PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE ( modulo redatto da prof. A. Rossi)

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1 DISCIPLINA: IMPIANTI TERMOTECNICI A.S di dipartimento individuale del/i docente/i per la/e classe/i 5^ TSE 1) PREREQUISITI Avere acquisito gli obiettivi dichiarati per il corso della stessa disciplina del 4^ anno. 2) SITUAZIONE DI PARTENZA DELLA CLASSE (da compilare solo per la programmazione individuale) 2.1) MODALITÀ DELLA RILEVAZIONE Test di ingresso Fase di accoglienza condivisa a livello di Istituto (classi prime) Presa visione del lavoro svolto l anno precedente Revisione del lavoro estivo e relativa valutazione Ripasso e relativa valutazione Brevi sondaggi Altro (specificare) 2.2) TEMPI DELLA RILEVAZIONE 2.3) VALUTAZIONE DELLA RILEVAZIONE 2.4) MODALITÀ DI RECUPERO DELLE EVENTUALI LACUNE EVIDENZIATE 3) COMPETENZE TRASVERSALI CUI CONCORRE L INSEGNAMENTO da acquisire/consolidare Numero Descrizione 1 Comunicare 2 Risolvere problemi 3 Individuare collegamenti e relazioni 4 Progettare 5 Acquisire e interpretare l informazione 6 Imparare a imparare 7 Collaborare e partecipare 8 Agire in modo autonomo e responsabile 4) COMPETENZE DISCIPLINARI da acquisire / consolidare Numero Descrizione 1

2 1 E in grado di individuare e risolvere problematiche di idrostatica 2 E in grado di applicare correttamente i criteri dell idrodinamica 3 E in grado di eseguire il dimensionamento e la scelta di una macchina operatrice nel contesto impiantistico 4 E in grado di distinguere una macchine motrice da una operatrice 5 E in grado di classificare, dimensionare e scegliere correttamente uno scambiatore di calore 6 E in grado di applicare le normative vigenti 7 E in grado di rappresentare graficamente ed in modo coerente con le norme UNI la simbologia impiantistica 8 E in grado di realizzare disegni di impianti e di componenti d impianti 9 E in grado di differenziare le diverse caldaie e la loro applicazione 10 E in grado di determinare i parametri fondamentali delle diverse macchine termiche e idrauliche 11 E in grado di affrontare problematiche inerenti alle fonti rinnovabili 12 E in grado di risolvere problematiche reali in materia di impianti termotecnici 13 E in grado di analizzare, risolvere e rappresentare i concetti termodinamici 5) UNITÀ TEMATICA N. 1 TITOLO: Trasmissione del calore Conoscere la meccanica di trasmissione del calore. Conoscere il criterio globale di trasmissione del calore. Conoscere le caratteristiche e le proprietà degli isolanti Trasmissione del calore per conduzione. Convezione, irraggiamento Resistenza termica e trasmittanza Determinazione del calore trasmesso Coefficienti di conducibilità termica per diversi materiali Determinazione del coefficiente : numero di Nusselt, Reynolds, Prandtl - Trasmissione del calore attraverso una parete piana monostrato e multistrato Trasmissione del calore attraverso un tubo cilindrico - Materiali isolanti: proprietà e caratteristiche Importanza dei materiali isolanti - Calcolo dell isolante per una tubazione. 5) UNITÀ TEMATICA N. 2 TITOLO: Termodinamica 2

