Risposte domande aperte del compito scritto

Possono essere classificati in base al getto d’aria che producono che può essere verticale o

orizzontale. Per quanto riguarda l’installazione: quelli con getto verticale vengono inseriti nella parte

centrale degli ambienti mentre quelli orizzontali lateralmente. La temperatura in uscita è tra i 30 e i

45 °C. il getto d’aria ha una velocità elevata in uscita quindi è necessario prestare attenzione alla

collocazione poiché si potrebbero creare delle correnti d’aria.

- Bocchette: hanno costi contenuti e facilità di installazione. Ottima capacità di diffusione del calore. Il

getto d’aria che producono è di notevole ampiezza e velocità, quindi devono essere installati nella

giusta posizione.

- Diffusore lineare: hanno un costo più elevato delle bocchette ma migliori prestazioni. Sono utilizzati

molto nel terziario. Possono essere a soffitto e a pavimento e sono realizzati in moltissime forme.

Sono composti con degli ugelli con i quali è possibile direzionare il flusso d’aria. Funzionano secondo

lo stesso principio degli aerotermi ma uno degli aspetti negativi dei diffusori lineari è la

manutenzione piche si creano degli accumuli di polvere negli ugelli. Uno degli aspetti positivi è la

facilità della personalizzazione del design mentre hanno un costo di manutenzione ed installazione

più elevato dei precedenti.

Il sistema degli impianti di condizionamento a tutta aria è costituito da:

- una unità di trattamento aria (UTA)

- da un sistema di canali di distribuzione d'aria

- da terminali di diffusione situati negli ambienti da climatizzare.

L'aria trattata nell'UTA viene inviata agli ambienti climatizzati attraverso condotti denominati canali di

distribuzione. I canali possono essere di sezione circolare o rettangolare. La sezione circolare è utilizzata negli

impianti ad alta pressione, mentre la sezione rettangolare è adatta per impianti a bassa pressione, più

comuni nelle applicazioni civili.

La sezione dei canali è dimensionata in funzione della portata d'aria, cioè del volume d'aria che deve essere

trasportato nell'unità di tempo (mc/ora).

I canali più diffusi sono in lamiera zincata. In questo caso i vari tratti di canale vengono costruiti in officina e

assemblati in cantiere per mezzo di sistemi di giunzione a flange o a baionetta. I canali in lamiera vengono in

genere coibentati dalla parte esterna.

Lungo i canali o in prossimità delle UTA posso essere dei dispositivi azionabili elettricamente o manualmente

che permettono di ridurre o interrompere il flusso d'aria al fine di agevolare il processo di manutenzione.

I principali terminali per l’impianto a tutta aria sono:

- le bocchette orientabili

- i diffusori lineari.

La scelta del tipo di terminale deve tenere conto delle dimensioni del locale e della quantità di aria da

immettere. Alcuni tipi di terminali sono dotati di sistemi in grado di regolare il flusso d'aria. Un buon sistema

di diffusione dell'aria deve evitare, all'interno dello spazio occupato, sia la formazione di zone con aria

stagnante (velocità dell'aria inferiore a 0.8 m/s) sia la formazione di zone con velocità troppo elevata.

I principali terminali a tutt’aria sono quelli collegati con l’UTA, ovvero:

- Bocchette orientabili

- Diffusori lineari

I principali terminali per impianti aria ed acqua sono quelli costituiti da batterie di scambio termico (la

batteria è alimentata ad acqua):

- Ventilconvettori

- Termoconvettore

- Aerotermi

I principali terminali per i sistemi a tutt’acqua sono:

- pannelli e strisce radianti

- radiatori

I sistemi a tutt’aria permettono di riscaldare e di condizionare l’aria.

