Fisica Tecnica Ambientale - ciriaf.it · Fisica Tecnica Ambientale Lezione del 30 aprile 2015 Ing....

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Fisica Tecnica Ambientale Lezione del 30 aprile 2015 Ing. Francesco D’Alessandro [email protected] Università degli Studi di Perugia Sezione di Fisica Tecnica Corso di Laurea in Ingegneria Edile e Architettura A.A. 2014/2015

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Fisica Tecnica Ambientale

Lezione del 30 aprile 2015

Ing. Francesco D’Alessandro

[email protected]

Università degli Studi di Perugia

Sezione di Fisica Tecnica

Corso di Laurea in Ingegneria Edile e Architettura A.A. 2014/2015

Argomenti

CONDIZIONAMENTO DELL’ARIA

• Riepilogo: Grandezze psicrometriche

• Trattamenti dell’aria

– Trattamento estivo

– Trattamento invernale

• Descrizione di un condizionatore

• Impianto a tutt’aria

– Criteri progettuali

– Esempio

Grandezze psicrometriche

• Umidità specifica X [gr/kg di aria secca] Rapporto fra la massa d'acqua e la massa di aria secca contenuti in un assegnato volume di aria umida

• Umidità relativa φ [%] rapporto fra la massa di vapor d'acqua contenuta in un volume di aria umida e la massa di vapor d'acqua contenuta nello stesso volume di aria satura, alla stessa temperatura

L’umidità relativa è la grandezza fondamentale per il benessere termoigrometrico perché è quella che determina la nostra sensazione di umidità

watm

w

a

m

PP

P622

mX w

ws

w

ws

w

P

P

m

Grandezze psicrometriche

• Temperatura di rugiada [°C] Temperatura alla quale si forma la prima goccia di acqua liquida dopo che un volume di aria umida ha percorso un raffreddamento isobaro

0,2

0,6

0,4

1,0

0,8

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400374 °C TEMPERATURA CRITICA

0 2 64 8 101 3 5 6 9

0,01 °C TEMPERATURA PUNTO TRIPLO

Gas

Liquido

Liquido+

Vapore

Vapore

Surriscaldato

RA

A

A'

A''

P =

co

stw

T= TrA

H O2

Tem

per

atu

ra (

°C)

X =

0,0

Solido + VaporeEntropia (kJ/kg K)

Grandezze psicrometriche

• Temperatura di brina [°C]

0,2

0,6

0,4

1,00,8

Tem

per

atura

(°C

)

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400374 °C TEMPERATURA CRITICA

0 2 64 8 101 3 5 6 9

Entropia (kJ/kg K)

0,01 °C TEMPERATURA PUNTO TRIPLO

Gas

Liquido

Liquido+

Vapore

Solido + Vapore

Vapore

Surriscaldato

BA

AA'

A''

P =

P

wT

P

P =

co

stw

H O2

T=TbA

X =

0,0

Grandezze psicrometriche

• Temperatura di bulbo umido [°C] Si misura con lo psicrometro. Serve per determinare l’umidità assoluta

aspirazione aria

garza imbevuta di

acqua distillata

termometro a

bulbo umido

termometro a

bulbo secco

ventilatore centrifugo

trascinato da un

movimento

ad orologeriaespulsione

aria

carica manuale

T

Tb

a

Tbu

X

Condizionamento dell’aria

Trattamenti dell’aria

Trattamenti dell’aria di un

impianto a tutt’aria

Diagramma psicrometrico

Caso estivo Condiz. progetto (A): T= 26±1°C ; φ=50±10% Condiz. esterne (E): T= 34°C ; φ=50% E-RE-RI : raffreddamento con deumidificazione RI-I : post-riscaldamento

Caso invernale Condiz. progetto (A): T= 20±1°C ; φ=50±10% Condiz. esterne (E): T= 0°C ; φ=80% E-P : pre-riscaldamento P-SP : umidificazione adiabatica SP-I: post-riscaldamento

Condizionamento dell’aria

Descrizione di un condizionatore a tutt’aria

Dopo aver attraversato le serrande 1 ed i filtri 2,

l'aria esterna è preriscaldata, soltanto in inverno,

dalla batteria calda 3 e si mescola con l'aria di

ricircolo, proveniente dall'ambiente condizionato

attraverso le serrande tarate 17.

L'aria mescolata è ulteriormente filtrata dai filtri a

secco 4, quindi raffreddata e deumidificata,

soltanto in estate, dalla batteria fredda 5; dopo

la umidificazione adiabatica, che ha luogo,

soltanto in inverno, nella sezione di

umidificazione 6, l'aria è post-riscaldata nella

batteria calda 8 ed infine inviata all'ambiente

climatizzato per mezzo del ventilatore centrifugo

di mandata 9.

