Relazione Climatizzazione e termofisica

FSI

200,0

100,0

0,0 0 5 10 15 20

Ore

Zona 2

 Carico Termico per RadiazioneSolare

attraverso le finestre

600,0

500,0 S

E

W

400,0 N

[W] 300,0

FI 200,0

100,0

0,0 0 5 10 15 20

Ore

Carico Termico Solare Totale

450,0

400,0

350,0

300,0

250,0

[W] 200,0 Q'SI W

FSI 150,0

100,0

50,0

0,0 0 5 10 15 20

Ore 53

7.3 Disperdimenti totali

I carichi interni sono generati da tutto ciò che si trova all’interno degli edifici, quali persone,

apparecchi luminosi, macchinari di vario genere e infiltrazioni dall’esterno.

Di seguito vengono esaminati singolarmente questi carichi:

Apparati luminosi



Sono del tipo a fluorescenza esposto, con l’impianto in funzione tutti i giorni dalle ore 08:00 alle ore

18:00 per un totale di 10h; è in questo periodo che si avrà il carico generato massimo, mentre nelle

ore di spegnimento si avrà un carico termico via via decrescente. Si introduce dunque un fattore di

accumulo determinato in base al tipo di luce FA(t) che varia in funzione all’ora del giorno in analisi.

La potenza termica Q’luci si determina quindi con la formula:

Q’luci = FA(t) x n° apparecchi x Potenza

Con: n° apparecchi: 4 (zona 1), 10 (zona 2)

• Potenza: 80W/apparecchio

• Persone e cose



Il carico prodotto dalla presenza di persone e cose si ottiene moltiplicando un carico termico medio

superficiale per la superficie calpestabile della zona in analisi ottenendo così un carico costante

nell’arco della giornata. Il carico termico superficiale varia in funzione della zona:

Zona 1: 4 W/mq

• Zona 2: 15 W/mq

• Infiltrazioni d’aria



Anche le infiltrazioni d’aria attraverso l’involucro generano un carico interno, calcolato come:

Φ = m' c ∆T

inf p

Dove: Cp: calore specifico dell’aria (1005 J/kgK)

• ∆T: differenza di temperatura tra l’ambiente interno ed esterno

• M’: portata massica, ottenuta come il prodotto del volume della zona per il numero di

• )

ricambi d’aria/h per la densità dell’aria (1,2 kg/m

3

Tutti gli apporti poi sono stati sommati ottenendo gli apporti totali.

Di seguito si riportano i valori determinati relativi alla zona 1 e alla zona 2. 54

zona 1

 solar Q' =

TIME FA Q' Q' n Φ Φ

lights P&F inf c tot

W

h lights W W 1/h W 191,5

1 0,13 41,6 384 0,7 -255 213,2

2 0,12 38,4 384 0,7 -283 246,4

3 0,1 32 384 0,7 -305 269,5

4 0,09 28,8 384 0,7 -321 275,6

5 0,08 25,6 384 0,7 -327 284,1

6 0,07 22,4 384 0,7 -316 309,5

7 0,06 19,2 384 0,7 -288

0,31 443,9

8 99,2 384 0,7 -238 733,9

9 0,67 214,4 384 0,7 -166 923,2

10 0,72 230,4 384 0,7 -83 1131,4

11 0,76 243,2 384 0,7 11 1285,7

12 0,79 252,8 384 0,7 99 1384,7

13 0,81 259,2 384 0,7 165 1398,5

14 0,83 265,6 384 0,7 210

15 0,85 272 384 0,7 226 1403,6

1366,8

16 0,87 278,4 384 0,7 210 1291,3

17 0,88 281,6 384 0,7 171 1197,1

18 0,9 288 384 0,7 110 870,0

19 0,3 96 384 0,7 38 721,8

20 0,26 83,2 384 0,7 -34 564,1

21 0,22 70,4 384 0,7 -95 428,8

22 0,19 60,8 384 0,7 -150 304,2

23 0,16 51,2 384 0,7 -194 199,8

24 0,15 48 384 0,7 -227

Con periodo di picco corrispondente alle ore 15:00.

