IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE parti 3 4 1
IMPIANTO TERMICO In generale si può pensare articolato nelle seguenti parti: Generatore uno o più apparati che forniscono energia termica ad un mezzo di trasporto del calore detto fluido termovettore Rete di distribuzione insieme di componenti (ad es. tubazioni, pompe, canalizzazioni, ventilatori, ecc) che permettono il trasferimento del fludo termovettore dal generatore ai terminali di scambio termico 2
Terminali di scambio termico apparecchiature in grado di trasferire l energia lenergia termica trasportata dal fluido termovettore alle utenze finali da riscaldare. Tipici esempi di terminali di scambio sono i radiatori, i venticonvettori, i pannelli radianti, ecc. Sistema di regolazione consente di adeguare il funzionamento di una o più parti dell impianto termico al carico termico effettivo (variabile durante l arco della giornata e del periodo invernale). 3
Tipi di generatori Caldaie Sono apparecchi alimentati con combustibile fossile (gas metano, GPL, gasolio, carbone, legna, ecc.) che, tramite il fenomeno della combustione, trasferiscono calore al fluido termovettore. caldaia murale caldaia a basamento 4
La combustione è la combinazione chimica del carbonio del combustibile (fossile) con l ossigeno (dell aria). E quindi necessario che la caldaia sia non solo continuamente alimentata con un combustibile (ad es. gas metano) ma che nella camera di combustione sia presente un adeguata quantità di ossigeno (comburente). Di ogni tipo di combustibile è possibile misurare il potere calorifico inferiore (p.c.i.) corrispondente alla massima potenza ottenibile dalla combustione di 1 kg (o di 1 m 3 ), detratto quanto speso per la produzione di vapor d acqua (prodotto dalla combinazione dell idrogeno del combustibile con l ossigeno dell aria). 5
Il prodotto della portata di combustile (ad es. m 3 /s) con il relativo p.c.i. (ad es. kj/m 3 ) fornisce la portata termica W del generatore. Da osservare W risulta sempre superiore alla potenza termica che il generatore trasferisce al fluido termovettore (potenza utile P). Fanno eccezione le caldaie a condensazione che recuperano almeno in parte la potenza spesa la produzione del vapor d acqua acqua. Il massimo valore di P per una caldaia è indicato con Pn e prende il nome di potenza utile nominale. Il rapporto P/W = η, detto rendimento utile della caldaia, varia in funzione della reale potenza erogata. 6
Andamento del rendimento di alcuni tipi di caldaie 7
Il DPR 660/96 prevede l assegnazione del marchio CE alle caldaie e l assegnazione di un numero di stelle variabile da 1 a 4 in base al rendimento. marcatura η (100) ( ) η (30) ( ) * 84 + 2 log Pn 80 + 3 log Pn ** 87 + 2 log Pn 83 + 3 log Pn *** 90 + 2 log Pn 86 + 3 log Pn **** 93 + 2 log Pn 89 + 3 log Pn ( ) temperatura media acqua in caldaia 70 C ( ) temperatura media acqua in caldaia 50 C 8
Ai fini della sicurezza le caldaie si classificano in base alla loro portata termica nominale (massima valore di portata). Le norme vigenti prescrivono obblighi diversificati sia per la loro collocazione che nei confronti degli Enti pubblici di controllo (Comune, ISPESL, VV.F.). Caldaie di portata termica inferiore a 35 kw Possono essere installate t all interno delle unità immobiliari rispettando alcune semplici condizioni (ad es. la norma UNI 7129 per le caldaie alimentate t a gas metano). E necessario depositare il progetto dell impianto termico presso gli uffici comunali. 9
Caldaie di portata termica superiore a 35 kw ma inferiore a 116 kw Possono essere installate solo all esterno o all interno di appositi locali (centrali termiche) rispettando specifiche disposizioni legislative per quanto concerne la loro collocazione, le dimensioni dei locali, le modalità di accesso, la ventilazione dei locali, le distanze da altre attività, il sistema di adduzione del combustibile, ecc. E necessario depositare il progetto dell impianto termico presso gli uffici comunali + presentare denuncia alla ISPESL per la sua omologazione 10
