MODULO 2 40 ore. Argomento della lezione:

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1 MODULO 2 40 ore Approfondimento teorico in materia di efficienza energetica del sistema edificioimpianto affrontato attraverso l utilizzo della normativa tecnica cogente ai fini della redazione dell Attestato di Certificazione Energetica, ed implementato dallo studio delle caratteristiche dell involucro edilizio e dei sistemi impiantistici. Argomento della lezione: CLIMATIZZAZIONE ESTIVA: VALUTAZIONE QUALITATIVA E TECNOLOGICA DEGLI IMPIANTI IN REGIME DI FUNZIONAMENTO ESTIVO. Docente Dott. Ing. Michele Conti N Ore 4 ore 1

2 DEFINIZIONE DI EFFICIENZA ENERGETICA Energia sfruttata dal sistema Eff sistema = Energia spesa in fonte primaria Dove la fonte primaria è solitamente corrente elettrica Mentre l energia sfruttata è il calore sottratto (fornito) all ambiente utilizzatore LA DIFFERENZA SONO PERDITE (INEFFICIENZE) 2

3 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnologica degli impianti EFFICIENZA IMPIANTO = ALTO RENDIMENTO GLOBALE 3

4 IL MOTORE DI CARNOT 4

5 IL MOTORE TERMICO IL CICLO DI CARNOT 5

6 IL MOTORE TERMICO IL CICLO DI CARNOT 6

7 IL MOTORE TERMICO IL CICLO DI CARNOT 7

8 Importanza del Ciclo di Carnot CORSO DI ABILITAZIONE PER LA Il ciclo di Carnot è di notevole importanza per la Termodinamica, sia sotto l'aspetto applicativo che teorico. Dal punto di vista applicativo esso stabilisce un limite superiore al rendimento di una macchina termica, note la temperatura massima e minima del fluido di lavoro. 8

9 REVERSIBILITA DEL CICLO DI CARNOT SISTEMA TERMODINAMICO 20 Aprile 2012 Dott. Ing. Michele Conti 9

10 REVERSIBILITA DEL CICLO DI CARNOT MOTORE TERMODINAMICO POMPA DI CALORE 10

11 CHE COS'E' LA POMPA DI CALORE La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore presente in un fluido a temperatura più bassa ad un altro a temperatura più alta. La pompa di calore deve il suo nome al fatto che essa provvede a trasportare del calore da un livello inferiore a un livello superiore di temperatura, invertendo il flusso naturale del calore che in natura, come noto, fluisce da un livello (temperatura) più alto ad uno più basso. La funzione della pompa di calore può quindi essere paragonata a quella di una pompa per l'acqua posta tra due bacini collegati tra loro ma posizionati a quote diverse: l'acqua naturalmente scorrerà dal bacino più alto a quello più basso. È però possibile riportare l'acqua nel bacino più alto utilizzando una pompa che preleva l'acqua dal bacino più basso pompandola verso il bacino più in alto. In commercio oggi sono disponibili diversi tipi di pompe di calore: quelle elettriche, cioè funzionanti per mezzo di un compressore che funziona elettricamente, e quelle ad assorbimento, funzionanti per mezzo di un bruciatore alimentato a gas metano o GPL. 11

12 COME E' FATTA E COME FUNZIONA UNA POMPA DI CALORE La pompa di calore è costituita da un circuito chiuso, percorso da uno speciale fluido (frigorigeno) che, a seconda delle condizioni di temperatura e di pressione in cui si trova, assume lo stato liquido o gassoso (vapore). Il circuito chiuso è costituito da: Pompa di calore elettrica: un compressore, un condensatore, una valvola di espansione un evaporatore. Pompa di calore ad assorbimento a gas : un generatore, un assorbitore, un condensatore una serie di restrittori un evaporatore. Il condensatore e l'evaporatore sono costituiti da scambiatori di calore, cioè particolari tubi posti a contatto esternamente con i fluidi di servizio (che possono essere acqua o aria) all'interno dei quali scorre il fluido frigorigeno. Quando questo si trova ad alta temperatura nel condensatore cede calore all'acqua o all'aria (lato ad alta temperatura) mentre quando si trova a bassa temperatura nell'evaporatore (lato a bassa temperatura) sottrae calore all'aria o all'acqua. 12

