Domande ed Esercizi di Integrazione Impiantistica

Corso di "Progetto di integrazione impiantistica"

Tema 1-A

• La protezione da sovraccarichi e da cortocircuiti di un impianto elettrico: definizioni e verifiche
• Impianto solare termico per produzione ACS: definire architettura, componenti e schema funzionale.
• Descrivere l'architettura di un impianto antintrusione di III livello, illustrandone i componenti fondamentali e il principio di funzionamento.
• Disegnare la sezione del vano corsa di un impianto ascensore di tipo oleodinamico, individuando i componenti fondamentali e spiegandone la funzione.
• Descrivere il funzionamento di un sistema di raffrescamento a pannelli radianti per un'unità residenziale.

Caratteristiche appartamento

La temperatura esterna relativa alle condizioni di picco è pari a -7 °C. La temperatura di esercizio dell'acqua dell'impianto di riscaldamento sarà la seguente: mandata 55 °C; ritorno 45 °C. La ventilazione degli ambienti è prevista di tipo forzato con recuperatore di calore a flussi incrociati avente rendimento pari al 65% e portata tale da assicurare 1,2 ricambi di aria all'ora in ciascun ambiente. Nei locali saranno installati dei radiatori ad elementi componibili; ciascun elemento avrà una potenza termica di riferimento pari a 114 W/elemento (riferita ad una temperatura media dell'acqua pari a 70 °C); l'esponente da utilizzare per il calcolo della potenza termica dell'elemento è pari a 1,344. Definire:

• Il numero di elementi che risultano necessari per ciascun locale.
• La portata di acqua necessaria per alimentare i radiatori dell'appartamento.

Unità di trattamento aria

• Portata 8000 m³/h
• Condizioni in ingresso aria esterna 33 °C; umidità relativa 65%
• Condizioni di mandata temperatura 22°C; umidità assoluta 9,0 g/kgas

Definire la portata di acqua calda della batteria di post riscaldamento (salto termico acqua 10°C).

Scenario palazzina

Una palazzina è costituita da 12 alloggi ciascuno munito dei seguenti apparecchi sanitari (che richiedono acqua calda):

• Bagno padronale: 1 lavabo (portata acqua 0,10 l/s), 1 vasca (portata acqua 0,20 l/s capacità 180 litri), 1 bidet (portata acqua 0,10 l/s)
• Bagno di servizio: 1 lavabo (portata acqua 0,10 l/s), 1 doccia (portata acqua 0,15 l/s)
• Cucina: 1 lavello (portata acqua 0,20 l/s)

Utilizzando la formula fornita (UNI 9182), definire uno scenario di funzionamento realistico e calcolare il volume del bollitore considerando una temperatura nel bollitore stesso pari a 60 °C. Specificare inoltre il significato di ciascun termine che compare nella formula data.

Tema 1-B

• Descrivere le modalità di protezione da contatti diretti ed indiretti in un impianto elettrico.
• Descrivere lo schema funzionale e i componenti di un impianto fotovoltaico in isola e connesso in rete.
• Descrivere l'architettura di un impianto antintrusione di II livello, illustrandone i componenti fondamentali e il principio di funzionamento.
• Disegnare la sezione del vano corsa di un impianto ascensore elettrico a fune, individuando i componenti fondamentali e spiegandone la funzione.
• Descrivere il funzionamento di un sistema di raffrescamento a pannelli radianti per un’unità residenziale.

Caratteristiche appartamento 2

La temperatura esterna relativa alle condizioni di picco è pari a -6 °C. La temperatura di esercizio dell'acqua dell'impianto di riscaldamento sarà la seguente: mandata 60 °C ; ritorno 50 °C. La ventilazione degli ambienti è prevista di tipo forzato con recuperatore di calore a flussi incrociati avente rendimento pari al 60% e portata tale da assicurare 1,3 ricambi di aria all'ora in ciascun ambiente. Nei locali saranno installati dei radiatori ad elementi componibili; ciascun elemento avrà una potenza termica di riferimento pari a 114 W/elemento (riferita ad una temperatura media dell'acqua pari a 70 °C); l'esponente da utilizzare per il calcolo della potenza termica dell'elemento è pari a 1,344. Definire:

• Il numero di elementi che risultano necessari per ciascun locale.
• La portata di acqua necessaria per alimentare i radiatori dell'appartamento.

Unità di trattamento aria 2

• Portata 9000 m³/h
• Condizioni in ingresso aria esterna 31 °C; umidità relativa 65%
• Condizioni di mandata temperatura 24°C; umidità assoluta 9,5 g/kgas

Definire la portata di acqua calda della batteria di raffreddamento (salto termico acqua 5 °C).

