Gestione energetica ambientale - appunti completi Prof.Cumo

TRASMISSIONE DEL CALORE

evitare entrare atm. esterno.

come migliorare involucro x minimizzare impianti di sistema di climatizzazione?

separare dal punto di vista ambientale senza inquinare miglioramento clima ambientale

CALORE

si muove solo se c'è differenza di temperatura

del corpo + caldo e - freddo:

1. CONDUZIONE
2. CONVEZIONE
3. IRRAGGIAMENTO

1. Passaggio calore e contatto diretto tra:
   • 2 corpi: solidi (es. 2 strati di pareti) simmetrici o simmetrici
2. Altre condizioni: i 2 corpi non sono 2 corpi solidi, almeno 1 dei 2 è fluido (uno corpo)
   • es. radiatore e aria
3. Scambio calori tra 2 corpi che non si toccano, si sparano radiazioni elettromagnetiche:
   • continuo passaggio di radiazioni

C'è sistema scambio radiativo che avviene continuamente nell'ambiente esterno:

• raggi solari fuori
• lampadine dentro

Breve serve x tenere in considerazioni luci del sole e cariche interne.

CONDUZIONE TERMICA

• Unica con equazione
• Equazione generale della conduzione eq. di Fourier

Parte dall'osservazione del fenomenoPostulato di Fourier

s = secondograndeproporzionaleal A (superficie)

Q_x = A Δt dζ / Δx = A Δt dζ / Δx → e secondo delmateriale cambia

• CONDUTTORI metalli
• MATERIALI
• INERTI → tutti
• ISOLANTI → porosi

Q = λ A Δt dζ / Δx

λ [ ^W / _mK ]

PROPRIETÀ TERMICHE DEI MATERIALI

Conducibilità → Capacità di un materialedi farsi attraversare dal calore.

m = ρ dx dy dz c_p Δt → si toglie      dell’altra

→    λ &left( &dfrac{d²T}{dx²} + &dfrac{d²T}{dy²} + &dfrac{dT}{dz²} &right) dy = ρ c_p ΔT

Poi dividere entrambi    p c_p

→      - &dfrac{\lambda \nabla ^{2} T}{\rho c_p} dy = ΔT    →    sostituiamo Λ = &dfrac{\lambda}{\rho c_p}

→     -Λ \nabla^{2} T dy = ΔT

→     - Λ \nabla^{2} T dy = &dfrac{ΔT}{dy} dt

FORMA FINALE

- Λ \nabla^{2} T = &dfrac{ΔT}{dt}

Applicare quello a una parete infinita e a condizioni stazionarie , senza sviluppo di            (colore interno) (come scambio la parete)

→ Non vale nel loop

→ Applicando cond.stazionar

- Λ \nabla^2 T = 0

Quale è meglio?

Dipende a che serve!

Re = _PUL/^M > 2 forze

sovrassiccio = attrito

3) NUMERO GRASHOF

GR = _{g_sΔT L³}/^M2 > 2 forze

coeff. di distorsione

4) NUMERO DI PRANDTL

Pr = _Cp/^M rapporto tra 2 diffusività

termica

meccanico

Derivato

• Numeri adimensionali
• Dimensioni naturali
• Dimensioni forzate

in funzione (= l'unica che ha hc)

N � f ( Re , Pr , Gr )

Risoluto non esatto => approssimato

Per trovare qualcosa devo approssimare.

(faccio finta che qualche grandezza

della Q è costante) => anche se non

è vero.

IN LABORATORIO

se assorbe ogni radiazione prima o poisi scalda e si sciogliequindi deve essere ancheun emettitore totaleη = 1

10. LEGGE IRRAGGIAMENTO

STEFAN BOLTZMANquanta energia un corpo nero a unacerta temp. emetteη = σ . T⁴

Energia buttata fuori sotto formadi radiazioni

Serve legge x emissionia una certa lunghezza d'onda (λ)

LEGGE DI BLANC

ε_λ = 2 . hc² . 1

λ⁵ e^(mc/kT) - 1

d'influenzadella temp.

