LE MACCHINE FRIGORIGENE SI SUDDIVIDONO IN FRIGORIFERI E POMPE DI CALORE:

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1 REFRIGERAZIONE

2 LE MACCHINE FRIGORIGENE SONO SISTEMI TERMODINAMICI APPARTENENTI ALLA CATEGORIA DELLE MACCHINE TERMICHE OPERATRICI; PRELEVANO ENERGIA DA UNA FONTE ESTERNA (MOTORE ELETTRO O TERMICO) ED ESEGUONO IL TRASFERIMENTO DEL CALORE DA UNA SORGENTE CALDA A UNA FREDDA. LE MACCHINE FRIGORIGENE SI SUDDIVIDONO IN FRIGORIFERI E POMPE DI CALORE: -I FRIGORIFERI SOTTRAGGONO CALORE DA CORPI A BASSA TEMPERATURA TRASFERENDOLO AD ALTRI A TEMPERATURA PIÙ ALTA. -LE POMPE DI CALORE RIVERSANO CALORE IN UN AMBIENTE DOPO AVERLO PRELEVATO DA UN ALTRO AMBIENTE ESTERNO CHE SI TROVA A TEMPERATURA INFERIORE.

3 FLUSSI DI CALORE PER LA MACCHINA FRIGORIFERA E LE POMPE DI CALORE: SI NOTA CHE I DUE TIPI DI MACCHINA TERMICA SOTTRAGGONO IL CALORE Qo DALLA SORGENTE A TEMPERATURA INFERIORE To E RIVERSANO IL CALORE Q) NELLA SORGENTE A TEMPERATURA SUPERIORE T1, IL TUTTO MEDIANTE LA SOMMINISTRAZIONE DEL LAVORO L.

4 LE FUNZIONI E GLI IMPIEGHI DELLE DUE MACCHINE SONO DIFFERENTI: INFATTI, LA MACCHINA FRIGORIFERA SOTTRAE CALORE DAL CORPO FREDDO A TEMPERATURA To, MENTRE LA POMPA DI CALORE HA COME SCOPO IL TRASFERIMENTO DEL CALORE QT NELL AMBIENTE CALDO A TEMPERATURA T1. IN ENTRAMBI I CASI IL TRASFERIMENTO DI CALORE È ESEGUITO MEDIANTE MACCHINE TERMICHE FUNZIONANTI SECONDO CICLI CHIUSI PERCORSI IN SENSO ANTIORARIO, DETTI CICLI FRIGORIFERI. IL CICLO FRIGORIFERO È UN CICLO IN GRADO DI "SPOSTARE CALORE DA UNA SEZIONE A UN'ALTRA PER MEZZO DI UNA SERIE DI CAMBIAMENTI DI STATO ESEGUITI DA PARTE DI UN FLUIDO; ESSO NON CREA FREDDO, MA TRASFERISCE CALORE DA UN CORPO FREDDO A UNO CALDO. MEDIANTE LA SUA EVAPORAZIONE IL FLUIDO OPERATIVO ASSORBE CALORE NELL'EVAPORATORE E LO CEDE, CONDENSANDO, IN UN ORGANO DETTO CONDENSATORE, AD ALTRE SOSTANZE.

5 CICLI TERMODINAMICI DIRETTI (CICLO DI CARNOT) IL C. DI CARNOT E REALIZZATO DA UN FLUIDO FRA DUE SORGENTT DI CALORE : CALDA T SC E FREDDA T SF : -IL FLUIDO (GAS) INIZIALMENTE SI TROVAIN 1 ALLA PRESSIONE p 1 E ALLA TEMPERATURA T 1 < T SC CON UN VOLUME SPECIFICO v 1. -IL FLUIDO SI DILATA (1-2) PRODUCENDO UN LAVORO. -ARRIVATO IN 2 CESSA LA SOMMINISTRAZIONE DI CALORE MA IL FLUIDO SI DILATA ANCORA (2-3) IN MODO ADIABATICO,PER CUI LA TEMPERATURA SCENDE A T 2

6 CICLI TERMODINAMICI DIRETTI (CICLO DI CARNOT) DA 1 A 3 IL FLUIDO HA COMPIUTO UN LAVORO A SPESE DEL CALORE RICEVUTO IN IL FLUIDO VIENE COMPRESSO (3-4) IN MODO ISOTERMO (MEDIANTE UN LAVORO COMPIUTO DALL ESTERNO) E CEDENDO CALORE ALLA SORGENTE FREDDA A TEMPERATURA T SF < T 2. -IN 4 LA PERDITA DI CALORE CESSA E VIENE COMPRESSO FINO A 1; LA SUA TEMPERATURA AUMENTA FINO A T 1, DOVE IL CICLO TERMINA. DA 3 A 4 IL FLUIDO HA RICEVUTO LAVORO E CEDUTO CALORE ALLA SORGENTE FREDDA.