13 IL CICLO IN POMPA DI CALORE CONDENSAZIONE EVAPORAZIONE 13

14 Pompa di calore (o macchina frigorifera) 14

15 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti Pompa di calore 15

16 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti Macchina frigorifera Energia primaria EPe 16

17 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti Pompa di calore Energia primaria EPe 17

18 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti Pompa di calore 18

19 IL COP DIPENDE DALLA SORGENTE SCELTA 19

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23 FABBISOGNI DI ENERGIA PRIMARIA Definizioni introdotte dalla UNI TS FATTORI DI CONVERSIONE DA FOSSILE AD ELETTRICA. 23

24 FABBISOGNI DI ENERGIA PRIMARIA Definizioni introdotte dalla UNI TS FATTORI DI CONVERSIONE DA FOSSILE AD ELETTRICA. RENDIMENTO DI DISTRIBUZIONE DELLA RETE ELETTRICA NAZIONALE. η sen = 0,46 = 46% (fpe=2,18) RENDIMENTO DI DISTRIBUZIONE DELLA RETE ELETTRICA PROVINCIA TRENTO η sen = 0,40 = 40% (fpe=2,5) 24

25 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti ANALOGIA CON IL RISCALDAMENTO Sistemi impiantistici PRODUZIONE <> GRUPPI FRIGORIFERI DISTRIBUZIONE <> TUBAZIONI PER FLUIDO O GAS TECNICO REGOLAZIONE <> CONTROLLO TEMPERATURA, UMIDITA EROGAZIONE <> TERMINALI VENTILANTI, BOCCHETTE, RADIANTE. 25

26 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti Tipologie impiantistiche ANALIZZIAMO IN ORDINE LE SEGUENTI TIPOLOGIE: Tradizionali: gruppi frigo funzionanti a corrente elettrica Evoluti: produzione del freddo con pompe di calore a gas (metano o gpl) abbinati a cicli termodinamici ad assorbimento di calore Innovativi: pompe di calore ad espansione diretta con flusso variabile del gas Entalpici: si basano sul calore latente assorbito da un liquido in fase evaporativa Free Cooling: ricambio d aria con recupero termico a tutt aria nella mezza stagione Solari: solar cooling, cioè energia solare termica abbinata ad un assorbitore.

27 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La generazione del freddo Frigo e Pompa di Calore Aria Acqua Chiller Piccola taglia Media Taglia Grande taglia 27

28 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La generazione del freddo TIPOLOGIE TRADIZIONALI PRESENTI SUL MERCATO -- Pompa di Calore aria acqua (ventilatori assiali / centrifughi) -- Pompa di Calore acqua acqua (senza ventilatori) -- Pompa di calore geotermica (calore terrestre è sorgente)

29 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La generazione del freddo I rendimenti di una P.D.C. Aria - Acqua In riscaldamento: C.O.P. (Coffecient Of Performance) In raffrescamento: E.E.R. ( Energy Efficiency Rate) ESEMPIO E.E.R. = 4.6/1.5 = 3,07 C.O.P. = 5.5/1.8 = 3,06

30 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La generazione del freddo I rendimenti di una P.D.C. Acqua - Acqua In riscaldamento: C.O.P. (Coffecient Of Performance) In raffrescamento: E.E.R. ( Energy Efficiency Rate) ESEMPIO E.E.R. = 5.5/1.3 = 4,23 C.O.P. = 6.5/1.6 = 4,06

31 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La generazione del freddo Confronto efficienza P.D.C. Acqua-Acqua V.s Aria-Acqua E.E.R. = 4,23/3,07 ~ +30% C.O.P. = 6.50/4.06 ~ +40% Perché? La soregente è costante in T

32 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La generazione del freddo Pompe di calore ad assorbimento Gas combustibile Ciclo ad assorbimento - Ammoniaca - Bromuri di litio

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34 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La generazione del freddo Pompe di calore ad assorbimento Gas combustibile INNESCO CICLO GAS METANO (Caldaia) Aria SORGENTE CICLO TERMODINAMICO Acqua Geotermia

35 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La generazione del freddo Pompe di calore ad assorbimento Gas combustibile Punto di lavoro

36 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La generazione del freddo Pompe di calore ad assorbimento: resa e rendimento