Qui salgono le lunghezzed'onda

Temp. usato = 300°

G = G₀ (T₁ + T₂)

PARETI INTERNE

PARETI ESTERNE

COMPORTAMENTO TERMO-FISICO DEI MATERIALI ISOLANTI

L'aria ferma è quella che isola

Negli anni '80 si usavano intercapedini d'aria.

Dal '90 vogliamo che le pareti siano più isolanti

perché finché le 2 pareti sono vicine l'aria sta ferma

fredda, ma l'aria inizia a muoversi e inizia la

convezione.

In questo caso sono costruito o metteno tra le

due pareti un materiale isolante poroso.

Se parete leggera 10-12 cm

parete calcestr. esp. 6-7 cm 3_oi isolante

Usare materiali da costruzione alleggeriti

permette di usare materiali per isolare - spesso

CARICHI TERMICI INVERNALI/ESTIVI

• fuoruscite di calore (invernali)
• ingressi calorici (estivi)

che esce o entra dell'edificio

edificio con 0 carichi termici -> non si può fare sennò es fare

con U=0

minimizzare carichi termici facendo un involucro estremamente performante

(isolato)

costretto a mettere un impianto di climatizzazione

zero-out g building -> si autoproducendo

edifici bassi (ci deve essere tutto tetto)

CALCOLO CARICHI TERMICI:

sommando tutte le perdite di calore che ci sono (somma di componenti)

da dove? pareti esterne infissi, tetto, pavimento

• ponti termici (discontinuità dei materiali),
• porte e finestre aperte
• (ricettività di aria)

Cosa produce questa legge? APE

Un edificio per store e

non oltre store almeno

in classe C

PSICROMETRIA -> studio aria umida

↓ xk?

xk aria è una miscela di

tanti gas -> si comportano

tutti allo

stesse maniere

(unica sostanza)

↓ Trattati a parte

- ARIA SECCA

- VAPORE ACQUEO (cambio di stato)

- VARIA (miscela di 2 componenti)

↓

dobbiamo trasformarlo (cambiano i parametri)

$$$ X -> UMIDITÀ (quanta vapore c'è

nell'aria)

DIAGRAMMA PSICROMETRICO -> 1ª DOMANDA

Regole GIBBS ->

psimisciutone

M = m - f + 2

Numero ↓ misura

di ↓ n. capaciti

indeped

2 - 1 + 2 = ³

Per descrivere nano in ogni

suo stato mi servono 3

variabili indipendenti.

100.000 Pa -> 1 ATMOSFERA

L'utente deve avere la possibilità di regolare la

temperatura MISTO: convezione o split. Adatto

per zone climatiche diverse, un impianto molto

più flessibile.

Quando uso impianto ad acqua o a gas (split)?

Di gas ce ne vuole di meno -> tubazione più

piccola. Il tubo dello split è meno invasivo

Se ho controssoffitto o parete fluttuante mi conviene

All'impianto split attacco la corrente

(l'impianto split consuma di più (soprattutto nel

riscaldamento).

In inverno ho l'impianto ho rendimenti

minore in pompa di calore

In estate uso e consumo corrente elettrica

Acqua -> riscaldamento -> spendo di meno

benssere migliore

Lo split più moderno, più facile da assemblare,

serve solo corrente elettrica.

MISTO ho bisogno di centrale, corrente elettrica,

attacco di acqua e di gas,

ESTATE bisogno di gruppo frigo (pensate romanza)

Negli edifici vincolati vince lo split.

• EDIFICIO a ENERGIA A QUASI 0
• EDIFICIO che non consuma nulla dalla rete (se lo rinasalto)

Con lo split ho il tetto libero per impianti fotovoltaici che

stanno in copertura