7 CICLI TERMODINAMICI DIRETTI (CICLO DI CARNOT) IN DEFINITIVA E SATO FORNITO AL GAS UNA CERTA QUANTITA DI CALORE Q 1 A TEMPERATURA T 1 E SOTRATTAO IL CALORE Q 2 < Q 1 A TEMPERATURA T 2 < T 1. CONTEMPORANEAMENTE IL FLUIDO SI E ESPANSO COMPIENDO (CEDENDO) UN LAVORO L 1 E COMPRESSO COMPIENDO (ASSORBENDO) UN LAVORO L 2 LA QUANTITA DI CALORE Q = Q 1 - Q 2 SI E TRASFORMATA IN LAVORO L = L 1 L 2

8 CICLI TERMODINAMICI DIRETTI (CICLO DI CARNOT) SI DEFINISCE RENDIMENTO TERMODINAMICO t Q Q T T Q T 1 1

9 IN UN CICLO INVERSO IL CALORE Q 1 VIENE FORNITO ALLA SORGENTE CALDA E Q 2 SOTRATTO ALLA SORGENTE FREDDA. PER RAGGIUNGERE QUESTO SCOPO IL CICLO DOVRA RICEVERE (ANZICHE CEDERE) IL LAVORO L = L 1 L 2 CICLI TERMODINAMICI INVERSI LE FASI DEL CICLO SONO QUATTRO: -COMPRESSIONE CONDENSAZIONE ESPANSIONE (O LAMINAZIONE) EVAPORAZIONE 4-3.

10 3-2 AVVIENE IN UN COMPRESSORE AZIONATO DA UN MOTORE ESTERNO (CESSIONE DI LAVORO L)

11 2-1 AVVIENE IN UN CONDENSATORE (UN SECONDO SCAMBIATORE DI CALORE), ALL'INTERNO DEL QUALE IL FLUIDO RIVERSA IL CALORE Q 1 IN UN AMBIENTE CALDO ALLA TEMPERATURA T 1.

12 1-4 AVVIENE GRAZIE A UNA VALVOLA CHE CONSENTE AL FLUIDO DI ESPANDERSI IN MODO ISOENETROPICO, MENTRE SIA PRESSIONE CHE LA TEMPERATURA SUBISCONO UNA DIMINUZIONE.

13 4-3 AVVIENE IN UN EVAPORATORE, (SCAMBIATORE DI CALORE) ALL'INTERNO DEL QUALE IL FLUIDO ASSORBE IL CALORE Qo A BASSA TEMPERATURA, SOTTRAENDOLO DA UN AMBIENTE FREDDO CHE SI TROVA A TEMPERATURA To.

14 1- COMPRESSORE. 2- CONDENSATORE. 3- TUBO CAPILLARE. 4- EVAPORATORE. 5- TUBO ASPIRANTE POMPA.

15 GRANDEZZE CARATTERISTICHE DELLA MACCHINA FRIGORIFERA SI DEFINISCE PRODUZIONE FRIGORIGENA IL CALORE Q 2 SOTTRATTO DAL CICLO ALLA SORGENTE FREDDA. L'EFFICIENZA FRIGORIFERA O GRADO DI EFFICACIA Ɛ fc DEL CICLO FIGORIFERO È IL RAPPORTO TRA LA PRODUZIONE FRIGORIFENA Q 2 E IL LAVORO DI COMPRESSIONE L INTRODOTTO NEL CICLO: Q T 2 2 fc L T T 1 2 L'EFFICIENZA DELLA MACCHINA FRIGORIFERA È TANTO MAGGIORE QUANTO PIÙ PICCOLA È LA DIFFERENZA FRA LE TEMPERATURE DELLE DUE SORGENTI. NOTA: L'EFFICIENZA NON DEVE ESSERE CONFUSA CON IL RENDIMENTO IN QUANTO PUÒ RAGGIUNGERE VALORI SUPERIORI ALL'UNITÀ.