37 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La generazione del freddo Scelta della P.D.C. Non esiste una regola unica per la scelta, bisogna considerare: Sorgente disponibile: aria, acqua o geotermia Posizionamento della macchina termica Pesi ed ingombri del gruppo frigo Portata utile della struttura su cui sarà posizionata Infrastruttura impiantistica per poterla mettere in opera

38 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La generazione del freddo Punti fondamentali per l integrazione architettonico-impiantistica SINERGIA PROGETTUALE Posizionamento delle macchine frigorifere: Vincolo strutturale: spazio, pesi, ingombri; Vincolo ambientale: rumore, impatto visivo; Vincolo logistico: vie di fuga, viabilità e passaggi; Vincolo impiantistico: distanza, passaggi, cavedi; Vincolo energetico: lunghezze distribuzione, isolamento;

39 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La distribuzione del freddo SISTEMA DISTRIBUTIVO A DUE TUBI: Grandi impianti SISTEMA A COLLETTORE DERIVATO: Piccoli edifici o sotto sistemi impinatistici 39

40 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La distribuzione del freddo DISTRIBUZIONE MISTA: Dorsaliprincipali + Derivazioni terminali Distribuzione EFFICIENTE Accentramento dei componenti Simmetrie idrauliche Linee lunghezza minimizzata Linee ben Coibentate Diamteri appropriati Poche perdite localizzate Percorsi Semplici e lineari

41 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La distribuzione del freddo COIBENTAZIONE DELLE LINEE DI DISTRIBUZIONI Coibentare le lineee di distribuzione negli impianti di raffrescamento è molto Importante per due motivi: Efficienza energetica per basse perdite di calore (innalzamneto mandata) Evitare la formazione di condensazione sui tubi con formazione di macchie

42 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La distribuzione del freddo D.P.R. 412/93 Tab.1 Allegato B

43 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La distribuzione del freddo Linee coibentate Coibentazione con Guscio apposito Collettori coibentati

44 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La erogazione del freddo CONVETTIVI Ventilconvettori VENTILANTI CANALIZZABILI Canali d aria RADIANTI Pannelli radianti pavimento/soffitto

45 Tipologie di impianto: sistemi ad aria decentralizzati o split CORSO DI ABILITAZIONE PER LA CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti In questi sistemi l aria è condizionata localmente al livello richiesto da ogni stanza. Sono basati su un sistema di condizionamento dell aria singolo o multiplo, in cui una o più unità, contenenti l unità refrigerante e lo scambiatore per espellere il caldo, sono poste esternamente, e sono collegate con linee contenenti il fluido refrigerante a una o più unità interne, collocate nelle stanza da condizionare. In ogni stanza, le unità interne provvedono il raffrescamento dell aria necessario attraverso la immissione di aria condizionata direttamente nella stanza o con condotti molto corti. La ventilazione con aria esterna deve essere fornita da un sistema di ventilazione aggiuntivo, che lavori in parallelo. I sistemi a tetto (rooftop) sono are unità combinate che assicurano anche la ventilazione dello spazio condizionato, fornendo una miscela di aria ricircolata dalla stanza ed aria fresca esterna. 45

46 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti Tipologie di impianto: sistemi centralizzati ad acqua Questi sistemi forniscono una produzione centralizzata d acqua fredda che è distribuita alle differenti stanze dove si produce l aria condizionata localmente usando la fonte fredda. Il generatore centrale di acqua fredda usa un unità refrigerante, come un refrigeratore (chiller) raffrescato ad acqua o ad aria. L aria condizionata è prodotta da uno scambiatore tra l acqua fredda e l aria della stanza, per mezzo di diversi sistemi, come i ventilconvettori (fan coil), bocchette con batterie locali, pannelli radianti a pavimento o a soffitto. L aria esterna per la ventilazione deve essere fornita da un sistema di ventilazione aggiuntivo, che lavora in parallelo, o tramite un apertura verso l esterno a monte del ventilatore. La maggior parte dei sistemi di condizionamento dell aria possono anche fornire riscaldamento all edificio. 46

47 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La erogazione del freddo VENTILCONVETTORI Split a muro Verticale Orizzontale Cassetta controsoffitto 4 vie Da cartongesso

48 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La erogazione del freddo VENTILCONVETTORI Attacchi delle tubazioni

