Dimensionamento di Camino Singolo

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1 Dimensionamento di Camino Singolo Progettazione e verifica secondo UNI EN EDIFICIO INDIRIZZO DESCRIZIONE COMMITTENTE INDIRIZZO Condominio Estense via Sant Agostino, 6 - Milano (MI) Rifacimento camino collegato a centrale termica Immobiliare Estense corso Italia, 61 - Milano (MI) DATA 04/04/2013 Rif. Esempio camino singolo.e33 Software di calcolo EDILCLIMA EC733 versione EDILCLIMA S.r.l. Via Vivaldi, BORGOMANERO (NO)

2 DATI AMBIENTE INSTALLAZIONE Dati località Località BORGOMANERO (NO) Altitudine s.l.m. Hslm 307 m aria TLmax 15 C aria TLmin -6 C Dati condotti Tipo funzionamento camino Tipo condotti Tipo funzionamento sistema Camino in pressione condotti adiacenti - canali separati umido Adduzione aria Coefficiente di sicurezza SE 1,2 Fattore incostanza temperatura SH 0,5 Pressione del vento PL 0 Pa Tipo apertura aria comburente Installazione all aria aperta Lunghezza LB - m Diametro idraulico DhB - mm Rugosità rb - mm Accidentalità ZB - Resistenza aria comburente PB - Pa Regolatore di tiraggio Diametro idraulico DhNL - mm Rugosità rnl - mm Categoria - 2

3 DATI GENERATORE Caratteristiche generatore Marca VAILLANT Modello VM ecoblock plus - VM 356/3-5 Combustione Tipo potenza Combustibile Condensazione Reg. tiraggio Forzata Modulante Metano Si No DW [mm] 80 TC [ C] 20 KF [%] - Caratteristiche fumi a potenza a potenza QF [kw] 34,8 10,2 PFpr [%] 1,5 2 %CO2 [%] 9,0 8,0 TW [ C] 70,0 50,0 mw [kg/s] 0, ,00690 Pwo [Pa] 100,0 100,0 Pwomin [Pa] - - Ecc [%] 27,2 41,7 Legenda: DW diametro di attacco dello scarico dei prodotti della combustione espresso in mm TC temperatura dell aria comburente espressa in C KF fattore di conversione di SO2 in SO3 espressa in % QF potenza termica al focolare espressa in kw PFpr perdita di combustione di progetto espressa in % %CO2 concentrazione in volume di CO2 espressa in % TW temperatura di uscita dei prodotti della combustione espressa in C mw portata massica dei prodotti della combustione espressa in kg/s PW tiraggio minimo per il generatore di calore espressa in Pa PWO pressione differenziale del generatore di calore espressa in Pa PWM tiraggio massimo per il generatore di calore espressa in Pa PWOM pressione differenziale del generatore di calore espressa in Pa Ecc eccesso d aria espresso in % 3

4 DATI CONDOTTI CANALE DA FUMO CANALE DI ADDUZIONE ARIA Marca Sabiana Marca Sabiana Serie Inoxmono Serie Inoxmono Forma Circolare Forma Circolare D1V [mm] 80 D1BV [mm] 80 D2V [mm] - D2BV [mm] - %ubv [%] 100 %ubbv [%] 100 %uhv [%] 0 %uhbv [%] 0 %uuv [%] 0 %uubv [%] 0 %ulv [%] 0 %ulbv [%] 0 Materiale Acciaio inox monoparete Materiale RTV [m²k/w] 0,00003 RTBV [m²k/w] 0,00003 SPV [mm] 0,5 SPBV [mm] 0,5 rv [mm] 1 rbv [mm] 1 LV [m] 1 LBV [m] 1 HV [m] 0,6 HBV [m] 0,6 ZV 0,85 ZBV 0,85 PZVecc [Pa] 20 CONDOTTO FUMI CONDOTTO DI ADDUZIONE ARIA Marca Sabiana Marca Sabiana Serie Inoxmono Serie Inoxmono Forma Quadrata Forma Quadrata D1 [mm] 110 D1B [mm] 110 D2 [mm] - D2B [mm] - %ub [%] 10 %ubb [%] 10 %uh [%] 60 %uhb [%] 60 %uu [%] 0 %uub [%] 0 %ul [%] 30 %ulb [%] 30 Materiale Acciaio inox monoparete Materiale Acciaio inox monoparete RT [m²k/w] 0,65520 RTB [m²k/w] 0,90551 SP [mm] 135,5 SPB [mm] 140 r [mm] 1 rb [mm] 1 L [m] 5,5 LB [m] 5,5 H [m] 5,5 HB [m] 5,5 Z 0 ZB 0 PZecc [Pa] 20 4

