiada sono caratterizzate dal valore di umidità assoluta costante. L'umidità assoluta viene carentemente denominata titolo di vapore dell'aria. Nel linguaggio pratico tuttavia si usa normalnwnte il concetto di umidità relativa dell'aria il cui significato dobbiamo spiegare. Tornando al nostro esperimento possiamo osservare immediatamente che l'aria a temperatura tl è in grado di assorbire ulteriormente acqua sottoforma di vapore altrimenti sarebbe già nella condizione di rugiada detta anche stato di saturazione. Per umidificare ulteriormente l'aria mantenendola costantemente alla temperatura tl dovremmo iniettare dell'acqua e fornire del calore vaporizzarla. A un certo punto, mantenendo la temperatura costante, noteremmo che l'acqua che stiamo iniettando rimane allo stato liquido in quanto abbiamo raggiunto lo stato di saturazione dell'aria. In questo caso numero di particelle di vapore è aumentato restando invariato quello dell'aria secca. Da queste considerazioni potremmo esprimere un indice relativo di umidità definendolo come rapporto fra massa di vapore presente nell'aria in esame e massa di vapore che quell' aria stessa sarebbe in grado di contenere allo stato di saturazione nelle stesse condizioni di pressione e temperatura. Tale indice, sempre minore di uno, è detto grado igrometrico dell'aria e, unitamente alla conoscenza della temperatura,permette di definire univocamente una data miscela di aria e vapore d'acqua. Nella tecnica tuttavia è più utile impiegare una definizione diversa dell'indice relativo di umidità riferendosi alle pressioni parziali dell'aria secca e del vapore. L'umidità relativa dell'aria (RH) é definita infatti come rapporto fra la pressione parziale del vapore presente in una data miscela e la pressione parziale di vapore allo stato di saturazione nelle stesse Condizioni di pressione e temperatura della miscela in esame. Quest'ultima definizione, nella pratica espressa in percentuale (RH%), è meno intuitiva del grado igrometrico ma esprime, con scala numerica diversa, lo stesso concetto empirico. Nella pratica si usa spesso il parametro umidità volumetrica dell'aria espresso in g/mc. Si sottolinea infine che, a parità di umidità relativa, il contenuto di vapore nell'aria (umidità assoluta o titolo di vapore), aumenta al crescere della temperatura e che per la definizione univoca dello stato di una data aria umida è necessario individuare almeno due parametri, praticamente temperatura e umidità relativa.

Gli effetti dell'aria umida

L'aria umida è in grado di interagire con gli oggetti che circonda in modi diversi. Anzitutto, in presenza di materiali igroscopici, caratterizzati dalla capacità di assorbire o cedere umidità in funzione di determinate condizioni ambientali, l'aria può influire sul loro stato di conservazione. Infatti, alcune sostanze presentano decadimenti di natura chimica e/o fisica anche, o prevalentemente, in ragione del loro contenuto di umidità e della temperatura cui sono sottoposte. Vi sono poi i fenomeni di corrosione chimica superficiale la cui velocità è fortemente legata all'umidità dell'ambiente in quanto, sopra una data soglia, processi elettrochimici subiscono una forte accelerazione. Tutte queste problematiche richiedono spesso di porre sotto controllo le caratteristiche dell'aria ambientale, in particolare l'umidità relativa. Altri effetti dell'aria umida sono riconducibili al rallentamento dei processi di asciugatura qualora interessi controllare l'essiccazione di alcune sostanze. Da queste considerazione nasce l'opportunità di impiegare i deumidificatori per controllare l'umdità relativa dell'aria.

Principio di funzionamento

Dalla lettura dei paragrafi precedenti abbiamo compreso che un possibile metodo per deumidificare l'aria è quello di raffreddarla al di sotto della temperatura di rugiada raccoglieMo il liquido condensato. Naturalmente, la deumidificazione a condensazione, caratteristica peculiare della macchina in esame, non è il solo modo per tenere sotto controllo l'umidità relativa la quale, come abbiamo visto nel paragrafo precedente, dipende anche dalla temperatura. Si potrebbe impiegare, ad esempio, un sistema a riscaldamento con ricambio d'aria ma vi sono dei limiti, ovvero:

elevati consumi energetici dovuti allo spreco di calore durante la fase di ricambio dell'aria;

se le condizioni ambientali sono sfavorevoli, o meglio, con temperatura e umidità superiori a quelle desiderate nell'ambiente interno, è certamente antieconomico o addirittura impossibile raggiungere le condizioni volute mediante il ricambio e il riscaldamento. Per questi motivi l'impiego del deumidificatore è molto diffuso potendosi esso risolvere situazioni talvolta impossibili e talaltra con notevoli risparmi energetici.

Ciclo di lavoro dei deumidificatori a condensazione

Il funzionamento dei deumidificatori a condensazione si basa su un tipico ciclo frigorifero compiuto da un gas in un opportuno circuito. Di fatto, i deumidificatori a condensazione rientrano nella più vasta categoria delle macchine frigorifere.
L'aria umida viene aspirata per mezzo di un ventilatore e, attraverso un filtro antipolvere, viene inviata sull'evaporatore del gas. Esso abbassa la temperatura dell'aria sotto il suo punto di rugiada, causando la condensa dell'acqua in essa contenuta. Le gocce d'acqua che si formano sull'evaporatore vengono raccolte in un contenitore o scaricate direttamente all'esterno dell'unità. L'aria fredda viene poi fatta passare attraverso il condensatore dove si riscalda grazie al calore proveniente dal processo di condensa del gas frigorifero e all'energia dissipata dal compressore e, in minor misura, dal ventilatore. L'aria quindi fuoriesce dal deumidificatore ad una temperatura maggiore di quella alla quale è entrata. La temperatura aumenta di circa 5°C. L'aria, ricircolando continuamente nell'apparecchio riduce la sua l'umidità garantendo una deumidificazione rapida e graduale.

Materiale allegato

• Deumidificatore Biemmedue DR250 Brochure.pdf
• Deumidificatore ITM EuroDry 550 Brochure.pdf
• Deumidificatore Munters Sial XRC55 Brochure.pdf