99550 - TECNICA DEL FREDDO M

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente ha le conoscenze necessarie per la progettazione degli impianti frigoriferi basati su cicli a compressione di vapore e ad assorbimento valutandone prestazioni energetiche e impatto ambientale. In particolare, lo studente è in grado di: - studiare le possibili configurazioni di impianto frigorifero a compressione (monostadio, bistadio); - valutare le prestazioni di un impianto frigorifero a compressione in funzione dei suoi componenti principali e del fluido frigorifero utilizzato; - valutare il funzionamento di un frigorifero ad assorbimento e calcolarne le prestazioni; - progettare sistemi di refrigerazione a volume di refrigerante variabile (VRV).

Contenuti

Pillola dell'insegnamento: Link Youtube. Video che descrive in breve i contenuti del Corso, i metodi didattici e le modalità di verifica dell'apprendimento.

Introduzione al corso e richiami di termodinamica. La refrigerazione: esempi di applicazione, trend globali. Ciclo di Carnot inverso, macchina frigorifera e pompa di calore. Indici di efficienza. Diagrammi termodinamici.

Cicli frigoriferi a compressione di vapore. Diagramma p-h. Ciclo termodinamico ideale e reale di una macchina frigorifera a compressione di vapore. Cicli monostadio e bi-stadio. Cicli in cascata. Cicli con iniezione di vapore.

Fluidi refrigeranti per cicli frigoriferi. Classificazione, requisiti funzionali ed ambientali dei fluidi refrigeranti. Refrigeranti sintetici e refrigeranti naturali. Azioni dei fluidi refrigeranti nei confronti dell’ambiente. Legislazione vigente.

I principali componenti del circuito frigorifero a compressione di vapore. Compressori volumetrici (alternativi e rotativi), compressori dinamici. Condensatori ad aria e ad acqua. Evaporatori allagati e a secco. Organi di laminazione. Ausiliari di sistema (organi di controllo, valvole, sistemi di sicurezza, sistemi di lubrificazione). La tecnologia della pompa di calore. Il problema del defrost.

Cicli frigoriferi di diversa tipologia. Cicli frigoriferi ad assorbimento. Macchine frigorifere ad assorbimento acqua-ammoniaca. Bilanci di energia e bilanci di massa. Macchine frigorifere ad assorbimento acqua-bromuro di litio. Cenni al solar cooling. Cicli frigoriferi trans-critici con CO2 come refrigerante: configurazione impiantistica ed applicazioni.

Sistemi ad espansione diretta VRF-VRV. Considerazioni generali sui sistemi ad espansione diretta. Contenuto di refrigerante ammissibile. Confronto con i sistemi idronici: efficienza energetica a pieno carico ed a carico parziale.

Utilizzo del software REFPROP. Analisi proprietà termo-fisiche refrigeranti con il database REFPROP. Analisi efficienza ciclo frigorifero.

Verso il termine del corso è prevista una visita al Laboratorio di Fisica Tecnica del Dipartimento di Ingegneria Industriale (sede della facoltà di Ingegneria del Lazzaretto, via Terracini 34, Bologna), dove è presente una camera climatica per test su pompe di calore di tipologia aria-acqua e acqua-acqua, accoppiata ad un campo di sonde geotermiche. Verrà utilizzata la camera climatica per svolgere qualche semplice test su una pompa di calore.

Testi/Bibliografia

Dispense del docente

Le dispense e slide utilizzate dal docente a lezione si possono scaricare dal sito https://virtuale.unibo.it/ utilizzando le proprie credenziali istituzionali di Ateneo.

Testi consigliati per un eventuale approfondimento personale:

• ASHRAE 2022 Handbook - Refrigeration

• C. Pizzetti, Condizionamento dell'aria e refrigerazione, CEA, 1980/2

• W. Stoecker, Manuale della refrigerazione industriale, Edizioni Tecniche Nuove, 2001

• G.F. Hundy, A.R. Trott, T.C. Welch, Refrigeration, Air Conditioning and Heat Pumps, Butterworth-Heinemann, 2016

Metodi didattici

Il corso si basa su lezioni frontali svolte in presenza presso la sede storica della Facoltà di Ingegneria (Viale del Risorgimento 2) attraverso le quali verranno illustrati i contenuti teorici ed applicativi del corso. Le lezioni saranno illustrate mediante slide e tramite l’ausilio di software di simulazione.

Saranno previste una o più lezioni presso il Laboratorio di Fisica Tecnica del Dipartimento di Ingegneria Industriale (via Terracini 34, Bologna), dove è presente una camera climatica per test su pompe di calore di tipologia aria-acqua e acqua-acqua, accoppiata ad un campo di sonde geotermiche. Presso il laboratorio è inoltre presente un’aula informatica che verrà utilizzata per l’utilizzo del software REFPROP (database proprietà termodinamiche fluidi refrigeranti)

Sono inoltre previsti interventi di esperti dal mondo dell’industria e, se la logistica sarà fattibile, sarà prevista una visita presso uno stabilimento produttivo di un costruttore di gruppi frigoriferi..

In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento da parte di tutti gli studenti dei moduli 1 e 2 in modalità e-learning e la partecipazione al modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Le conoscenze acquisite saranno verificate mediante una prova orale, che comprende una serie di domande teoriche ed applicative sugli argomenti trattati durante il corso. Il voto finale ottenibile può variare fra un minimo di 18 (preparazione molto limitata) ed un massimo di 30 e lode (preparazione sostanzialmente esaustiva).

Gli studenti possono consultare l’elenco degli appelli d’esame sul sito web del docente e devono iscriversi alla prova prescelta attraverso il sito https://almaesami.unibo.it/

Strumenti a supporto della didattica

Presentazioni con ausilio del PC, esposizione di contenuti teorici e applicativi alla lavagna (virtuale o tradizionale), utilizzo di software di simulazione (REFPROP, Matlab-Simulink, Trnsys), apparato sperimentale del Laboratorio di Fisica Tecnica. Materiale didattico disponibile su https://virtuale.unibo.it/

Link ad altre eventuali informazioni

https://www.youtube.com/watch?v=yUZwaoacBSc

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Matteo Dongellini