7° CONVEGNO WIT MONTEGROTTO TERME 06 Maggio 2011 · Modalità di funzionamento di un camino a...
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Come funziona un camino
Dimensionamento di un camino
Esempi di calcolo
Sistemi per stabilizzare il tiraggio
Calcolo trasmittanza e resistenza al fuoco
dei camini
AGENDA
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Come funziona
un camino ?Come funziona
un camino ?
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Tre fenomeni fisico-chimici legati tra di loro
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LA COMBUSTIONE
E’ una reazione chimica esotermica fra un
combustibile e un comburente (ossigeno)
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stechiometria della combustione
del metano
1 molecola di metano richiede 2 molecole
di ossigeno
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Strutturalmente il legno è costituito da:
- 50% di carbonio
- 42% di ossigeno
- 6% di idrogeno
- 2% di minerali, azoto, pigmenti.
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stechiometria della combustione
(cellulosa/glucosio)
1 molecola di glucosio richiede
6 molecole di ossigeno
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nella realtà la combustione avviene in eccesso d’aria
perché’ solo quella teorica non è sufficiente
5 m³ aria per kg 8 m³ aria
9,5 m³ aria per m³ 13 m³ aria
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La combustione in difetto d’aria oltre a diminuire il rendimento del
generatore, provoca un’elevata produzione di ossido di carbonio in
quanto l’apparecchio continua a prelevare l’aria dall’ambiente
( a volte anche dalla canna fumaria ) la medesima quantità d’aria
corrispondente alla propria portata e se l’ossigeno presente nell’aria è
diminuito, non è più possibile l’ossidazione completa del
combustibile. Ciò provoca la micidiale formazione di ossido di
carbonio che come noto è incolore e inodore, caratteristiche che lo
rendono particolarmente pericoloso.
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Ora è chiara l’importanza di un adeguata
ventilazione del locale d’installazione del
generatore, secondo anello della nostra catena
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UNI 10683Generatori di calore alimentati a legna o altri biocombustibili solidi.
VERIFICA,INSTALLAZIONE,CONTROLLO E MANUTENZIONE
UNI 7129-2Impianti a gas per uso domestico e similari alimentati da rete di distribuzione
PROGETTAZIONE EINSTALLAZIONE
Parte2: installazione degli apparecchi di utilizzazione, ventilazione e aerazione dei
locali d’installazione
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L’evacuazione dei prodotti della combustione
è il terzo argomento legato alla combustione e
alla ventilazione
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Il funzionamento di un camino si basa
sul principio dei vasi comunicanti
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A BImmaginando due camini “A” e
“B”(fig.1), di identica altezza, posti in
comunicazione tra di loro, alla base,
da un tratto orizzontale, munito al
centro di una saracinesca che li separi.
Alla temperatura ambiente l’aria dei
due camini avrà lo stesso peso e di
conseguenza la stessa densità: saranno
perciò in equilibrio statico.
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A B
Se però forniamo calore alla base della
colonna “A” la temperatura dell’aria
comincerà a salire. L’aumento della
temperatura provocherà l’espansione di
una parte dell’aria verso la sommità del
camino e l’aria rimanente diminuirà di
densità diventando più leggera.
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A BOra aprendo la saracinesca mettiamo in
collegamento tra di loro le due colonne
rompendo così il loro equilibrio statico. L'aria
contenuta nella colonna “A” essendo meno
densa e quindi piu’ leggera, tenderà ad essere
espulsa dalla sommità del camino dall’aria
più fredda e più pesante presente della
colonna “B”. A contatto con la fonte di calore,
però, l’aria fredda proveniente dalla colonna
“B” aumenterà di temperatura e divenuta
anch’essa più leggera verrà spinta verso l’alto
dalla nuova aria che sopraggiunge: l'unione
delle due colonne e la fonte di calore,
determinano il funzionamento del sistema.
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A B
I fumi prodotti dalla
combustione, essendo più
caldi dell’aria circostante,
creano una differenza di
pressione che tende a farli
salire verso l’alto
generando quel fenomeno
chiamato TIRAGGIO
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Il TIRAGGIO di un camino quindi e’ in funzione :
Della sua altezza utile
Della temperatura esterna atmosferica
Della temperatura media dei fumi lungo il camino
Affinché’ un camino funzioni:
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T > ( a + b + c + d + e + f +g )
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Modalità di funzionamento di un camino
Tiraggio naturale
segno negativo
depressione
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Modalità di funzionamento di un camino a
pressione negativa
Il calcolo delle dimensioni interne (sezione trasversale) dei camini funzionanti a pressione
negativa è basato sui 4 criteri:
1. il tiraggio minimo all’ingresso dei prodotti della combustione nel camino deve essere
uguale o maggiore del tiraggio minimo richiesto all’ingresso dei prodotti della
combustione nel camino.
2. il tiraggio minimo all’ingresso dei prodotti della combustione nel camino deve essere
uguale o maggiore della resistenza alla pressione effettiva dell’aria comburente
3. il tiraggio massimo all’ingresso dei prodotti della combustione nel camino deve essere
uguale o minore del tiraggio massimo permesso all’ingresso dei prodotti della combustione
nel camino.
4. la temperatura della parete interna allo sbocco del camino deve essere uguale o
maggiore della temperatura limite.