5 COMIGNOLO COMIGNOLO (ADDUZIONE ARIA) Marca Serie Marca Serie Forma Quadrata Forma Quadrata D1 [mm] 110 D1B [mm] 110 D2 [mm] - D2B [mm] - Materiale Acciaio inox monoparete Materiale Acciaio inox monoparete RT [m²k/w] 0,65520 RTB [m²k/w] 0,90551 SP [mm] 135,5 SPB [mm] 140 r [mm] 1 rb [mm] 1 L [m] 1,5 LB [m] 1,5 H [m] 1,5 HB [m] 1,5 Z 1 ZB 1 Legenda: D dimensioni del condotto espresso in mm %ub percentuale di esposizione del condotto rispetto al locale caldaia espressa in % %uh percentuale di esposizione del condotto rispetto a locali interni riscaldati espressa in % %uu percentuale di esposizione del condotto rispetto a locali interni non riscaldati espressa in % %ul percentuale di esposizione del condotto rispetto all esterno dell edificio espressa in % RT resistenza termica media del condotto espressa in m² K / W SP spessore medio del condotto espresso in mm r valore medio di rugosità della parete interna del condotto espressa in mm L lunghezza del condotto espressa in m H altezza efficace del condotto espressa in m Z somma dei coefficienti di resistenza al flusso PZecc pressione ammissibile dal condotto espressa in Pa 5

6 RISULTATI DI CALCOLO Legenda condizioni di lavoro ipotizzate CASO A: generatore di calore acceso alla potenza con temperatura aria CASO B: generatore di calore acceso alla potenza con temperatura aria CASO C: generatore di calore acceso alla potenza con temperatura aria CASO D: generatore di calore acceso alla potenza con temperatura aria Calcolo variabili preliminari Descrizione Simbolo Unità misura Costante di gas dell aria RL J/(kgK) Pressione aria pl 93546, ,2 Pa Massa volumica aria ρl 1,127 1,212 kg/m³ 6

7 CANALE DA FUMO CASO A CASO C CANALE DI ADDUZIONE ARIA CASO A CASO C mw [kg/s] 0, ,01580 mwbv [kg/s] 0, ,01522 RV [J/(kgK)] 288,52 288,52 RBV [J/(kgK)] 288, ,000 ηv [(N s)/m²] 0, , ηbv [(N s)/m²] 0, , λv [W/(mK)] 0,027 0,027 λbv [W/(mK)] 0,023 0,022 cpv [J/(kgK)] 1091, ,83 cpbv [J/(kgK)] 1005, ,00 ρmv [kg/m³] 0,954 0,952 ρmbv [kg/m³] 1,114 1,187 wmv [m/s] 3,295 3,305 wmbv [m/s] 2,719 2,551 PrV [-] 0,7 0,7 PrBV [-] 0,68 0,68 ReV [-] ReBV [-] ΨV [-] 0,044 0,044 ΨBV [-] 0,044 0,04 ΨVliscio [-] 0,028 0,028 ΨBVliscio [-] 0,03 0,03 NuV [-] 59,70 59,70 NuBV [-] 62,98 66,43 αiv [W/(m²K)] 19,87 19,87 αibv [W/(m²K)] 18,50 18,50 αav [W/(m²K)] 8,00 8,00 αabv [W/(m²K)] 8,00 8,00 kv [W/(m²K)] 8,92 5,75 kbv [W/(m²K)] 0,00 0,00 KV [-] 0,13 0,08 KBV [-] 0,00 0,00 TeV [ C] 70,0 70,0 TeBV [ C] 17,6-0,4 TmV [ C] 66,6 66,6 TmBV [ C] 18,4-0,4 ToV [ C] 63,3 63,3 ToBV [ C] 19,2-0,4 Tsp [ C] 52,3 52,3 Pwo [Pa] 100,0 100,0 PHV [Pa] 1,0 1,5 PHBV [Pa] 0,1 0,1 PGV [Pa] -4,3-4,4 PGBV [Pa] 3,4 3,2 PRV [Pa] 4,4 2,9 PRBV [Pa] 11,0 10,3 7

