Appunti di Impianti tecnici degli edifici

Simulazioni d'esame di impianti tecnici degli edifici

Note per lo svolgimento della prova

• Si prega di segnare nome e cognome e numero di matricola su ogni foglio protocollo utilizzato e sul presente prestampato. Alla scadenza del tempo assegnato vanno consegnati tutti i fogli protocollo ricevuti e il testo del compito.
• Durante lo svolgimento della prova non possono essere consultati appunti o note di alcun genere. La candidata/il candidato non può altresì usare telefoni cellulari.
• Il superamento di questa prova scritta si ottiene rispondendo in modo sufficiente a tutti i quesiti indicati sotto. Ogni quesito consta di tre parti per aiutare il candidato ad autovalutare il livello di sufficienza.

Tema 1 (9 punti)

In uno scambiatore di calore compatto, che realizza una configurazione con correnti incrociate non miscelate per entrambi i fluidi, una portata di aria di 4,8 kg/s entra alla temperatura t₁ = 20°C e viene riscaldata a spese del calore ceduto da una portata di 5,5 kg/s di prodotti della combustione che entrano nello scambiatore alla temperatura t₂ = 420°C. I calori specifici dell’aria e dei prodotti di combustione valgono rispettivamente 1,02 kj/(kg K) e 1,08 kj/(kg K). L’area dello scambiatore è di 550 m² e il coefficiente globale del calore è pari a 26 W/(m² K).

• Valutare l’efficienza dello scambiatore.
• Valutare in questa condizione la temperatura di uscita dei due fluidi dallo scambiatore.
• Valutare inoltre la temperatura di uscita dallo scambiatore, nel caso la temperatura d’ingresso dei prodotti della combustione scenda a 350°C.

Tema 2 (9 punti)

Calcolare la quantità di calore recuperato dai fumi di combustione di una caldaia a gas a condensazione alimentata da 31 Nm³ di gas. Quanto inciderebbe percentualmente sulla sua efficienza termica? I dati forniti sono:

• ΔT fra fumi di combustione e acqua di ritorno di 10 °C.
• Portata volumetrica dei fumi della combustione pari a 9,52 Nm³/Nm³.
• Portata volumetrica dell’aria comburente (comprensiva di eccesso di aria) di 10,22 Nm³/Nm³ a una temperatura di 10°C e un’umidità relativa del 50%.
• La temperatura di ritorno dell’acqua alla caldaia è di 40°C.
• La quantità stechiometrica di acqua prodotta per Nm³ di comburente è pari a 1,405 kg/Nm³.

Tema 3 (9 punti)

• In un edificio con 75 occupanti a Trento verrà installato un impianto solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria. L’obiettivo di progetto è una copertura da solare pari al 70% del fabbisogno annuale. Definire: l’area del campo collettori e la dimensione del serbatoio per il sistema, ipotizzando un impiego di collettori a tubi evacuati con un’area di 3,14 m² a modulo.
• Le caratteristiche tecniche del collettore sono: contenuto di liquido 1,2 litri, pressione, massima di esercizio 6 bar. Inoltre, il contenuto complessivo di liquido termovettore nel circuito dell’impianto solare (escluso il campo collettori) è di 95 litri. Dimensionare il vaso di espansione, sapendo che l’edificio su cui è montato il campo ha 5 piani fuori terra e la centrale termica è posizionata nel piano cantinato.
• Definire l’efficienza del collettore solare termico (nella forma usata dalla norma UNI EN 12975), mettendo in evidenza i parametri che ne influenzano l’andamento. Per il collettore indicato dal punto precedente (η =0,77, a₁=0,802, a₂=0,0016), utilizzato per la produzione di...