Come funziona un camino? Come funziona un camino?

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2 AGENDA Come funziona un camino Dimensionamento di un camino Esempi di calcolo Sistemi per stabilizzare il tiraggio Calcolo trasmittanza e resistenza al fuoco dei camini 2

3 Come funziona un camino? Come funziona un camino? 3

4 Tre fenomeni fisico-chimici legati tra di loro 4

5 LA COMBUSTIONE E una reazione chimica esotermica fra un combustibile e un comburente (ossigeno) 5

6 stechiometria della combustione del metano 1 molecola di metano richiede 2 molecole di ossigeno 6

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8 Strutturalmente il legno è costituito da: - 50% di carbonio - 42% di ossigeno - 6% di idrogeno - 2% di minerali, azoto, pigmenti. 8

9 stechiometria della combustione (cellulosa/glucosio) 1 molecola di glucosio richiede 6 molecole di ossigeno 9

10 nella realtà la combustione avviene in eccesso d aria perché solo quella teorica non è sufficiente 5 m³ aria per kg 8 m³ aria 9,5 m³ aria per m³ 13 m³ aria 10

11 La combustione in difetto d aria oltre a diminuire il rendimento del generatore, provoca un elevata produzione di ossido di carbonio in quanto l apparecchio continua a prelevare l aria dall ambiente ( a volte anche dalla canna fumaria ) la medesima quantità d aria corrispondente alla propria portata e se l ossigeno presente nell aria è diminuito, non è più possibile l ossidazione completa del combustibile. Ciò provoca la micidiale formazione di ossido di carbonio che come noto è incolore e inodore, caratteristiche che lo rendono particolarmente pericoloso. 11

12 Ora è chiara l importanza di un adeguata ventilazione del locale d installazione del generatore, secondo anello della nostra catena 12

13 UNI Generatori di calore alimentati a legna o altri biocombustibili solidi. VERIFICA,INSTALLAZIONE,CONTROLLO E MANUTENZIONE UNI Impianti a gas per uso domestico e similari alimentati da rete di distribuzione PROGETTAZIONE EINSTALLAZIONE Parte2: installazione degli apparecchi di utilizzazione, ventilazione e aerazione dei locali d installazione 13

14 L evacuazione dei prodotti della combustione è il terzo argomento legato alla combustione e alla ventilazione 14

15 Il funzionamento di un camino si basa sul principio dei vasi comunicanti 15

16 A B Immaginando due camini A e B (fig.1), di identica altezza, posti in comunicazione tra di loro, alla base, da un tratto orizzontale, munito al centro di una saracinesca che li separi. Alla temperatura ambiente l aria dei due camini avrà lo stesso peso e di conseguenza la stessa densità: saranno perciò in equilibrio statico. 16

17 A B Se però forniamo calore alla base della colonna A la temperatura dell aria comincerà a salire. L aumento della temperatura provocherà l espansione di una parte dell aria verso la sommità del camino e l aria rimanente diminuirà di densità diventando più leggera. 17

18 A B Ora aprendo la saracinesca mettiamo in collegamento tra di loro le due colonne rompendo così il loro equilibrio statico. L'aria contenuta nella colonna A essendo meno densa e quindi piu leggera, tenderà ad essere espulsa dalla sommità del camino dall aria più fredda e più pesante presente della colonna B. A contatto con la fonte di calore, però, l aria fredda proveniente dalla colonna B aumenterà di temperatura e divenuta anch essa più leggera verrà spinta verso l alto dalla nuova aria che sopraggiunge: l'unione delle due colonne e la fonte di calore, determinano il funzionamento del sistema. 18

19 A B I fumi prodotti dalla combustione, essendo più caldi dell aria circostante, creano una differenza di pressione che tende a farli salire verso l alto generando quel fenomeno chiamato TIRAGGIO 19

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21 Il TIRAGGIO di un camino quindi e in funzione : Della sua altezza utile Della temperatura esterna atmosferica Della temperatura media dei fumi lungo il camino Affinché un camino funzioni: 21

22 T > ( a + b + c + d + e + f +g ) 22

23 Modalità di funzionamento di un camino Tiraggio naturale segno negativo depressione 23

24 Modalità di funzionamento di un camino a pressione negativa Il calcolo delle dimensioni interne (sezione trasversale) dei camini funzionanti a pressione negativa è basato sui 4 criteri: 1. il tiraggio minimo all ingresso dei prodotti della combustione nel camino deve essere uguale o maggiore del tiraggio minimo richiesto all ingresso dei prodotti della combustione nel camino. 2. il tiraggio minimo all ingresso dei prodotti della combustione nel camino deve essere uguale o maggiore della resistenza alla pressione effettiva dell aria comburente 3. il tiraggio massimo all ingresso dei prodotti della combustione nel camino deve essere uguale o minore del tiraggio massimo permesso all ingresso dei prodotti della combustione nel camino. 4. la temperatura della parete interna allo sbocco del camino deve essere uguale o maggiore della temperatura limite. 24