8 CONDOTTO FUMI CASO A CASO C CONDOTTO DI ADDUZIONE ARIA CASO A CASO C mw [kg/s] 0, ,01580 mwb [kg/s] 0, ,01522 R [J/(kgK)] 288, ,518 RB [J/(kgK)] 288, ,000 η [(N s)/m²] 0, , ηb [(N s)/m²] 0, , λ [W/(mK)] 0,025 0,025 λb [W/(mK)] 0,023 0,022 cp [J/(kgK)] 1091, ,83 cpb [J/(kgK)] 1005, ,00 ρm [kg/m³] 1,016 1,009 ρmb [kg/m³] 1,125 1,201 wm [m/s] 1,285 1,294 wmb [m/s] 1,118 1,048 Pr [-] 0,74 0,74 PrB [-] 0,68 0,68 Re [-] ReB [-] Ψ [-] 0,043 0,043 ΨB [-] 0,043 0,043 Ψliscio [-] 0,032 0,032 ΨBliscio [-] 0,032 0,031 Nu [-] 31,46 31,35 NuB [-] 31,80 33,57 αi [W/(m²K)] 7,23 7,23 αib [W/(m²K)] 6,74 6,74 αa [W/(m²K)] 12,50 12,50 αab [W/(m²K)] 12,50 12,50 k [W/(m²K)] 2,09 1,22 kb [W/(m²K)] 0,00 0,00 K [-] 0,29 0,17 KB [-] 0,00 0,00 Te [ C] 63,3 63,3 TeB [ C] 14,3-5,9 Tm [ C] 46,0 47,3 TmB [ C] 15,7-3,4 To [ C] 29,4 32,0 ToB [ C] 17,6-0,4 Tsp [ C] 52,3 52,3 PB [Pa] 13,9 13,6 PH [Pa] 6,0 11,0 PHB [Pa] 0,1 0,6 PG [Pa] -0,1-0,1 PGB [Pa] 0,7 0,7 PR [Pa] 2,1 1,8 PRB [Pa] 2,7 2,5 8

9 COMIGNOLO (evacuazione fumi) CASO A CASO C COMIGNOLO (adduzione aria) CASO A CASO C mw [kg/s] 0, ,01580 mwb [kg/s] 0, ,01522 R [J/(kgK)] 288, ,518 RB [J/(kgK)] 288, ,000 η [(N s)/m²] 0, , ηb [(N s)/m²] 0, , λ [W/(mK)] 0,024 0,024 λb [W/(mK)] 0,023 0,022 cp [J/(kgK)] 1091, ,83 cpb [J/(kgK)] 1005, ,00 ρm [kg/m³] 1,089 1,075 ρmb [kg/m³] 1,131 1,214 wm [m/s] 1,199 1,215 wmb [m/s] 1,113 1,036 Pr [-] 0,74 0,74 PrB [-] 0,68 0,68 Re [-] ReB [-] Ψ [-] 0,043 0,043 ΨB [-] 0,043 0,042 Ψliscio [-] 0,032 0,032 ΨBliscio [-] 0,032 0,031 Nu [-] 36,37 36,08 NuB [-] 34,94 37,07 αi [W/(m²K)] 7,90 7,91 αib [W/(m²K)] 7,37 7,37 αa [W/(m²K)] 23,00 23,00 αab [W/(m²K)] 23,00 23,00 k [W/(m²K)] 2,17 1,26 kb [W/(m²K)] 0,00 0,00 K [-] 0,08 0,05 KB [-] 0,00 0,00 Te [ C] 29,4 32,0 TeB [ C] 14,0-6,9 Tm [ C] 24,7 27,7 TmB [ C] 14,2-6,4 To [ C] 20,0 23,4 ToB [ C] 14,3-5,9 Tsp [ C] 52,3 52,3 PB [Pa] 13,9 13,6 PH [Pa] 0,6 2,0 PHB [Pa] 0,0 0,0 PG [Pa] 0,0 0,0 PGB [Pa] 0,7 0,7 PR [Pa] 1,5 1,3 PRB [Pa] 2,2 2,0 9