3 TEMPI (ore): 25 Conoscere le grandezze e funzioni di stato di un sistema termodinamico. Conoscere le principali trasformazioni e cicli termodinamici. Conoscere i principi della termodinamica. Conoscere le principali proprietà dei piani di rappresentazione termodinamica. Definizione di un sistema termodinamico Scambi di energia con l esterno Grandezze di stato Equazione dei gas perfetti Trasformazioni e cicli - Trasformazione isobara Trasformazione isocora Trasformazione isoterma Trasformazione adiabatica Trasformazione politropica Di ogni trasformazione: equazione caratteristica, rappresentazione sui piani p-v, T-S e H- S, determinazione del lavoro - Energia interna di un sistema Segni convenzionali del calore e del lavoro Il lavoro scambiato e proprietà del piano p-v Primo principio della termodinamica - La funzione di stato Entalpia Utilità dell entalpia Il calore specifico Calori specifici c v e c p Loro relazione L a funzione Entropia - Il calore scambiato e proprietà del piano T-S Conseguenza del primo principio della termodinamica: determinazione del calore per ognuna delle cinque trasformazioni fondamentali - Secondo principio della termodinamica Enunciato del principio secondo Clausius Ciclo di Carnot Trasformazioni reversibili ed irreversibili. 5) UNITÀ TEMATICA N. 3 TITOLO: Vapore d acqua TEMPI (ore): 15 Conoscere i cambiamenti di fase dell acqua ed i piani di rappresentazione. Saper rappresentare le diverse trasformazioni sui piani caratterizzanti.. Titolo dell acqua Campi di esistenza Vapore saturo umido Vapore saturo secco Vapore surriscaldato Il diagramma per gli stati rappresentativi dell acqua e del vapore sul piano p-v; T-S, H-S Calore di vaporizzazione Uso del diagramma di Mollier Uso delle tabelle per le condizioni del vapore saturo e surriscaldato. 5) UNITÀ TEMATICA N. 4 TITOLO: Impianti per la produzione del vapore 3

4 Conoscere le macchine componenti l impianto ed il ciclo rappresentativo Conoscere i termini per la determinazione del rendimento. Conoscere i criteri per migliorare il rendimento. Saper rappresentare il ciclo caratteristico sui diversi piani e nelle diverse situazioni. Schema a blocchi di un impianto per la produzione del vapore Rappresentazione del ciclo Rankine sui piani p- V, T-S, H-S Le macchine componenti l impianto ed il funzionamento Ciclo di Hirn Calcolo del rendimento del ciclo Criteri per migliorare il rendimento: Aumento della temperatura di ebollizione, Diminuzione della pressione di condensazione, Surriscaldamenti ripetuti, Rigenerazione per Spillamenti. 5) UNITÀ TEMATICA N. 5 TITOLO: Impianti frigoriferi e pompe di calore TEMPI (ore): 30 Conoscere le macchine componenti l impianto ed il ciclo rappresentativo Conoscere i termini per la determinazione della efficienza. Conoscere i campi d impiego di questi impianti. Saper rappresentare il ciclo caratteristico sui diversi piani. Schema a blocchi dell impianto frigorifero Macchine componenti il ciclo frigorifero Rappresentazione del. Ciclo sui piani T-S e p-h Fluidi frigorigeni e loro caratteristiche Ciclo frigorifero ideale e reale Impieghi: Industria del ghiaccio, frigoriferi per alimenti celle frigorifere Metodi di sbrinamento del ghiaccio Pompa di calore: tipologia e generalità Calcolo del COP e del EER Applicazioni impiantistiche. 5) UNITÀ TEMATICA N. 6 TITOLO: Richiami della normativa in materia di impianti Conoscere i provvedimenti legislativi in materia di risparmio energetico. Saper individuare gli elementi strutturali disperdenti di un fabbricato. 4 6-A) NORMATIVA VIGENTE: Cenni sulla Legge 10/91 in materia di contenimento di energia Regolamento di attuazione DPR 412/93 e DPR 551/99, D. LGS 192/05 e D. LGS 311/06 con lettura degli articoli utili per l applicazione della legge Il sistema edificio-impianti I ponti termici e la loro

