Riassunto "Tecnica del controllo ambientale"

TECNICA DEL CONTROLLO AMBIENTALE

PSICROMETRIA

Studia le trasformazioni termodinamiche dell’”aria umida”.Aria umida: miscela di aria secca (azoto e ossigeno) e vapori d’acqua. Segue la legge di Dalton:Legge di Dalton: in una miscela di più componenti gassosi, ogni componente viene studiatocome se avesse la stessa pressione che avrebbe se occupasse da solol’intero volume della miscela, alla temperatura della miscela.La pressione totale di una miscela è data dalla somma delle pressioni parziali deicomponenti. Pressione parziale del vapore più pressione parziale dell’aria secca dà lapressione atmosferica.La pressione parziale del vapore d'acqua può andare da zero alla pressione di saturazione(aria satura); oltre questo valore se si aggiunge altro vapore, questo condensa in fase liquida.

Titolo (umidità specifica): rapporto fra la massa di vapore e la massa d'aria secca: x = _Mv / ^Ma [ kg vapore / kg aria secca ]

Tramite l’equazione di stato e considerando PMv = 18 e PMa = 29 si ricava:x = 18 Pv / 29 Pa = 0,622 Pv / Pa

Il titolo può andare da zero ad un valore massimo corrispondentealle condizioni di saturazione.Umidità relativa (grado igrometrico): rapporto fra la massa di vapore (a volume V e temperatura T) ela massa di vapore in condizioni di saturazione: φ = _Mv / ^Mvs [ % ]

e anche φ = _Pv / ^Pvs → φ = φPvs

Dal titolo si ricava x = 0,622 _Pv / ^Pa = 0,622 φPvs Pa

essendo Pa - Pv = φPvs→ x ha: x = 0,622 φPvs Pa

Grado di saturazione: rapporto fra il titolo (a volume V e temperatura T) e il titolo in condizionidi saturazione φ = _Pv / ^P essendo φ = _Pv / ^P → φ;

Temperatura di rugiada: temperatura che dovrebbe avere l’aria per raggiungere lecondizioni di saturazione, fissi titolo e pressione.Temperatura di saturazione adiabatica: temperatura che avrebbe una miscela se venisseportata alle condizioni di saturazione tramite unprocesso adiabatico.

Temperatura di bulbo umido: temperatura misurata con un termometro il cui bulbo èavvolto da una garza imbevuta.

Entalpia miscela:

h = ha + xhv

• ha = Cp,a Δt + hao
• hv = Cp,r Δt + hvo

Per convenzione si considerano nulle l'entalpia dell'aria e del vapore a 0°C:

• ha = Cp,a t
• hv = Cp,r t + z
• dove z = calore latente di vaporizzazione dell'acqua a 0°C

Quindi si ha: h = Cp,a t + x (Cp,r t + z)

Diagrammi Mollier

Diagramma psicrometrico

T = 100% = curva di saturazione

Trasformazioni termodinamiche

Se si vuole portare una portata d'aria umida dalle condizioni in h₁, x₁, T₁ a quelle finali h₂, x₂, T₂, la quantità di calore scambiata durante la trasformazione per unità di tempo è:

• Q = G_a [Cp (t₂ - t₁) + x (z - x₂ - x₁)]
• Calore sensibile: dovuto alla variazione di temperatura Q_s = G_a Cp (t₂ - t₁)
• Calore latente: dovuto al cambiamenti di fase dell'acqua Q_l = G_a z (x₂ - x₁)

Fattore termico: R = ^Q_s/_Q indica l'inclinazione della trasformazione sul piano t - x

Miscalazione di due portate:

Se si mescolano due portate in e.g. Ė₁, h₁, x₁, t₁ e Ė₂, h₂, x₂, t₂, che danno come risultato Ė₃, h₃, x₃, t₃, dall'equazione di continuità si ha Ė₁ + Ė₂ = Ė₃.

Dal 1° principio della termodinamica Ė₁ h₁ + Ė₂ h₂ = Ė₃ h₃;

Supponendo una trasformazione adiabatica (Q = 0) si ha:

• Ė₁ h₁ + Ė₂ h₂ = Ė₃ h₃ = G₁ h₁ + G₂ h₂ = G₃ h₃

Riscaldamento e raffreddamento sensibile:

• Se fa variare la temperatura mantenendo il titolo costante.
• Il riscaldamento può essere illimitato, mentre il raffreddamento può arrivare massimo alla temp. di rugiada al 100% della pressione di vapore di condensazione e quindi diminuisce il titolo.
• Il calore scambiato è Q = G_a Cp (t₂ - t₁).

Raffreddamento e deumidificazione:

Se la temperatura va al di sotto della temperatura di rugiada il vapore condensa, il titolo diminuisce e si mantiene così in condizioni d'atura.

Il calore scambiato è Q = G_a [Cp (t₂ - t₁) + z (x₂ - x₁)].

Umidificazione:

Azione fornendo all'aria una quantità d'acqua sotto forma di vapore o liquido.