10 CANALE DA FUMO CASO B CASO D CANALE DI ADDUZIONE ARIA CASO B CASO D mw [kg/s] 0, ,00690 mwbv [kg/s] 0, ,00497 RV [J/(kgK)] 288,46 288,46 RBV [J/(kgK)] 288, ,000 ηv [(N s)/m²] 0, , ηbv [(N s)/m²] 0, , λv [W/(mK)] 0,025 0,025 λbv [W/(mK)] 0,024 0,023 cpv [J/(kgK)] 1080, ,86 cpbv [J/(kgK)] 1005, ,00 ρmv [kg/m³] 1,011 1,008 ρmbv [kg/m³] 1,112 1,172 wmv [m/s] 1,359 1,362 wmbv [m/s] 0,890 0,844 PrV [-] 0,7 0,7 PrBV [-] 0,68 0,68 ReV [-] ReBV [-] ΨV [-] 0,048 0,048 ΨBV [-] 0,049 0,05 ΨVliscio [-] 0,035 0,035 ΨBVliscio [-] 0,04 0,04 NuV [-] 27,84 27,84 NuBV [-] 21,12 22,12 αiv [W/(m²K)] 8,84 8,84 αibv [W/(m²K)] 6,21 6,22 αav [W/(m²K)] 8,00 8,00 αabv [W/(m²K)] 8,00 8,00 kv [W/(m²K)] 5,72 4,23 kbv [W/(m²K)] 0,00 0,00 KV [-] 0,19 0,14 KBV [-] 0,00 0,00 TeV [ C] 50,0 50,0 TeBV [ C] 17,5 2,9 TmV [ C] 47,6 47,6 TmBV [ C] 19,0 3,1 ToV [ C] 45,4 45,4 ToBV [ C] 20,6 3,4 Tsp [ C] 50,3 50,3 Pwo [Pa] 100,0 100,0 PHV [Pa] 0,7 1,2 PHBV [Pa] 0,1 0,2 PGV [Pa] -0,8-0,8 PGBV [Pa] 0,4 0,3 PRV [Pa] 0,8 0,6 PRBV [Pa] 1,2 1,2 10

11 CONDOTTO FUMI CASO B CASO D CONDOTTO DI ADDUZIONE ARIA CASO B CASO D mw [kg/s] 0, ,00690 mwb [kg/s] 0, ,00497 R [J/(kgK)] 288, ,461 RB [J/(kgK)] 288, ,000 η [(N s)/m²] 0, , ηb [(N s)/m²] 0, , λ [W/(mK)] 0,024 0,024 λb [W/(mK)] 0,023 0,022 cp [J/(kgK)] 1080, ,86 cpb [J/(kgK)] 1005, ,00 ρm [kg/m³] 1,074 1,064 ρmb [kg/m³] 1,127 1,194 wm [m/s] 0,531 0,536 wmb [m/s] 0,365 0,344 Pr [-] 0,73 0,73 PrB [-] 0,68 0,68 Re [-] ReB [-] Ψ [-] 0,049 0,049 ΨB [-] 0,048 0,047 Ψliscio [-] 0,040 0,040 ΨBliscio [-] 0,040 0,039 Nu [-] 14,60 14,53 NuB [-] 14,57 16,22 αi [W/(m²K)] 3,21 3,21 αib [W/(m²K)] 3,08 3,27 αa [W/(m²K)] 12,50 12,50 αab [W/(m²K)] 12,50 12,50 k [W/(m²K)] 1,54 1,01 kb [W/(m²K)] 0,00 0,00 K [-] 0,50 0,33 KB [-] 0,00 0,00 Te [ C] 45,4 45,4 TeB [ C] 14,1-5,7 Tm [ C] 28,9 30,8 TmB [ C] 15,2-1,9 To [ C] 15,0 16,4 ToB [ C] 17,5 2,9 Tsp [ C] 50,3 50,3 PB [Pa] 1,6 2,7 PH [Pa] 2,9 8,0 PHB [Pa] 0,0 1,0 PG [Pa] 0,0 0,0 PGB [Pa] 0,1 0,1 PR [Pa] 0,4 0,4 PRB [Pa] 0,3 0,3 11

