Lezioni, Servizi generali e sicurezza d impianto M CI

R T

a a a v a a v

v assoluta

.

R T

a Kg /Kg ]

[ ≅

v a

g /Kg

[ ]

v a

costante universale dei gas

R che mette in relazione pressione, temperatura e volume di un gas

à ideale.

R R

e sono costanti specifiche dei gas.

a v

Il rapporto appena trovato è indicativo della quantità di vapore presente nella miscela di aria rispetto

a un’unità di aria secca.

P R

v a

.

X = P R

a v

R

R = μ

a a μ μ

, peso atomico dei gas presi in esame.

à

a v

R

R =

v μ v

Quindi si ha: R μ

μ μ

R

P R P P P P P

v

a v

. . . . . . .

v a v v v v v

X = = = = = 0,622 = 0,622

μ

μ R

R

P R P P P P P - P

a

a

a v a a a a v

μ v Conoscendo i pesi atomici dei due gas

posso farne il rapporto 0,622

à

Poiché:

P = P – P

a v

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P P (t) pressione parziale del vapore surriscaldato in condizioni di saturazione.

à à

v s (da

Rappresenta il massimo valore di pressione che può area in condizioni di vapore

completare). P

v

φ =

umidità relativa

Viene così definita [%]

à P (t)

s φ

P P (t) =

Quando = viene raggiunta la condizione di saturazione 100% rappresentata

à à

v s

dalla curva limite di saturazione sul diagramma di Mollier.

P

È possibile ricavare dalla formula dell’umidità relativa:

v

φ . P (t)

Pv = s

Andando a sostituire nella formula del titolo si ha:

φ . P (t)

s

.

X = 0,622 .

P - (φ P (t))

s

diagramma di Mollier:

Vediamo il P = costante

t [°C] %

80

φ %

a 90 Curva di saturazione (o curva limite).

v

ati

rel 0%

ità 10

id

um H costante (linee rette nere) g /Kg

X (titolo - umidità assoluta) [ ]

v a

. .

H = H 1 + H X

ARIA UMIDA a v .

H H = C t

Dove: entalpia aria secca

à à

a a pa

1 q.tà unitaria

à . .

H H = C t r

entalpia vapore surriscaldato

à à

v v pv t

X q.tà vapore surriscaldato

à

C calore specifico aria secca/vapore surriscaldato

à

p a/v

r calore latente di condensazione

à

t . . . . .

H = C t 1 + (C t r ) X

ARIA UMIDA pa pv t

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Unità di

Come detto in precedenza l’aria viene trattata all’interno di particolari dispositivi chiamati

Trattamento Aria (UTA).

Un UTA è un macchinario modulare nel quale ogni modulo effettua un particolare trattamento

dell’aria. tipologie di condizionamento:

È possibile distinguere due

Condizionamento estivo raffreddamento + deumidificazione;

à

Condizionamento invernale riscaldamento + umidificazione.

à

impianti a tutta aria,

Negli i macchinari UTA, grazie alla loro modularità, possono essere anche di

dimensioni e portata notevoli.

Ogni modulo all’interno dell’UTA esegue un trattamento dell’aria diverso:

Raffreddamento;

Riscaldamento;

Deumidificazione;

Umidificazione.

È preferibile mettere i macchinari UTA sulla sommità degli edifici in maniera tale da facilitare il

collegamento di questi con i canali di distribuzione dell’aria trattata.

Sui rami di distribuzione sono presenti piccoli fori che distribuiscono l’aria trattata: questa

tubazione di distribuzione a vista,

particolare diramazione, detta sostituisce l’elemento di lancio

anemostato.

Come dispositivo di lancio è utilizzato spesso l’anemostato: questi elementi devono essere disposti

in maniera accurata nell’area da climatizzare.

Per garantire un certo comfort la velocità di uscita dell’aria dagli anemostati è di circa

0,2 0,3 m/sec.

÷

È bene progettare la disposizione degli anemostati, in quanto ognuno di essi ricopre un cono:

l’intera area deve essere coperta dall’aria uscente dai dispositivi di lancio, anche mediante

sovrapposizione dei coni d’aria.

impianti a tutta acqua:

Molto più compatti sono gli l’aria prelevata dall’ambiente viene riscaldata

o raffredda andando a contatto con acqua calda o fredda.

Il trattamento dell’aria è economico abbastanza ed efficace ma non è possibile climatizzare

ambienti troppo grandi.

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Aerotermi particolari impianti a tutta acqua applicati in posizioni elevate all’interno di

à capannoni: è possibile avere aerotermi a lancio verticale e orizzontale.

Sono spesso utilizzati nelle serre, dove l’aspetto estetico cade in secondo piano.

impianto aria – acqua

Un è una combinazione fra le prime due tipologie di impianto di

climatizzazione: si cerca di unire l’economicità degli impianti a tutta acqua all’elevata capacità di

condizionamento degli impianti a tutta aria.