Caldaie di portata termica superiore a 116 kw Possono essere installate solo all esterno o all interno di appositi locali (centrali termiche) rispettando specifiche disposizioni legislative per quanto concerne la loro collocazione, le dimensioni dei locali, le modalità di accesso, la ventilazione dei locali, le distanze da altre attività, il sistema di adduzione del combustibile, ecc. E necessario depositare il progetto dell impianto termico presso gli uffici comunali + presentare denuncia alla ISPESL per la sua omologazione + conseguire il certificato di prevenzione incendi (CPI) 11
Pompe di calore Sono generatori di calore che consentono di trasferire calore da un ambiente a temperatura inferiore ad un ambiente a temperatura maggiore. Il loro funzionamento è basata sul ciclo inverso di Carnot (macchina frigorifera) compiuto da un idoneo fluido (fluido frigorigeno). La pompa p di calore (PdC) è essenzialmente composta da: un compressore (di vapore) azionato da motore elettrico o endotermico un condensatore (da vapore a liquido) valvola di laminazione (riduzione della pressione) un evaporatore (da liquido a vapore) 12
PdC - componenti ciclo standard 13
Pompe di calore monoblocco 14
Pompe di calore tipo split 15
Le prestazioni di una PdC sono misurate tramite il COP pari al rapporto fra la potenza termica Q1 trasferita alla sorgente a temperatura maggiore e la potenza meccanica L in ingresso (necessaria per il funzionamento del compressore) COP = Q1 / L = Q1 / (Q1 -Q2) > 1 In termini di energia primaria (Q) una PdC risulta energeticamente conveniente se la potenza termica Q1 risulta superiore alla potenza Q spesa per produrre la potenza meccanica L utilizzata t per azionare il compressore della PdC. Se il compressore è azionato da motore elettrico L è circa pari a 2.65 Q. Quindi Q1 >QseCOP > 2.65 16
Le PdC si dice del tipo aria-aria, aria-acqua, acqua-aria, ecc. in relazione al tipo di sorgente da cui preleva calore (primo suffisso) e del fluido a cui lo cede (secondo suffisso). Il COP di una pompa di calore aumenta al diminuire della differenza di temperatura fra la sorgente da cui si preleva calore e l ambiente a cui lo si cede. Le pompe di calore si abbinano bene a impianti termici a bassa temperatura. Generalmente l installazione di una PdC necessità di un adeguato controllo delle immissioni di rumore (valutazione dell impatto acustico). 17
Generatori ad energia solare Sono sistemi che utilizzano la radiazione solare incidente su una superficie di raccolta (collettore solare) per trasformarla in energia termica. Il loro impiego è prescritto dalla vigente normativa sul contenimento dei consumi energetici ai fini di assicurare una adeguata percentuale (in generale il 50%) di copertura del fabbisogno termico per la produzione di acqua calda sanitaria. 18
Collettore solare a circolazione i naturale con serbatoio bti si accumulo 19
Collettore solare piano. Sezione schematica 20
Collettori solari. Tipologie di superfici assorbenti 21
Reti di distribuzione Tubazioni i In genere si utilizzano tubazioni in - acciaio (nero o zincato) - rame - multistrato per il trasferimento del fluido termovettore dal generatore ai terminali di scambio. E richiesta la loro coibentazione. 22
Tubazioni in acciaio 23
Tubazioni in rame 24
Tubi acciaio (pollici) perdite carico continue temp.acqua = 10 C 25
Tubi acciaio (pollici) perdite carico continue temp.acqua = 80 C 26
Tubi rame perdite carico continue temp.acqua = 10 C 27
Tubi rame perdite carico continue temp.acqua = 80 C 28
Canalizzazioni In genere si utilizzano canalizzazione in - acciaio zincato - preisolate per il trasferimento del fluido termovettore dal generatore ai terminali di scambio. E richiesta la loro coibentazione. 29
Canalizzazioni 30
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