I sistemi aria-acqua consento di riscaldare e controllare in parte anche il flusso d’aria ma non agendo

sull’umidità relativa (solo in parte nel caso del ventilconvettore)

I sistemi a tutt’acqua sono quelli che possono unicamente controllare la temperatura dell’ambiente indoor

Gli impianti di climatizzazione sono impianti meccanici ed il loro compito è quello di regolare la qualità del

microclima indoor per garantire le migliori condizioni di confort all’utenza ma anche far sì che i parametri

normativi siano rispettati. Fanno parte degli impianti di climatizzazione: l’impianto di riscaldamento,

l’impianto di condizionamento e l’impianto di ventilazione. Possono essere classificati in base al fluido

termovettore con cui agiscono: possono essere impianti a tutt’aria, ad aria-acqua e a tutt’acqua.

- Ad aria: possono essere utilizzati sia in regime estivo che in regime invernale, perché non solo

riescono a compensare la perdita o l’aggiunta di calore dovuta ai carichi termici, ma regolano anche

la qualità dell’aria presente nell’ambiente.

- Ad acqua: sono utilizzati principalmente in regime invernale, questo vuol dire che è possibile con dei

terminali riscaldare l’ambiente, ma non è possibile raffreddarlo. Inoltre, non regolano la qualità

termoigroemtrico dell’aria interna. Un esempio sono i radiatori.

- Ad aria-acqua: sono utilizzati sia in regime estivo che invernale, e svolgono due compiti: il fluido

termovettore acqua ha il compito di riscaldare e raffreddare l’acqua mentre l’aria regola il grado

igrometrico dell’ambiente.

Ognuno di questi impianti si compone di:

- Sistema di produzione dell’energia

- Sistema di regolazione dell’energia

- Sistema di distribuzione

- Sistema di emissione

È possibile schematizzare un impianto di climatizzazione con un sistema termodinamico chiuso composto da

elementi che presi singolarmente sono sistemi termodinamici aperti.

La normativa stabilisce dei criteri ambientali minimi da rispettare: ogni sistema che compone l’impianto,

preso singolarmente, ha il suo rendimento ed insieme compongono il rendimento globale. Il rendimento

globale non deve essere inferiore alla soglia stabilita dalla normativa ma sarà sempre inferiore al rendimento

di una macchina ideale, come diche il teorema di Carnot.

Il generatore di calore è quella parte del sistema dell’impianto di riscaldamento che tramite la combustione

permette di generare calore da distribuire ai terminali. Ne esistono molte tipologie e di ognuna è possibile

calcolarne il rendimento: è il rapporto tra l’energia usata e l’energia immessa, e sarà sempre inferiore a 1.

I generatori di calore possono essere classificati in base al modo in cui producono calore: a combustione o

senza combustione. Fanno parte di quelli a combustione:

- Caldaia: può essere classificata in base al tipo di combustibile (a biomassa o tradizionale), al

materiale di cui è costituita (alluminio, acciaio…), al tipo di installazione (da interno, da sterno…)

- Generatore di aria calda

- Apparecchi stagni per produzione di calore.

Sono senza combustione invece:

- Pome di calore

- Scambiatori di calore

- Caldaie a condensazione

- Generatore ad energie rinnovabili

Il generatore di calore si compone sempre di un bruciatore che produce la combustione, un sistema che

cede calore al fluido termovettore e un camino che porta all’esterno dell’edificio i prodotti della

combustione.

Si chiama caldaia a biomassa una caldaia il cui combustibile è un materiale di origine biologica come: legna

da ardere, residui forestali, liquidi derivati da allevamenti o anche alghe marine.

Affiche sia ritenuta una tipologia di generatore di calore sostenibile, è necessario che ci sia la possibilità di

reperire il combustibile nelle vicinanze senza dover fare lunghi tragitti.

è inoltre necessario preveder un sistema di stoccaggio della biomassa che sia facilmente accessibile per il

rifornimento e per il prelievo.

La caldaia tradizionale può essere classificata in base al materiale di cui è costituita (alluminio, acciaio…), al

tipo di installazione (da interno, da sterno…). Possono servire gli ambienti sia in modo centralizzato, nel caso

di condomini, oppure possono essere autonomi (ogni abitazione ha il controllo del proprio generatore di

calore). Le dimensioni di una caldaia tradizionale sono vare: nel caso di sistema centralizzato può assumere

dimensioni molto grandi ed è necessario preveder un apposito vano di dimensioni adeguate alla

manutenzione, mentre nel caso di sistema indipendente può essere installata sia all’interno

dell’appartamento (ha dimensioni ali da essere inserita dei pensili della cucina) o all’esterno, in corti e

balconi.