49 CANALIZZABILI CENTRALIZZATI CORSO DI ABILITAZIONE PER LA CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti Unità Roof Top canalizzabili ad aria In questi sistemi l aria è condizionata in una centrale di trattamento aria prima di essere distribuita alle stanze attraverso una rete di condotti per il trasporto dell aria. La centrale è composta da un Unità di Trattamento Aria (UTA), che produce freddo (e/o caldo) attraverso lo scambio termico con una fonte fredda (e/o calda) che proviene da un unità di refrigerazione, per esempio un raffreddatore d acqua (chiller). Il sistema in genere assicura anche le seguenti funzioni: Ventilazione, attraverso l immissione di aria fresca esterna nell edificio; pulizia dell aria, attraverso filtri. Il controllo della distribuzione di aria condizionata nelle stanze è fornito attraverso I condotti a dei diffusori o a delle unità terminali.

50 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La produzione dell aria fredda U.T.A. / C.T.A. Centrali Trattamento Aria canalizzabili

51 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La regolazione del freddo La REGOLAZIONE di un impianto di raffrescamento è molto importante E cambia in funzione della tipologia di terminale radiante: Ventilconvettore: 1 regolazione termostatica ON/OFF sulla ventilazione 2 regolazione termostatica modulante sulla valvolva tre vie in ingresso U.T.A. Termoventilante a canale 1 termoregolazione miscelata con sonda a canale e miscelatrice a tre punti 2 regolazione della portata d aria in funzione dell affollamento

52 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La regolazione del freddo TERMOSTATO Sonda di minima Valvola 3 vie

53 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti La distribuzione del freddo Regolazione della portata idraulica 53

54 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti Soluzioni impiantistiche innovative: PDC e VRF/VRV 54

55 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti P.D.C. V.R.F. / V.R.V. Portata variabile del fluido termovettore associato a compressore modulante

56 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti P.D.C. V.R.F. / V.R.V. Capacità del sistema (%) Efficienza non lineare Carico richiesto (%) Capacità del sistema (%) Efficienza Lineare inverter Const. Speed Comp.1 Const. Speed Comp.2 Const. Speed Comp.1 Carico richiesto (%) Const. Speed Comp.3 Const. Speed Comp.2 Const. Speed Comp.1

57 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti P.D.C. V.R.F. / V.R.V.: schema tipo impianto due tubi

58 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti I sistemi VRF-VRV Syncro In edifici complessi può accadere che contemporaneamente funzioni riscaldamento e raffrescamento. Tipicamente avviene in inverno quando in alcuni locali c è una forte presenza di apporti gratuiti: macchine da ufficio, centro di calcolo, affollamento di persone; oppure per locali ampiamente finestrati esposti a radiazione solare. Anziché far lavorare due impianti in senso opposto, si potrebbe trasferire il calore espulso da un ambiente attraverso una macchina frigorifera direttamente nell ambiente che necessita di calore. La macchina dovrà poter lavorare sia con il sistema per dissipare il calore all esterno (motocondensante, torre evaporativa), sia con la batteria interna collocata nell altro locale da scaldare, ovvero con entrambi se quest ultima è insufficiente. Il sistema di regolazione deve poter gestire le diverse funzioni a seconda delle necessità. E importante poter calcolare i carichi in zone separate, valutare il carico da condizionamento e da riscaldamento, e confrontarli. 58

59 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti P.D.C. V.R.F. / V.R.V.: schema tipo impianto tre tubi Distributori a recupero di calore

60 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti P.D.C. V.R.F. / V.R.V.: terminali di erogazione (Unità Interne)

61 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti Rafferscamento a pavimento 61

62 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti SISTEMI RADIANTI IN FUNZIONAMENTO ESTIVO BASSA TEMPERATURA PAVIMENTO RADIANTE PARETE RADIANTE 62

63 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti SISTEMI RADIANTI BASSA TEMPERATURA VANTAGGI: -Distribuzione uniforme dell irraggiamento fresco all interno degli ambienti. -Distribuzione con minori perdite di linea distributiva. - ASSENZA DI CORRENTI D ARIA FASTIDIOSE e malsane. 63

64 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti IL FENOMENO DELLA CONDENSA SUPERFICIALE R R A Vediamo quando si ha un punto di condensa o punto di rugiada A 64

65 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti SISTEMI RADIANTI CONTROLLO UMIDITA La valvola miscelatrice SFERA SETTORI OTTURATORE 3 VIE 4 VIE 65

