Presentazione prima lezione (20-04

Massimiliano Pancani
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335/66.99.001
(ogni tanto)
ing. Massimiliano Pancani
Impianti di
Climatizzazione
ing. Massimiliano Pancani
Indice
delle dispense
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 1
I fondamentali
• Unità di misura
• Temperatura
• Umidità
• Pressione
• Energia
• Potenza
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 2
Sistemi energetici
• Sistemi energetici
• Impianti tecnici
• Impianti meccanici
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 3:
Impianti di riscaldamento
• Componenti per la produzione
• Componenti per la distribuzione
• Componenti per l’emissione
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 4:
impianti di ventilazione
• Macchine per il trattamento dell’aria
• Componenti per la distribuzione
• Componenti per la diffusione
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 5:
Le fasi progettuali
• Specifiche di progetto
• Calcolo dei carichi termici
• Schematizzazione impiantistica
• Dimensionamento
• Disegno esecutivo
• Stesura del computo metrico
ing. Massimiliano Pancani
Ogni tanto troverai…
(suggerimento)
(attenzione)
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 1
I fondamentali
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 1
Grandezze di misura
ing. Massimiliano Pancani
Sistema Internazionale
(grandezze fondamentali)
Grandezza
Nome
Simbolo
Lunghezza
metro
m
Massa
chilogrammo
kg
Tempo
Intensità di corrente
elettrica
secondo
s
ampere
A
Temperatura
kelvin
K
Intensità luminosa
candela
cd
Quantità di sostanza
mole
mol
ing. Massimiliano Pancani
Sistema Internazionale
(grandezze derivate per la termotecnica)
Grandezza
Nome
Simbolo
Frequenza
hertz
Hz
Forza
newton
N
Pressione, Tensione
pascal
Pa
Lavoro, Energia,
Quantità di calore
joule
J
Potenza
watt
W
ing. Massimiliano Pancani
Sistema Internazionale
(prefissi)
106 mega
103
kilo
102 hecto
101 deca
100
10−1 deci
10−2 centi
10−3 milli
10−6 micro
M
k
h
da
d
c
m
µ
milione
mille
cento
dieci
uno
decimo
centesimo
millesimo
milionesimo
1.000.000
1.000
100
10
1
0,1
0,01
0,001
0,000 001
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 1
Temperatura
ing. Massimiliano Pancani
Diagramma pscicrometrico
ing. Massimiliano Pancani
Temperatura a bulbo secco e bulbo umido
ing. Massimiliano Pancani
Temperatura di rugiada
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 1
Umidità
ing. Massimiliano Pancani
Umidità assoluta e umidità relativa
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 1
Pressione
ing. Massimiliano Pancani
Pressione
La pressione rappresenta una forza che agisce
perpendicolarmente all’unità di superficie.
L’unità di misura della pressione è il Newton su
metro quadro [N/m2] chiamato anche pascal [Pa].
Nell’impiantistica termotecnica si assume spesso per
semplicità 1 bar = 1 atm = 10 m.c.a = 100 kPa.
ing. Massimiliano Pancani
Evangelista Torricelli
(1608-1647)
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 1
Energia (termica)
ing. Massimiliano Pancani
Energia termica (calore)
L’energia termica, o calore, è una forma di
energia.
Nel S.I. si misura in joule [J].
Nell’impiantistica termotecnica si usa anche
1 kWh = 860 kcal = 3.600.000 J.
ing. Massimiliano Pancani
Vi presento…
James
Joule
ing. Massimiliano Pancani
calore
calore sensibile
calore latente
ing. Massimiliano Pancani
Calore sensibile
ing. Massimiliano Pancani
Calore sensibile
Quello associato a trasformazioni in cui
l’unica grandezza che varia è la temperatura.
ing. Massimiliano Pancani
Calore sensibile
(il grafico)
ing. Massimiliano Pancani
Calore sensibile
(la formula)
QS = m∙cp∙∆T
• Qs è il calore sensibile [kcal nel S.T.] [kJ nel S.I.]
• m è la massa della sostanza che scambia calore sensibile [kg]
• cp è il calore specifico della sostanza stessa
(vale cp = 0,24 kcal/kga.s. K (nel S.T.) e cp = 1,02 kJ/kga.s. K (nel S.I.)