16 PER VALUTARE L'EFFICIENZA FRIGORIFERA SI RICORRE AL COEFFICIENTE DI PRESTAZIONE COP: IL COP DI UNA MACCHINA FRIGORIFERA È IL RAPPORTO TRA CALORE Q 2 SOTTATTO DALLA SORGENTE FREDDA E IL LAVORO L SPESO PER FARLO: COP MF Q2 L IL COP DI UNA POMPA DI CALORE È IL RAPPORTO TRA CALORE Q 1 SOTTATTO DALLA SORGENTE CALDA E IL LAVORO L SPESO PER FARLO: COP PC Q1 L

17 UN'ALTRA GRANDEZZA UTILIZZATA PER VALUTARE L'EFFICIENZA DI UN CICLO FRIGORIFERO O DI UN CLIMATIZZATORE È LA EER (ENERGY EFFICIENCY RATIO), CHE ESPRIME IL RAPPORTO TRA LA RESA TERMICA IN kw TERMICI E L'ASSORBIMENTO ELETTRICO TOTALE IN kw ELETTRICI. EER Q 2 L CLASSI EFFICIENZA ENERGETICA CLIMATIZZATORI SECONDO LA DIRETTIVA EUROPEA 2002/31/CE: A (MIGLIORE) EER >3,20 B 3,20 = EER > 3,00 C 3,00 = EER > 2,80 D 2,80 = EER > 2,60 E 2,60 = EER > 2,40 F 2,40 = EER > 2,20 G (PEGGIORE) 2,20 = EER

18 CICLO AD ASSORBIMENTO IL CICLO AD ASSORBIMENTO IMPIEGA DUE DIVERSI FLUIDI PER OTTENERE LE BASSE TEMPERATURE; NEGLI IMPIANTI AD ASSORBIMENTO, IL CICLO TERMODINAMICO È PRIVO DELLA COMPRESSIONE MECCANICA, SOSTITUITA DA UN PROCESSO DI TIPO CHIMICO-FISICO, DETTO ASSORBIMENTO. QUESTO CICLO RICHIEDE CHE IL FLUIDO FRIGORIGENO SIA SOLUBILE IN UN SOLVENTE CON UNA NOTEVOLE VARIAZIONE DI PRESSIONE DI VAPORE IN FUNZIONE DELLA TEMPERATURA. NEL CASO IN ESAME IL SOLUTO È AMMONIACA E IL SOLVENTE ACQUA.

19 NELL'ASSORBITORE (1) SI SCIOLGE L AMMONIACA NELL ACQUA (MISCELLA ACQUA-AMMONIACA); LA POMPA (2) L'INVIA, ATTRAVERSO LO SCAMBIATORE (9), AL SEPARATORE (3) DOVE IL RISCALDATORE (4) NE AUMENTA LA TEMPERATURA FACENDO EVAPORARE L AMMONIACA. I VAPORI DI AMMONIACA PASSANO NEL CONDENSATORE (5), DOVE CEDONO CALORE E TORNANO ALLO STATO LIQUIDO.

20 SUCCESSIVAMENTE IL LIQUIDO TRANSITA ATTRAVERSO UNA VALVOLA DI TRAFILAMENTO (6) E GIUNTO ALL'EVAPORATORE (7) ASSORBE CALORE DALL'ARIA ESTERNA CHE SI RAFFREDDA, MENTRE L'AMMONIACA A BASSA PRESSIONE TORNA ALLO STATO DI VAPORE E RIENTRA NELL'ASSORBITORE (1). INTANTO IL FLUIDO NEL SEPARATORE, IMPOVERITO DI AMMONIACA, VIENE FATTO RIENTRARE NELL'ASSORBITORE PASSANDO ATTRAVERSO UNA VALVOLA REGOLATRICE DI PRESSIONE (8) E LO SCAMBIATORE (9).

21 NELLO SCHEMA SI NOTA INOLTRE LA PRESENZA DI UN CIRCUITO SUPPLEMENTARE DI ACQUA AVENTE LA FUNZIONE DI RAFFREDDARE E REGOLARE LA TEMPERATURA INTERNA DELL'ASSORBITORE (1) E PRELEVARE DEL CALORE LATENTE DI CONDENSAZIONE DELL'AMMONIACA NEL CONDENSATORE (5): L'ACQUA COSÌ RISCALDATA PUÒ ESSERE DESTINATA AD ALTRI IMPIEGHI.

22 QUESTI TIPI DI IMPIANTO SONO MOLTO ADATTI PER PRODURRE ACQUA O ARIA FREDDA DA IMPIEGARE PER IL CONDIZIONAMENTO DI GRANDI AMBIENTI; TROVANO PARTICOLARE APPLICAZIONE IN CAMPO OSPEDALIERO, NEI TEATRI, NEGLI AUDITORIUM, NEI GRANDI MAGAZZINI, NEI SUPERMERCATI E NEI LOCALI PUBBLICI IN GENERALE, GRAZIE SOPRATTUTTO ALLA SILENZIOSITÀ DI FUNZIONAMENTO.