66 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti RAFFRESCAMENTO ENTALPICO PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: 1 DISSIPAZIONE DI CALORE PER EVAPORAZIONE 2 ELEVATE PORTATE D ARIA PER LAVAGGIO AMBIENTI 66

67 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti LE MACCHINE 67

68 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti IL PRINCIPIO L EFFETTO All avvio: La temperatura ambiente ca. 30 L aria che lambisce le batterie a nido d ape in cartone bagnato genera l evaporazione dell acqua stessasottraendo calore all aria in uscita dalla macchina. A regime: La temperatura ambiente ca

69 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti VANTAGGI / SVANTAGGI Confort ambientale senza sbalzi termici eccessivi. Raffrescamento ventilato. Elevato rinnovo dell aria ambiente Costi di realizzazione bassi Costi di gestione quasi imperceibili NON è un condizionamento. Non vi è controllo termico o umidostatico. Al massimo si ottengono 3-4 gradi in meno Sale il tasso di umidità % 69

70 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti SOLAR COOLING 70

71 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti Solar Cooling Con il termine solare cooling, si intende letteralmente raffrescamento solare. Il principio di base sta nel poter ottenere acqua raffreddata sfruttando come fonte di energia primaria il calore prodotto da pannelli solari. La tecnologia del Solar Cooling sfrutta il principio di funzionamento di una particolare macchina termica chiamata assorbitore o adsorbitore (a seconda se funziona ad assorbimento o adsorbimento in funzione del fluido termovettore impiegato). In un normale gruppo frigorifero, il ciclo del freddo è garantito da un motore elettrico che mette in movimento un compressore e grazie all evaporazione si riesce ottenere freddo disponibile all utenza. Nel ciclo ad assorbimento, comprimendo il refrigerante, il vapore è prodotto dall azione combinata di tre fattori: l assorbitore; la pompa di soluzione; il generatore termico per incrementare la temperatura della soluzione; queste tre funzioni sostituiscono il compito svolto dal compressore meccanico nei gruppi frigoriferi. Il vapore generato nell evaporatore è assorbito da una soluzione liquida (solitamente acqua ed ammoniaca o soluzione di acqua e bromuri di litio) nell assorbitore. Questa innovativa tecnologia consentirebbe di sfruttare comunque buona parte di calore prodotto dal sistema solare termico durante fase di massima produzione estiva che notoriamente coincide con la minima richiesta all utenza, sia essa per integrazione riscaldamento o produzione acqua sanitaria. 71

72 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti SOLAR COOLING SCHEMA DI MASSIMA DEL SISTEMA 72

73 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti Solar Cooling Il principio di funzionamento di un assorbitore a bromuri di litio Quando un liquido evapora assorbe calore da ciò che lo circonda: se si versa una goccia di alcool in una mano, si prova una sensazione di freddo dato che l'alcool, evaporando, assorbe calore dalla mano stessa. L'evaporazione e' alla base della progettazione della maggior parte delle macchine per la refrigerazione. L'acqua evapora a 100 C a pressione atmosferica (760 mm Hg o 1013 mmbar), ma puo' evaporare ad una temperatura molto più bassa in condizione di vuoto parziale o totale. Con una pressione di 6 mm Hg in un recipiente stagno, l'acqua può evaporare anche alla temperatura di 4 C. Il circuito frigorifero degli assorbitori a Bromuri di Litio utilizza, come fluido primario, una miscela di acqua e bromuro di litio, dove l'acqua funge da refrigerante ed il bromuro di litio da assorbente. La soluzione di bromuro di litio e' fortemente assorbente e può assorbire il vapore circostante mantenendo le condizioni di bassa pressione. La soluzione di acqua e bromuro di litio viene riscaldata nel generatore di calore (sorgente primaria esterna) provocando la separazione dell'acqua, sotto forma di vapore ad alta temperatura. Il vapore d'acqua viene condensato nel condensatore tramite acqua di raffreddamento proveniente dalla torre evaporativa. In condizione di vuoto, l'acqua refrigerante (alla temperatura di 4 C ed alla pressione di ca. 6 mm Hg) vien e spruzzata sui tubi dell'evaporatore, dove, evaporando a bassa temperatura, sottrae calore all'acqua dell'impianto di condizionamento, che circola all'interno degli stessi tubi dell'evaporatore, entrando a 14 C ed uscendo quindi a 7 C. Il vapore d'acqua a bassa temperatura viene assorbito dal bromuro di litio, con trasferimento di calore al circuito di raffreddamento della torre evaporativa, che a sua volta lo disperde in aria. A questo punto la soluzione iniziale di acqua e bromuro di litio, cosi' ricostituita, viene trasferita nuovamente, tramite una pompa, nel generatore di calore, per riprendere il ciclo. 73

