Impianti Tecnici (Sintesi esame De Santoli; Mancini; Lo Basso), Sintesi di Architettura Tecnica E Impianti Tecnici

Calcolo della differenza di vapore

Per studiare i fenomeni di condensazione interstiziale viene impiegato un metodo semplificato descritto nella UNI EN ISO 13788 comunemente denominato "metodo di Glaser" che consente, fissate le condizioni termo-igrometriche interne ed esterne, di verificare se in una parete possa verificarsi condensazione di vapore superficiale o interstiziale.

In assenza di fenomeni di condensazione all'interno della struttura, l'andamento della pressione di vapore attraverso gli strati di una struttura è sempre una funzione lineare della resistenza dei singoli strati.

Se durante il processo di trasmissione del vapore, in qualche punto si raggiungono condizioni di saturazione, si può avere condensazione del vapore e formazione di acqua liquida.

Il vapore acqueo non condensa fin quando la pressione vapore rimane inferiore alla pressione di saturazione che dipende dalla temperatura: al diminuire della temperatura, diminuisce la pressione.

di saturazione equindi l'aria può contenere meno vapore acqueo.- Nei punti in cui il ΔT è maggiore (maggior salto termico in corrispondenza di strati con resistenza termicamaggiore) si hanno dei cali di temperatura che corrispondono a dei cali di pressione vapore ΔPv- A causa della differenza tra pressione di vapore Δ dell'aria interna (T maggiore, Pv maggiore) e quellaPvdell'aria esterna (T inferiore, Pv inferiore) si ha un flusso di vapore verso l'ambiente esterno a cui sioppone la resistenza alla diffusione di vapore z = s/δ (spessore strato/permeabilità al vapore).

19. POMPA DI CALORESono macchine frigorifere che permettono di sottrarre con continuità calore da una sorgente atemperatura inferiore e di cederlo ad una sorgente a temperatura superiore. Le macchine frigorifere sonodette pompe di calore se hanno lo scopo di cedere calore alla sorgente a temperatura superiore (possonoessere anche

“reversibili” e quindi invertendo il ciclo possono funzionare come gruppi frigoriferi). In generale si ha che la potenza termica uscente Φ = Φ + P è pari alla potenza termica entrante Φ + la potenza1 2 2elettrica del compressore P. Una pompa di calore preleva calore dall’aria, ne alza la temperatura e lo rende disponibile per il riscaldamento. Una pompa di calore lavora su 3 cicli:

1. Preleva il calore dall’ambiente (da una sorgente a temperatura inferiore)- Convoglia l’aria in uno scambiatore in cui circola il fluido termovettore (a temperatura inferiore rispetto aquella dell’aria esterna) che trasferisce il calore al 2° ciclo
2. Incrementa la temperatura attraverso la compressione- Il liquido refrigerante circola nel circuito, assorbe il calore e arriva al punto di ebollizione, vaporizzando (il refrigerante vaporizza anche a basse temperature)- Il compressore comprime il vapore aumentandone pressione e la temperatura- Il vapore

riscaldato e compresso poi viene trasferito al circuito di riscaldamento (3° ciclo)

Trasferisce il calore all'utenza (cede potenza termica)- Il calore generato può essere impiegato per l'acqua calda sanitaria o per il riscaldamento- Il refrigerante si raffredda e condensa (torna allo stato liquido) ma ha una temperatura ancora troppo alta per prelevare calore dall'aria esterna- Un ulteriore raffreddamento del fluido refrigerante si ha nella valvola di espansione (o laminazione), che ne diminuisce la pressione e quindi la temperatura prima di ricominciare il ciclo

15. ENERGIE RINNOVABILI

Sono definite "rinnovabili" le fonti di energia naturali o prodotte naturalmente che per loro natura si rigenerano almeno alla stessa velocità con cui sono consumate; non esauribili in tempi geologici e il cui uso non ne comprometta la disponibilità per le generazioni future. Sono un'alternativa alle fonti fossili e molte delle rinnovabili sono

energie "pulite" poiché non emettono sostanze nocive o climalteranti. Sono energie rinnovabili: energia eolica, energia solare, geotermica, idrotermica, aerotermica, biomassa, idraulica, energia da biomasse, energia da gas di discarica o gas residuati e biogas. 16. RENDIMENTO POMPA DI CALORE E GRUPPO FRIGORIFERO - Per la pompa di calore il rendimento è detto COP (coefficient of performance) ed è: COP = Φ / P1 - Per i gruppi frigoriferi il rendimento è detto EER (energy efficiency ratio) ed è: EER = Φ / P2 - Per un gruppo polivalente, con entrambi gli effetti, il rendimento è EER+COP = Φ + Φ / P1 17. QUOTA RINNOVABILE DELLA POMPA DI CALORE Le pompe di calore possono essere ad alimentazione diretta (cioè a fiamma diretta) alimentate da combustibile; oppure ad alimentazione indiretta se la sorgente termica è un fluido termovettore fornito con temperatura adeguata. Le macchine ad alimentazione indiretta possonoessere alimentate da:

• Energia prodotta da recuperi termici da processi industriali
• Energia prodotta da energie rinnovabili (solare termico, calore geotermico ecc.)
• Energia cogenerata da un motore primo

Sapendo che per una pompa di calore Q = Q + E ed essendo Q l'energia termica prelevata a bassa temperatura, Q l'energia termica ceduta a temperatura più alta ed E la potenza elettrica fornita al compressore, si ha che Q = Q - E. Esplicitando in termini di energia primaria totale diventa: Q = Q - E * f [f è il fatt. di conversione], rinnovabile 1 P,tot P,totQ. Secondo il D.Lgs 28/2011 l'energia generata da calore aerotermico, geotermico o idrotermico usato dalla pompa di calore può essere considerata rinnovabile se il rendimento finale di energia (calore generato) ecceda almeno del 15% l'apporto energetico primario necessario per far funzionare la pompa di calore. Dev'essere quindi Q > E * f * 1,15 e cioè Q.

