Appunti Progettazione e costruzione di opere edili

SOLARE TERMICO

È una fonte rinnovabile e ha un’effi cienza che varia dal 55-70%. È una

tecnologia che utilizza l’energia del sole per produrre calore, che può

essere utilizzato per produrre acqua sanitaria e riscaldare ambienti.

Il solare termico si basa sull’utilizzo di collettori solari che assorbono le

radiazioni solari e le convertono in calore. Il calore viene poi trasferito a un

fl uido termovettore che circola attraverso il sistema per essere utilizzato e

portato ad un accumulatore termico.

I collettori solari termici sono dispositivi progettati per captare l’energia

solare e trasformarla in calore.

Si possono scegliere 3 tipologie di collettori:

- Collettore Piano vetrato: la parte superiore del collettore è costituita

da uno strato di vetro trasparente, che ha la funzione di lasciare passare la

radiazione solare e di proteggere gli altri componenti del collettore. Il vetro

è progettato per ridurre al minimo le perdite di calore, grazie alla sua

capacità di trattenere calore. In genere viene usato un vetro a bassa

emissività. 54

- Collettore sottovuoto: costituito da una serie di tubi di vetro sottovuoto

disposti in parallelo, questo perché il vuoto è un ottimo isolante che riduce

al minimo le dispersioni di calore verso l’ambiente esterno.

- tappeto d’assorbimento: è costituito da tubi fl essibili o da un pannello

piatto in materiale plastico scuro così da massimizzare l’assorbimento delle

radiazioni solari. Ha basse rese.

L’integrazione del pannello solare

avviene mediante l’accumulatore

termico, usato poi per mandare

l’acqua sanitaria tramite una pompa

(non è il massimo perché l’acqua

dell’accumulatore può essere stagna).

Oppure sconnettendo l’acqua

dall’accumulatore e mandandola ad

uno scambiatore di calore l’acqua

calda va e entra dentro l’impiantistica

dal collettore.

FOTOVOLTAICO

Produce energia elettrica mediante le radiazioni solari, è il sistema

rinnovabile per eccellenza e trasforma l’energia solare in energia elettrica,

la corrente continua diventa corrente alternata che poi va ad alimentare

una batteria oppure in una rete per poi rivenderla ad un fornitore di energia

elettrica.

IMPIANTO IDRONICO

È un sistema di riscaldamento e/o raff rescamento che utilizza l’acqua come

fl uido termovettore.

L’impianto inizia con una fonte di energia come caldaia, pompa di calore,

solare termico o anche teleriscaldamento e viene poi riscaldata e distribuita

tramite un sistema di tubazioni verso i terminali. Nei terminali l’acqua cede

il suo calore (o assorbe calore) per riscaldare o raff reddare gli ambienti.

Dopo aver ceduto il calore o il fresco, l’acqua torna alla fonte di

generazione per essere riscaldata o raff reddata nuovamente completando il

ciclo. Reti di distribuzione

principali componenti

Le sono: 55

- Tubazioni

- Pompe di circolazione;

sono caratterizzate da una prevalenza (prevalenza (forza che la pompa

deve superare per consentire una portata adeguata) a cui poi si associa

una portata. Esse garantiscono il movimento del fl uido termovettore

attraverso il sistema di tubazioni. Senza di esse il fl uido non riuscirebbe

a raggiungere i terminali.

- Collettore di distribuzione;

è utilizzato per distribuire il fl uido termovettore a diverse diramazioni in

modo uniforme e controllato. Esso riceve un fl uido termovettore da un

generatore e lo distribuisce ai vari circuiti o terminali dell’impianto.

- Organi di intercettazione;

Sono organi che consentono di aprire, chiudere o modulare il passaggio

del fl uido in modo preciso e sicuro. Permettono di isolare sezioni

specifi che senza dover arrestare l’intero sistema.

- Valvola di miscelazione;

consente di mescolare due fl ussi d’acqua, uno caldo e uno freddo, al fi ne

di ottenere un fl uido con una temperatura desiderata e costante.

- Vaso di espansione;

è progettato per assorbire le variazioni di volume del fl uido causate dalle

oscillazioni di temperatura. Viene utilizzato per mantenere stabile la

pressione del sistema, proteggendo le tubazioni e i componenti

dell’impianto da sovrapressioni o sbalzi eccessivi.

Esso consente l’espansione dell’acqua che espandendo può andare a

rompere il sistema.

Vaso di espansione, consente l’espansione dell’acqua, se espande puo

andare a rompere il sistema, puo essere:

- Aperto (posto in sommità dell’edifi cio, vaso aperto)

- Chiuso ermeticamente (all’interno del quale ci mettiamo un gas che è

comprimibile)

Ogni elemento viene isolato da una valvola a saracinesca che serve per

isolare le varie parti per poter fare manutenzione.

Schemi di distribuzione: tipologie di sistemi utilizzate nella distribuzione

del fl uido termovettore in edifi ci multipiano.

- Impianto a più colonne montanti : Le colonne montanti sono

tubazioni verticali che trasportano il fl uido dal generatore verso i vari

piani dell’edifi cio. Le tubazioni vengono fatte passare esternamente. È

56

il sistema più economico dal punto di vista del materiale. Presenti

massimo due corpi scaldanti per ogni piano.