Scenario palazzina 2

Una palazzina è costituita da 24 alloggi ciascuno munito dei seguenti apparecchi sanitari (che richiedono acqua calda):

• Bagno padronale: 1 lavabo (portata acqua 0,10 l/s), 1 vasca (portata acqua 0,20 l/s capacità 180 litri), 1 bidet (portata acqua 0,10 l/s)
• Cucina: 1 lavello (portata acqua 0,20 l/s)

Utilizzando la formula fornita (UNI 9182), definire uno scenario di funzionamento realistico e calcolare il volume del bollitore considerando una temperatura nel bollitore stesso pari a 60 °C. Specificare inoltre il significato di ciascun termine che compare nella formula data.

Tema 2-A

• Sistemi per lo sfruttamento di fonti energetiche rinnovabili: tipologie, caratteristiche e modalità di integrazione nell'involucro edilizio.
• Descrivere i sistemi di ventilazione degli impianti di scarico, illustrandone caratteristiche, vantaggi e svantaggi.
• Determinare le caratteristiche dell'impianto di terra per garantire la protezione nei confronti dei contatti indiretti se l'interruttore generale ha I = 5A 1 SECd
• Quali sono i vincoli elettromeccanici nei circuiti luce e nei circuiti prese negli edifici di tipo residenziale?
• Disegnare lo schema di un'unità di trattamento aria a ricircolo, specificando la funzione di ciascuna sezione e indicando le trasformazioni subite dalla vena d'aria umida nel passaggio in ciascuna di esse.

Un edificio è riscaldato con pannelli a pavimento con potenza pari a 50 W/m²; la superficie utile dei pannelli nell'intero edificio è pari a 1200 m². Il circuito più lungo che costituisce le serpentine ha una lunghezza pari a 105 m ed è costituito da una tubazione in PEx Ø17 mm, sp. 2 mm (diametro interno 13 mm). Calcolare:

• La perdita di carico della serpentina che costituisce il tratto più lungo.
• La portata della pompa di alimentazione dei pannelli a pavimento considerando un salto termico di 10 °C tra mandata a ritorno dell'impianto di riscaldamento.

Il generatore di calore funzionerà con un salto termico pari a 10 °C; definire lo schema funzionale dell'impianto di riscaldamento (il generatore è destinato anche all'alimentazione del serpentino del bollitore per la produzione di acqua calda sanitaria).

Deve essere definita l'unità di trattamento per aria primaria per una palazzina uffici di 4 piani; 2400 m² per piano, densità affollamento 0,06 pers/m²; carico latente per persona 90 W/pers. L'unità di trattamento aria dovrà inviare aria primaria neutra a 26°C. Il carico termico sensibile totale (rientri di calore + persone + luci interne) è stimato pari a 120 kW. L'unità sarà munita di recuperatore statico ermetico (solo recupero calore sensibile) con rendimento pari al 65%. Considerando che l'umidità specifica a valle della batteria di raffreddamento non potrà essere inferiore a 9,5 g/kgas, definire la potenza della batteria di post riscaldamento. Le condizioni di riferimento saranno le seguenti:

• Esterno: temperatura 32 °C, umidità relativa 60%
• Interno: temperatura 26 °C, umidità relativa 50%

Un condominio avrà il seguente scenario di picco di consumo di acqua calda sanitaria: 50 alloggi. Per ogni alloggio è previsto:

• Il funzionamento di 1 lavabo per 6 minuti
• Il funzionamento di una doccia per 7 minuti
• Il funzionamento del lavello cucina per 5 minuti

Temperatura acqua fredda 15 °C; temperatura acqua sanitaria 45 °C. Utilizzando la formula della UNI 9182, calcolare la potenza termica del serpentino del bollitore considerando una durata del periodo di punta di 1,5 ore ed un periodo di preriscaldamento di 3 ore.

Tema 2-B

• Sistemi per lo sfruttamento di fonti energetiche rinnovabili: tipologie, caratteristiche e modalità di integrazione nell'involucro edilizio.
• Descrivere le caratteristiche e le modalità di installazione delle reti di distribuzione gas metano. Descrivere inoltre i vincoli di installazione di apparecchi di tipo B e di tipo C.
• Determinare le caratteristiche dell'impianto di terra per garantire la protezione nei confronti dei contatti indiretti se l'interruttore generale ha I = 10A 1SECd
• Quali sono i vincoli elettromeccanici nei circuiti luce e nei circuiti prese negli edifici di tipo residenziale?
• Disegnare lo schema di un'unità di trattamento aria a ricircolo, specificando la funzione di ciascuna sezione e indicando le trasformazioni subite dalla vena d'aria umida nel passaggio in ciascuna di esse.