23 FLUIDI FRIGORIGENI IL FLUIDO FRIGORIGENO O FLUIDO REFRIGERANTE COSTI TUISCE UN ELEMENTO FONDAMENTALE DELLA MACCHINA FRIGORIFERA, ESSO DEVE RISPONDERE A DIVERSI REQUISITI: -DEVE AVERE UN ELEVATO CALORE LATENTE DI VAPORIZZAZIONE, PER POTER ASPORTARE UNA NOTEVOLE QUANTITÀ DI CALORE DALLA SORGENTE FREDDA RIDUCENDO LA PORTATA IMPIEGATA NELL'IMPIANTO. -DEVE POSSEDERE UN'ALTA DENSITÀ QUANDO SI PRESENTA ALLO STATO DI VAPORE SATURO, COSI DA ADOTTARE COMPRESSORI DI DIMENSIONI CONTENUTE. -DEVE POSSEDERE UNA TEMPERATURA DI SOLIDIFICAZIONE NON MOLTO ELEVATA, PER NON GENERARE GHIACCIO ALL'INTERNO DEI CONDOTTI DELL'IMPIANTO. -NON DEVE RISULTARE NÉ INFIAMMABILE NÉ VELENOSO PER L'UOMO, NÉ TOSSICO PER L'AMBIENTE.

24 IN PASSATO FURONO USATI LA CO 2 E LA SO 2, SOSTITUITI IN SEGUITO DAI GAS DI TIPO FREON, PRINCIPALMENTE L'R-12 E L R-22. I FLUIDI FRIGORIGENI, DENOMINATI FREON, SONO DERIVATI ALOGENATI DEGLI IDROCARBURI, OTTENUTI DALLA REAZIONE TRA L'ACIDO FLUORIDRICO E LE SOSTANZE A BASE DI CLORO QUALI IL TETRACLORURO DI CARBONIO O IL CLOROFORMIO. I GAS DI TIPO FREON SONO NOTI COME CLORO-FLUORO-CARBURI E (CFC) SONO RESPONSABILI DELL'ALLARGAMENTO DEL BUCO DELL'OZONO NEGLI STRATI ALTI DELL'ATMOSFERA, A CAUSA DELL'AGGRESSIVITÀ MOSTRATA DAL CLORO SULLE MOLECOLE DI O 3, CHE NE PROVOCANO LO SMEMBRAMENTO: L'AGGRESSIVITÀ DI UN GAS NEI CONFRONTI DELL'OZONO È MISURATA MEDIANTE IL PARAMETRO ODP (POTENZIALE DI DEPERIMENTO DELL'OZONO). DA QUALCHE ANNO, I GOVERNI DI GRAN PARTE DEGLI STATI DEL MONDO SI SONO ACCORDATI PER LA MESSA AL BANDO DEI CFC.

25 CLIMATIZZAZIONE LO SCOPO DEGLI IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE E DI CREARE E MANTENERE SPECIFICHE CONDIZIONI TERMICHE E IGROMETRICHE DELL'ARIA IN UN DETERMINATO AMBIENTE MEDIANTE OPPORTUNE AZIONI CORRETTIVE L'IMPIANTO DEVE REGOLARE LA TEMPERATURA, L'UMIDITÀ E LA VELOCITÀ DELL ARIA PRESENTE NELL'AMBIENTE; DEVE INOLTRE ESEGUIRE OPPORTUNI RICAMBI D'ARIA E LA SUA FILTRAZIONE NEL RISPETTO DEGLI STANDARD ACUSTICI.

26 - IL FLUIDO TERMOVETTORE VIENE COMPRESSO E RAGGIUNGE LA TEMPERATURA DI CIRCA 80 C.

27 -IL FLUIDO TERMOVETTORE RAGGIUNGE LO SCAMBIATORE ESTERNO E, TRANSITANDO ALL'INTERNO, CEDE PARTE DEL CALORE ALL'ARIA ESTERNA; L'ARIA INVESTE LE SUPERFICI RADIANTI AIETTATE GRAZIE ALLA VENTILAZIONE FORZATA.

28 -ALL'INTERNO DELLO SCAMBIATORE IL GAS SI RAFFREDDA E CAMBIA STATO DIVENTANDO LIQUIDO.

29 -IL GAS LIQUEFATTO VIENE COSTRETTO A PASSARE ATTRAVERSO UNA STROZZATURA DOVE, DILATANDOSI, SI RAFFREDDA FINO A CIRCA 5 C.

30 - IL FLUIDO TERMOVETTORE ARRIVA ALL'UNITÀ INTERNA, DETTA SPLIT. L EVAPORATORE, CON UN SISTEMA DI VENTILAZIONE FORZATA, GENERA IL FREDDO NELL'AMBIENTE IN QUANTO SOTTRAE CALORE ALL'ARIA CIRCOSTANTE.