E = COP > f * 1,151 P,tot 1 P,tot- All'aumentare del rendimento COP, aumenta anche l'energia termica rinnovabile Q 2,rinnovabile- Al diminuire del fattore di conversione f , aumenta l'energia rinnovabile QP,tot 2,rinnovabile

18. UNITA' DI TRATTAMENTO ARIA
L'unità di trattamento aria (U.T.A.) è una macchina a sezioni componibili (ognuna con diversa funzione) per il trattamento dell'aria destinata ad essere immessa all'interno degli ambienti dell'edificio.
Nella configurazione classica prevede:
- 3 batterie di scambio termico (riscaldamento, raffreddamento e postriscaldamento)
- Sezione di umidificazione
- Serrande di regolazione della portata d'aria
- Filtri di diverso tipo
- Ventilatore di ripresa e ventilatore di mandata
Può inoltre prevedere:
- Recuperatore di calore
- Camera di miscela
- Silenziatori

19. ALIMENTAZIONE POTENZA TERMICA NECESSARIA ALLE BATTERIE DELL'UTA
Le batterie di scambio termico sono

Generalmente alimentate da acqua (calda per quelle di riscaldamento e post-riscaldamento; fredda per quella di raffreddamento).

20. CALCOLO DEI CARICHI TERMICI (METODO, FATTORI DI CALCOLO)

Il calcolo dei carichi termici dell'edificio per la stagione invernale ed estiva costituisce il punto di partenza per il corretto dimensionamento dell'impianto di climatizzazione.

In particolare, il carico termico invernale è pari alla quantità di energia termica che un locale disperde verso l'ambiente esterno durante l'inverno che l'impianto dovrà poi fornire all'edificio o, parallelamente, il carico termico estivo è pari al flusso di calore che l'edificio accumula in estate e che l'impianto dovrà smaltire sottraendolo dall'edificio.

La compensazione dei carichi termici è compito dell'impianto di riscaldamento/raffrescamento che compensandoli porta l'ambiente interno alle condizioni di progetto.

Desiderate in modo da assicurare il comfort termoigrometrico degli occupanti. Il carico termico invernale Φ è il risultato del bilancio energetico che considera i flussi di energia dovuti a:

• H,nd- Φ Trasmissione attraverso l'involucro
• H,tr- Φ Ventilazione attraverso l'involucro
• H,ve- Φ Sorgenti interne all'edificio (persone, lampade, apparecchiature) *carico termico gratuito, = 0
• H,int- Φ Apporti termici solari *carico termico gratuito, trascurabile perché aiuta, = 0
• H,sol- Φ Carico termico estivo

Il carico termico estivo Φ è il risultato del bilancio energetico che considera i flussi di energia dovuti a:

• C,nd- Φ Flussi termici dovuti a sorgenti interne all'edificio
• C,int- Φ Apporti termici solari
• C,sol- Φ Flusso scambiato con l'esterno per trasmissione
• C,tr- Φ Flusso scambiato con l'esterno per ventilazione

SINTESI ARGOMENTI TEORIA: LIVIO DE SANTOLI21. COMFORT TERMICO E BENESSERE IN AMBIENTE INTERNO

COMFORT

Il comfort termico è la condizione di benessere termico percepita dagli occupanti di un ambiente interno.

Le condizioni di comfort sono l'insieme dei parametri fisici/ambientali che portano al benessere della persona. Il benessere termoigrometrico è definito come la condizione mentale di soddisfazione termica nei confronti del microclima (cioè verso i parametri climatici di un ambiente confinato che influenzano gli scambi termici tra il soggetto e l'ambiente circostante). La progettazione di un edificio e dei sistemi impiantistici ha come obiettivo il raggiungimento delle condizioni di comfort nell'ambiente interno.

Per il raggiungimento del comfort negli anni sono stati costruiti edifici energivori senza attenzione al consumo di risorse, mentre oggi, con maggior consapevolezza si cerca di contenere i consumi energetici quanto più possibile.

SISTEMA DI REGOLAZIONE DEL CORPO UMANO

Il corpo umano scambia energia con l'ambiente circostante per le proprie funzioni vitali: la temperatura corporea oscilla intorno ai 37°C e viene mantenuta costante dal sistema.

nervoso centrale (attraverso l'ipotalamo) grazie a un sistema di termorecettori che rilevano gli stress/variazioni termiche. Attraverso il sistema di termoregolazione il corpo recepisce le variazioni termiche e l'ipotalamo genera degli stimoli che permettono al corpo di adattarsi a diverse situazioni: attraverso i capillari periferici (vasodilatazione/vasocostrizione), i gruppi muscolari (brividi/contrazioni involontarie) e ghiandole sudorifere.

Per mantenere il comfort termico:

• la temperatura della pelle e la temperatura interna deve fornire sensazione di neutralità cioè deve verificarsi l' "assenza di discomfort"
• il bilancio di energia dev'essere soddisfatto: energia metabolica pari alle dispersioni in ambiente (condizione di omeotermia: energia prodotta = energia scambiata con l'ambiente)

EQUILIBRIO/BENESSERE

- Si parla di condizione di benessere termoigrometrico solamente se l'organismo è