Un edificio è riscaldato con pannelli a pavimento con potenza pari a 60 W/m²; la superficie utile dei pannelli nell'intero edificio è pari a 1200 m². Il circuito più lungo che costituisce le serpentine ha una lunghezza pari a 95 m ed è costituito da una tubazione in PEx Ø17 mm, sp. 2 mm (diametro interno 13 mm). Calcolare:

• La perdita di carico della serpentina che costituisce il tratto più lungo.
• La portata della pompa di alimentazione dei pannelli a pavimento considerando un salto termico di 10 °C tra mandata a ritorno dell'impianto di riscaldamento.

Il generatore di calore funzionerà con un salto termico pari a 10 °C; definire lo schema funzionale dell'impianto di riscaldamento (il generatore è destinato anche all'alimentazione del serpentino del bollitore per la produzione di acqua calda sanitaria).

Deve essere definita l'unità di trattamento per aria primaria piccolo centro commerciale di 5 piani; 300 m² per piano, densità affollamento 0,2 pers/m²; carico latente per persona 85 W/pers. L'unità di trattamento aria dovrà inviare aria primaria neutra a 23°C. Il carico termico sensibile totale (rientri di calore + persone + luci interne) è stimato pari a 230 kW. L'unità sarà munita di recuperatore statico ermetico (solo recupero calore sensibile) con rendimento pari al 70%. Considerando che l'umidità specifica a valle della batteria di raffreddamento non potrà essere inferiore a 8,5 g/kgas, definire la potenza della batteria di post riscaldamento. Le condizioni di riferimento saranno le seguenti:

• Esterno: temperatura 34 °C, umidità relativa 50%
• Interno: temperatura 23 °C, umidità relativa 50%

Un condominio avrà il seguente scenario di picco di consumo di acqua calda sanitaria: 40 alloggi. Per ogni alloggio è previsto:

• Il funzionamento di 2 lavabi per 6 minuti ciascuno
• Il funzionamento di una doccia per 8 minuti
• Il funzionamento del lavello cucina per 4 minuti

Temperatura acqua fredda 10 °C; temperatura acqua sanitaria 45 °C. Utilizzando la formula della UNI 9182, calcolare la potenza termica del serpentino del bollitore considerando una durata del periodo di punta di 2 ore ed un periodo di preriscaldamento di 4 ore.

Tema 3-A

• Descrivere l'architettura di un impianto antintrusione, illustrando le caratteristiche degli impianti di I, II e III livello.
• Sistemi per lo sfruttamento di fonti energetiche rinnovabili: tipologie, caratteristiche e modalità di integrazione nell'involucro edilizio.
• Descrivere i sistemi di ventilazione degli impianti di scarico, illustrandone caratteristiche, vantaggi e svantaggi.
• Disegnare la sezione del vano corsa di un impianto ascensore elettrico a fune, individuando i componenti fondamentali e spiegandone la funzione.
• La protezione da sovraccarichi e da cortocircuiti di un impianto elettrico: definizioni e verifiche (sistema TT).

In un edificio di 42 alloggi ogni alloggio avrà 2 igienici equipaggiati con:

• Bagno padronale: 1 lavabo, 1 vasca, 1 WC, 1 bidet
• Bagno di servizio: 1 lavabo, 1 doccia, 1 WC, 1 lavabiancheria
• Cucina: lavello e lavastoviglie

Servendosi del metodo delle unità di carico definire:

• Le portate di progetto di acqua fredda e di acqua calda per ciascun alloggio;
• La portata di acqua da richiedere all’acquedotto;
• La portata di acqua di progetto della tubazione di alimentazione del bollitore.

Un edificio sarà costituito da 32 alloggi i cui locali avranno le seguenti dispersioni termiche:

• Soggiorno: 1000 W
• Cucina: 850 W
• Camera matrimoniale: 450 W
• Cameretta: 350 W
• Bagno: 300 W
• Bagno di servizio: 310 W

La ventilazione dei locali sarà di tipo naturale; la temperatura esterna di progetto è pari a -7 °C. I locali saranno riscaldati con radiatori con acqua in mandata a 55 °C e ritorno 45 °C. Gli elementi previsti hanno una potenza nominale pari a 114 W/elemento (riferita a temperatura media di 70 °C) ed un esponente n = 1,34. Definire:

• Il numero di elementi necessari in ciascun locale;
• Lo schema di impianto prevedendo una caldaia a condensazione con salto termico pari a 20 °C e collegata anche al bollitore per la produzione di acqua calda sanitaria.

Un ufficio ha le seguenti caratteristiche edili che determinano i rientri di calore estivi:

• Parete opaca: 12 m², esposizione sud