31 AFFINCHÈ TUTTO QUESTO SI TRASFORMI IN BENESSERE OCCORRE POTER REGOLARE LA TEMPERATURA CON UN TERMOSTATO, FILTRARE L'ARIA DA POLVERI E POLLINI E MANTENERE UN GIUSTO GRADO DI UMIDITÀ DELL'ARIA. GLI IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE SI CLASSIFICANO IN: -IMPIANTI DI RISCALDAMENTO (INNALZANO E CONTROLLANO LA TEMPERATURA DANDO CALORE ALL'AMBIENTE). -IMPIANTI DI REFRIGERAZIONE O RAFFRESCARNENTO (RIDUCONO E CONTROLLANO LA TEMPERATURA SOTTRAENDO CALORE ALL'AMBIENTE). -IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO (REGOLANO LA TEMPERATURA E L'UMIDITÀ DELL'ARIA PRESENTE IN UN AMBIENTE MANTENENDOLE COSTANTI).

32 TIPOLOGIE DI IMPIANTO GLI IMPIANTI IN COMMERCIO, DI GRANDE VARIETÀ DI TIPOLOGIE: -MONOSPLIT: SERVE ESSENZIALMENTE A RAFFREDDARE E A GARANTIRE UN RICAMBIO DELL ARIA; È FORMATO DA UNA SEZIONE MONTATA ALL'ESTERNO DEL FABBRICATO E COLLEGATA CON UN'UNITÀ INTERNA DI DIFFUSIONE.

33 TIPOLOGIE DI IMPIANTO -MULTISPLIT: È ADATTO PER CLIMATIZZARE, RISCALDARE E DEUMIDIFICARE. È FORMATO DA UNA PARTE MONTALA ALL'ESTERNO DEL FABBRICATO, CUI SONO COLLEGABILI MOLTE UNITÀ INTERNE DI DIFFUSIONE POSTE SU PARETE O A PAVIMENTO (PER APPLICAZIONI AZIENDALI SI RICORRE ALLA DISTRIBUZIONE NEI LOCALI MEDIANTE CANALIZZAZIONI). -CHILLER AD ACQUA: È ADATTO PER CLIMATIZZARE E RISCALDARE LOCALI MEDI E GRANDI; PRODUCE ACQUA CALDA O FREDDA DA DISTRIBUIRE AI TERMINALI.

34 PARAMETRI CARATTERISTICI DELL'ARIA ATMOSFERICA L'ARIA ATMOSFERICA CONTIENE UNA CERTA QUANTITÀ DI VAPORE ACQUEO: PER QUESTA RAGIONE È DETTA ARIA UMIDA. L'ARIA UMIDA È COSTITUITA DA UNA MISCELA DI GAS, PRINCIPALMENTE AZOTO E OSSIGENO IN PERCENTUALI IN VOLUME RISPETTIVAMENTE DEL 78% E DEL 21%, CHE FORMANO L'ARIA SECCA, PIÙ UNA CERTA QUANTITÀ DI VAPORE D'ACQUA. (A 25 C 1m 3 DI ACQUA PUO CONTENERE AL MASSIMO 22gr DI VAPORE ACQUEO CORRISPONDENTE AD UNA UMIDITA RELATIVA DEL100%: SE NE CONTIENE 11 DI DICE CHE L UMIDITA RELATIVA E DEL 50%) IL CONTENUTO IGROMETRICO DELL'ARIA NEGLI AMBIENTI ABITATI A 20 C DOVREBBE ESSERE INTORNO AL 50% CON UNA VELOCITA DI 0.2m/sec.

35 LA PRESSIONE TOTALE VIENE SUDDIVISA IN DUE PRESSIONI PARZIALI: QUELLA DELL'ARIA SECCA p a E QUELLA DEL VAPORE ACQUEO p v. L'ARIA SECCA E IL VAPORE D'ACQUA CHE LA ACCOMPAGNA SI COMPORTANO COME GAS IDEALI FINO AL LIMITE DI SATURAZIONE (VAPORE SATURO È LA CONDIZIONE IN CUI IL VAPORE SI TROVA ALL'EQUILIBRIO CON L ACQUA E VARIA CON LA TEMPERATURA). L'ARIA È IN GRADO DI TRATTENERE QUANTITÀ SEMPRE MAGGIORI DI VAPORE DISCIOLTO AL CRESCERE DELLA TEMPERATURA. A OGNI TEMPERATURA CORRISPONDE UN LIMITE DI PRESENZA DI VAPORE DISCIOLTO NELL'ARIA, LA CUI PRESSIONE PARZIALE È DETTA PRESSIONE LIMITE DI SATURAZIONE p s.