La caldaia a condensazione offre un miglior funzionamento in termini di prestazione rispetto alla caldaia

tradizionale ma ha anche costi molto più elevati. I fumi prodotti dalla combustione vengono recuperati e

vengono fatti passare da uno scambiatore di calore dove si raffreddano (cedendo calore all’acqua di ritorno),

fino a tornare allo stato liquido ed essere nuovamente utilizzati. In breve: i fumi della combustione si

condensano cedendo calore al fluido termovettore con temperatura più bassa (l’acqua di ritorno), questo

comporta un preriscaldamento dell’acqua di ritorno ed un nuovo utilizzo dei fumi ritornati in forma liquida.

È possibile confrontare il rendimento di una caldaia a condensazione con quello di una caldaia tradizionale

Rendimento caldaia tradizionale: η

100% di cui 10% del calore viene disperso =100%-10%= 90%

Rendimento di una caldaia a condensazione:

100% di cui 11% di calore recuperato e 3% viene disperso. Dell 11% recuperato l’8% viene riutilizzato e il 3%

Η=100%+(11%-3%) -3%

viene disperso. = 105%

La pompa di calore opera il ciclo inverso come la macchina frigorifera, prendendo il calore dalle sorgenti più

fredde per scaldare gli ambienti a temperatura più alta. Il suo compito è quindi di riscaldare l’ambiate più

caldo tramite l’aiuto di un lavoro esterno, prelevando il calore dalla sorgente a temperatura più fredda.

Esistono diverse tipologie di pompa di calore:

- Aria-aria: preleva il calore dall’esterno (sorgente a temperatura <) e lo immettono all’interno

(sorgente a temperatura >). Hanno controllo sulla qualità dell’aria interna e permettono una

distribuzione dell’aria omogena, hanno però grandi dimensioni e la manutenzione può risultare

difficoltosa.

- Aria-acqua: preleva il calore dall’esterno e lo cede al fluido termovettore acqua, ha un limitato

controllo sulla qualità dell’aira interna.

- Acqua-acqua: preleva il calore dall’acqua di una sorgente e lo cede al fluido termovettore acqua.

Non hanno controllo sulla purezza dell’aria ma hanno una grande flessibilità nell’utilizzo poiché

permettono di regolare la prestazione in ogni locale

- Terreno-acqua: preleva il calore dal terreno con delle sonde geotermiche e lo cede al fluido

termovettore acqua. Questo sistema prende il nome di pompa di calore geotermica.

Gli impianti ad energia rinnovabile utilizzati maggiormente in edilizia sono: l’impianto solare termico e

l’impianto fotovoltaico.

Il solare termico: permette di catturare l’energia della radiazione solare ed utilizzarla per la produzione del

calore dell’impianto di riscaldamento e la produzione del calore per l’acqua dei sanitari. Per un corretto

funzionamento è necessario installarlo rivolto verso sud, in una copertura a falde non ombreggiata.

Si compone di:

- Collettore solare: può essere piano vetrato o a tubi sottovuoto (composto da due tubi concentrici tra

i quali vi è il vuoto)

- Serbatoio di accumulo

- Pompa di circolazione

- Caldaia centralina di regolazione

- Terminale

L’energia dalla radiazione solare viene catturata dal collettore dove il fluido termovettore viene risaltato per

poi essere mandato al serbatoio di accumulo collegato ad una caldaia.

Il fotovoltaico: produce energia elettrica sfruttando il calore della radiazione solare.

L’energia prodotta attraversa dei cavi elettrici fino ad attivare ad un convertitore (inverter) che la trasforma

in energia alternata utilizzabile dalla rete di illuminazione: l’energia elettrica prodotta può essere utilizzata

solamente una volta dopo essere stata convertita.

Il pannello fotovoltaico si compone di celle a base di silicio e può essere:

- Monocristallino: ottima prestazione, costo elevato

- Policristallino: buona prestazione e costo moderato