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Tiraggio forzato
segno positivo
pressione+
+
+
+
+
+
+
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Modalità di funzionamento di un camino a
pressione positiva
Il calcolo delle dimensioni interne (sezione trasversale) della pressione positiva si basa
invece sui seguenti criteri:
• la pressione positiva massima all’entrata dei prodotti della combustione nel camino deve
essere uguale o minore della pressione differenziale massima all’entrata dei prodotti della
combustione nel camino.
• la pressione positiva massima nel canale da fumo e nel camino non deve essere
maggiore della sovrappressione per la quale entrambi sono stati designati.
• la pressione positiva minima all’entrata dei prodotti della combustione nel camino deve
essere uguale o maggiore della pressione differenziale minima all’entrata dei prodotti della
combustione nel camino.
• la temperatura della parete interna allo sbocco del camino deve essere uguale o
maggiore della temperatura limite.
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Una canna fumaria al servizio di più
apparecchi dotati di ventilatore può
essere dimensionata per funzionare
in depressione o pressione.
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++ +
+
Come faccio a sapere
quando un camino lavora in
pressione o depressione ?
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Quali dati mi servono per dimensionare un camino?
1- TIPO DI GENERATORE DI CALORE
2- COMBUSTIBILE IMPIEGATO
3- POTENZIALITA’ UTILE DEL GENERATORE
4- TEMPERATURA FUMI
5- PORTATA MASSICA DEI FUMI
6- PREVALENZA RESIDUA AL CAMINO o TIRAGGIO RICHIESTO
7- ALTEZZA UTILE CAMINO
8- LOCALITA’ DI INSTALLAZIONE
9- POSIZIONAMENTO CANNA FUMARIA
10-TIPO DI MATERIALE UTILIZZATO
11-SVILUPPO DEL CANALE DA FUMO
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UNI EN 13384-1Camini Metodi di calcolo termico e fluido dinamico
Parte1: Camini asserviti ad un solo apparecchio
La norma definisce i metodi di calcolo delle caratteristiche termiche e fluido
dinamiche dei camini asserviti ad un solo apparecchio. I metodi descritti sono
applicabili ai camini in pressione positiva o negativa in condizioni operative
umide o a secco.
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UNI EN 13384-1 d
Verifica solo camini al servizio di apparecchi a tiraggio naturale con il
funzionamento del camino e del canale da fumo in depressione
depressione
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UNI EN 13384-1 p
pressione
Verifica solo camini al servizio di apparecchi a tiraggio forzato con il
funzionamento del camino in depressione e pressione
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UNI EN 13384-2Camini Metodi di calcolo termico e fluido dinamico
Parte1: Camini asserviti a più apparecchi da riscaldamento
La norma definisce i metodi di calcolo delle caratteristiche termiche e fluido
dinamiche de camini asserviti a più apparecchi da riscaldamento. I metodi
descritti sono applicabili ai camini in pressione positiva o negativa in condizioni
operative umide o a secco.
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UNI EN 13384-2
Canne collettive monoflusso e bilanciate asservite ad apparecchi di tipo C, con un
numero di allacciamenti, posizionati uno o due per piano, per un massimo di 5 piani.
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Collettori funzionanti in pressione negativa e positiva asserviti a più
generatori.
UNI EN 13384-2
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2 piani 3 piani 4 piani 5 piani
non previstanon prevista non prevista non prevista
UNI 13384-2UNI 13384-2 UNI 13384-2 UNI 13384-2
Apertura di compensazione
Se non incorporate nel generatore , prevedere sempre le valvole a
clapet all’uscita fumi dell’apparecchio.
UNI EN 13384-2 Collettore in pressione
13384-2 p Collettore in
pressione
13384-1 p Camino singolo
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13384-1 d Camino singolo in depressione
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ESERCIZIO : 13384-1 d Camino
singolo in depressione
Localita’ : Costermano -VR-H camino: 10 mtInstallazione camino : canna fumaria esistente muratura 350 x 350 mmLunghezza canale da fumo: 1 mtDislivello canale da fumo-camino: 0,3 mGeneratore: caldaia a legna NORDICA mod. DC 50S
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La distanza da materiali combustibili
Come si calcola
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Nella designazione di prodotto troviamo la
distanza da rispettare
SINO
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UNI 10683:2012Generatori di calore alimentati a legna o altri biocombustibili solidi.
VERIFICA,INSTALLAZIONE,CONTROLLO E MANUTENZIONE
«…..Ogni qualvolta si devono attraversare materiali combustibili non classificati
A1 si devono utilizzare in alternativa:
- Camino composito con calcolo delle distanze secondo la UNI 15287-1
e UNI 15287-2
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EN 1856-1 e EN 1856-2
Le norme prescrivono che la temperatura di materiali combustibili
non debbano superare i seguenti limiti:
Resistenza la calore T 600* (con prova a 700°C) ≤ 85°C
Shock termico ( con prova a 1000°C) ≤ 100°C
* Esempio di materiale certificato T 600
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Software Kappa – calcolo resistenza al fuoco dei camini-
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Possibilità di inserire materiali in archivio
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Risultati completi e stampa della relazione di calcolo
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Grafico
Grazie a
tutti per
l’attenzione e la
pazienza !
Martinetto Marco
«La mente è come un paracadute:
funziona solo se si apre.» A.Einstein
