Università Roma “La Sapienza” – Dipartimento di Meccanica ed Aeronautica
Strumenti di misura
per audit energetici
Prof. Marco LUCENTINI
U i
Università
ità d
deglili St
Studi
di di R
Roma "L
"La S
Sapienza"
i
"
Analizzatori di rete
•consumo elettrico
•curve di carico
Contabilizzatori di calore
•consumo termico
•curve di carico termico
Contatore volumetrico
con lanciaimpulsi per
ogni unità di
contabilizzazione
Unità centrale di
integrazione con
raccolta dati (logger)
Termoresistenze e cavi di collegamento
Contabilizzatori di calore
•Schema di montaggio
B1 – Sonda di mandata
B2 – Sonda di ritorno
f – Filtro impurità
P – Contatore volumetrico
P1 – Integratore conteggio energia
Anemometri a ventolina
•Portata d’aria
Anemometri da filo caldo
•Portata d’aria
Misure di portata/1
/1
La portata esprime la quantità di fluido (liquido, vapore o
gas) che passa attraverso una sezione (chiusa o aperta)
nell’unità di tempo
p
Può essere espressa in volume o in massa
Portata volumica
Qv=A V [m3/s]
Portata massica
Qm=A V ρ [kg/s]
dove
A: area della sez. di passaggio [m2]
[
]
V: velocità media di efflusso [m/s]
ρ: massa volumica del fluido di efflusso [kg/m3]
Misure di portata/2
/2
La portata in genere è funzione del volume fluente
nell’unità di tempo,
p che si determina appunto
pp
moltiplicando l’area di efflusso per la velocità di
efflusso.
In questo caso, per i fluidi incompressibili (nei
quali vale la relazione ρ=cost), è nota anche la
quantità
tità di materia
t i (massa)
(
) che
h fluisce.
fl i
Per i fluidi non incompressibili (ρ≠cost), occorre
valutare anche la quantità di massa
massa, per cui
occorre valutare anche ρ.
Sensori di portata di interesse
per gli audit energetici
•
Volumetrici
Usati per i contabilizzatori di energia (misure di
energia termica) e per gli anemometri a ventolina
(misure di portate d’aria)
•
Termici a filo caldo
U ti anemometri
Usati
t i a fil
filo caldo
ld ((misure
i
di portate
t t d’
d’aria)
i )
Misuratori di portata volumetrici-1
1
Sono misuratori che rilevano la portata
in base alla generazione di volumi
geometrici la cui variazione viene
conteggiata dal misuratore stesso.
Si compongono di un elemento mobile
a disco
disco, a pistone o ad ingranaggi
ingranaggi, che
sotto la spinta del fluido, assume un
movimento di rotazione o traslazione
che viene raccolto da un dispositivo
gg
meccanico o elettronico di conteggio.
La misura fornita da questi misuratori è
normalmente del tipo integrato o
totalizzato, con possibilità di misura
della portata istantanea attraverso
di
dispositivi
iti i addizionali.
ddi i
li
Misuratori di portata volumetrici-2
2
La relazione di funzionamento è la seguente:
• Portata
P t t in
i volume
l
totalizzata:
t t li
t
Q t K
Qvt=Kmv
· nmv
• Portata in massa totalizzata:
Qmt=Kmv · nmv · ρ
Dove Kmv è la costante di proporzionalità del misuratore e nmv è il numero
di giri
Misuratori di portata termici-1
1
Si basano sul principio di trasferimento
del calore e perciò sono denominati
anche calorimetrici.