36 SI DEFINISCONO LE SEGUENTI GRANDEZZE -PRESSIONE TOTALE O PRESSIONE BAROMETRICA p at [Pa] È LA SOMMA DELLE PRESSIONI PARZIALI DELL'ARIA SECCA E DEL VAPORE ACQUEO: p t = p a + p v -UMIDITÀ ASSOLUTA UA: E LA MASSA VOLUMICA [m 3 ] DEL VAPORE PRESENTE NELL'ATMOSFERA. -UMIDITÀ RELATIVA UR: È IL RAPPORTO Ф TRA LA PRESSIONE PARZIALE DEL VAPORE p v E LA PRESSIONE DI SATURAZIONE p s. IL VALORE DI Ф È COMPRESO TRA 0 E 1: p p v s

37 -UMIDITÀ SPECIFICA US O TITOLO x DELL'ARIA UMIDA: È IL RAPPORTO TRA LA MASSA DI VAPORE ACQUEO E LA MASSA DI ARIA SECCA CONTENUTA NELLO STESSO VOLUME DI ARIA ATMOSFERICA (PUÒ ESSERE ESPRESSO ANCHE COME RAPPORTO TRA LE MASSE VOLUMICHE DEL VAPORE E DELL'ARIA SECCA): x m v m a 0.62 p v p a IL TITOLO DELL'ARIA UMIDA x RAPPRESENTA LA MASSA DI VAPORE ASSOCIATA A 1 kg DI ARIA SECCA ED HA COME UNITÀ DI MISURA IL [kg VAPORE /kg ARIA SECCA ].

38 -TEMPERATURA DI RUGIADA O PUNTO DI RUGIADA t r [ C] : È LA TEMPERATURA DELL'ARIA IN CONDIZIONI DI SATURAZIONE; A OGNI SUCCESSIVO RAFFREDDAMENTO SI HA IL FENOMENO DELLA CONDENSA DEL VAPORE CONTENUTO NELL ARIA, NOTO COME RUGIADA. I CALCOLI RELATIVI AGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO SI EFFETTUANO CON L'USO DEI DIAGRAMMI DI MOLLIER DELL ARIA UMIDA E DI ASHRAE.

39 COME SI OTTENGONO IL RAFFREDDAMENTO E LA DEUMIDIFICAZIONE SI SUPPONGA DI ESEGUIRE UN RAFFREDDAMENTO A TITOLO COSTANTE DELL'ARIA, OVVERO SENZA SOTTRARRE VAPORE DALL'ATMOSFERA: IL RAFFREDDAMENTO CONTINUA FINCHE L'ARIA RAGGIUNGE IL SUO LIMITE DI SATURAZIONE. CONTINUANDO A SOTTRARRE CALORE ALL'ARIA, OLTRE ALLA RIDUZIONE DI TEMPERATURA AMBIENTALE, SI HA LA CONDENSAZIONE DI PARTE DEL VAPORE IN GOCCIOLINE DI LIQUIDO (EFFETTO RUGIADA) CON RIDUZIONE DEL TITOLO X; QUESTA RIDUZIONE È SPIEGABILE RICORDANDO CHE IL RAFFREDDAMENTO PRODUCE UNA QUANTITÀ CRESCENTE DI CONDENSATO CHE SI SEPARA DALL'ARIA NON FACENDO PIÙ PARTE DELLA MISCELA.

40 NELLA PRATICA COSTRUTTIVA LA TRASFORMAZIONE E SVOLTA NEL CONDIZIONATORE SUDDIVIDENDO LA PORTATA IN DUE PARTI DI CUI UNA (DELLA DI BY-PASS) ATTRAVERSA LO SCAMBIATORE SENZA LAMBIRE LE SUPERFICI REFRIGERANTI E SI MISCELA SUCCESSIVAMENTE CON LA PORTATA RESTANTE CHE, INVECE, HA SUBITO IL TRATTAMENTO DI RAFFREDDAMENTO E SEPARAZIONE DEL CONDENSATO.

41 RISCALDAMENTO E UMIDIFICAZIONE L UMIDIFICAZIONE E UN'OPERAZIONE ESEGUITA SOPRATTUTTO NELLA STAGIONE INVERNALE, QUANDO IL RISCALDAMENTO DELL'AMBIENTE PROVOCA SECCHEZZA NELL'ARIA E DISAGIO ALLA RESPIRAZIONE. ESSA SI OTTIENE CONVOGLIANDO LA PORTATA DI ARIA SECCA IN UN CONDOTTO, IN CUI AVVENGONO SCAMBI DI CALORE E INCREMENTO DI UMIDITA; L'UMIDINCAZIONE SI REALIZZA INTRODUCENDO VAPORE OPPURE PORTANDO ALL EVAPORAZIONE UNA QUANTITÀ DI ACQUA.

