Funzionamento U.T.A. (unità trattamento aria)

funzionamento dell’ U.T.A

U.T.A.

L'unità trattamento aria, più nota con l'acronimo U.T.A. è una

macchina utilizzata nei grossi impianti di climatizzazione. Il loro scopo è

quello di prelevare l'aria dall'esterno trattandola a seconda delle

richieste climatiche degli ambienti interni. La U.T.A è definita macchina

per il semplice fatto che è dotata di un ventilatore capace di aspirare

l'aria e di spingerla verso i punti di diffusione in ambiente. Il recupero

energetico viene spesso effettuato ai fini del risparmio di energia.

Quando una U.T.A è dotata di recuperatore, oltre al ventilatore di

mandata è presente anche un ventilatore di ripresa dell'aria trattata; in

questo modo si hanno due percorsi indipendenti, aria da trattare e aria

trattata. Il recupero di calore può essere di 2 tipi: sensibile e latente.

Nel primo caso si ha una cessione del contenuto entalpico di uno dei 2

fluidi in modo da pre-riscaldare (d'inverno) o pre-raffreddare (d'estate)

l'aria da trattare. Il recupero latente si ha solo d'estate, e può essere

spiegato in questo modo: in estate l'aria è molto umida, e per eliminare

l'umidità l'unico mezzo è quello di farla condensare. Per poter

condensare questo vapore acqueo è necessario prelevare una quantità

di calore nota come calore latente di vaporizzazione. Quindi l'aria

trattata, fredda e deumidificata, assorbe questo calore e opera una pre-

deumidificazione dell'aria da trattare.

Esercitazione sull’ U.T.A

Questa esercitazione consiste nello studio del funzionamento dell’ unità

trattamento aria. Come spiegato prima, questo dispositivo può essere

utilizzato sia in inverno sia in estate per il raffreddamento o il

riscaldamento di un ambiente. In questo caso analizziamo cosa accade

alla variazione di temperatura e al calore scambiato all’interno di

un’aula polifunzionale sia nel caso invernale sia in quello estivo.

Dati: Carico forza motrice: 8000

Kcal/h

Aula polifunzionale cinema: 15x15x5 m Efficienza U.T.A: 50%

Affollamento:1 50 persone

Calore sensibile: 60 Kcal per persona

Portata aria uscente: 5400 m³/h

Ricambi ora: 40 m³/h per persona

Condizioni di progetto: Te= 0°C inverno

Ti= 20°C

Ti= 26°C estate

Te= 35°C

Dispersioni calore: inverno 20 Kcal/h • m³

estate 30 Kcal/h • m³

Calore specifico aria: 1005 J/Kg

Densità aria: 1.2 Kg/m³ Portata aria

-

Inverno uscente

Portata aria

T

T 1

2 entrante

-

U.T.A T =

e

0°C

Richieste:

1. Portata aria

entrante

2. Calore totale aula

CINEMA 3. T = temperatura

2

riscaldata dal U.T.A

T = 20°C

i - 4. Calore necessario

T al U.T.A per

3 riscaldare T e

5. Recupero calore

6. T =temperatura

1

di mescolanza

Calcoli inverno

CALORE NECESSARIO:

V. aula = l•l•h= 15m•15m•5m= 1125 m³

Ricambi ora .= 40 m³/h • 150= 6000 m³/h => (1)portata aria entrante

tot

m. Portata aria entrante = portata aria entrante • densità aria =

= 6000 m³/h • 1,2kg/m³=

= 7200kg/h

1cal = 4,186J

c = 1005J/kg => kcal = 1005J/kg / 4.186J= 240.1 cal /1000= 0,24 kcal/kg • K

Calore sensibile = Q • persone = 60kcal • 150= 9000 kcal/h

tot. s

Carico luci = carico luci • A = 10 kcal/h • m² • 15m • 15m= 2250 kcal/h

tot.

Dispersione calore = dispersione calore • V.aula = 20 Kcal/h • m³• 1125

tot. inv.

m³=22500 kcal/h

2)Calore aula = Q + Carico luci + carico F.M. - dispersione calore =

tot. s tot. tot. tot.

= 9000 kcal/h + 2250 kcal/h + 8000 Kcal/h - 22500 kcal/h = -3250

kcal/h

3)T = Q aula /(c • m. portata aria entrante)+ T = 3250 kcal/h / (0,24 kcal/kg•K •

2 tot. i

• 7200kg/h) + 20°C = 21,9°C

Calcoli inverno

CALORE RECUPERATO:

m. Portata aria uscente = portata aria uscente • densità aria =

= 5400 m³/• 1,2kg/m³= 6480kg/h

5)Calore recuperato = c • m. Portata aria uscente • ∆t =

= 0,24 kcal/kg•K • 6480kg/h • (T T ) =

e

i –

= 0,24 kcal/kg •K • 6480kg/h • (20°C – 0°C) =

= 31.104 kcal/h /2 = 15.552 kcal/h

6)T = calore recuperato/(c • m. portata aria entrante) + T =

e

1 =15.552 kcal/h /(0,24 kcal/kg •K • 7200kg/h) + 0°C = 9°C

Verifica T = (portata aria uscente • T ) + ( portata aria entrante • T ) /

1 i e

/ (portata aria entrante + portata aria uscente) =

= (5400 m³/h • 20°C ) + (6000 m³/h • 0°C)/( 6000 m³/h + 5400

m³/h )= = 9°C