75444 - ENERGETICA DEGLI EDIFICI E IMPIANTI TERMOTECNICI M

Conoscenze e abilità da conseguire

L'insegnamento si propone di fornire una conoscenza approfondita dei principali componenti termotecnici degli impianti termici e frigoriferi, consentendo all'allievo di acquisire criteri di scelta, progettazione, ottimizzazione delle prestazioni. Analisi e progettazione dei vari tipi di impianti di condizionamento dell'aria, di riscaldamento, di refrigerazione e di teleriscaldamento, utilizzando tecniche aggiornate di risparmio energetico e tenendo conto delle normative di riferimento.

Contenuti

Carichi termici estivi. Calcolo del comportamento di una parete in regime dinamico. Temperatura e flusso termico complesso. Ammettenza. Capacità termica effettiva e trasmittanza dinamica. Calcolo dell'attenuazione e dello sfasamento di una parete. Esempio di calcolo del coefficiente di attenuazione e dello sfasamento di uno strato piano omogeneo e di una parete multistrato. Ruolo della massa superficiale e della diffusività termica sulle caratteristiche dinamiche di una parete. Classi di prestazione delle pareti. Analisi dei dati climatici riportati nella norma UNI 10349 utili al fine del calcolo dei carichi estivi. Bilancio termico di un locale. Equazione di bilancio energetico per l'aria. Equazioni di bilancio per i singoli componenti. Problemi di progetto e verifica. Metodo CARRIER dei fattori di accumulo. Valutazione del calore sensibile scambiato per radiazione, trasmissione e ventilazione. Fattore solare e coefficiente di shading di una vetratura. Concetto di fattore di accumulo per radiazione solare e per illuminazione artificiale. Differenza di temperatura equivalente. Valutazione del carico latente ambiente. Esempio numerico sulla valutazione del carico estivo associato ad un locale con il metodo dei fattori di accumulo. Metodo ASHRAE delle funzioni di trasferimento per la valutazione dei carichi termici estivi. Metodo semplificato per il calcolo della massa efficace di un locale. Calcolo componente convettiva con il metodo delle funzioni di trasferimento. Calcolo componente radiativa. Calcolo carichi istantanei: ventilazione e carichi interni. Metodo CLTD/SCL/CLF per il calcolo dei carichi termici estivi. Calcolo componente sensibile legata al CLTD. Calcolo del contributo legato alla radiazione solare (SCL). Esempio numerico sul calcolo del CLTD e di SCL per finestre. Apporti interni dovuti a persone, macchinari e luci. Apporti legati alla presenza di locali confinanti non condizionati. Norma UNI-TS 11300 parte 1: calcolo del fabbisogno di energia termica per il condizionamento estivo dell'involucro. Calcolo coefficiente di dispersione per trasmissione. Calcolo del fabbisogno di energia termica per il condizionamento estivo dell'involucro. Calcolo dell'extra-flusso. Calcolo della componente legata alla ventilazione dei locali in caso di ventilazione naturale e sistemi VMC a flusso singolo e a doppio flusso. Calcolo carichi interni. Calcolo componente solare. Fattori di ombreggiamento. Calcolo del fattore di utilizzazione delle dispersioni. Calcolo del periodo di raffrescamento. Definizione di EPe, invol. Limiti di EPe,invol. Esempio numerico sulla applicazione della UNI TS 11300/1 per il calcolo dell'EPe,invol. Buone pratiche per la limitazione del carico per condizionamento estivo. Progetto di schermi. Uso di Google Sketch Up per la valutazione degli ombreggiamenti. Codici di calcolo dinamici per la valutazione del comportamento dei componenti di involucro e degli edifici. ESP-r. Analisi del comportamento di componenti speciali con materiali a cambiamento di fase. Analisi delle pareti ventilate.

