IMPIANTIDI CLIMATIZZAZIONE

Transcript

1 IMPIANTIDI CLIMATIZZAZIONE FACOLTÀ DI ARCHITETTURA FISICA TECNICA E IMPIANTI A.A. 2012/2013

2 MASSIMILIANO PANCANI Ingegnere Energetico e Nucleare m.pancani@gmail.com ogni tanto

3 Dopo il corso saprete tutto sulla climatizzazione?

4 Pero...

5 INDICE DELLE DISPENSE

6 I fondamentali 1 INDICE Unità di misura Temperatura Umidità Pressione Energia Potenza

7 Sistemi energetici 2 INDICE Sistemi energetici Impianti tecnici Impianti meccanici

8 Impianti di 3 riscaldamento INDICE Componenti per la produzione Componenti per la distribuzione Componenti per l emissione

9 Impianti di 4 ventilazione INDICE Macchine per il trattamento aria Componenti per la distribuzione Componenti per la diffusione

10 Le fasi progettuali 5 INDICE Specifiche di progetto Calcolo dei carichi termici Schematizzazione impiantistica Dimensionamento Disegno esecutivo Stesura del computo metrico

11 Ogni tanto troverai (suggerimento) (attenzione)

12 I fondamentali

13 I fondamentali 1 INDICE Unità di misura Temperatura Umidità Pressione Energia Potenza

14 1.1 Grandezze di misura nel Sistema Internazionale

15 Sistema Internazionale (grandezze fondamentali) Grandezza Nome Simbolo Lunghezza metro m Massa chilogrammo kg Tempo secondo s Intensità di corrente elettrica ampere Temperatura kelvin K Intensità luminosa candela cd Quantità di sostanza mole mol A

16 Sistema Internazionale (grandezze derivate per la termotecnica) Grandezza Nome Simbolo Frequenza hertz Hz Forza newton N Pressione, Tensione pascal Pa Lavoro, Energia, Quantità di calore joule Potenza watt W J

17 Multipli & Sottomultipli 10 6 mega M milione kilo k mille hecto h cento deca da dieci uno deci d decimo 0, centi c centesimo 0, milli m millesimo 0, micro µ milionesimo 0,

18 1.2 Temperatura

19 Diagramma psicrometrico

20 Temperatura a bulbo secco e bulbo umido

21 Temperatura di rugiada

22 1.3 Umidità

23 Umidità assoluta e umidità relativa

24 1.4 Pressione

25 Pressione La pressione rappresenta una forza che agisce perpendicolarmente all unità di superficie. L unità di misura della pressione è il Newton su metro quadro [N/m 2 ] chiamato anche pascal [Pa]. Nell impiantistica termotecnica si assume spesso per semplicità 1 bar = 1 atm = 10 m.c.a = 100 kpa.

26 Evangelista Torricelli ( )

27 1.5 Energia termica

28 Energia termica L energia termica, o calore, è una forma di energia. Nel S.I. si misura in joule [J]. Nell impiantistica termotecnica si usa anche 1 kwh = 860 kcal = J.

29 Vi presento James Joule

30 calore calore sensibile calore latente

31 Calore sensibile Posizionamento

32 Calore sensibile Quello associato a trasformazioni in cui l unica grandezza che varia è la temperatura.

33 Calore sensibile (il grafico)

34 Calore sensibile (la formula) Q S = m c p T Q s è il calore sensibile [kcal nel S.T.] [kj nel S.I.] m è la massa della sostanza che scambia calore sensibile [kg] c p è il calore specifico della sostanza stessa (vale c p = 0,24 kcal/kg a.s. K (nel S.T.) e c p = 1,02 kj/kg a.s. K (nel S.I.) T è la variazione di temperatura [K oppure C].

35 Esempio 1 Si abbia 10 kg di aria secca contenenti 100 g di vapore acqueo devono essere riscaldati da 15 C a 40 C. Calcolare il calore sensibile necessario e rappresentare la trasformazione sul diagramma psicrometrico.

36 Soluzione esempio 1 (numerica) Q S = m c p T (lavagna)

37 Soluzione esempio 1 (grafica)

38 Calore latente Posizionamento

39 Calore latente Quello associato a trasformazioni in cui la grandezza che varia è l umidità mentre la temperatura resta costante.

40 Calore latente (il grafico)

41 Calore latente (la formula) Q L = m c v X Q s è il calore sensibile [kcal nel S.T.] [kj nel S.I.] m è la massa della sostanza che scambia calore sensibile [kg] c v è il calore latente di vaporizzaizone della sostanza stessa (vale c v = 596 kcal/kg a.s. (nel S.T.) e c v = kj/kg a.s. (nel S.I.) X è la variazione di umidità specifica [g acqua/kg aria secca]

42 Esempio 2 Si abbia 10 kg di aria secca contenenti 100 g di vapore acqueo devono essere riscaldati da 15 C a 40 C. Calcolare il calore latente necessario e rappresentare la trasformazione sul diagramma psicrometrico.