42 IN OGNI SINGOLA ZONA DELLO SCHEMA DI UN IMPIANTO DI CONDIZIONAMENTO MONOCONDOTTO VI È UN'UNITÀ CENTRALE DI CONDIZIONAMENTO, DOVE L'ARIA VIENE TRATTATA E DISTRIBUITA NEI VARI AMBIENTI LUNGO UNA SERIE DI CANALIZZAZIONI. L'ARIA TRATTATA PROVIENE IN PARTE DALL'ESTERNO, IN PARTE E ARIA DI RICIRCOLO.

43 SI DEFINISCE UTA UNA MACCHINA TERMICA IN CUI AVVENGONO I TRATTAMENTI DELL'ARIA PRIMA DEL SUO INVIO E DIFFUSIONE NELL'AMBIENTE. (1) SERRANDE DI INGRESSO, (2) BATTERIA DI PRERISCALDAMENTO, (3) SATURATORE (DIFFONDE ACQUA NEBULIZZATA),

44 (4) RETE SNEBBIATRICE (SEPARA LE GOCCE PRESENTI NEL FLUSSO DELL'ARIA), (5) BATTERIA DI RAFFREDDAMENTO E DEUMIDIFICAZIONE, (6) LA BATTERIA DI POSTRISCALDAMENTO, (7) VENTILATORE.

45 CONFORTEVOLEZZA AMBIENTALE SI HA LA CONDIZIONE DI BENESSERE QUANDO LE CONDIZIONI TERMOIGROMETRICHE DELL'AMBIENTE RIESCONO A FAR AVVENIRE LO SCAMBIO DI CALORE DA PARTE DEL CORPO NELLE MIGLIORI CONDIZIONI FISIOLOGICHE E SENZA RICHIEDERE ECCESSIVI INTERVENTI DEL COMPLESSO SISTEMA NATURALE DI REGOLAZIONE TERMICA DELL'ORGANISMO. SI PUÒ AFFERMARE CHE LA CONDIZIONE DI BENESSERE E LEGATA ALLA COMBINAZIONE DI PIÙ GRANDEZZE, PRINCIPALMENTE LA TEMPERATURA, L'UMIDITA E LA VELOCITÀ DELL'ARIA E, SECONDARIAMENTE, LA PUREZZA DELL'ARIA E IL RUMORE EMESSO DALL'IMPIANTO.

46 DI SEGUITO SONO RIPORTALI ALCUNI VALORI INDICATIVI: - TEMPERATURA DELL'ARIA: C. - UMIDITÀ RELATIVA DELL'ARIA: 35-60%. - VELOCITÀ DELL'ARIA NELL'AMBIENTE: 0,10-0,25m/s. - FILTRAZIONE PER TUTTE LE IMPURITÀ SOLIDE DI DIMENSIONI MAGGIORI DI 50 um E DEL 90% DI QUELLE COMPRESE NELL'INTERVALLO um. GLI IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE SONO TARATI, IN BASE ALLA STAGIONE, IN MODO DA REALIZZARE IN LINEA DI MASSIMA LE SEGUENTI CONDIZIONI AMBIENTALI: IN INVERNO TEMPERATURA 20 C UMIDITA RELATIVA 40+50%. IN ESTATE TEMPERATURA 25 C UMIDITA RELATIVA 50+60%.

47 POMPA DI CALORE LA POMPA DI CALORE È UNA MACCHINA REVERSIBILE, ESSENDO IN GRADO DI ESEGUIRE L'INVERSIONE DI CICLO, RAFFREDDANDO UN AMBIENTE ABITATIVO D'ESTATE E RISCALDANDOLO D'INVERNO CON ELEVATI VALORI DI EFFICIENZA. LA POMPA DI CALORE È UN CLIMATIZZATORE CHE, PER MEZZO DI UNA VALVOLA A QUATTRO VIE POSTA A MONTE O A VALLE DEL COMPRESSORE, INVERTE IL CICLO FRIGORIFERO E CONSENTE, IN BASE ALLE STAGIONI, DI RISCALDARE O DI RAFFREDDARE UN AMBIENTE. ESEGUENDO L'INVERSIONE DEL FUNZIONAMENTO, L'EVAPORATORE E IL CONDENSATORE INVERTONO I LORO RUOLI. A SECONDA DELLE SORGENTI IMPIEGATELE POMPE DI CALORE SONO CLASSIFICATE IN ARIA-ARIA, ARIA-ACQUA, ACQUA-ARIA, ACQUA-ACQUA.