• ∆T è la variazione di temperatura [K oppure °C].
ing. Massimiliano Pancani
Esempio 1
Si abbia 10 kg di aria secca contenenti 100
g di vapore acqueo devono essere riscaldati
da 15°C a 40°C.
Calcolare il calore sensibile necessario e
rappresentare la trasformazione sul
diagramma psicrometrico.
ing. Massimiliano Pancani
Soluzione esempio 1
(numerica)
QS = m∙cp∙∆T
(lavagna)
ing. Massimiliano Pancani
Soluzione esempio 1
(grafica)
ing. Massimiliano Pancani
Calore latente
ing. Massimiliano Pancani
Calore latente
Quello associato a trasformazioni in cui la grandezza
che varia è l’umidità mentre la temperatura resta
costante.
ing. Massimiliano Pancani
Calore latente
(il grafico)
ing. Massimiliano Pancani
Calore latente
(la formula)
QL = m∙cv∙∆X
• Qs è il calore sensibile [kcal nel S.T.] [kJ nel S.I.]
• m è la massa della sostanza che scambia calore sensibile [kg]
• cv è il calore latente di vaporizzaizone della sostanza stessa
(vale cv = 596 kcal/kga.s. (nel S.T.) e cv = 2.490 kJ/kga.s. (nel S.I.)
• ∆X è la variazione di umidità specifica [g acqua/kg aria secca]
ing. Massimiliano Pancani
Esempio 2
Si abbia 10 kg di aria secca contenenti 100
g di vapore acqueo devono essere riscaldati
da 15°C a 40°C.
Calcolare il calore latente necessario e
rappresentare la trasformazione sul
diagramma psicrometrico.
ing. Massimiliano Pancani
Soluzione esempio 2
(numerica)
QL = m∙cv∙∆X
(lavagna)
ing. Massimiliano Pancani
Soluzione esempio 2
(grafica)
ing. Massimiliano Pancani
Entalpia
ing. Massimiliano Pancani
Entalpia
Rappresenta il contenuto totale di energia di
un fluido
h è l’entalpia specifica e si misura in kJ/kg.
H è l’entalpia totale e si misura in kJ.
ing. Massimiliano Pancani
Entalpia
(il grafico)
ing. Massimiliano Pancani
Entalpia
(il grafico)
ing. Massimiliano Pancani
Entalpia
(la formula)
Q = m∙∆h
• Q è il calore trasferito [kcal nel S.T.] [kJ nel S.I.]
• m è la massa della sostanza che scambia calore sensibile [kg]
• ∆h è la variazione di entalpia [kcal/kg nel S.T] [kJ/kg nel S.I.]
ing. Massimiliano Pancani
Calore totale
ing. Massimiliano Pancani
Calore totale
(il grafico)
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 1
Potenza (termica)
ing. Massimiliano Pancani
Potenza
È il rapporto tra un lavoro, o uno scambio di energia,
e il tempo in cui questo è avvenuto.
In termotecnica rappresenta il rapporto tra la
quantità di calore scambiato e il tempo in cui è
avvenuto tale scambio
L’unità di misura della potenza,
nel Sistema Internazionale, è il watt [W].
ing. Massimiliano Pancani
Vi presento…
James
Watt
ing. Massimiliano Pancani
Potenza
(la formula)
P = G∙∆h
• P è la potenza scambiata [W nel S.I.]
• G è la portata in massa della sostanza che scambia calore [kg/s]
• ∆h è la variazione di entalpia [kcal/kg nel S.T] [kJ/kg nel S.I.]
ing. Massimiliano Pancani
Esempio 3
Calcolare la potenza termica sensibile da
fornire a 3.000 m³/h per portare le sue
condizioni da A a B in riferimento
all’esempio 1.
ing. Massimiliano Pancani
Soluzione esempio 3
(numerica)
Ps = G∙cp∙∆T
(lavagna)
ing. Massimiliano Pancani
Suggerimento
La potenza
è un costo di impianto
l’energia
è un costo di gestione
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 2
Sistemi energetici
Impianti tecnici
Impianti meccanici
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 2
Impianti meccanici
ing. Massimiliano Pancani
Riscaldamento
Impianti di
climatizzazione
Condizionamento
Ricambio aria
Impianti
meccanici
Adduzione idrica
Impianti
sanitari
impianti
antincendio
Smaltimento
acque reflue
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 2
Impianti tecnici
ing. Massimiliano Pancani
Impianti meccanici
Impianti elettrici
Impianti
tecnici
Impianti di sicurezza
Impianti ascensori
ecc…
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 2
Sistemi energetici
ing. Massimiliano Pancani
Sistema energetico
Un sistema energetico è un sistema che
utilizza delle risorse energetiche per
produrre un effetto utile.
