Appunti di Impianti Tecnici degli Edifici

Cambiamenti Climatici

Due concetti chiave:

• Clima: insieme di condizioni meteorologiche e ambientali che caratterizzano una regione geografica nel susseguirsi delle stagioni. Proprietà meteorologiche, quali temperature, umidità, altezza mari, proprietà ghiacci, ecc.

Cambiamenti: variazione significativa dello stato medio del clima di una scala di tempo; persistenza per un periodo esteso (10 anni). Non possono essere spiegati in maniera diretta da un singolo evento estremo.

L‘effetto serra prevede che la radiazione solare sia in parte trattenuta dai gas dell’atmosfera (vapore acqueo, anidride carbonica, ecc.). L’aumento incontrollato dei gas serra ha portato al riscaldamento globale. NB: L’emissione di CO2 è un parametro importante per la valutazione del confermamento climatico e viene valutato tramite carote nei ghiacci. Sono valori molto alti rispetto al passato. Causa principale del riscaldamento degli oceani. Una parte è assorbita dalle acque, una parte dalla vegetazione e circa il 17% rimane nell’atmosfera per migliaia di anni. La CO2 è generata principalmente dalla combustione (ossidazione) di combustibili fossili.

Per le temperature, ci basiamo su misure dirette, su dati strumentali solo per gli ultimi 150 anni. Per i periodi precedenti, si valuta sulla base di dati proxi quali la dimensione degli anelli degli alberi, i noduli dei polini, l’analisi dei caoni, ecc.

La forzante climatica è definita come flusso di energia (w/mq) derivate da una risposta all’esposizione di un dato fattore perturbante.

Le conseguenze principali dei cambiamenti climatici sono:

• aumento delle T° e ondate di calore, sempre più frequenti e intense
• piogge più concentrate
• eventi siccitosi più lunghi
• scioglimento dei ghiacci e innalzamento del livello dei mari
• ripercussioni sulla salute, su risorse idriche, biodiversità, infrastrutture e sistemi mesernti>

Come affrontare il problema? Le due strategie complementari sono:

• Adattamento: ridurre i danni dei cambiamenti climatici già in atto e inevitabili in futuro
• Mitigazione: ridurre le emissioni e preservare gli assorbimenti della foresta.

RAPPORTO SPECIALE IPCC

L'IPCC è il Gruppo Intergovernativo sul cambiamento climatico, fondato nel 1988, si occupa di individuare, sulla base di modelli probabili, gli impatti futuri dei cambiamenti climatici (aumento delle T e rafforzamento dell'intensità del ciclo idrologico).La rapporto si pone l'obiettivo di mantenere un aumento di temperatura inferiore ai 2° (1,5°).

NORMATIVA E PIANI PER LA RIDUZIONE DELLE EMISSIONI

• Accordo di Parigi (30/11/2016): Obiettivo di ridurre quasi a zero le emissioni di gas serra in 3-4 decenni.
• Ogni Stato deve stabilire una strategia entro il 2020 per rivedere l'intero parco immobiliare decarbonizzato, e ad alta efficienza energetica entro il 2050.

Gli scenari modellari possono essere di varie tipologie:

• Base: valutazione dell'evoluzione del sistema con le norme attuali.
• Di policy: assumere un'implementazione di politiche e misure.
• Target: si parte da un futuro desiderato e si cerca di raggiungerlo.

PNIEC - Piano Nazionale Energia Clima dell'Italia 2016, prevede 0,8% di riduzione annua di consumo energetico, l'aumento dell'utilizzo di fonti rinnovabili e la decarbonizzazione, implementazione di fotovoltaico ed eolico.

• UNFCCC (United Nation Framework Convention on Climate Change): Gli Stati che hanno ratificato la Convenzione Quadro sui cambiamenti climatici nel '92 a Rio sono 195 (entrato in vigore nel 1994).
• Protocollo di Kyoto del 1997 è stato ratificato o accettato da 193 paesi.

