Relazione Tecnica impianti elettrici, Elettrotecnica

P

a , eff

⇒ =

K ϕ

u ⋅ ⋅

10 V cos

n

Prese da 10 A ;

dove: ϕ

⋅ ⋅

16 V cos

n

- = Potenza nominale per le prese da 16 A;

ϕ

⋅ ⋅

10 V cos

n

- = Potenza nominale per le prese da 10 A;

- 16, 10 A = Corrente efficace (A);

- V =230 V = Tensione efficace;

n ϕ

cos

- = 0.9 = Fattore di potenza;

P

a , eff

- = Valore della potenza attiva che effettivamente è richiesta dall’apparecchio elettrico.

IMPIANTO ILLUMINAZIONE

2.2

L’obiettivo è quello di determinare il numero e la distribuzione dei corpi illuminanti per creare le

condizioni adatte alla visione. A tale scopo, utilizziamo il METODO DEL FLUSSO GLOBALE,

adatto a locali interni di forma regolare. Stabilito il livello di illuminamento medio E che si richiede

m

su una superficie, si determina il numero di apparecchi necessario da installare:

E × a ×b

m

N= ×U × M

ϕ

dove:

E : illuminamento medio in esercizio;

m

a: lunghezza del locale;

b: larghezza del locale;

ϕ : flusso luminoso emesso dalle lampade di ciascun apparecchio di illuminazione;

L

U: fattore di utilizzazione;

M: fattore di manutenzione.

L’illuminamento E in esercizio viene valutato in lux. Utilizziamo una lampadina alogena per

m 2

l’impianto in esame la cui efficienza luminosa è pari a 15 lm/m [Lux] . Lux e lumen sono due

diverse misure di flusso luminoso, ma mentre il lumen è una misura assoluta della "quantità di

2

luce", il lux è una misura relativa ad un'area;così 1 lumen su un'area di 1 m corrisponde ad un lux.

,U , M

ϕ

I valori sono tabulati e corrispondono, nel nostro caso, a:

ϕ = 2340 lumen

L

U = 0.65

M = 0.80 (ipotesi di ambienti puliti) Φ

2

Locale Sup.[m ] E (lux) P [W] N

m nominale

= E S

m

(lm)

Salone 21.30 300 6390 426.00 4

Cucina 12.92 300 3870 258.00 1

Bagno 2 3.30 100 330 22.00 1

Bagno 1 7.20 150 1080 72.00 2

Disimpegno 6.31 100 631 42.07 1

Camera Doppia 15.12 250 3775 251.67 3

Camera Singola 14.40 250 3600 240.00 2

Ripostiglio 3.08 100 308 20.53 1

Balcone 2 4.20 * - 24.75 1

Balcone 1 6.00 * - 30.00 1

Terrazza 50.56 * - 250.00 6

Giardino 52.42 * - 250.00 6

Totale 197.94 1887.02

* Per i balconi non è possibile utilizzare il metodo del flusso totale in quanto si tratta di ambienti

esterni quindi ci limitiamo ad effettuare un dimensionamento di massima valutando la superficie

complessiva occupata da essi. Consideriamo, quindi, un valore della potenza nominale pari a 5

2

W/m

Supponendo che le apparecchiature illuminanti contemporaneamente in funzione siano pressoché

la metà, consideriamo un coefficiente di contemporaneità K pari a 0.5. La potenza convenzionale

c

della linea luce è quindi pari a: P = 1887W X 0.5 = 943.7W

luce

Si ricava il flusso luminoso utile così denominato in quanto solo una parte del flusso

- totale emesso dagli apparecchi raggiunge in modo diretto o indiretto il piano da illuminare;

- Il legame fra il flusso totale emesso e il flusso utile è dato dal fattore di utilizzazione

Il fattore di utilizzazione è dato dal costruttore, in apposite tabelle, per ciascun

apparecchio di illuminazione, in funzione dei fattori di riflessione delle superfici del locale e

della sua geometria

Il fattore di manutenzione tiene conto del deperimento che l’impianto subisce in esercizio,

- sia per l’effetto dell’invecchiamento delle sorgenti luminose che per lo sporcamento degli

apparecchi illuminati e delle superfici di riflessioni

La geometria del locale è descritto da un parametro detto indice del locale i

- a b

⋅

i= b)⋅ h

(a+

Dove a e b sono le dimensioni del locale e h è la distanza dal piano utile e la sorgente luminosa.