48 DURANTE LA STAGIONE FREDDALA POMPA DI CALORE PRELEVA IL CALORE DAI CORPI A BASSA TEMPERATURA QUALI IL SUOLO, L'ARIA ESTERNA, O ANCHE DA SUPERFICI ESTERNE QUALI I TETTI. MALGRADO LA BASSA TEMPERATURA AMBIENTALE È POSSIBILE RAFFREDDARE, ANCHE SE DI POCO, L'ACQUA ESTERNA, RESTITUENDOLA PIÙ FREDDA ALL'AMBIENTE. IN QUESTO MODO, IL FLUIDO FRIGORIGENO IN CONDENSAZIONE E IN GRADO DI PORTARE L'ACQUA DI RISCALDAMENTO FINO A C

49 IL CALORE PRELEVATO DALLA SORGENTE FREDDA ESTERNA VIENE RIVERSATO A UN FLUIDO INTERMEDIO SOTTO PRESSIONE CHE EVAPORA GRAZIE A TALE APPORTO DI ENERGIA. (1) EVAPORATORE. (2) VALVOLA ISOENTALPICA. (3) CONDENSATORE. (4) RADIATORE PER RISCALDARE L AMBIENTE. (5) COMPRESSORE.

50 IN INVERNO IL FLUIDO VIENE COMPRESSO DAL COMPRESSORE C MOSSO DAL MOTORE M; IL FLUIDO PASSA ATTRAVERSO LA VALVOLA DI SMISTAMENTO S IN UNO SCAMBIATORE OVE SI CONDENSA, CEDENDO IL SUO CALORE ALL'AMBIENTE INTERNO, POI TRANSITA ATTRAVERSO UNA VALVOLA V OVE ESPANDE ISOENTALPICAMENTE, DOPODICHÉ RAGGIUNGE L'EVAPORATORE IN CUI EVAPORA PRELEVANDO CALORE DALL'ESTERNO.

51 IN ESTATE LA VALVOLA DI SMISTAMENTO S INVERTE IL SENSO DEL FLUSSO; IL CONDENSATORE ORA SVOLGE LA FUNZIONE DI SCAMBIATORE ESTERNO E L'EVAPORATORE QUELLA DI SCAMBIATORE INTERNO. QUEST'ULTIMO ASSORBE CALORE DALL'AMBIENTE INTERNO RAFFREDDANDOLO E CON ESSO PORTA IL FLUIDO FRIGORIGENO ALL'EVAPORAZIONE.

52 ENERGIA L'ENERGIA SI PRESENTA IN DIVERSE FORME ED È TRASFORMABILE DA UNA FORMA IN UN'ALTRA. PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA (O PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELL ENERGIA) LÈNERGIA NON PUÒ ESSERE CREATA NE DISTRUTTA MA SOLO TRASFORMATA. L ENERGIA È TRASFERIBILE DA UN CORPO A UN ALTRO IN MODO SPONTANEO O MEDIANTE INTERVENTO ESTERNO. ALCUNE FORME DI ENERGIA SI POSSONO ACCUMULARE IN MODO INDEFINITO, ALTRE SONO PIU DIFFICILMENTE ACCUMULABILI.

53 RENDIMENTO POSTO Ea IL100% IL VALORE DELL ENERGIA INTRODOTTA IN UN SISTEMA, UNA PARTE Eu SARA IMPIEGATA PER PRODURRE LAVORO UTILE MENTRE LA RIMANENTE PARTE Ep SARA DISPERSA NELL AMBIENTE. SI DEFINISCE RENDIMENTO DEL SISTEMA IL RAPPORTO ENERGIAUTILIZZATA Eu Et Ep ENERGIAASSORBITA Ea Ea

54 LAVORO L ENERGIA E UTILIZZATA IMPIEGANDO UNA POTENZA P DURANTE UN INTERVALLO DI TEMPO t E DATA DA E P t L F S L ENERGIA E UTILIZZATA COINCIDE CON IL LAVORO SCAMBIATO DURANTE LO STESSO INTERVALLO DI TEMPO.

55 FORME DI ENERGIA L ENERGIA E UNICA MENTRE DIVERSE SONO LE FORME IN CUI SI MANIFESTA: -TERMICA -CINETICA -ELETTRICA -POTENZIALE GRAVITAZIONALE -IDRAULICA -CHIMICA -SOLARE -NUCLEARE, ECC.

56 RISPARMIO ENERGETICO IMAG0025