43 Soluzione esempio 2 (numerica) Q L = m c v X (lavagna)

44 Soluzione esempio 2 (grafica)

45 Entalpia Posizionamento

46 Entalpia Rappresenta il contenuto totale di energia di un fluido h è l entalpia specifica e si misura in kj/kg. H è l entalpia totale e si misura in kj.

47 Entalpia (il grafico)

48 Entalpia (il grafico)

49 Entalpia (la formula) Q = m h Q è il calore trasferito [kcal nel S.T.] [kj nel S.I.] m è la massa della sostanza che scambia calore sensibile [kg] h è la variazione di entalpia [kcal/kg nel S.T] [kj/kg nel S.I.]

50 Calore totale Posizionamento

51 Calore totale (il grafico)

52 1.6 Potenza termica

53 Potenza È il rapporto tra un lavoro, o uno scambio di energia, e il tempo in cui questo è avvenuto. In termotecnica rappresenta il rapporto tra la quantità di calore scambiato e il tempo in cui è avvenuto tale scambio L unità di misura della potenza, nel Sistema Internazionale, è il watt [W].

54 Vi presento James Watt

55 Potenza (la formula) P = G h P è la potenza scambiata [W nel S.I.] G è la portata in massa della sostanza che scambia calore [kg/s] h è la variazione di entalpia [kcal/kg nel S.T] [kj/kg nel S.I.]

56 Esempio 3 Calcolare la potenza termica sensibile da fornire a m³/h per portare le sue condizioni da A a B in riferimento all esempio 1.

57 Soluzione esempio 3 (numerica) P s = G c p T (lavagna)

58 Suggerimento La potenza è un costo di impianto l energia è un costo di gestione

59 Sistemi energetici, impianti tecnici e meccanici

60 2.1 Impianti meccanici

61 Riscaldamento Impianti di climatizzazione Condizionamento Impianti meccanici Impianti sanitari impianti antincendio Ricambio aria Adduzione idrica Smaltimento acque reflue

62 2.2 Impianti tecnici

63 Impianti meccanici Impianti elettrici Impianti tecnici Impianti di sicurezza Impianti ascensori ecc

64 2.3 Sistemi energetici

65 Sistema energetico Un sistema energetico è un sistema che utilizza delle risorse energetiche per produrre un effetto utile.

66 Sistema energetico (ideale) Risorse energetiche Flusso energetico Usi finali Effetto utile

67 Quanti effetti utili ci sono?

68 EffettoUTILE Meccanico Termico Luminoso Elettronico/Elettrico

69 Sistema energetico (reale) Interazione con l ambiente Risorse energetiche Flusso energetico Usi finali Effetto utile Rifiuti

70 Questo è un sistema energetico?

71 Questo è un sistema energetico?

72 Questo è un sistema energetico?

73 Risorse energetiche primarie Sistemi energetici Processi di conversione Processi di trasporto e stoccaggio Usi finali dell energia

74 Sistemi di conversione e trasformazione energetica

75 Sistema di conversione energetica

76 Mai sentito parlare di exergia?

77 Sistemi di trasformazione energetica

78 Sistemi di trasporto energetico

79 Definizione: Vettore energetico Un mezzo che consente di trasportare e/o stoccare l energia si definisce vettore energetico.

80 Sistema di trasformazione energetica Trasporto vettore chimico liquido Trasporto vettore chimico solido Trasporto vettore chimico gassoso Trasporto vettore elettrico Trasporto vettore termico Trasporto vettore meccanico

81 Sistemi di stoccaggio energetico

82 Sistema di stoccaggio energetico Stoccaggio chimico liquido Stoccaggio chimico solido Stoccaggio chimico gassoso Stoccaggio elettrochimico Stoccaggio termico Stoccaggio meccanico

83 Impianti di riscaldamento e condizionamento

84 3.1 Concetti introduttivi

85 Li puoi pensare come composti da: produzione distribuzione emissione

86 Componenti per la produzione di calore 3.2

87 3.2.1 Gruppi termici

88 Componenti principali Bruciatore Corpo caldaia Canna fumaria

89 Caldaia (Bruciatore)

90 Caldaia (Camera di combustione)

91 Caldaia (corpo caldaia)

92 Rendimento

93 Caldaie (classificazione) In base al combustibile Caldaie In base al materiale del corpo caldaia In base al tipo di installazione Condensazione e non

94 Caldaie (non a condensazione)

95 Combustibili

96 Caldaie (a condensazione)

97 Caldaie (a condensazione)

98 Caldaie (a gas e cippato)

99 Caldaia (murali e a terra)

100 Centrali termiche Definizione

101

102

103 Centrali termiche Posizionamento

104 Caldaie (posizionamento)

105

106

107 Centrali termiche Spazi di rispetto

108 Caldaie (spazi di rispetto)

109 The End