Anemometria a filo caldo

L’anemometria a filo caldo misura la velocità dell’aria sfruttando il raffreddamento che il flusso provoca su un piccolo elemento riscaldato. Il principio è elegante: si mantiene caldo un sottile filo o un elemento sensibile, e quando l’aria vi scorre sopra lo raffredda tanto più quanto più è veloce; misurando l’energia necessaria a mantenerlo caldo, o la sua variazione di temperatura, si ricava la velocità del flusso. È uno dei metodi più sensibili per misurare la velocità dell’aria, capace di rilevare anche flussi molto lenti che altri strumenti non apprezzerebbero. Per questo è molto usato nella ventilazione, nel condizionamento e ovunque serva misurare correnti d’aria deboli nei condotti o negli ambienti. Capire come lo scambio termico tra aria e filo caldo si traduce in una misura di velocità aiuta a impiegare correttamente questi strumenti.

Questa pagina spiega il principio dello scambio termico, perché il filo caldo è sensibile alle basse velocità, e gli usi tipici. È una guida per il tecnico di ventilazione e qualità dell’aria.

Il principio dello scambio termico

Il cuore dello strumento è un elemento sensibile, tradizionalmente un sottile filo, mantenuto a una temperatura più alta di quella dell’aria circostante grazie a una corrente elettrica che lo riscalda. Quando l’aria è ferma, il filo perde calore lentamente; quando l’aria scorre, ne asporta di più, raffreddandolo. Più il flusso è veloce, maggiore è il calore sottratto. L’elettronica dello strumento misura questo effetto in uno di due modi: mantenendo costante la temperatura del filo e misurando quanta corrente serve per compensare il raffreddamento, oppure misurando la variazione di temperatura del filo a corrente costante. In entrambi i casi, l’entità dello scambio termico è legata in modo noto alla velocità dell’aria, e da essa si ricava la misura. È lo stesso motivo per cui si soffia su una zuppa calda per raffreddarla: l’aria in movimento asporta calore. La chiave è che questo scambio termico dipende dalla velocità del flusso, e in modo più marcato proprio alle basse velocità, dove piccole variazioni del flusso cambiano sensibilmente il raffreddamento del filo.

La sensibilità alle basse velocità

Il grande pregio dell’anemometro a filo caldo è la sua sensibilità ai flussi lenti. Mentre altri strumenti, come le ventoline meccaniche, faticano a rispondere a correnti d’aria deboli perché l’attrito impedisce loro di girare, il filo caldo reagisce a qualsiasi movimento d’aria che asporti calore, anche minimo. Questo lo rende ideale per misurare le basse velocità tipiche degli ambienti interni, delle bocchette di ventilazione, dei flussi in prossimità di superfici, dove le correnti sono lente ma vanno comunque misurate. La sonda è in genere piccola e sottile, quindi disturba poco il flusso e permette di misurare in punti precisi, anche in spazi ristretti. Per contro, il filo caldo è più delicato di una ventolina, sensibile a polvere e sporco che depositandosi sul filo ne alterano lo scambio termico, e richiede una compensazione della temperatura dell’aria, perché lo scambio dipende anche dalla differenza di temperatura tra filo e aria. Va inoltre orientato correttamente rispetto al flusso. Curati questi aspetti, l’anemometro a filo caldo offre una misura della velocità dell’aria sensibile e precisa, particolarmente adatta ai flussi lenti dove altri metodi non arrivano.

Aspetto	Caratteristica
Basse velocità	Grande sensibilità
Sonda sottile	Misura in punti precisi
Polvere e sporco	Da evitare sul filo

Dove si usa

L’anemometria a filo caldo si usa soprattutto nella ventilazione e nel condizionamento, dove serve misurare velocità dell’aria spesso basse. Nei condotti misura la velocità del flusso per calcolarne la portata, moltiplicando la velocità per la sezione. Alle bocchette e alle griglie verifica i flussi in uscita e in ingresso, utile per il bilanciamento degli impianti. Negli ambienti misura le correnti d’aria per valutare il comfort e la distribuzione dell’aria. Nei laboratori e nelle cappe di aspirazione controlla le velocità di sicurezza. La sua sensibilità lo rende insostituibile dove le velocità sono troppo basse per una ventolina, mentre per flussi più veloci e in ambienti più sporchi si preferisce spesso l’anemometro a ventolina, più robusto. I due metodi sono complementari e spesso disponibili come sonde intercambiabili sullo stesso strumento. Per una misura corretta della portata contano anche il rispetto di un profilo di flusso regolare e la misura in più punti della sezione. Grazie alla sua sensibilità, l’anemometro a filo caldo è uno strumento di riferimento per la misura delle correnti d’aria lente.

• L’aria che scorre raffredda un filo riscaldato.
• Dal raffreddamento si ricava la velocità.
• Molto sensibile alle basse velocità.
• La sonda sottile misura in punti precisi.
• Ideale per ventilazione e comfort ambientale.

Affidabilità della misura

Per misure affidabili contano la pulizia del filo, la corretta compensazione della temperatura dell’aria, e l’orientamento giusto della sonda rispetto al flusso. Il filo va tenuto pulito, perché polvere e depositi ne alterano lo scambio termico e falsano la misura, e va maneggiato con cura perché delicato. La sonda va orientata come previsto rispetto alla direzione del flusso. Lo strumento va usato entro il suo campo di velocità e tarato periodicamente. Per il calcolo della portata la velocità va misurata in più punti della sezione, mediando, e in un tratto di condotto a flusso regolare. Documentare condizioni, punti di misura e valori rende le misure confrontabili. Grazie allo scambio termico tra aria e filo caldo, l’anemometria a filo caldo offre una misura della velocità dell’aria molto sensibile, particolarmente adatta ai flussi lenti, ed è uno strumento fondamentale della ventilazione e del controllo della qualità dell’aria.

Dalla tecnologia allo strumento: cosa serve in pratica

Questo tema appartiene all’area Tecnologie per gas e fluidi del ramo Tecnologie e principi di misura, ed è collegato all’anemometria a ventolina. Per la strumentazione il riferimento è il Catalogo prodotti.

Nel catalogo gli anemometri fanno capo agli anemometri a filo caldo e a ventolina, nella famiglia aria, clima, gas ed emissioni. Se devi misurare la velocità dell’aria, il modulo di richiesta consente di ricevere un’indicazione mirata.