Con il valore dell’indice del locale è possibile ricavare il fattore di utilizzazione “U” dalla

- tabella sopra riportata. Nel caso in esame, sono stati definiti il coefficiente di riflessione

per il soffitto bianco, pari a 0,70 e il coefficiente di riflessione per le pareti, pari a 0,5 nel

caso di pareti chiare.

Impianto dorsale forza motrice e bagni-cucina

2.3 In conformità con il progetto degli arredi, le prese di energia sono state ubicate in

prossimità di ogni utenza prevista (elettrodomestici, aspiratore, personal computer,

stereo, televisori,… ). Sono state inoltre inserite prese per corpi illuminanti vicino ai divani nel

soggiorno e i comodini nelle camere da letto, prese sul piano di lavoro in cucina per gli

elettrodomestici mobili, e prese del tipo bipasso ( 10/16 A ) presso l’ingresso di ogni stanza per

l’utilizzo di aspirapolvere, lavapavimenti o altro.

Per le utenze dotate di motore, (quali lavatrice o frigorifero) sono state previste prese da 16A con

interruttore bipolare, in modo da sezionare sia la fase che il neutro.

LINEA FORZA MOTRICE COEFFICIENTE DI

POTENZA UTILIZZO

LOCALE APPARECCHIATURE CONVENZIONALE

P (W) K = P /P

c u c n

Forno elettrico – Presa 16A 2500 0.68

Lavastoviglie – Presa 16A 2200 0.60

Cucina – Presa 10A 550 0.24

Frigo-congelatore

Televisore – Presa 10A 200 0.09

Microonde – Presa 10A 1500 0.65

Personal Computer – Presa 400 0.17

10A

Televisore – Presa 10A 200 0.09

Hi-Fi/Dolby – Presa 10A 180 0.08

Salone N° 2 Presa libera – Presa 200 X 2 0.09 X 2

10A

N° 1 Presa libera – Presa 200 0.05

16A

N° 2 Presa libera – Presa

WC 1 200 X 2 0.09 X 2

10A

Lavatrice – Presa 16A 2000 0.54

WC 2 N° 1 Presa libera – Presa 200 0.09

10A

Televisore – Presa 10A 200 0.09

Camera da letto doppia N° 3 Presa libera – Presa 3 X 200 3 X 0.09

10A

Televisore – Presa 10A 200 0.09

Camera da letto 2 N° 2 Presa libera – Presa 2 X 200 2 X 0.09

10A

Ripostiglio N° 1 Presa 10A 200 0.09

N° 1 Presa libera – Presa

Disimpegno 200 0.09

10A

Determiniamo adesso il coefficiente di contemporaneità K ,ossia di queste 16 prese relative a

c

questa linea (forza motrice) quante funzioneranno contemporaneamente?

Supponiamo quindi che ne siano attive 1 da 16 A e 7 da 10 A:

P 8su16 7 ×10 ×230+1 ×16 × 230

( )

Kc= = =0.52

Ptot 1× 16 ×230+15 ×10 × 230

Estendiamo lo stesso discorso fatto per la dorsale forza motrice relativa all’intera abitazione, anche

all’ altra dorsale relativa ai 2 bagni e alla cucina dove si suppone che ci siano carichi più elevati e

quindi ambienti più sensibili e di conseguenza in tal caso vengono denominati appunto Locali

Speciali.

