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

RISPOSTE/DOMANDE FREQUENTI

1. COS’È DIAGRAMMA PSICROMETRICO

Il diagramma psicrometrico Carrier è un diagramma cartesiano per la rappresentazione grafica degli stati

dell’aria umida da usare nei problemi di condizionamento dell’aria. Nel diagramma psicrometrico sono

riportate sull’asse orizzontale delle ascisse i valori della temperatura [°C], sull’asse verticale delle ordinate

i valori dell’umidità specifica [g /Kg ] e obliquamente i valori di entalpia specifica [kJ/ Kg ]. Sul

v as as

diagramma inoltre ci sono delle curve (“a umidità relativa costante”) ognuna parametrizzata per i valori

di umidità relativa [%]

2. COME SI CALCOLA IL PUNTO D’IMMISSIONE

Il punto d’immissione S dell’aria trattata nell’ambiente interno varia a seconda della stagione (Se;Si) ed è

caratterizzato da una temperatura T e da un’umidità specifica X che variano sia a seconda della stagione sia

s s

in funzione dell’impianto. Generalmente si ha:

- per il riscaldamento invernale T = T + (Φ / (G *C ))

S,inv A,inv H,nd ae p

- per il raffrescamento estivo T = T + (Φ / (G *C ))

S,est A,est C,nd ae p

- dove Φ è la potenza termica fornita dall’UTA

H \ C,nd

Mentre per il calcolo dell’umidità specifica del punto d’immissione X questa sarà sempre inferiore all’umidità

S

specifica del punto ambiente X e pari a X = X – G /G

A S A v tot

- Per impianti a tutt’aria, il controllo della temperatura è affidato all’UTA

L’aria immessa è già trattata termicamente quindi per il calcolo della temperatura vale

T = T + (Φ / (G *C )) e per l’umidità specifica vale sempre X = X – G /G

S,est/inv A,est/inv C/H,nd ae p S A v tot

- Per impianti ad aria primaria e ventilconvettori, la UTA si occupa della trasformazione igrometrica e i

ventilconvettori controllano la temperatura ambiente per ambiente

L’immissione dell’aria è effettuata a temperatura ambiente, ovvero “a punto neutro” quindi il punto

d’immissione ha temperatura T = T e valori dell’umidità specifica X = X – G /G

S A S A v tot

3. COME SI CALCOLA L’UMIDITÀ SPECIFICA DEL PUNTO D’IMMISSIONE

L’umidità specifica del punto d’immissione X (sempre inferiore all’umidità specifica del punto ambiente

S

X ) si calcola: X = X – G /G

A S A v tot

4. DA COSA DIPENDE L’UMIDITÀ SPECIFICA

L’umidità specifica dipende dalla quantità di vapore d’acqua presente nell’aria umida (dovuto a persone,

apparecchi).

- Definizione: data una massa d’aria umida, l’umidità specifica (o “titolo”) è il rapporto fra la massa di

vapore d’acqua (m ) e la massa d’aria secca (m ) quindi x = m / m ed è espressa in [g /Kg ]

v as v as v as

5. QUANDO È POSSIBILE IL RICIRCOLO DELL’IMPIANTO A TUTT’ARIA?

Nell’impianto a tutt’aria è previsto il ricircolo nel caso in cui G < G ovvero quando la portata d’aria

ae tot

necessaria al controllo della qualità dell’aria e dell’umidità relativa (G ) è minore della portata d’aria

ae

necessaria al controllo della temperatura (G )

tot

6. FATTORI DETERMINANTI PER LA QUALITÀ DELL’ARIA

La qualità dell’aria interna è influenzata sia dalla qualità dell’aria esterna, sia dalle emissioni delle

sorgenti interne poiché alcuni inquinanti possono provenire dall’esterno, altri invece generati dentro. Le

sostanze inquinanti dell’aria esterna (pollini; microorganismi come muffe, batteri o funghi; ossidi d’azoto

Nox; ossidi di carbonio COx; particolato sospeso totale PST) e le sostanze inquinanti dell’aria interna (gas

e vapori come CO, CO , VOC, ozono e odori; inquinanti bioloci; particolato come fumo di tabacco, fibre,

2

polvere) contribuiscono alla concentrazione di inquinanti all’interno degli edifici.

Principalmente le sorgenti d’inquinamento interne sono la causa primaria dei problemi di qualità

dell’aria interna: principali cause sono l’uomo, le attività svolte, i materiali da costruzione, gli arredi, i

sistemi di trattamento aria.

7. DA COSA DIPENDE LA PORTATA D’ARIA ESTERNA

La portata d’aria esterna necessaria alla diluizione degli inquinanti presenti nell’ambiente interno

tramite sistemi di ventilazione dipende dalla concentrazione degli inquinanti all’interno dell’ambiente.

Può essere calcolato un livello accettabile di inquinanti presenti:

- Tramite “metodo prestazionale” basato sul calcolo della concentrazione di inquinanti presenti

- Tramite “metodo prescrittivo”, come raccomanda la UNI10339 attualmente vigente in Italia, che

suggerisce una portata volumica di aria esterna da immettere in ambiente in funzione della destinazione

d’uso dei locali (i valori del calcolo prescrittivo rappresentano valori minimi di portate d’aria necessarie, al

di sotto di cui non è consentito scendere).