Impianti di condizionamento ad aria: classificazione. Componenti principali di una Unità di Trattamento dell'Aria (UTA). Tipologie di impianti di condizionamento a tutt'aria. Miscele aria-vapore. Equazioni di bilancio. Diagramma Psicrometrico. Mescolatore adiabatico. Batterie di riscaldamento. Batteria di raffreddamento. Fattore di by-pass. Temperatura media superficiale. Temperatura di superficie bagnata. Regolazione di una batteria di raffreddamento. Potenza totale, latente e sensibile di una batteria. Umidificatore ad acqua liquida e a vapore. Efficienza di umidificazione. Trasformazione generica: calore latente calore sensibile e calore totale. Definizione di retta di lavoro. Valutazione delle condizioni di immissione per il condizionamento di un locale. Valori tipici di R in estate. Valori tipici di R in inverno. Architettura di un impianto di condizionamento e ciclo di lavoro estivo. Architettura di un impianto di condizionamento e ciclo di lavoro invernale. Esercizio numerico sul dimensionamento di una UTA monocondotto per il condizionamento invernale. Esercizio numerico sul dimensionamento di una UTA monocondotto per il condizionamento estivo. Dimensionamento di una UTA per il preraffreddamento di derrate orto-frutticole. Post-riscaldamento: sfruttamento del calore di condensazione di un gruppo frigorifero. Analisi termodinamica del ciclo frigorifero a compressione. Definizione di EER. Impianti con by-pass dell'aria di ricircolo e di miscela: vantaggi e limiti. Impianti monozona e multizona a condotto singolo: principi di funzionamento e cicli di lavoro. Impianti a doppio condotto. Impianti VAV. Impianti misti aria-acqua. Architettura. Ventilconvettori a due e quattro tubi. Mobiletti ad induzione. Travi fredde. Confronto tra impianti misti ed impianti a tutt'aria. Recuperatori di calore. Efficienza sensibile e latente. Efficienza netta. Efficienza totale. Recuperatori sensibili. Umidificazione indiretta. Recuperatori sensibili e latenti. Recuperatori dinamici. Free cooling diretto totale e parziale. Free cooling con umidificazione indiretta e diretta. Campi di applicazione. Parametri che influenzano il free cooling. Filtraggio dell'aria. Efficienza gravimetrica e opacimetrica dei filtri. Classificazione dei filtri. Classi di filtraggio ed impianti. Andamento temporale della concentrazione di un inquinante in un locale servito da una UTA; valore di concentrazione asintotico, tempo di messa a regime. Ruolo dei pre-filtri negli impianti. Dimensionamento dei canali di distribuzione. Metodo a perdita di carico unitaria costante. Metodo a riduzione di velocità. Metodo a recupero di pressione. Confronti tra i risultati. Dimensionamento dei sistemi di distribuzione dell'aria con canali in tessuto. Caratteristiche dei canali di distribuzione. Sistemi a miscelazione, a dislocamento e a ventilazione localizzata. Diffusori. Caratteristiche delle bocchette di immissione. UNITS11300-3: Calcolo Rendimenti di impianto. Perdite di emissione. Perdite di regolazione. Perdite di distribuzione. Perdite di generazione e schemi di impianto. Pompe di Calore. Accoppiamento con l'edificio. Metodo dei bin di temperatura.

Testi/Bibliografia

Dispense a cura del Docente
Fotocopie dei lucidi proiettati a lezione
Raccolta di esercizi numerici svolti

Metodi didattici

Tutti gli argomenti trattati nel Corso verranno conclusi da una esercitazione numerica al fine di permettere agli studenti di familiarizzare con le metodologie proposte e con le procedure di progetto presentate. Le esercitazioni numeriche permetteranno agli studenti di prendere confidenza con gli ordini di grandezza associati alle quantità fisiche principali che entrano in gioco nella progettazione degli impianti di condizionamento.
Il corso è diviso in due parti. La prima parte verrà dedicata alla descrizione dei metodi per la valutazione dei carichi termici estivi; la seconda parte del corso verrà dedicata allo studio degli impianti di condizionamento ad aria.
Al termine del Corso gli studenti saranno in grado di progettare impianti di condizionamento ad aria per il trattamento estivo degli spazi confinati.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova scritta e in un colloquio orale. La prova scritta è divisa in due parti: la prima parte è dedicata al calcolo dei carichi termici estivi e la seconda al dimensionamento degli impianti di condizionamento ad aria. L'esame orale può essere sostenuto solo dopo aver superato la prova scritta con votazione superiore a 18/30. L'orale verte su un colloquio su un tema scelto tra quelli trattati a lezione: i temi possono essere sia di carattere strettamente teorico che applicativo, con riferimento alle applicazioni illustrate durante le esercitazioni. Il voto finale viene calcolato come media delle votazioni riportate nella prova scritta e nella prova orale.

 

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni verranno svolte con l'ausilio di lucidi e diapositive (powerpoint).

Sono disponibili le fotocopie dei lucidi proiettati durante il corso sia  presso la copisteria di Scuola che in formato pdf tra il materiale didattico depositato in AMS.

 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gian Luca Morini