12 COMIGNOLO (evacuazione fumi) CASO B CASO D COMIGNOLO (adduzione aria) CASO B CASO D mw [kg/s] 0, ,00690 mwb [kg/s] 0, ,00497 R [J/(kgK)] 288, ,461 RB [J/(kgK)] 288, ,000 η [(N s)/m²] 0, , ηb [(N s)/m²] 0, , λ [W/(mK)] 0,023 0,023 λb [W/(mK)] 0,023 0,022 cp [J/(kgK)] 1080, ,86 cpb [J/(kgK)] 1005, ,00 ρm [kg/m³] 1,125 1,134 ρmb [kg/m³] 1,131 1,214 wm [m/s] 0,507 0,503 wmb [m/s] 0,363 0,339 Pr [-] 0,73 0,73 PrB [-] 0,68 0,68 Re [-] ReB [-] Ψ [-] 0,048 0,048 ΨB [-] 0,048 0,047 Ψliscio [-] 0,040 0,040 ΨBliscio [-] 0,040 0,038 Nu [-] 16,62 16,76 NuB [-] 16,05 18,29 αi [W/(m²K)] 3,52 3,52 αib [W/(m²K)] 3,39 3,64 αa [W/(m²K)] 23,00 23,00 αab [W/(m²K)] 23,00 23,00 k [W/(m²K)] 1,62 1,05 kb [W/(m²K)] 0,00 0,00 K [-] 0,14 0,09 KB [-] 0,00 0,00 Te [ C] 15,0 16,4 TeB [ C] 14,0-7,0 Tm [ C] 15,0 12,1 TmB [ C] 14,1-6,3 To [ C] 15,0 7,8 ToB [ C] 14,1-5,7 Tsp [ C] 50,3 50,3 PB [Pa] 1,6 2,7 PH [Pa] 0,0 1,2 PHB [Pa] -0,1 0,0 PG [Pa] 0,0 0,0 PGB [Pa] 0,1 0,1 PR [Pa] 0,3 0,2 PRB [Pa] 0,2 0,3 12

13 Legenda: mwc portata massica calcolata dei prodotti della combustione espressa in kg/s R costante di gas dei prodotti della combustione espressa in J/(kg K) η viscosità dinamica dei prodotti della combustione espressa in (N s)/m² λ coefficiente di conduttività termica della sezione trasversale espressa in W/(m K) cp capacità termica specifica dei prodotti della combustione espressa in J/(kg K) ρm massa volumica media dei prodotti della combustione espressa in kg/m³ wm velocità media dei prodotti della combustione espressa in m/s Pr numero di Prandtl Re numero di Reynolds Ψ coefficiente di resistenza al flusso dovuta ad attrito per flusso idraulicamente irregolare Ψliscio coefficiente di resistenza al flusso dovuta ad attrito per flusso idraulicamente regolare Nu numero di Nusselt αi coefficiente interno di trasmissione del calore espresso in W/(m² K) αa coefficiente esterno di trasmissione del calore espresso in W/(m² K) kv coefficiente di trasmissione del calore espresso in W/(m² K) KV coefficiente di raffreddamento Te temperatura dei prodotti della combustione all ingresso del condotto espressa in C TLmax temperatura dell aria espressa in C TLmin temperatura dell aria espressa in C Tm temperatura media dei prodotti della combustione nel condotto espressa in C To temperatura dei prodotti della combustione all uscita del condotto espressa in C Tsp temperatura di condensazione espressa in C PBc resistenza alla pressione dell aria comburente espressa in Pa PH tiraggio teorico disponibile (per effetto camino) espresso in Pa PG differenza di pressione causata dalla variazione di velocità dei prodotti della combustione espressa in Pa PR resistenza alla pressione del condotto espresso in Pa Pedici: B condotto adduzione aria BV canale adduzione aria V canale da fumo Nota: quando non è indicato nessun pedice si sta facendo riferimento al camino (e/o al comignolo). 13