K

I

A

RI

RE E

TRATTAMENTO ESTIVO

A

K

P E

I

SP=RI

TRATTAMENTO INVERNALE

K

I

A

RI

RE E

TRATTAMENTO ESTIVO

A

K

P E

I

SP=RI

TRATTAMENTO INVERNALE

L'aria condizionata è introdotta

nell'ambiente attraverso i terminali di

immissione 10; con i terminali di

estrazione 11, situati nella parte alta per

favorire l'eliminazione del fumo da

sigaretta, viene effettuata una parte

dell'espulsione dell'aria, aspirata dal

ventilatore 12 ed espulsa per mezzo del

canale 13. La rimanente portata d'aria è

ripresa attraverso la griglia 14 e spinta dal

ventilatore 15 verso le serrande di

espulsione 16 e, in parte, verso le serrande

di ricircolo 17.

K

I

A

RI

RE E

TRATTAMENTO ESTIVO

A

K

P E

I

SP=RI

TRATTAMENTO INVERNALE

Il raccoglitore 18, il riscaldatore 19 e la pompa

20 assicurano il funzionamento della sezione di

umidificazione.

La batteria fredda 5 è alimentata dalla pompa

21 dell'acqua refrigerata, prodotta

nell'evaporatore 22 della macchina frigorifera

a compressione. Questa è composta altresì dal

compressore 23 e dal condensatore 24; l'acqua

di condensazione, raffreddata nella torre

evaporativa 26, è spinta dalla pompa 25. Infine

la caldaia 27, per mezzo della pompa 28,

alimenta le batterie calde ed il riscaldatore 19.

Trattamenti dell’aria di un impianto a tutt’aria con ricircolo

E P

SM = RI

K

A

I

E

A

K

RM

I

RI

P’

M

M Caso invernale

Caso estivo

M è il punto corrispondente alla miscelazione adiabatica di aria esterna

(E) ed aria di ricircolo (A nel caso estivo, P’ nel caso invernale)

Regolazione a punto fisso

Un condizionatore non funziona quasi mai in regime stazionario

Carichi termici (sia interni che esterni) diversi da quelli di progetto e fortemente variabili nel tempo

Si mantiene fisso, sia in estate che in inverno, il punto di rugiada relativo al punto di introduzione I (RI)

Il funzionamento del condizionatore è svincolato dalla variabilità delle condizioni climatiche esterne

B

C

1

B

C

2

B

F

U

AsF sPR

GaGa

TPR TF TA

sA

c.c. c.r. c.c.

VC1 VF VC2

Nel caso estivo, la regolazione è attuata con un termostato TF, il cui sensore è installato all’interno del

condizionatore, nel flusso d’aria subito a valle della batteria fredda; TF regola la portata d’acqua nelle batterie di

acqua refrigerata, in modo che la temperatura dell’aria si mantiene costante ed eguale a TRI.

Al variare della posizione di E, il punto RI di uscita dell’aria dalla batteria fredda tenderebbe a spostarsi: l’azione di TF

mantiene invece bloccato RI per qualsiasi variazione della posizione di E.

Un secondo termostato TA, il cui sensore è posizionato all’interno dell’ambiente condizionato, regola la portata

d’acqua calda nella batteria di post-riscaldamento: varia così l’entità del post-riscaldamento ed il punto I assume

una posizione tale da compensare il carico termico interno + esterno.

B

C

1

B

C

2

B

F

U

AsF sPR

GaGa

TPR TF TA

sA

c.c. c.r. c.c.

VC1 VF VC2

Nel caso invernale, il punto RI è mantenuto fisso per mezzo di un termostato TPR, che agisce sulla portata d’acqua

calda della batteria di pre-riscaldamento. Il sensore del termostato è installato nel condizionatore, subito a valle

dell’umidificatore adiabatico.

Al variare della posizione di E, anche I tende a variare e di conseguenza SP(RI) a spostarsi: l’azione di TPR riconduce

l’entità del pre-riscaldamento ad un valore tale che, per qualsiasi posizione di P, dopo l’umidificazione il punto di

saturazione rimane sempre SP(RI).

La regolazione, come in estate, è completata da un secondo termostato TA, lo stesso utilizzato per la regolazione

estiva, il cui sensore è immerso nell’aria ambiente; TA regola la portata d’acqua calda nelle batterie di post-

riscaldamento, in modo che la posizione di I sia tale da compensare i carichi termici.

Condizionamento dell’aria

Impianto a tutt’aria

Impianti a tutt’aria:

centrale termica e frigorifera;

unità di trattamento dell’aria (UTA) per trattare la portata d’aria di progetto;

terminali di immissione dell’aria;

rete di distribuzione ed eventualmente di ripresa dell’aria.

Impianti misti aria-acqua:

centrale termica e frigorifera;

unità di trattamento dell’aria (UTA) per trattare la portata d’aria di progetto;

LATO ARIA: rete di distribuzione dell’aria;

terminali di immissione dell’aria;

LATO ACQUA: rete di distribuzione dell’acqua;

elemento terminale (ventilconvettore, induttore o pannello

radiante).