In seguito verranno approfonditi gli impianti a tutta aria, poiché sono quelli maggiormente utilizzati

per la climatizzazione di ambienti.

Impianto di climatizzazione a tutta aria

Schema di riferimento:

A AMBIENTE

φ

t ,

A A Densità dell’aria:

ρ 3

= 1,2 Kg/m

ARIA

B C E

UTA

φ

t ,

B B

A dispositivi estrattori)

aria estratta (mediante dall’ambiente per essere trattata e

à successivamente reimmessa nello stesso.

aria viziata.

Detta anche

G X

: portata in massa [Kg/h] : titolo

A A

V H

3

: portata in volume [m /h] : entalpia

A A φ

t

B aria prelevata dall’UTA dall’ambiente esterno a una certa temperatura ( ) e umidità ( ) per

à B B

essere trattata.

aria pura.

Detta anche

G X

: portata in massa [Kg/h] : titolo

B B

V H

3

: portata in volume [m /h] : entalpia

B B

E stato fisico della miscela dell’aria dopo essere stata trattata all’interno dell’UTA.

à Sono le condizioni dell’aria trattata.

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t

L’ambiente da climatizzare deve essere mantenuto ad una determinata temperatura ( ) e umidità

A

φ ).

( A impianto a tutta aria esterna

Nello schema in nero è rappresentato un in quanto il ricambio

dell’aria è effettuato prelevando esclusivamente aria dall’esterno.

Questa tipologia di impianto è utilizzata quando l’aspetto della salubrità è molto importante: per

esempio nelle sale operatorie ospedaliere.

Sono presenti stringenti norme che impongono un numero prefissato di ricambi d’aria ora di

à

norma sono 15 ricambi volumici orari, in aumento.

Aggiungendo un ramo che rimette in circolo una parte dell’aria viziata dell’ambiente, facendola

impianto a tutta aria con ricircolo.

miscelare con l’aria pura prelevata dall’esterno, si parla di

C

Lo stato fisico rappresenta la miscela di aria pura e aria viziata, che verrà poi trattata dall’UTA.

Il ricircolo è possibile anche al 100%, ma ciò non garantisce alcuna salubrità e può essere adottato

solo in ambienti dove non lavorano persone.

La soluzione più utilizzata è quindi quella in cui parte dell’aria viziata viene mischiata all’aria pura

prelevata dall’esterno, per poi essere trattata e reimmessa nell’ambiente.

G = G + G

C A B X H

e basta fare una media pesata:

Per determinare C C

X G + X G

A A B B

X =

C G + G

A B

H G + H G

A A B B

H =

C G + G

A B

Vediamo nel dettaglio da cosa è composta un’unità di trattamento aria (UTA):

Da centrale di Da centrale di

H O calda H O fredda

A 2 2 C

B umidificazione freddo Ventilatore

caldo

carta deumidificazione

di di

Batteria

di del Batteria del

Filtro Batteria Batteria

  69  

Nella prima zona si ha immissione sia di aria pura (B), sia di aria viziata (A): la regolazione delle

portate è effettuata mediante apposite serrande.

Filtro di carta la carta è opportunamente pieghettata in maniera tale da ostacolare l’entrata di

à pulviscolo o altri materiali solidi.

Batteria del caldo è alimentata da H O calda prodotta da una centrale esterna (generatore o

à 2

caldaia).

Batteria di umidificazione viene irrorata acqua nebulizzata per compiere un’operazione di

à umidificazione (Xé). bacinella di raccolta

Al di sotto di questa batteria è presente una

dell’acqua in eccesso.

Batteria di deumidificazione viene asportato l’umidità (ossia vapore acqueo condensato) per

à compiere un’operazione di deumidificazione (Xê).

Batteria del freddo è alimentata da H O fredda prodotta da una centrale esterna.

à 2

Ventilatore lancia l’aria verso i canali di distribuzione. Deve garantire grandi portate e basse

à prevalenze (pressioni). Sono preferiti ventilatori a pale in avanti rispetto a quelli a

pale indietro.

Le valvole a tre vie sono utilizzate per regolare l’immissione di acqua calda e fredda all’interno

delle batterie del caldo e del freddo. Batteria del caldo a due ranghi.

Il rango è il numero di file di tubi presenti in

una batteria.

Una batteria del freddo necessita di molti più

ranghi poiché “fare il freddo è più difficile

che fare il caldo”.

Nello schema dell’UTA la batteria del caldo (+) e la batteria del freddo (–) possono essere invertite.

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tipologie di ventilatore:

È possibile distinguere due

Ventilatore a pale avanti conferisce maggiori portate

à à

Ventilatore a pale indietro meno rumoroso del precedente ma

à à

non garantisce buone portate

Un macchinario UTA deve quindi garantire entrambe le tipologie di condizionamento:<