Il fluido da misurare è assoggettato
tramite una resistenza riscaldante R
percorsa da una corrente elettrica II, ad
una potenza riscaldante H secondo la
relazione
H=I2 R
Che sarà assorbita dal fluido secondo la
seguente relazione
H=ρ V Cp (T1-T2) = ρ V Cp ∆T
dove:
ρ: massa volumica
l i d
dell flfluido
id
Cp: calore specifico del fluido a pressione costante
V: velocità di efflusso del fluido
T1: temperatura del fluido a monte della resistenza riscaldante
T2: temperatura del fluido a valle della resistenza riscaldante
Misuratori di portata termici-2
2
Misuratori di portata termici
Anemometri a filo caldo
Un tipo particolare di misuratori di portata termici ad inserzione sono quelli
cosiddetti a filo caldo, adatti per misure di grosse tubazioni. Si tratta di
sensori resistivi generalmente impiegati per la misura
della velocità di un fluido in un condotto.
, generalmente
g
di Platino,
,
Sono costituiti da un filo,
riscaldato per effetto Joule e collocato all’interno del
condotto da misurare. Il gas che vi scorre raffredda il
filamento, determinando una variazione della resistenza.
Se il sensore e
e‘ disposto in un ponte, il raffreddamento
produce una tensione di sbilanciamento. La relazione funzionale
di questi dispositivi non è lineare come per quelli calorimetrici, ma di tipo
quadratico e quindi con più limitato campo di lavoro.
Il trasduttore può essere reso sensibile anche al verso
del flusso, disponendo due anemometri ad opportuna
distanza all’interno del condotto, e valutando su quale la
variazione di temperatura si manifesta prima.
U difetto
Un
dif tt ti
tipico
i
di questi
ti strumenti
t
ti e‘‘ la
l forte
f t
dipendenza del comportamento dal tipo di gas utilizzato
(calore specifico) e dalla sua temperatura: per queste
ragioni è richiesta un’accurata calibrazione, teoricamente
i i
di
i l
i
l
f
ili
Misure termoigrometriche
g
•Microclima interno
Termometro ad infrarossi
Igrometro termico elettronico
Termocamere
•Dispersioni termiche (anche elettriche)
Principio
p di funzionamento delle misure
termiche per irraggiamento
Tutti i corpi emettono radiazioni elettromagnetiche dovute
all’agitazione
all
agitazione molecolare e atomica indotta dalla
temperatura (Legge di Stefan-Boltzmann).
I termometri ad infrarossi e le termocamere sfruttano la
radiazione spettrale emessa dai corpi o materiali quando si
trovano ad una certa temperatura
Principio
p di funzionamento
dell’igrometro termico elettronico
E’ un apparecchio
hi costituito
tit it da
d una resistenza
i t
elettronica
l tt i
incapsulata in un materiale igroscopico, tipicamente sale, e
da uno strumento elettrico che misura a sua volta la
resistenza per ottenere il valore dell’umidità dell’ambiente.
La sensibilità di questo strumento varia fortemente con la
temperatura infatti è a due canali con un sensore di
temperatura,
temperatura che può essere un termistore, una
termoresistenza o una termocoppia, e un sensore di umidità
che è una resistenza igroscopica
igroscopica.
L’elettronica dell’apparecchio compensa le deviazioni del
trasduttore di umidità in funzione della temperatura letta e di
conseguenza.
Termografia
g
su q
quadro elettrico
•Dispersioni elettriche
Termografia
g
su q
quadro elettrico
•Dispersioni elettriche
Termografia
g
su q
quadro elettrico
•Dispersioni elettriche
Termografia
g
su q
quadro elettrico
•surriscaldamento di un cavo dovuto ad un cattivo
serraggio dei bulloni
Termografia
g
su compressore
p
•Malfunzionamenti meccanici
Termografia
g
su compressore
p
•Malfunzionamenti meccanici
Termografia
g
su p
piping
p g
•Dispersioni termiche
Termografia
g
su p
piping
p g
•Dispersioni termiche
Termografia
g
su celle frigo
g
•Dispersioni termiche
Termografia
g
su celle frigo
g
•Dispersioni termiche
Termografia
g
su celle frigo
g
•Dispersioni termiche
Termografia
g
su forni
•Dispersioni termiche
Termografia
g
su involucro edilizio
•Dispersioni termiche
Termografia
g
su condotte dell’aria
•Dispersioni termiche