Gli andamenti sono rappresentati anche nel grafico a seguire:

Componenti del Carico Termico Estivo - Luglio

600,0 Q'SI W

500,0 FDT W

400,0

300,0 Q'light

s W

200,0

[W] 100,0

0,0

F 0 5 10 15 20

-100,0

-200,0

-300,0

-400,0 Ore 55

Carico Termico Estivo - Luglio - Milano

1600,0 Max W alle

1400,0

1200,0

1000,0

[W] 800,0 Q'c = Ftot W

Ftot 600,0

400,0

200,0

0,0 0 5 10 15 20

Ore

zona 2

 solar Q'c =

TIME FA Q'lights Q'P&F n Finf Ftot

h lights W W 1/h W W

938,7

1 0,15 120 720 0,2 -35 998,9

2 0,14 112 720 0,2 -39 1021,0

3 0,12 96 720 0,2 -42 1005,1

4 0,11 88 720 0,2 -44 944,7

5 0,1 80 720 0,2 -45 859,1

6 0,09 72 720 0,2 -44 803,5

7 0,08 64 720 0,2 -40 740,5

8 0,37 296 720 2,05 -337 1144,5

9 0,67 536 720 2,05 -235 1341,9

10 0,71 568 720 2,05 -118 1559,9

11 0,74 592 720 2,05 15 1715,2

12 0,76 608 720 2,05 140 1861,5

13 0,79 632 720 2,05 234 1896,6

14 0,81 648 720 2,05 297 1976,1

15 0,83 664 720 2,05 320

16 0,84 672 720 2,05 297 1990,6

1964,9

17 0,86 688 720 2,05 242 1888,9

18 0,87 696 720 2,05 156 1239,0

19 0,29 232 720 0,2 5 1157,2

20 0,26 208 720 0,2 -5 1058,6

21 0,23 184 720 0,2 -13 947,6

22 0,2 160 720 0,2 -21 870,3

23 0,19 152 720 0,2 -27 802,7

24 0,17 136 720 0,2 -31

Con periodo di picco corrispondente alle ore 16:00 56

Gli andamenti sono rappresentati anche nel grafico a seguire:

Componenti del Carico Termico Estivo - Luglio

800,0 Q'SI W

FDT W

600,0 Q'lights W

Q'P&F W

400,0 Finf W

[W]

200,0

F

0,0 0 5 10 15 20

-200,0

-400,0 Ore

Carico Termico Estivo - Luglio - Milano

2500,0 Max W alle

2000,0

1500,0

[W] Q'c =…

Ftot

1000,0

500,0

0,0 0 5 10 15 20

Ore 57

8. CALCOLO DELLE DISPERSIONI

Si procede al calcolo delle dispersioni termiche riguardanti le zone climatizzate dell’edificio preso

in esame. A tale scopo, è stato necessario distinguere due condizioni differenti in funzione del

metodo di funzionamento dell’impianto di climatizzazione:

In continuo;

- A intermittenza.

-

Vengono quindi calcolati i coefficienti degli scambi termici Hi per ogni zona d’interesse:

H : coefficiente di scambio termico per trasmissione attraverso le superfici opache e

- D

trasparenti verticali;

H : coefficiente di scambio termico per trasmissione attraverso il terreno;

- g

H : coefficiente di scambio termico totale per trasmissione, ottenuto dalla somma di H e H ;

- T D g

H : coefficiente di scambio termico per ventilazione, definito come:

- V θ θ

−

∑ ∑

 

ρ 0 . 33

H c b V b V

= ⋅ ⋅ = ⋅ , ,

i v e

i n

k

b =

, ,

V a a ve k k ve k k ,

v e

k θ θ

k k −

i e

Dove V è volume di picco per la ventilazione meccanica e b è un fattore di correzione;

k

H = H + H : coefficiente di scambio termico totale;

- TOT T V

H : coefficiente di scambio termico dalla zona 2 alla zona 1 attraverso il solaio;

- Z1

H : coefficiente di scambio termico dalla zona 1 alla zona 2 attraverso il solaio;

- Z2

H : coefficiente di scambio termico rispetto la zona non climatizzata;

- UCZ

H : coefficiente di scambio termico rispetto la zona climatizzata, posta al di sopra della

- OCB

zona 1. to External Environment inter-Zones to Other Zones

Zone H H H H H H H H H H

D g U T V tot Z1 Z2 UCZ OCB

W/K W/K W/K W/K W/K W/K W/K W/K W/K W/K

1 43,5 0,0 43,5 50,3 93,8 31,3 31,3

2 26,4 11,5 37,9 30,8 68,7 31,2 5,6

Z.N.R. 74,3 11,5 85,7 0,0 85,7 31,2 6,1 58

8.1 Funzionamento continuo

Analizziamo in primo luogo, la casistica in cui l’impianto di climatizzazione sia caratterizzato da un

funzionamento in continuo, con una costante temperatura di set-point. Tramite la seguente formula,

sono stati calcolati i coefficienti di scambio termico:

