Appunti di Progettazione di Impianti Termo-Frigoriferi - parte 1

Progettazione di impianti termofrigoriferi

Prof: Emanuele Habib

Libro: ASHRAE Handbook of Fundamentals

Esame

• 4 progetti
• Orale
• Impianto di aria
• Centrale termica
• Centrale frigorifera
• Impianto misto

Termoregolazione del corpo umano

Se fa freddo, il corpo riduce la circolazione periferica e quindi riduce la circolazione nella pelle. Di conseguenza, la pelle riceve meno sangue, scambia più vapore con l'esterno (per traspirazione) e dunque si secca.

Se fa caldo, il corpo aumenta la circolazione nella pelle in modo da scambiare più energia con l'esterno.

Composizione dell'aria

Secca:

Umidità

Relativa (u.r.): u.r. = ^{Pv (X)}/_{Ps (T)}

Specific: Massa di vapore per unità di aria secca: X = ^mv/_ma.a. = ^{R_a,a. Pv}/_{Rv Patm-Pv}

R_a.a. = 287 J/kg K

R_v = 462 J/kg K

Patm = 101,325 kPa

Pv = 0,1-6 kPa

Entalpia

Entalpia per unità di aria secca. J = c_pa.a. (t) + x (c_p,v. t + r_v)

c_pa.a. = 0,24 kcal/kg°C, 4,006 kJ/kg K

0,46 kcal/kg°C, 1,805 kJ/kg K

595 kcal/kg, 2501 kJ/kg

Descrizione dell'aria umida

Per descrivere l'aria umida ho bisogno di 3 variabili.

Diagrammi psicrometrici

• Mollier: J-X non ortogonale
• ASHRAE: X-J non ortogonale
• Carrier: X-T ortogonale

I diagrammi che usano J e T non sono ortogonali con X e P.

Trasformazioni dell'aria

• Riscaldamento: Aumento di temperatura ad umidità specifica costante
• Raffreddamento: Diminuzione di temperatura ad umidità specifica costante
• Raffreddamento con deumidificazione: Diminuzione di X con umidità diminuzione di t. Avviene quando la superficie del mezzo freddo è ad una temperatura inferiore di quella di rugiada dell'aria umida: intorno alla superficie si forma condensa.
• Umidificazione: Immissione di vapore o acqua travà isoterma o si ottiene aggiungendo direttamente acqua e vapore.
• Adsorbimento: È il lavamento del vapore ad una macchina solida che sia igroscopica e impegnata sia in grado di adsorbire il vapore (a temperatura costante), e si riesca attraverso il recupero del vapore.

Miscela di due masse di aria

Limitato dalle umide prendendo di due grandezze termiche

X_M = ^{m_A X_A + m_B X_B}/_{mA + mB}

J_M = ^{m_A J_A + m_B J_B}/_{mA + mB}

Misurazione dell'umidità dell'aria

Misuro la T e l'UR con un igrometro o con un umidometro elettronico; oppure l'UR è correlata a pulvimetri o psicometricouso lo psicrometro.

Corpo umano e ambiente

Il corpo umano deve continuamente scambiare calore per dissipare l'energia del metabolismo:

• Per convezione con l'aria
• Per irraggiamento con l'ambiente che ci circonda
• Per conduzione tramite le pareti dei pavimenti
• Attraverso l'evaporazione di acqua in sudore evaporata dal corpo

Ogni grammo di acqua in sudore evaporata produce nei nostri corpi alta calore di vapore.

Il diagramma della zona di comfort è compreso tra il 10%-15% dell'energia metabolica in lavoro.

Bilancio energetico del corpo umano

dU/dt = M - L ¡ Q_conv + Q_irr + Q_trasp - Q_sud + Q_real + Q_evaporazione

• Q_conv = h_c A_fe (T_s - T_a)
• Q_irr = h_r f_c (T_s - T_m)
• Q_trasp = q(1 - w) x (p_s(T_p) - p_v(x_a))
• Q_sud = ( w * cv ) * ( [ x(T_p) - x_a ] )
• Q_resp = m_r (M) ( J_s (T_e) - s₂)

Trasmissione del calore

T_p - T_s = Q_conv + Q_irr = ( T_p - T_p ) / (R_cl * f_cl * h )

R_cl = 1 clo = 0,155 m² K/W

h_c = { 2,38 * (T_s - T_a)^0.25

Condizioni di benessere

Per il benessere delle persone...