I TERMINALI DI IMPIANTO AD ACQUA TERMOENERGETICA DELL EDIFICIO (A.A. 2013-2014) Prof. Walter Grassi - Ing. Paolo Conti
Introduzione 2 Schema-tipo di un impianto ad acqua 5 2 1 1 2 2 1 *Modellazione da normativa UNI/TS 11300 4 3 Decomposizione Fisica 1. Emissione (o Erogazione) 2. Regolazione 3. Distribuzione 4. Accumulo 5. Generazione
100 85 Perdite fumi + mantello η 0.85 1.1 Perdite tubazioni η 0.95 1 Perdite regolazione η 0.95 1 Perdite emissione η 0.9 1 Introduzione 3 Bilancio energetico Impianto Generazione *Ogni sottosistema ha il suo rendimento: η = Q out Q in Accumulo Distribuzione Regolazione Energia/Potenza utile all ambiente Emissione Utenza Ausiliari elettrici
Terminali ad acqua 4 Tipologie più comuni 1. Radiatori 2. Termoconvettori 3. Ventilconvettori (Fancoil) 4. Pannelli radianti
Radiatori 5 Classificazione Materiale Ghisa Acciaio Alluminio Forma Elementi A colonne A tubi A piastre A lamelle
Radiatori 6 Regolazione Valvola manuale Valvola termostatica
Radiatori 7 Installazione: posizionamento tubazioni Il rating degli elementi si effettua con attacchi come in figura (a): Temperatura «uniforme» Isoterme orizzontali Installazioni come (b) o (c) diminuiscono la resa del terminale (5 10%)
Termoconvettori 8 Classificazione Caratteristiche batteria alettata Numero Ranghi Contenitore (Carter) A mobiletto A battiscopa (zoccolo) A pavimento
Termoconvettori 9 Regolazione Valvola manuale Valvola termostatica Deflettore in uscita
Termoconvettori 10 Installazione
Dimensionamento e prestazioni 11 Bilancio energetico m w *Scambiatore di calore con l ambiente T win Q T wout Equazioni caratteristiche Q = m w c ΔT w Q = U S ΔT = U S T w T a [W] [W] ΔT w = T win T wout [K] T w = T w in +T wout 2 [K]
Dimensionamento e prestazioni 12 Coefficiente globale di scambio termico U = 1 Z αa +R cond + 1 α int [W/m 2 K] R cond : resistenza conduttiva [m 2 K/W]; α int : coefficiente convettivo acqua [m 2 K/W]; Z: rapporto superficie di scambio esterna e interna; α a : coefficiente convettivo con aria interna [m 2 K/W]. U 1 Z αa [W/m 2 K] α a : coefficiente dipendente da convezione e irraggiamento α a = f T w ; T a = C T w T a p [W/m 2 K]
Dimensionamento e prestazioni 13 Q = C Z T w T a p+1 = K m T w T a n * Equazione normativa UNI EN 442-2:2004 [W] Valori standard ΔT w = 10 K ΔT = 50/60 K T win = 75/85 K T a = 20 C n dipende dal tipo di terminale Tipo di terminale n Meccanismo di trasmissione calore Radiatori 1,3 Convezione (60%) Irraggiamento (40%) Termoconvettori 1,4 Convezione Naturale Ventilconvettori 1 Convezione Forzata Pannelli radianti 1,1 Irraggiamento (50%) Convezione (50%)
Dimensionamento e prestazioni 14 Esempio: potenza nominale per elemento Esempio: Calcolo numero di elementi Fabbisogno locale : 1000 W (da EN 12831) Temperatura locale: 20 C Temperatura media fluido (nominale): 70 C Numero elementi necessari: ~ 6
Dimensionamento e prestazioni 15 Valutazione prestazioni in condizioni diverse da quelle nominali (EN 442) Ipotesi: K ; n costanti n Q T = Q nom T nom Esempio: Calcolo numero di elementi in condizioni di progetto diverse da quelle nominali Fabbisogno locale : 1000 W (da EN 12831) Temperatura locale: 20 C Temperatura media fluido (di progetto): 60 C Valore esponente n: 1,35 Potenza elemento in condizioni di progetto: 121,34 Numero elementi necessari: ~ 9
Ventilconvettori 16
Ventilconvettori 17 Classificazione Posizionamento A pavimento A parete A soffitto A controsoffitto Tipo di Carter A mobiletto A incastro Numero batterie Singola batteria (2 tubi) Doppia batteria (4 tubi)
Termoconvettori 18 Installazione
Ventilconvettori 19 Vantaggi Utilizzabili sia per riscaldamento che per il raffrescamento Temperatura acqua inferiore per il riscaldamento T w 40 45 C Ridotta inerzia termica Svantaggi Condensa (T win = 7 C T wout = 12 C) Filtro (Manutenzione) Rumore (30-50 db) Fragilità alette
Ventilconvettori 20 Regolazione Controllo velocità ventilatore (controllo lato aria) Valvole lato acqua (on/off modulanti) Commutazione estate/inverno Termostato di unità Accensione/spegnimento manuale o controllato dal termostato di zona
Ventilconvettori 21 Dimensionamento Potenza nominale
Ventilconvettori 22 Dimensionamento Potenza nominale Temperature per la valutazione delle prestazioni dei ventilconvettori secondo la norma UNI EN 1397 Temperatura bulbo secco aria
Ventilconvettori - Aerotermi 23 Apparecchi economici per il riscaldamento di locali non residenziali Non presentano particolari accorgimenti in termini di «rumorosità» e/o estetica
Ventilconvettori - Aerotermi 24
Ventilconvettori - Aerotermi 25 Installazione Il posizionamento deve impedire che il flusso d aria investa direttamente agli utenti con velocità troppo elevate (v~0.1m/s) Aerotermi orizzontali Disposizione perimetrale Disposizione centrale
Ventilconvettori - Aerotermi 26 Installazione Aerotermi verticali La sovrapposizione dei tronchi di coni deve avvenire ad un altezza media di riferimento (altezza persone) Prof. Walter Grassi - Ing. Paolo Conti (DESTEC)
Pannelli radianti 27