P 5 su 9 3 ×10 × 230+2× 16 ×230

( )

Kc= = =0,31

Ptot 6 ×10 × 230+3 ×16 ×230

Pertanto:

P = (K X P + K X P + . . . + K X P + . . . K X P ) = 2969W

Ku, forzamotrice u, presa, frigo 10 u10 10 u16 16 ui i

Il valore della potenza P ottenuto deve essere moltiplicato per il rispettivo coefficiente di

Ku, forzamotrice

contemporaneità. K = 0.52

c

Quindi: P = P X K = 2969W X 0.52 = 1538W

forzamotrice Ku, forzamotrice c

Per quanto riguarda la linea cucina-bagni avremo:

P = (K X P + K X P + . . . + K X P + . . . K X P ) = 5368W

Ku, cucina-bagni u,forno elettrico 16 u10 10 u,lavatrice 16 ui i

Il valore della potenza P ottenuto deve essere moltiplicato per il rispettivo coefficiente di

Ku,cucina-bagni

contemporaneità. K = 0.31

c

Quindi: P = P X K = 5368W X 0.31 = 1648W

cucina-bagni Ku,cucina-bagni c

La potenza convenzionale totale è data dalla somma della potenza convenzionale della linea luce

e la potenza convenzionale delle due linee prese giorno/notte.

Quindi: P = P +P +P = 4128W

ct forzzamotrice cucina-bagni luce

In conclusione, in base ai risultati sopragiunti, si richiede all’ente erogatore una potenza

contrattuale: P = 6kW

contrattuale

PROGETTO E VERIFICA DEI CAVI

3

I cavi dovranno avere una sezione sufficiente a mantenere nei limiti previsti il calore sviluppato per

effetto Joule e a garantire, quindi, che l’isolante mantenga le sue normali caratteristiche per tutta

la vita dell’impianto elettrico. Un calore eccessivo determina infatti un logoramento più rapido

dell’isolante con la graduale perdita delle sue funzioni di protezione dai contatti diretti e dai

cortocircuiti.

Essi inoltre dovranno contenere le perdite di tensione che si verificano lungo il circuito (caduta

massima pari al 4% della tensione nominale di progetto) in modo che la tensione efficace che

arriva all’utenza sia in grado di fornire la potenza attiva necessaria al suo funzionamento.

3.1 Dimensionamento della sezione con il criterio termico.

Come già detto, quando la corrente attraversa il cavo si ha una perdita di energia per

effetto Joule. In condizioni di esercizio, l’energia termica provoca inizialmente un

incremento di temperatura nell’isolante del cavo, di seguito la temperatura si stabilizza per

il raggiungimento di una condizione di equilibrio, che si ha quando tutto il calore prodotto

viene ceduto all’esterno.

E’ evidente quindi che tale temperatura di equilibrio che sollecita l’isolante dipende

innanzitutto dalla potenza termica sviluppata: ρ ⋅ L

= ∆ ⋅ = ⋅ = ⋅

2 2

P V I R I I ;

t S

dove :

ρ resistività del conduttore,

L lunghezza del cavo,

S sezione del conduttore,

I l’intensità di corrente.

La temperatura di equilibrio dipende anche dallo scambio di calore con l’esterno e quindi

dal tipo di posa dei cavi e dal numero di conduttori che lo compongono.

Nel caso in esame stabiliti il tipo di isolante ( PVC ), il numero di conduttori che

compongono il cavo (1) e il tipo di posa ( incassati nella parete e nel pavimento ), nota la

corrente di impiego che attraversa il conduttore in regime permanente, la resistività del

conduttore ( rame ) e la lunghezza del cavo, la temperatura di equilibrio è funzione

esclusivamente della sezione del cavo essendo la potenza termica inversamente

proporzionale a quest’ultima.

Ad ogni sezione del conduttore viene quindi assegnata la cosiddetta portata o corrente di

utilizzo “Iz”, cioè la corrente che attraversando il cavo in condizione di regime

permanente, provoca la massima temperatura che l’isolante è in grado di sopportare per

poter avere un periodo di vita pari a quello dell’impianto. Essendo tale valore limite della

temperatura fissato dalla norma in funzione dell’isolante e del periodo di vita ( per il PVC e

θ = °

70

max<