74 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti LIMITI DEL SOLAR COOLING Il limite principale degli assorbitori che sfruttano calore da impianti solari termici è di tipo tecnico e si può riassumere nei seguenti due vincoli: Il primo è legato al ciclo termodinamico di una macchina ad assorbimento tradizionale necessita di temperature di innesco (ossia la temperatura di alimentazione dell energia primaria in ingresso nel sistema, analoga al lavoro meccanico per una pompa di calore) superiore a C; nelle macchine ad assorbimento per applicazioni tipo solar cooling, l evoluzione tecnologica delle soluzioni saline e/o ammoniacali, ha consentito di abbassarla a ca. 95 C consentendo di ottenere ancora rese termiche ed efficienze termodinamiche accettabili. Teoricamente, sarebbe possibile costruire macchine termiche operanti anche con temperature di funzionamento della sorgente inferiori a 90 C (l obiettivo delle ultime gener azioni in corso di sperimentazione è quello di arrivare a C): l inconveniente è che crescerebbero notevolmente le dimensioni delle batterie di scambio termico all interno del ciclo, e con esse i costi di produzione. Il secondo vincolo è comunque legato alla variazione di intensità solare durante l arco della giornata; in ogni caso, anche per macchine termiche progettate appositamente per applicazioni solari, i rendimenti termodinamici sarebbero comunque piuttosto bassi e fortemente influenzati dal ciclo solare. Sicuramente assumerebbe ancora più importanza il termoaccumulo, al fine di sfruttare l effetto di volano termico che ne deriverebbe. 74

75 COMFORT ABITATIVO Valutazione dell ambiente interno BENESSERE TERMOIGROMETRICO Temperatura esterna di progetto Temperatura interna Umidità relativa 75

76 RICHIAMO ALLA DELIBERAZIONE DELLA UNI TS

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84 Si ripartisce in rapporto ad Su 84

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114 COMFORT ABITATIVO Valutazione dell ambiente interno IL BENESSERE IGROTERMICO Equazione del benessere: relazione che riguarda gli scambi termici tra corpo umano ed ambiente dovuti al calore prodotto attraverso il metabolismo S = M ± E ± I ± C S = variazione nell unità di tempo dell energia accumulata nell organismo M = potenza termica prodotta attraverso i processi metabolici E, I, C = potenze termiche scambiate con l esterno rispettivamente per evaporazione, irraggiamento e convezione M è funzione del tipo di attività svolta e si misura in met: 1 met = 50 kcal/hm 2 = 58,2W /m 2 La resistenza termica del vestiario per unità di superficie corporea si misura in clo: 1 clo = 0,18 m 2 h C/kcal = 0,155 m 2 C/W 114

115 COMFORT ABITATIVO Valutazione dell ambiente interno VALORI DI PRODUZIONE DI CALORE PER ALCUNE ATTIVITA Attività Produzione (met) Durante il sonno 0,7 Disteso Seduto rilassato Seduto impegnato in un lavoro In piedi rilassato In piedi impegnato in un lavoro Impegnato in un lavoro molto pesante 115 0,8 1,0 1,0 1,3 1,4 1,6 2 8,0

116 COMFORT ABITATIVO Valutazione dell ambiente interno VALORI DI RESISTENZA TERMICA DI ALCUNI ABBIGLIAMENTI Tipo di vestiario Resistenza (clo) Uomo nudo 0 Solo pantaloni corti Abito estivo (pantaloni corti, camicia) Abbigliamento estivo normale (pantaloni lunghi leggeri, camicia, calze) Abito da uomo tradizionale invernale (pantaloni, giacca, camicia e cravatta) Vestito invernale con cappotto 116 0,1 0,25 0,3 0,5 1,0 1,2 1,8

117 DIAGRAMMA BIOCLIMATICO 117

118 CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DEGLI EDIFICI Valutazione qualitativa e tecnoclogica degli impianti GRAZIE PER L ASCOLTO. a disposizione per chierimenti e domande!??