8. COME FUNZIONA UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO

Un impianto solare fotovoltaico è un sistema che trasforma l’energia solare in energia elettrica. Può

essere autonomo (con eventuale batteria di accumulo) oppure connesso alla rete elettrica (senza

accumulo, produce energia direttamente consumata dall’utenza o reimmessa in rete).

Un impianto fotovoltaico è costituito da moduli collegati in serie o in parallelo che producono corrente

continua, trasformata poi da un inverte in corrente alternata.

I pannelli fotovoltaici, costituiti dall’unione di più celle fotovoltaiche in silicio, convertono l’energia dei

fotoni in elettricità – poiché i fotoni vanno a eccitare gli elettroni della cellula in silicio – questo viene

definito “effetto fotovoltaico”.

9. RENDIMENTO IMPIANTO FOTOVOLTAICO

Il rendimento dell’impianto fotovoltaico (il rapporto tra l’energia elettrica prodotta e la radiazione solare

incidente) dipende dal tipo di silicio utilizzato per le celle:

- Silicio monocristallino (rendimento 16-21%)

- Silicio policristallino (15-16%)

- Silicio amorfo (6-8%)

10. COPERTURA PANNELLI SOLARI RISPETTO ALLA SUPERFICIE DISPONIBILE

Al netto della superficie disponibile libera da ombre, impedimenti vari e considerato lo spazio necessario

per il passaggio tra i pannelli e per la manutenzione la superficie coperta da pannelli dipende dal tipo

d’installazione, dall’inclinazione dei pannelli, e dalla produzione che si vuole ottenere.

2 2 2

Per produrre 1kW, il monocristallino deve coprire 9m , il policristallino 8m , l’amorfo 20m

11. COME FUNZIONA IL SOLARE TERMICO

Un impianto solare termico è un sistema che trasforma l’energia solare in energia termica, cioè calore,

che può essere utilizzata per produrre ACS, o acqua per il riscaldamento degli ambienti. È formato da

pannelli di captazione dell’energia (pannelli vetrati o pannelli sottovuoto) e da un sistema di accumulo

con o senza pompa di circolazione. I pannelli servono a riscaldare il fluido termovettore che circola

all’interno del pannello e poi nell’impianto. In impianti di climatizzazione estiva invece l’energia termica

prodotta può essere impiegata per i gruppi frigoriferi ad assorbimento.

- Possono essere a circolazione naturale (movimento generato dalle differenze di temperatura del fluido)

ma devono prevedere un accumulo obbligatoriamente posizionato su una quota superiore e non lontano

(solitamente usati per produzione di acs e affiancati ad una fonte sicura di produzione di acqua calda).

- Possono essere a circolazione forzata (con una pompa di circolazione) anch’essi affiancati da una fonte

sicura di produzione, ma possono provvedere anche al riscaldamento degli ambienti interni e può avere

uno o più serbatoi di accumulo delocalizzati rispetto al pannello.

- Il solare termico va dimensionato accuratamente in funzione di località e radiazione solare disponibile;

collocazione del pannello sull’edificio; richieste di energia termiche e di temperature necessarie

12. RENDIMENTO PANNELLI SOLARE TERMICO

Il rendimento del pannello solare termico, detto anche “efficienza di conversione” è dato dal rapporto tra

energia termica prodotta e l’energia solare incidente sulla superficie del pannello stesso – varia al variare

della radiazione solare e della differenza di temperatura tra il fluido termovettore circolante e l’ambiente.

I pannelli sottovuoto hanno un rendimento migliore di quelli piani vetrati, anche in condizioni sfavorevoli.

2

- Cielo sereno 1000W/m 2 2

- Cielo nuvoloso 600W/m ; molto nuvoloso 300W/m

2

- Cielo coperto 100W/m

13. BILANCIO ENERGETICO

Studio delle condizioni operative di un generatore di calore a partire da dati di input come temperature di

esercizio e potenze termiche e frigorifere richieste (esercizi pagine 245-248)

14. IMPIANTO DI COGENERAZIONE

Un impianto di cogenerazione è un impianto di produzione combinata di energia elettrica e termica

(calore) nella stessa apparecchiatura e a partire da un’unica fonte; sono impianti a rendimenti di

conversione molto elevati, soprattutto per una generica utenza con richieste contemporanee di energia

termica ed energia elettrica. Un impianto di cogenerazione sviluppa energia elettrica e reimpiega

l’energia termica sviluppata per soddisfare le richieste dell’utenza termica, mentre un impianto

tradizionale scarta l’energia termica prodotta usando circa il 150% dell’energia primaria.

I sistemi di

cogenerazione più

comuni sono

motori a

combustione

interna (ciclo Otto

o Diesel) e le

turbine a gas. I

fluidi termovettori

recuperano

energia termica

dall’acqua di

raffreddamento,

dall’olio di

lubrificazione,

dall’aria di

sovralimentazione

e dai gas di scarico.

15. QUANDO UN IMPIANTO DI COGENERAZIONE È EFFICIENTE?

Un impianto di cogenerazione ha un rendimento maggiore partendo da un’unica fonte di energia

primaria, rispetto ad un impianto tradizionale termoelettrico: per produrre un 38% di energia elettrica