IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE
parti 3 4
parti 3 ‐
1
IMPIANTO TERMICO
In g
generale si p
può p
pensare articolato nelle seguenti
g
parti:
Generatore
uno o più apparati che forniscono energia termica
ad un mezzo di “trasporto”
trasporto del calore detto “fluido
fluido
termovettore”
Rete di distribuzione
insieme di componenti (ad es. tubazioni, pompe,
canalizzazioni ventilatori,
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 ll’energia
energia
termica trasportata dal fluido termovettore alle
utenze finali da riscaldare.
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 ll’arco
arco della giornata e
del periodo invernale).
3
Tipi
p di generatori
g
Caldaie
Sono apparecchi alimentati con combustibile
fossile (gas metano, GPL, gasolio, carbone, legna,
ecc.)) che,
h tramite
t
it il fenomeno
f
d ll combustione,
della
b ti
trasferiscono calore al fluido termovettore.
caldaia murale caldaia a basamento
ld i
l
ld i b
t
4
La combustione è la combinazione chimica del
carbonio del combustibile (fossile) con l’ossigeno
(dell aria).
(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
un’adeguata
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 m3), detratto quanto “speso” per la
produzione di vapor d
d’acqua
acqua (prodotto dalla
combinazione dell’idrogeno del combustibile con
l’ossigeno
g
dell’aria).
)
5
Il prodotto della portata di combustile (ad es. m3/s)
con il relativo p.c.i. (ad es. kJ/m3) 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
a condensazione
condensazione” che
“recuperano” almeno in parte la potenza “spesa” la
produzione del vapor d
d’acqua
acqua.
Il massimo valore di P per una caldaia è indicato
con Pn e prende il nome di potenza utile nominale.
nominale
Il rapporto P/W = η, detto rendimento utile della
caldaia varia in funzione della reale potenza
caldaia,
erogata.
6
Andamento del rendimento di alcuni tipi di caldaie
7
Il DPR 660/96 prevede ll’assegnazione
assegnazione del
marchio CE alle caldaie e l’assegnazione di un
numero di “stelle”
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
l Pn
P
≥ 93 + 2 log
l Pn
P
≥ 89 + 3 log
(°) temperatura media acqua in caldaia 70°C
((°°)) temperatura media acqua in caldaia 50°C
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
g
prescrivono obblighi
p
g diversificati
sia per la loro collocazione che nei confronti degli
Enti p
pubblici di controllo ((Comune,, ISPESL,, VV.F.).
)
Caldaie di portata termica inferiore a 35 kW
Possono essere installate
P
i t ll t all’interno
ll’i t
d ll unità
delle
ità
immobiliari rispettando alcune semplici condizioni
( d es. la
(ad
l norma UNI 7129 per le
l caldaie
ld i alimentate
li
t 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,
collocazione le dimensioni
dei locali, le modalità di accesso, la ventilazione dei
locali le distanze da altre attività,
locali,
attività il sistema di
adduzione del combustibile, ecc .
E’ necessario depositare il progetto dell
E
dell’impianto
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
all’esterno
esterno
o
all’interno di appositi locali (centrali termiche)
rispettando specifiche disposizioni legislative per
quanto concerne la loro collocazione, le dimensioni
dei locali,
locali le modalità di accesso,
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
g
il certificato di p
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.
maggiore
Il loro funzionamento è basata sul ciclo inverso di
Carnot (macchina frigorifera) compiuto da un
idoneo fluido (fluido frigorigeno).
La p
pompa
p
di calore ((PdC)) è essenzialmente
composta da:
p
((di vapore)
p
) azionato da motore
• un compressore
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
t
termica
i
Q1 risulta
i lt superiore
i
alla
ll potenza
t
Q
“spesa” per produrre la potenza meccanica L
utilizzata
tili
t per azionare
i
il compressore della
d ll PdC.
PdC
Se il compressore è azionato da motore elettrico
L è circa pari a 2.65 Q.
Quindi Q1 > Q se COP > 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
g
controllo delle
immissioni di rumore (valutazione dell’impatto
acustico).
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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
C ll tt
Collettore solare a circolazione naturale con serbatoio si accumulo
l
i l i
t l
b t i i
l
19
Collettore solare piano Sezione schematica
Collettore solare piano. Sezione schematica
20
Collettori solari. Tipologie di superfici assorbenti
21
Reti di distribuzione
T b i i
Tubazioni
In g
genere si utilizzano tubazioni in
-
acciaio (nero o zincato)
-
rame
-
multistrato
per il trasferimento del fluido termovettore dal
generatore ai terminali di scambio.
scambio
E’ richiesta la loro coibentazione.
22
Tubazioni in acciaio
23
Tubazioni in rame
24
Tubi acciaio (pollici) ‐ perdite carico continue Tubi acciaio (pollici) perdite carico continue ‐ temp.acqua temp.acqua = 10
10°C
C
25
Tubi acciaio (pollici) ‐ perdite carico continue Tubi acciaio (pollici) perdite carico continue ‐ temp.acqua temp.acqua = 80
80°C
C
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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.
scambio
E’ richiesta la loro coibentazione.
29
Canalizzazioni
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31