Q N Q

= ⋅

days month

−

month day monthly average

24 

Q t Q

= ∆ ⋅

0

day , a

m ve

( )

 rature

aily tempe

Q H T T T monthly averaged d

= ⋅ − =

i e e

Dove: N: numero giorni in un mese;

- Δt: fattore di conversione da giorni a secondi (86400 s);

- H: coefficiente di scambio termico;

- Ti: temperatura dell’ambiente interno;

- Te: temperatura dell’ambiente esterno.

-

Si procede a determinando le perdite mensili in quanto, ad ogni coefficiente di scambio termico H ,

i

è associata una perdita energetica mensile Q , la quale viene successivamente divisa per 1x10 in

6

k

modo tale da poter convertire il valore in MJ. Infine, verrà calcolato il coefficiente globale di

dispersione termica H :

k ( )

∑ N H T T

⋅ −

h

 

Q ,

j I j i

1

j =

H = =

L

 

,

k i T T T T

− −

  ,

I ae I ae i

i

whe

re , actual zone

j nearby zone / external env. i

= =

Seguono le tabelle riassuntive relative ai calcoli per la Zona 1 e 2 dell’edificio oggetto di studio.

ZONA 1 (T =20°C, T =20°C per il regime invernale e T =26°C, T =26°C per il regime

 opi ocb opi ocb

estivo)

Month N° days T T Q Q Q Q Q Q Qv Q H

ae UCZ D D-OCB g U T Z2 L k

- - °C °C MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ W/K

October 2.442

31 12,6 15,0 862 0 0 416 1.278 168 997 123

November 4.083

30 6,8 11,2 1.488 0 0 712 2.200 162 1.721 119

Dicember 5.689

31 2,0 8,0 2.096 0 0 1.001 3.097 168 2.424 118

January 6.180

31 0,4 7,0 2.283 0 0 1.089 3.372 168 2.640 118

Febraury 4.807

28 3,2 8,8 1.767 0 0 844 2.612 151 2.044 118

March 3.790

31 8,2 12,1 1.374 0 0 659 2.033 168 1.589 120

April 2.333

30 12,7 15,1 823 0 0 397 1.220 162 952 123

SEASON 212 10693 0,0 0,0 5118 15811 1146 12367 29324 119

6,6 77,4 59

Month N° days T T Q Q Q Q Q Q Qv Q H

ae UCZ D D-OCB g U T Z2 L k

- - °C °C MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ W/K

May 3.698

31 16,7 17,7 1.083 0 0 692 1.775 670 1.253 148

June 2.274

30 21,1 20,6 552 0 0 435 987 649 639 179

July 1.676

31 23,3 22,1 314 0 0 328 642 670 364 232

August 1.890

31 22,6 21,6 396 0 0 366 762 670 458 208

September 2.956

30 18,8 19,1 811 0 0 557 1.369 649 939 158

SEASON 3.157 0 0 2.378 5.535 3.308 3.651 12.494

153 20,5 172

ZONA 2 (T =18°C, T =20°C per il regime invernale e T =26°C, T =26°C per il regime

 opi ocb opi ocb

estivo)

Month N° days T T Q Q Q Q Q Q Qv Q H

ae UCZ D D-OCB g U T ZR1 L k

- - °C °C MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ W/K

October 1.005

31 12,6 15,0 382 0 166 44 592 -33 446 70

November 2.061

30 6,8 11,2 768 0 332 98 1.198 -32 895 71

Dicember 3.060

31 2,0 8,0 1.133 0 491 149 1.773 -33 1.321 71

January 3.371

31 0,4 7,0 1.246 0 540 164 1.951 -33 1.453 72

Febraury 2.554

28 3,2 8,8 947 0 410 124 1.480 -30 1.103 71

March 1.858

31 8,2 12,1 694 0 301 88 1.082 -33 809 71

April 954

30 12,7 15,1 363 0 157 42 562 -32 423 69

SEASON 5.534 0 0 709 8.639 -224 6.449 14.864 71

212 6,6

Month N° days T T Q Q Q Q Q Q Qv Q H

ae UCZ D D-OCB g U T ZR1 L k

- - °C °C MJ MJ M