5 Conoscere i criteri per migliorare l isolamento di un elemento in relazione anche ai fenomeni di condensa. importanza Differenza tra locale caldaia e centrale termica Dimensionamento del locale Realizzazione di una centrale termica ad uso privato - Il calore di ventilazione Il rendimento di produzione, regolazione, distribuzione ed emissione. 6-B) LE VERIFICHE DI LEGGE: Il calcolo dell EPI di legge e di progetto Uso delle tabelle di legge. 5) UNITÀ TEMATICA N. 7 TITOLO: Trattamento dell aria TEMPI (ore): 37 Conoscere le caratteristiche dell aria. Conoscere le condizioni di benessere. Conoscere e saper valutare le situazioni per i diversi trattamenti dell aria. Conoscere il diagramma psicrometrico. saper rappresentare le trasformazioni dell aria umida sul diagramma psicrometrico. 7-A) PSICROMETRIA: Caratteristiche dell aria umida Umidità specifica e relativa Purezza dell aria Temperatura a bulbo umido ed a bulbo asciutto Calore sensibile e calore latente Miscela d aria Entalpia dell aria Diagramma psicrometrico: sua costruzione ed utilizzo Principali trasformazioni di trattamento dell aria con e senza umidificazione e deumidificazione con l uso del diagramma psicrometrico Differenza tra climatizzazione e condizionamento. 5) UNITÀ TEMATICA N. 8 TITOLO: Impianti di climatizzazione dell aria TEMPI (ore): 30 Conoscere il comportamento fisico dell aria. Conoscere le macchine componenti un impianto. Conoscere le caratteristiche ed il funzionamento delle macchine componenti l impianto. Saper individuare la tipologia d impianto in funzione dell impiego. 5 Unità di trattamento aria (U.T.A.) Macchine costituenti l UTA Caratteristiche di: Batterie di riscaldamento e di raffreddamento, Filtri, Umidificatori, Ventilatori, Separatori di gocce - Deumidificatori - Classificazione degli impianti Campi applicativi Bocchette e diffusori Criteri di scelta e di installazione.

6 5) UNITÀ TEMATICA N. 9 TITOLO: Calcolo di impianti di climatizzazione TEMPI (ore): 47 Conoscere il metodo di diffusione dell aria in ambiente. Sapere dimensionare una rete di canali d aria. Conoscere come si stimano i carichi termici da neutralizzare con il trattamento dell aria. Conoscere l iter progettuale per la realizzazione di un impianto. Saper realizzare uno schema grafico di un impianto. Perdite di carico nei canali d aria Dimensionamento dei canali mediante il metodo delle perdite di carico costanti e della riduzione della velocità Uso dei diagrammi e delle tabelle Disegno di una canalizzazione Metodo di calcolo semplificato e completo Stima dei carichi termici Determinazione della portata d aria da trattare Calcolo della potenzialità frigorifera Calcolo della potenzialità termica Determinazione delle batterie Determinazione del ventilatore. 5) UNITÀ TEMATICA N. 10 TITOLO: Termoregolazione e preventivi di spesa Conoscere i sistemi di termoregolazione. Conoscere i componenti costituenti un sistema di termoregolazione. Conoscere i criteri di scelta in funzione dell impianto da realizzare Termoregolazione Alcuni sistemi di termoregolazione in funzione del tipo di impianto Elementi che compongono un sistema di termoregolazione Schema funzionale Cenni sull analisi dei costi e dei preventivi di spesa. 6) METODI UTILIZZATI Lezioni frontali con appunti e libro di testo - Software dedicato - Software CAD. 7) STRUMENTI DI OSSERVAZIONE E VERIFICA Interrogazioni orali - Scritti con esercizi Prove d esame di stato 6

7 Elaborati grafici 8) NUMERO MINIMO DI VERIFICHE SCRITTE, ORALI E PRATICHE DA EFFETTUARE IN CIASCUN PERIODO DI VALUTAZIONE 2 verifiche orali e 2 verifiche scritte per ogni periodo di valutazione. 9) CRITERI DI VALUTAZIONE DELLE VERIFICHE Vedasi griglia di valutazione deliberata dal C.D. in data 25/09/2009 (Allegato alla presente programmazione) 10) ATTIVITÀ DI RECUPERO/APPROFONDIMENTO e relativa valutazione Recupero in itinere a fine modulo 11) PROGETTI/ATTIVITÀ DI ARRICCHIMENTO DELL'OFFERTA FORMATIVA COMPLEMENTARI O FUNZIONALI ALLA Visite aziendali 12) EVENTUALI NOTE La presente programmazione è costituita da n. 7 fogli Castellanza,... 27/10/2012 Firma del/i docente/i