25 Tiraggio forzato + segno positivo pressione 25

26 Modalità di funzionamento di un camino a pressione positiva Il calcolo delle dimensioni interne (sezione trasversale) della pressione positiva si basa invece sui seguenti criteri: la pressione positiva massima all entrata dei prodotti della combustione nel camino deve essere uguale o minore della pressione differenziale massima all entrata dei prodotti della combustione nel camino. la pressione positiva massima nel canale da fumo e nel camino non deve essere maggiore della sovrappressione per la quale entrambi sono stati designati. la pressione positiva minima all entrata dei prodotti della combustione nel camino deve essere uguale o maggiore della pressione differenziale minima all entrata dei prodotti della combustione nel camino. la temperatura della parete interna allo sbocco del camino deve essere uguale o maggiore della temperatura limite. 26

27 Una canna fumaria al servizio di più apparecchi dotati di ventilatore può essere dimensionata per funzionare in depressione o pressione. 27

28 Come faccio a sapere quando un camino lavora in pressione o depressione?

29 Quali dati mi servono per dimensionare un camino? 1- TIPO DI GENERATORE DI CALORE 2- COMBUSTIBILE IMPIEGATO 3- POTENZIALITA UTILE DEL GENERATORE 4- TEMPERATURA FUMI 5- PORTATA MASSICA DEI FUMI 6- PREVALENZA RESIDUA AL CAMINO o TIRAGGIO RICHIESTO 7- ALTEZZA UTILE CAMINO 8- LOCALITA DI INSTALLAZIONE 9- POSIZIONAMENTO CANNA FUMARIA 10-TIPO DI MATERIALE UTILIZZATO 11-SVILUPPO DEL CANALE DA FUMO 29

30 UNI EN Camini Metodi di calcolo termico e fluido dinamico Parte1: Camini asserviti ad un solo apparecchio La norma definisce i metodi di calcolo delle caratteristiche termiche e fluido dinamiche dei camini asserviti ad un solo apparecchio. I metodi descritti sono applicabili ai camini in pressione positiva o negativa in condizioni operative umide o a secco. 30

31 UNI EN d depressione Verifica solo camini al servizio di apparecchi a tiraggio naturale con il funzionamento del camino e del canale da fumo in depressione 31

32 UNI EN p pressione Verifica solo camini al servizio di apparecchi a tiraggio forzato con il funzionamento del camino in depressione e pressione 32

33 UNI EN Camini Metodi di calcolo termico e fluido dinamico Parte1: Camini asserviti a più apparecchi da riscaldamento La norma definisce i metodi di calcolo delle caratteristiche termiche e fluido dinamiche de camini asserviti a più apparecchi da riscaldamento. I metodi descritti sono applicabili ai camini in pressione positiva o negativa in condizioni operative umide o a secco. 33

34 UNI EN Canne collettive monoflusso e bilanciate asservite ad apparecchi di tipo C, con un numero di allacciamenti, posizionati uno o due per piano, per un massimo di 5 piani. 34

35 UNI EN Collettori funzionanti in pressione negativa e positiva asserviti a più generatori. 35

36 Apertura di compensazione 2 piani 3 piani 4 piani 5 piani non prevista non prevista non prevista non prevista UNI UNI UNI UNI

37 UNI EN Collettore in pressione Se non incorporate nel generatore, prevedere sempre le valvole a clapet all uscita fumi dell apparecchio.

38 p Collettore in pressione p Camino singolo

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40 d Camino singolo in depressione 40

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42 ESERCIZIO : d Camino singolo in depressione Localita : Costermano -VR- H camino: 10 mt Installazione camino : canna fumaria esistente muratura 350 x 350 mm Lunghezza canale da fumo: 1 mt Dislivello canale da fumo-camino: 0,3 m Generatore: caldaia a legna NORDICA mod. DC 50S 42

43 La distanza da materiali combustibili Come si calcola 43

44 Nella designazione di prodotto troviamo la distanza da rispettare 44

45 NO SI

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47 UNI 10683:2012 Generatori di calore alimentati a legna o altri biocombustibili solidi. VERIFICA,INSTALLAZIONE,CONTROLLO E MANUTENZIONE «..Ogni qualvolta si devono attraversare materiali combustibili non classificati A1 si devono utilizzare in alternativa: - Camino composito con calcolo delle distanze secondo la UNI e UNI

48 EN e EN Le norme prescrivono che la temperatura di materiali combustibili non debbano superare i seguenti limiti: Resistenza la calore T 600* (con prova a 700 C) 85 C Shock termico ( con prova a 1000 C) 100 C * Esempio di materiale certificato T

49 Software Kappa calcolo resistenza al fuoco dei camini- 49

50 Possibilità di inserire materiali in archivio 50

51 Risultati completi e stampa della relazione di calcolo 51

52 Grafico 52

53 «La mente è come un paracadute: funziona solo se si apre.» A.Einstein Grazie a tutti per l attenzione e la pazienza! Martinetto Marco