Risoluzione temi d’esame AA. 2025 Fisica dell'edificio

Fisica dell’edificio, Prof. A. Angelotti, A.A. 2024/25

Tema d’esame A - 11/2/25

Cognome……………………………Nome……………………………Matricola……………………………

Esercizio 1 (10 punti) T T

Nel diagramma (T, S) sono rappresentati due cicli di Carnot 3

inversi: il ciclo 1 opera tra un serbatoio a T =300 K ed uno a

1 T 2

T =T +h, il ciclo 2 tra quest’ultimo e un serbatoio a T =380

2 1 3

K. Il calore ceduto dal ciclo inferiore al serbatoio 2 è pari a 24 T 1

kJ, mentre quello ceduto dal ciclo superiore al serbatoio 3 è

27 kJ. Determinare: S

1. il valore di h;

2. il COP del ciclo a pompa di calore ottenuto dalla sovrapposizione dei due cicli.

Esercizio 2 (10 punti)

Un’Unità di Trattamento dell’Aria deve garantire in un dato ambiente una temperatura di 27°C ed

un’umidità relativa del 60%, immettendo aria a 20°C, ottenuta operando un trattamento di

raffrescamento evaporativo su aria esterna a 32°C. L’ambiente da climatizzare è caratterizzato da un

̇

carico sensibile e da un tasso di produzione di vapore 2,2 kg/h con contenuto

= 1,5 ̇ =

entalpico pari a 2550 kJ/kg. Avvalendosi del diagramma psicrometrico allegato e tracciandovi le

trasformazioni, determinare:

3. la portata di aria secca da trattare, nell’ipotesi che la portata immessa sia uguale a quella estratta;

4. la portata di acqua liquida da iniettare nell’umidificatore.

Esercizio 3 (10 punti)

Un sistema di raffrescamento a pannelli radianti costituito da una serpentina è installato in un solaio tra

due unità abitative. La potenza sottratta all’ambiente soprastante per unità di superficie di pavimento

in regime stazionario sia 50 W/m . La stratigrafia del solaio è così composta, dal basso verso l’alto:

2 λ

 uno strato isolante di spessore s = 6 cm e conduttività = 0.040 W/(m.K);

1 1

 uno strato contenente il circuito idraulico di raffrescamento, assimilabile ad uno strato con

λ

generazione distribuita uniforme, di spessore s = 3 cm e conduttività = 1 W/(m.K);

2 2

λ

 uno strato di massetto di spessore s = 4 cm con conduttività = 1.4 W/(m.K).

3 3

Le temperature operanti ed i coefficienti di scambio convettivo-radiativo superficiale sono 26°C e 10

W/(m².K) per l’ambiente soprastante e 28°C e 6 W/(m².K) per quello sottostante. Determinare:

5. la potenza termica per unità di volume assorbita dallo strato termicament