L'entalpia alla fine della trasformazione sarà: h₂ = h₁ + (x₂ - x₁) h_w

Rimozione inquinanti alla fonte:

...utilizzano delle cappe la cui velocità di aspirazione è ₂.

Diluizione degli inquinanti:

• ...una buona aspirazione si ha per v_asp > 0,25 m/s.
• ...aspirazione si ha per v_asp > 0,25 m/s.
• ...se non è ben individuabile la sorgente, gli inquinanti possono essere diluiti con esempi d'aria ottenuti con metodi che ne assicurano una buona diluzione.
• Portata prescritta: la portata di ventilazione si basa sul numero di occupanti e sulla superficie del pavimento: Q = Q_opN_o + Q_sS_p

Approccio prestazionale:

• ...la portata deve garantire una concentrazione massima inferiore ad un valore prefissato (Q ≥ C_intmax).

1. E = coefficiente d'aria esterna
2. ... [altrui fedeltà di testo al incorporato].
3. Decipol: qualità dell'aria percepita in presenza di 1 off.

Tasso di ventilazione:

...n = ... (numero di ricambi d'aria in un'ora).

Costante di tempo nominale della ventilazione:

τ_nV / Q.

Età locale dell'aria (τ):

• Media dei tempi che impiegano le particelle d'aria dal punto di immissione al punto considerato. Per τ_p è bassa per l'aria inquinata...

... con il sistema a dislocamento τ_p è minima all'immissione e massima all'estrazione.

Eta globale dell'aria (τ):

Media spaziale delle età locali sull'intero volume dell'ambiente.

Indice locale di ricambio dell'aria:

...

Indice globale di ricambio dell'aria:

...

Efficienza di ricambio dell'aria:

...ε = Q / Q_t.

Efficienza di ventilazione:

...

Norma dei ricambi d'aria:

Utilizza l'immissione di gas traccianti con diversi metodi:

1. Metodo del decadimento della concentrazione: ...da cui E = ...
2. Metodo dell'immissione costante: ...mantenere l'emissione costante e si ricava...
3. Metodo della concentrazione costante: ...quindi ...

Camino

: serve a convogliare ed evacuare i fumi di combustione ed a tirare l'aria di combustione all'interno della caldaia.La sezione del camino si determina come: S = 0,024 _Q/^√VH (Q=potenzialità caldaia, H=altezza camino)Esso deve superare di un metro qualsiasi ostacolo posto a meno di 10 metri.Per evitare perdite di tiraggio l'andamento del camino non deve essere orizzontale,non deve avere curve a rivelare e non deve avere variazioni di sezione.La caduta di temperatura dei fumi non deve superare 1°C per ogni metro di sviluppodel camino; per controllare la temp. dei fumi si effettuano due fori alla base e in sommità del camino.Infine il camino deve avere alla base una camera per la raccolta della fuliggine.

Centrale tecnica

: luogo adibito principalmente agli impianti termici. Sono contenuti: caldaia,elettropompa, vaso di espansione dell'acqua, camino, apparecchi di comando.Il locale viene dimensionato in funzione del numero e della potenzialità dellacaldaia e deve rispettare le seguenti prescrizioni:- deve avere almeno una parte comunicante con ambienti a cielo aperto, dallaquale ci deve essere l'accesso;- le pareti devono resistere al fuoco;- il piano della porta di deve essere rialzato di 20 cm;- ci devono essere aperture di ventilazione senza serramenti.

Rete di distribuzione

L'acqua calda uscente dalla caldaia viene spinta nelle tubazioni tramite un’elettropompa.

Impianti centralizzati

: dal basso (canalette) centrale termica a piani terra,tante colonne montanti verticali (and. e ritorno);- dall’alto (poggioli) centrale termica ai tetti, orizzontali sul terrazzo,tante colonne montanti verticali (and. e ritorno);- a distribuzione in derivazione: una sola colonna montante lungo le scale etanti tubi orizzontali che servono più appartam.

Impianti autonomi

: - bitubo: un tubo di andata e un ritorno;- monotubo: un solo tubo serve tutti i terminali dell'appartamento;- a collettori: ogni terminale ha un tubo di andata ed un ritorno collegati ad un collettore; ogni collettore dell'edificio è collegato alla caldaia.

Corpi scaldanti (terminali)

Servono a cedere calore agli ambienti. Possono essere convettori (radosette, ventilconvettori); stufe ().Radiatori: scambiano per convezione naturale. Possono essere in ghisa o alluminio, sono formatida elementi componibili. Si dispongono sotto le finestre per riscaldare l'aria fredda entrante.Piastre: si differenziano dai radiatori perché non sono componibili.Ventilconvettori: cassa[mana a]lmettica chiusa dotata per fare entrare l’aria da riscaldare e sopra perfare uscire l’aria calda. Necessitano di una motoretta per aumentare la temperatura dell’aria. Possonofunzionare anche per il raffrescamento d'estate. Convezione forzata.

Panelli radianti

: scambiano per irradiazione. Composti da serpentine di tubi che coprono estesesuperfici per per[perci]o da pavimenti e pareti nei quali possono essere annegatecon calcestruzzo oppure a(griglie).