- Impianto a unica colonna montante a zone : è presente un’unica

colonna montante verticale che distribuisce il fl uido ai vari piani. Ogni

piano è dotato di un sistema di derivazione per gestire la

distribuzione locale, ed è suddiviso in più zone gestibili

separatamente tramite valvole di regolazione o contabilizzatori. In

ogni zona della casa abbiamo un collettore. Il sistema verticale viene

fatto passare dove ci sono delle scale o impianti che poi arrivano al

collettore.

- Impianto complanare con collettore di distribuzione : il fl uido

viene distribuito attraverso un collettore che raccoglie e distribuisce il

fl uido a vari rami di distribuzione. Il collettore è un componente

centrale che serve dal punto di distribuzione del fl uido a più rami o

circuiti.

Complanare perché le tubazioni che partono dal collettore e si

diramano verso i vari terminali si trovano sulla stessa superfi cie.

- Impianto complanare con rete ad anello : è un sistema di

distribuzione in cui il circuito forma un anello, con le tubazioni che si

collegano tra loro in modo continuo, dove ognuno ha 3 terminali

scaldanti.

Monotubo: il fl uido viene distribuito tramite un’unica tubazione principale

il quale distribuisce il fl uido dal collettore a tutti i terminali in serie. Il fl uido

che esce dal collettore passa attraverso ogni terminale e ritorna al

collettore per essere nuovamente riscaldato. C’è un'unica tubazione che si

occupa sia della distribuzione che del ritorno.

Ma poiché il fl uido si raff redda progressivamente passando attraverso ogni

terminale, l’ultimo radiatore della linea riceve un fl uido più freddo, con un

conseguente minore rendimento e inoltre non è possibile regolare

facilmente il fl usso e la temperatura per ogni singolo terminale. 57

.

Bitubo: utilizza due tubazioni separate per la distribuzione del fl uido caldo

e una per il ritorno del fl uido raff reddato. Off re una distribuzione del calore

più uniforme ed effi ciente, in quanto ogni terminale riceve acqua alla stessa

temperatura e la restituisce senza che si verifi chi una caduta di

temperatura signifi cativa lungo il circuito. Sistemi di emissione del calore

Corpi scaldanti che possono essere classifi cabili in:

- a prevalente convezione naturale, come radiatori, piastre radianti,

termoconvettori e tubi alettati;

- a prevalente convezione forzata, come aerotermi, ventilconvettori,

ecc...

- a prevalente scambio termico radiativo , suddivisibili in terminali a

bassa temperatura (pannelli radianti a pavimento soffi tto e parete) o

ad alta temperatura (strisce radianti).

tipologia di emissione cambia il gradiente di temperatura

sulla base della

verticale dell’aria .

Questa curva rappresenta la curva ideale della variazione di temperatura

dal pavimento al soffi tto:

il sistema di emissione che approssima meglio questa curva è il sistema

migliore (pannelli radianti a pavimento e a parete)

- Termosifoni o radiatori: scambia tramite convezione e radiazione

l’effi cienza del radiatore varia a seconda della superfi cie a contatto con

l’aria. (alette) sistema molto importante per sistemi ad alte temperature

(pannelli radianti non interessa) 58

la posizione del radiatore è molto importante ai fi ni delle temperature. La

collocazione migliore è su una parete esterna posizionato sotto una

fi nestra. Questo perché le fi nestre rappresentano uno dei punti più critici in

un edifi cio per quanto riguarda la dispersione del calore. Altrimenti si

verifi cherebbe uno sbilancio, l’aria calda richiamerebbe all’interno l’aria

fredda e ci sarebbero dei ponti termici. Ciò serve quindi per mantenere una

certa omogeneità all’interno dell’edifi cio.

- Termoconvettori ad acqua: scambia per irraggiamento

Utilizzano acqua calda come fl uido termico per riscaldare gli ambienti.

non va bene nasconderlo dietro un case metallico, e vanno evitati

posizionamenti di nicchia o sotto una lastra di marmo. Per un maggiore

rendimento il terminale non deve essere nemmeno verniciato (specialmente

se termo-rifl ettente)

Possono essere: Lisci, nervati, a piastra o a colonna e possono essere

composti di diversi materiali (ghisa (maggiore inerzia termica), acciaio e

alluminio (passaggio di calore immediato non hanno interza

termica)).

è un termosifone (tubi di acqua calda) messi in delle batterie di

riscaldamento. L’aria attorno si scalda e sale e richiama aria

verso l’interno. Sfrutta appunto la ventilazione naturale. è un

sistema anche di ventilazione forzata, possiamo andare a

regolare la velocità della ventola.

- Impianti radianti: scambio termico per irraggiamento

Abbiamo delle curve quasi costanti, la temperatura di immissione puo

essere minore perché la superfi cie che scambia calore è maggiore (Un

intero pavimento). La potenza dei pannelli radianti è molto rilevante, è

sovradimensionato, oppure puo essere localizzato, ci possono degli

elementi di parete a cui viene associata la funzione di riscaldamento della

stanza.

Un sistema a chiocciola permette di avere un’omogeneità di temperatura

maggiore.

Nel caso di pannelli radianti a pavimentazione in bagno, non puo andare ad

interferire con le tubazioni sanitarie.

Il pannello puo essere a secco (crea un sistema senza l’utilizzo del

cemento, hanno un’inerzia minore) o a umido (integrato nel massetto,

maggiormente inerziale) abbiamo sempre un