ing. Massimiliano Pancani
Sistema energetico
(reale)
Risorse
energetiche
Flusso
energetico
Usi finali
Effetto utile
ing. Massimiliano Pancani
Effetto utile
ing. Massimiliano Pancani
Effetto utile
•
•
•
•
Meccanico
Termico
Luminoso
Elettronico/Elettrico
ing. Massimiliano Pancani
Sistema energetico
(reale)
Interazione con l’ambiente
Risorse
energetiche
Flusso
energetico
Usi finali
Effetto utile
Rifiuti
ing. Massimiliano Pancani
Questo è un sistema energetico?
ing. Massimiliano Pancani
Questo è un sistema energetico?
ing. Massimiliano Pancani
Questo è un sistema energetico?
ing. Massimiliano Pancani
Risorse energetiche
primarie
Processi di conversione
Sistemi energetici
Processi di trasporto
e stoccaggio
Usi finali dell’energia
ing. Massimiliano Pancani
Sistemi di
conversione energetica
ing. Massimiliano Pancani
Sistema di conversione energetica
ing. Massimiliano Pancani
Mai sentito parlare di
exergia?
ing. Massimiliano Pancani
Sistema di trasformazione energetica
ing. Massimiliano Pancani
Sistemi di
trasporto energetico
ing. Massimiliano Pancani
Definizione
Un mezzo che consente di trasportare e/o
stoccare l’energia si definisce
vettore energetico.
ing. Massimiliano Pancani
Sistema di trasformazione energetica
• Trasporto vettore chimico liquido
• Trasporto vettore chimico solido
• Trasporto vettore chimico gassoso
• Trasporto vettore elettrico
• Trasporto vettore termico
• Trasporto vettore meccanico
ing. Massimiliano Pancani
Sistemi di
stoccaggio energetico
ing. Massimiliano Pancani
Sistema di stoccaggio energetico
•
•
•
•
•
•
Stoccaggio chimico liquido
Stoccaggio chimico solido
Stoccaggio chimico gassoso
Stoccaggio elettrochimico
Stoccaggio termico
Stoccaggio meccanico
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 3
Impianti di
riscaldamento
e condizinamento
ing. Massimiliano Pancani
Li puoi pensare come composti da:
produzione
distribuzione
emissione
ing. Massimiliano Pancani
Capitolo 3
Componenti per la produzione
ing. Massimiliano Pancani
Gruppi termici (caldaie)
ing. Massimiliano Pancani
Componenti principali
Bruciatore
Corpo caldaia
Canna fumaria
ing. Massimiliano Pancani
Caldaia
(Bruciatore)
ing. Massimiliano Pancani
Caldaia
(Camera di combustione)
ing. Massimiliano Pancani
Caldaia
(corpo caldaia)
ing. Massimiliano Pancani
Rendimento
ing. Massimiliano Pancani
Caldaie
(classificazione)
In base al
combustibile
In base al materiale
del corpo caldaia
Caldaie
In base al tipo di
installazione
Condensazione
e non
ing. Massimiliano Pancani
Caldaie
(non a condensazione)
ing. Massimiliano Pancani
Combustibili
ing. Massimiliano Pancani
Caldaie
(a condensazione)
ing. Massimiliano Pancani
Caldaie
(a condensazione)
ing. Massimiliano Pancani
Caldaie
(a gas e cippato)
ing. Massimiliano Pancani
Caldaia
(murali e a terra)
ing. Massimiliano Pancani
Centrali termiche
ing. Massimiliano Pancani
ing. Massimiliano Pancani
ing. Massimiliano Pancani
Caldaie (posizionamento)
ing. Massimiliano Pancani
ing. Massimiliano Pancani
ing. Massimiliano Pancani
Caldaie (spazi di rispetto)
ing. Massimiliano Pancani