Impianti di. Climatizzazione. ing. Massimiliano Pancani

Transcript

1 Impianti di Climatizzazione

2 Indice delle dispense

3 Capitolo 1 I fondamentali Unità di misura Temperatura Umidità Pressione Energia Potenza

4 Capitolo 2 Sistemi energetici Sistemi energetici Impianti tecnici Impianti meccanici

5 Capitolo 3: Impianti di riscaldamento Componenti per la produzione Componenti per la distribuzione Componenti per l emissione

6 Capitolo 4: impianti di ventilazione Macchine per il trattamento dell aria Componenti per la distribuzione Componenti per la diffusione

7 Capitolo 5: Le fasi progettuali Specifiche di progetto Calcolo dei carichi termici Schematizzazione impiantistica Dimensionamento Disegno esecutivo Stesura del computo metrico

8 Ogni tanto troverai (suggerimento) (attenzione)

9 Capitolo 1 I fondamentali

10 Capitolo 1 Grandezze di misura

11 Sistema Internazionale (grandezze fondamentali) Grandezza Nome Simbolo Lunghezza metro m Massa chilogrammo kg Tempo secondo s Intensità di corrente elettrica ampere Temperatura kelvin K Intensità luminosa candela cd Quantità di sostanza mole mol A

12 Sistema Internazionale (grandezze derivate per la termotecnica) Grandezza Nome Simbolo Frequenza hertz Hz Forza newton N Pressione, Tensione pascal Pa Lavoro, Energia, Quantità di calore joule Potenza watt W J

13 Sistema Internazionale (prefissi) 10 6 mega M milione kilo k mille hecto h cento deca da dieci uno deci d decimo 0, centi c centesimo 0, milli m millesimo 0, micro µ milionesimo 0,

14 Capitolo 1 Temperatura

15 Diagramma pscicrometrico

16 Temperatura a bulbo secco e bulbo umido

17 Temperatura di rugiada

18 Capitolo 1 Umidità

19 Umidità assoluta e umidità relativa

20 Capitolo 1 Pressione

21 Pressione La pressione rappresenta una forza che agisce perpendicolarmente all unità di superficie. L unità di misura della pressione è il Newton su metro quadro [N/m 2 ] chiamato anche pascal [Pa]. Nell impiantistica termotecnica si assume spesso per semplicità 1 bar = 1 atm = 10 m.c.a = 100 kpa.

22 Evangelista Torricelli ( )

23 Capitolo 1 Energia (termica)

24 Energia termica (calore) L energia termica, o calore, è una forma di energia. Nel S.I. si misura in joule [J]. Nell impiantistica termotecnica si usa anche 1 kwh = 860 kcal = J.

25 Vi presento James Joule

26 calore calore sensibile calore latente

27 Calore sensibile

28 Calore sensibile Quello associato a trasformazioni in cui l unica grandezza che varia è la temperatura.

29 Calore sensibile (il grafico)

30 Calore sensibile (la formula) Q S = m c p T Q s è il calore sensibile [kcal nel S.T.] [kj nel S.I.] m è la massa della sostanza che scambia calore sensibile [kg] c p è il calore specifico della sostanza stessa (vale c p = 0,24 kcal/kg a.s. K (nel S.T.) e c p = 1,02 kj/kg a.s. K (nel S.I.) T è la variazione di temperatura [K oppure C].

31 Esempio 1 Si abbia 10 kg di aria secca contenenti 100 g di vapore acqueo devono essere riscaldati da 15 C a 40 C. Calcolare il calore sensibile necessario e rappresentare la trasformazione sul diagramma psicrometrico.

32 Soluzione esempio 1 (numerica) Q S = m c p T (lavagna)

33 Soluzione esempio 1 (grafica)

34 Calore latente

35 Calore latente Quello associato a trasformazioni in cui la grandezza che varia è l umidità mentre la temperatura resta costante.

36 Calore latente (il grafico)

37 Calore latente (la formula) Q L = m c v X Q s è il calore sensibile [kcal nel S.T.] [kj nel S.I.] m è la massa della sostanza che scambia calore sensibile [kg] c v è il calore latente di vaporizzaizone della sostanza stessa (vale c v = 596 kcal/kg a.s. (nel S.T.) e c v = kj/kg a.s. (nel S.I.) X è la variazione di umidità specifica [g acqua/kg aria secca]

38 Esempio 2 Si abbia 10 kg di aria secca contenenti 100 g di vapore acqueo devono essere riscaldati da 15 C a 40 C. Calcolare il calore latente necessario e rappresentare la trasformazione sul diagramma psicrometrico.

