34622 - TERMOTECNICA 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

Elementi di scambio termico in regime dinamico. Calcolo del comportamento di una parete in regime dinamico. Matrice di trasferimento termico associata ad una parete. Ammettenza. Capacità termica effettiva e Trasmittanza dinamica. Calcolo dell'attenuazione e dello sfasamento di una parete. Ruolo della massa superficiale e della diffusività termica sulle caratteristiche dinamiche di una parete. Confronto delle prestazioni dinamiche di pareti in cartongesso e in muratura. Decreto Amministrativo Regionale ER n°156/2008 e contenimento dei consumi energetici per il condizionamento estivo. Classi di prestazione delle pareti.

Carichi termici estivi. Metodo dei fattori di accumulo (metodo Carrier). Valutazione del calore sensibile scambiato per radiazione, trasmissione e ventilazione. Valutazione del carico latente ambiente. Concetto di fattore di accumulo per radiazione solare e per illuminazione artificiale. Differenza di temperatura equivalente. Esempio numerico sulla valutazione del carico estivo associato ad un locale con il metodo de 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. Metodo CLTD/SCL/CLF per il calcolo dei carichi termici estivi. Calcolo della temperatura massima estiva in un locale non condizionato: metodo delle ammettenze secondo norma UNI 13792.  Norma UNI-TS 11300 parte 1: calcolo del fabbisogno di energia termica per il condizionamento estivo dell'involucro. Calcolo dell'energia dispersa per trasmissione e ventilazione. Calcolo degli apporti solari ed interni giornalieri. Calcolo del periodo di raffrescamento. Calcolo del fattore di utilizzazione delle dispersioni. Definizione di EPe, invol. Decreto n.59/09 e limiti di EPe,invol. 

Miscele aria-vapore e componenti UTA : classificazione. Richiami sulle miscele aria-vapore d'acqua. Componenti principali di una Unità di Trattamento dell'Aria (UTA). Mescolatore adiabatico. Batteria di riscaldamento. Batteria di raffreddamento. Fattore di by-pass. Temperatura media superficiale. Temperatura di superficie bagnata. Umidificatori ad acqua liquida e a vapore. 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 inverno ed in estate.

Impianti di condizionamento. Impianti a tutt'aria. Architettura di un impianto di condizionamento e ciclo di lavoro estivo ed invernale. Esercizi numerici sul dimensionamento di un impianto di condizionamento invernale a tutt'aria monocondotto.Esercizi numerici sul dimensionamento di un impianto di condizionamento estivo a tutt'aria monocondotto. Impianti monozona e multizona a condotto singolo, impianti a doppio condotto, impianti VAV: principio di funzionamento e cicli di lavoro. Impianti misti aria-acqua. Impianti ad acqua. Risparmio energetico e impianti di condizionamento. By-pass dell'aria di ricircolo e dell'aria di miscela: vantaggi e limiti. Free cooling diretto totale e parziale. Free cooling con umidificazione indiretta e diretta. Campi di applicazione. Gruppi frigo e post-riscaldamento estivo.

Pompe di Calore. Riscaldamento dell'aria in inverno e Pompe di Calore. COP e EER. Classificazione delle Pompe di Calore. Dimensionamento delle Pompe di Calore. Temperatura di balance point. Bin method per il calcolo del COP medio stagionale di una pompa di calore aria-aria. Impianti a pompa di calore in funzionamento monovalente, monoenergetico e bivalente. Regole di dimensionamento. Pompe di calore geotermico. Dimensionamento del collettore di terra e delle sonde verticali. Pompe di calore a gas con motore endotermico. Macchine a recupero diretto e a recupero indiretto.

Sistemi di distribuzione dell'aria. 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. Caratteristiche dei canali di distribuzione e delle bocchette di immissione.

Testi/Bibliografia

BRUNELLO P.F., BETTANINI, Lezioni di impianti tecnici vol. II, Ed. SGE, Padova, 1993

MORINI G.L., Dispense sul condizionamento dell'aria.

Metodi didattici

Tutti gli argomenti trattati nel Corso verranno conclusi da una esercitazione numerica e/o pratica presso il Laboratorio di Termotecnica del Lazzaretto.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova scritta e in un colloquio su due temi distinti. E' prevista una prima prova scritta parziale a metà corso (sui metodi di calcolo dei carichi estivi) ed una seconda prova parziale, alla fine del corso, sul dimensionamento degli impianti di condizionamento estivo ad aria. Il superamento delle due prove parziali esonera i candidati dalla prova scritta. Per quanto concerne l'esame orale esso può essere sostenuto solo dopo aver superato la prova scritta. L'orale verte su un colloquio su due temi distinti: i temi possono essere sia di carattere strettamente teorico che applicativo, con riferimento alle applicazioni illustrate durante le esercitazioni e/o alle esperienze svolte in laboratorio.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni teoriche verranno svolte con l'ausilio di supporti audiovisivi (lucidi e diapositive PowerPoint). Le esperienze in laboratorio verranno condotte presso il Laboratorio del Lazzaretto del DIENCA (Sez. Termotecnica e Impianti) con l'ausilio di strumentazione per uso didattico.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gian Luca Morini