14 RISULTATI DI CALCOLO (RIASSUNTO) Legenda punti di misurazione A: Valori all ingresso del canale da fumo (o uscita del canale di adduzione aria) B: Valori medi del canale da fumo (o canale di adduzione aria) C: Valori all ingresso del condotto fumi (o uscita del condotto di adduzione aria) D: Valori medi del condotto fumi (o condotto di adduzione aria) E: Valori all uscita del condotto fumi (o ingresso del condotto di adduzione aria) Apparecchio acceso alla potenza EVACUAZIONE FUMI CASO A - CASO C - Pressioni [Pa] Temp. [ C] Velocità [m/s] Pressioni [Pa] Temp. [ C] Velocità [m/s] A: 100,0 B: - C: -3,0 D: - A: 70,0 B: 66,6 C: 63,3 D: 46,0 E: 19,4 B: 3,295 C: - D: 1,285 A: 100,0 B: - C: -10,0 D: - A: 70,0 B: 66,6 C: 63,3 D: 47,3 E: 19,8 B: 3,305 C: - D: 1,294 ADDUZIONE ARIA CASO A - CASO C - Pressioni [Pa] Temp. [ C] Velocità [m/s] Pressioni [Pa] Temp. [ C] Velocità [m/s] B: - C: 2,5 D: - A: 19,2 B: 18,4 C: 17,6 D: 15,7 E: 14,3 B: 2,719 C: - D: 1,118 B: - C: 1,8 D: - 0,4 B: -0,4 C: -0,4 D: -3,4 5,9 B: 2,551 C: - D: 1,048 14

15 Apparecchio acceso alla potenza EVACUAZIONE FUMI CASO B - CASO D - Pressioni [Pa] Temp. [ C] Velocità [m/s] Pressioni [Pa] Temp. [ C] Velocità [m/s] A: 100,0 B: - C: -2,2 D: - A: 50,0 B: 47,6 C: 45,4 D: 28,9 E: 15,0 B: 1,359 C: - D: 0,531 A: 100,0 B: - C: -8,6 D: - A: 50,0 B: 47,6 C: 45,4 D: 30,8 E: 4,7 B: 1,362 C: - D: 0,536 ADDUZIONE ARIA CASO B - CASO D - Pressioni [Pa] Temp. [ C] Velocità [m/s] Pressioni [Pa] Temp. [ C] Velocità [m/s] B: - C: 0,3 D: - A: 20,6 B: 19,0 C: 17,5 D: 15,2 E: 14,1 B: 0,890 C: - D: 0,365 B: - C: -0,7 D: - A: 3,4 B: 3,1 C: 2,9 D: -1,9 5,7 B: 0,844 C: - D: 0,344 15

16 VERIFICHE FINALI CASO A - Requisito di pressione Valore Valore Verifica PZO PZOe -3,0 80,6 SI PZO PZeccesso (PRB + PHB) -3,0 15,1 SI PZO + PFV PZVeccesso PB 0,4 6,1 SI PZOmin PZOemin CASO B - Requisito di pressione Valore Valore Verifica PZO PZOe -2,2 98,0 SI PZO PZeccesso (PRB + PHB) -2,2 19,5 SI PZO + PFV PZVeccesso PB -2,0 18,4 SI PZOmin PZOemin CASO C - Requisito di temperatura Valore Valore Verifica Tiob Tg 19,8 0,0 SI Tirb Tg CASO D - Requisito di temperatura Valore Valore Verifica Tiob Tg 4,7 0,0 SI Tirb Tg

17 Legenda PZO pressione positiva all entrata dei prodotti della combustione nel camino espressa in Pa PZOe pressione differenziale all ingresso nel camino dei prodotti della combustione espressa in Pa PFV resistenza effettiva alla pressione del canale da fumo espressa in Pa PZecc pressione ammessa dalla designazione del camino espressa in Pa PZVecc pressione ammessa dalla designazione del canale da fumo espressa in Pa PB resistenza alla pressione dell aria comburente dovuta alla portata massica dei prodotti della combustione espressa in Pa PRB resistenza alla pressione del condotto per l alimentazione d aria espressa in Pa PHB tiraggio teorico disponibile per effetto camino del condotto per l alimentazione d aria espresso in Pa PZOmin pressione positiva all ingresso nel camino dei prodotti della combustione espressa in Pa PZOemin pressione differenziale all entrata nel camino dei prodotti della combustione espressa in Pa Tiob temperatura della parete interna allo sbocco del camino in equilibrio termico espressa in C Tirb temperatura della parete interna immediatamente prima dell isolamento supplementare espressa in C Tg temperatura limite espressa in C 17