39 Soluzione esempio 2 (numerica) Q L = m c v X (lavagna)

40 Soluzione esempio 2 (grafica)

41 Entalpia

42 Entalpia Rappresenta il contenuto totale di energia di un fluido h è l entalpia specifica e si misura in kj/kg. H è l entalpia totale e si misura in kj.

43 Entalpia (il grafico)

44 Entalpia (il grafico)

45 Entalpia (la formula) Q = m h Q è il calore trasferito [kcal nel S.T.] [kj nel S.I.] m è la massa della sostanza che scambia calore sensibile [kg] h è la variazione di entalpia [kcal/kg nel S.T] [kj/kg nel S.I.]

46 Calore totale

47 Calore totale (il grafico)

48 Capitolo 1 Potenza (termica)

49 Potenza È il rapporto tra un lavoro, o uno scambio di energia, e il tempo in cui questo è avvenuto. In termotecnica rappresenta il rapporto tra la quantità di calore scambiato e il tempo in cui è avvenuto tale scambio L unità di misura della potenza, nel Sistema Internazionale, è il watt [W].

50 Vi presento James Watt

51 Potenza (la formula) P = G h P è la potenza scambiata [W nel S.I.] G è la portata in massa della sostanza che scambia calore [kg/s] h è la variazione di entalpia [kcal/kg nel S.T] [kj/kg nel S.I.]

52 Esempio 3 Calcolare la potenza termica sensibile da fornire a m³/h per portare le sue condizioni da A a B in riferimento all esempio 1.

53 Soluzione esempio 3 (numerica) P s = G c p T (lavagna)

54 Suggerimento La potenza è un costo di impianto l energia è un costo di gestione

55 Capitolo 2 Sistemi energetici Impianti tecnici Impianti meccanici

56 Capitolo 2 Impianti meccanici

57 Riscaldamento Impianti di climatizzazione Condizionamento Impianti meccanici Impianti sanitari impianti antincendio Ricambio aria Adduzione idrica Smaltimento acque reflue

58 Capitolo 2 Impianti tecnici

59 Impianti meccanici Impianti elettrici Impianti tecnici Impianti di sicurezza Impianti ascensori ecc

60 Capitolo 2 Sistemi energetici

61 Sistema energetico Un sistema energetico è un sistema che utilizza delle risorse energetiche per produrre un effetto utile.

62 Sistema energetico (reale) Risorse energetiche Flusso energetico Usi finali Effetto utile

63 Effetto utile

64 Effetto utile Meccanico Termico Luminoso Elettronico/Elettrico

65 Sistema energetico (reale) Interazione con l ambiente Risorse energetiche Flusso energetico Usi finali Effetto utile Rifiuti

66 Questo è un sistema energetico?

67 Questo è un sistema energetico?

68 Questo è un sistema energetico?

69 Risorse energetiche primarie Processi di conversione Sistemi energetici Processi di trasporto e stoccaggio Usi finali dell energia

70 Sistemi di conversione energetica

71 Sistema di conversione energetica

72 Mai sentito parlare di exergia?

73 Sistema di trasformazione energetica

74 Sistemi di trasporto energetico

75 Definizione Un mezzo che consente di trasportare e/o stoccare l energia si definisce vettore energetico.

76 Sistema di trasformazione energetica Trasporto vettore chimico liquido Trasporto vettore chimico solido Trasporto vettore chimico gassoso Trasporto vettore elettrico Trasporto vettore termico Trasporto vettore meccanico

77 Sistemi di stoccaggio energetico

78 Sistema di stoccaggio energetico Stoccaggio chimico liquido Stoccaggio chimico solido Stoccaggio chimico gassoso Stoccaggio elettrochimico Stoccaggio termico Stoccaggio meccanico

79 Capitolo 3 Impianti di riscaldamento e condizinamento

80 Li puoi pensare come composti da: produzione distribuzione emissione

81 Capitolo 3 Componenti per la produzione

82 Gruppi termici (caldaie)

83 Componenti principali Bruciatore Corpo caldaia Canna fumaria

84 Caldaia (Bruciatore)

85 Caldaia (Camera di combustione)

86 Caldaia (corpo caldaia)

87 Rendimento

88 Caldaie (classificazione) In base al combustibile Caldaie In base al materiale del corpo caldaia In base al tipo di installazione Condensazione e non

89 Caldaie (non a condensazione)

90 Combustibili

91 Caldaie (a condensazione)

92 Caldaie (a condensazione)

93 Caldaie (a gas e cippato)

94 Caldaia (murali e a terra)

95 Centrali termiche

96

97

98 Caldaie (posizionamento)

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100

101 Caldaie (spazi di rispetto)