CLASSIFICAZIONI

1) Per profilo termico

• equi-corrente
• contro-corrente
• a correnti incrociate

2) Per fluidi di scambio

• aria-aria
• aria-acqua/liquido
• acqua-acqua/liquido

3) Per funzione

• scambiatore termico sensibile
• scambiatore entalpico (condensa)
• scambiatore di calore rigenerativo
• condensatore
• evaporatore

EFFICIENZA

Valuta l'efficacia dello scambio termico, valutando la relazione traquanta potenza viene scambiata e quanta è effettivamentescambiabile (Δqmax). Etf è definita come:

ε = q/Δqmax = Pot. scamb./Pot. max scambiabile

Per ottenere qmax si deve considerare la condizione ideale discambio termico, ossia che il fluido freddo esce alla T del fluidocaldo ingresso (T d’uscita T caldo in T freddo in). In oltre èda considerare il fluid con capacità termica minore.

qmax = Cmin. ΔTmax

Ci sono due metodi per valutare l'efficienza ε:

1) METODO LMTD

• Sfrutta la relazione tra la potenza termica e la variazione di temperatura media logaritmica. La procedura è:
• Determinare la potenza termica q = U cp ΔT
• Da essi si ricavano eventuali dati incogniti del problema.
• Si utilizza e per ricavare l'area di scambio termico perché q = U · A · (ΔTml) differenze di ΔT equivalente
• Si utilizza la def. di ε: o Contro-corrente ε = q/Δqmax; ΔT diversi

Per tenere conto del tipo di scambiatore o della configurazionea flussi incrociati, si usa il fattore di correzione F. Esistonodegli apparelli grafici che consentono di ottenere F in funzionedi due parametri R e P.

F

R = (T1-T2)/(T2-T1)

P = (T2-T1)/(T2-T1)

L'efficienza η_s può assumere un valore inteso o causa

delle perdite per il materiale incombusto e all'ambiente, in

condizioni ideali e con camera stagna.

Il massimo rendimento teorico alla T elaborata

della fiammava (Max T teoricamente raggiungibile con un determinato

tipo di combustibile ed inquinamento di aria e ossigeno).

Per il boiler, quello che effettivamente ad un'efficienza stagna

vale meno, che sommate ci minimizzano le perdite all'interno.

ηsEeEterm-Εs

E_e = elettrica fornita al gener.

loje nella regione

E_s = energia termica fornita

disuianto la stagona.

Sario le caldaie a condensazione possono avere η_s > 1 perché

recuperano il calore della condensazione del vapore acqueo

presente nei fumi.

Una caldaia può operare per caldaie a modulazione di potenza,

in grado di modulare la portata di combustibile ed equivalenti

la potenza erogata dall'appuntato (caldaie ad oggetto)

Classificazione

Le caldaie fanno parte del cosiddetto "gruppo termico", costituito

da:

• Caldaia, scambiatore flussi acqua in cui i prodotti della
• combustione cedono calore per irraggiamento e convenzione alle
• pareti della camera di combustione,
• fumi (al fluorei attraveso uni vendugio sciacciati, in altro
• sterla i prodotti della combustione) => va dimensionato per evitare
• spunibili fumi
• Bruciatore, componente in cui avviene la combustione
• Sistemi di regolazione

La classificazione avviene per:

• Tipologia di combustibile (vi pur uoars al gas naturale)
• Modalita di installazione (murale o basamento)
• Tipi di bruciatore (Atmosferico ad aria soffiata/press. 12237)
• Modalità di evacuazione dei prodotti di combustione (a
• tiaposa naturale o forzato)

Caldaie

A) A basamento

Hanno potenze termiche comprese tra gli 80 kw ed i 141 kw

Sono caratterizzate da una consistente l'umanac d'acque che

resta all'interno della caldaia ed è funziona soltale

superni riscaldare agli esub di combustione, sono

distinite in base al n. di giri che i fumi compiono sul'i

intero o cul disicombino:

1. 1 GH

fumi viaggiano ottizoutinersne nella brevioro

2 GH fumi") vengeno cotiosa sul deposezza uscendo

da dueli steni risalto da cui puo estirarit. Poiché i fumi

ritrovano più 2 colloa sulla caldaia e può tuale

la formazione e ossido di tiso al 2050 (NOx)