COMPONENTI DI UN IMPIANTO DI CONDIZIONAMENTO

Impianti a tutt’aria

Comunemente impiegati in grandi locali (cinema, teatri,

supermercati, sale conferenze, etc…).

Un impianto di condizionamento si prefigge di controllare le

seguenti grandezze relative all'aria ambiente:

TEMPERATURA

UMIDITÀ RELATIVA

PUREZZA

VELOCITÀ

Negli impianti a tutt’aria tale controllo si attua attraverso la sola immissione

di aria condizionata.

1) Controllo della temperatura Affinché la temperatura dell'aria ambiente si mantenga nell'intorno del valore

prefissato, è necessario fornire all'ambiente, istante per istante, un flusso termico

eguale in valore assoluto e di segno opposto rispetto alla somma algebrica di tutti i

flussi termici Qi contemporaneamente forniti all'ambiente da entità diverse dal

condizionatore.

1) Controllo della temperatura

CONVENZIONE DEI SEGNI

inverno

estate

1) Controllo della temperatura

IN ESTATE

654321 QQQQQQQt

Qt = flusso termico istantaneo totale entrante nell'ambiente (kW); Q1 = flusso termico istantaneo attraverso le pareti opache (kW); Q2 = flusso termico istantaneo attraverso le pareti vetrate (kW); Q3 = flusso termico istantaneo proveniente da macchinari diversi (kW); Q4 = flusso termico istantaneo dovuto all'impianto di illuminazione (kW); Q5 = flusso termico istantaneo dovuto alla presenza di persone (kW); Q6 = flusso termico istantaneo derivante da eventuali altri contributi (kW).

IN INVERNO

654321 QQQQQQQt

Sia in estate che in inverno, per dimensionare l'impianto è necessario individuare, fra

tutti i flussi Qt istantanei, il valore massimo, al quale si attribuisce il nome di carico termico.

1) Controllo della temperatura

IN ESTATE

e = massimo contemporaneo estivo Il concetto di massimo contemporaneo vuol dire che l'impianto non è dimensionato in base alla somma dei singoli valori massimi Qimax, dato che ciascuno dei Qi raggiunge il proprio massimo in una certa ora della giornata, diversa in generale da quella relativa agli altri Qi. Si deve allora considerare l'andamento orario di ogni Qi, effettuare la somma ora per ora ed individuare l'ora in cui si presenta il massimo contemporaneo Qte.

eeeeeete QQQQQQQ 654321

1) Controllo della temperatura

IN ESTATE

Andamento tipico del carico termico giornaliero in condizioni estive.

massimo contemporaneo estivo

1) Controllo della temperatura

IN ESTATE

e = massimo contemporaneo estivo Il concetto di massimo contemporaneo vuol dire che l'impianto non è dimensionato in base alla somma dei singoli valori massimi Qimax, dato che ciascuno dei Qi raggiunge il proprio massimo in una certa ora della giornata, diversa in generale da quella relativa agli altri Qi. Si deve allora considerare l'andamento orario di ogni Qi, effettuare la somma ora per ora ed individuare l'ora in cui si presenta il massimo contemporaneo Qte. Andamento di Q1in estate il fenomeno della trasmissione del calore attraverso le pareti è non stazionario e si devono portare in conto gli effetti dell'inerzia termica delle pareti opache.

eeeeeete QQQQQQQ 654321

Quando la superficie esterna di una parete è sottoposta ad una sollecitazione termica periodica la sua temperatura varia in accordo con essa. Le oscillazioni termiche si propagano attraverso gli strati del muro. Le oscillazioni periodiche di temperatura su ogni strato della parete e sulla faccia interna si verificheranno con un certo ritardo τ e con un fattore di smorzamento μ (Teoria del Muro di Fourier).

1) Controllo della temperatura IN INVERNO

Il massimo contemporaneo Qti è raggiunto in assenza dei contributi Q3 (macchinari), Q4 (illuminazione), Q5 (persone), contributi sempre positivi. La trasmissione in condizioni invernale può considerarsi come stazionaria Qti è eguale alla somma dei massimi assoluti dei singoli contributi

max6max2max1 QQQQti

Noti Qte e Qti, si determinano le portate d'aria condizionata da immettere nell'ambiente!

1) Controllo della temperatura

In estate, l'immissione di una portata di aria fresca ge corrisponde ad una sottrazione di calore Qe dall'ambiente, secondo la seguente: essendo: ge = portata d'aria introdotta (kg/s); gu = calore specifico a pressione costante dell'aria introdotta (kJ/kg°C); TIemin = temperatura minima ammissibile del punto d'introduzione estivo (°C); TAe = temperatura di progetto estiva dell'ambiente (°C). Se si vuole che la temperatura dell'ambiente non subisca variazioni deve essere :

AeIeuee TTgQ ming

0 tee QQ

min

)(IeAeu

tee

TT

QTg

g

1) Controllo della temperatura

In inverno, l'immissione di una portata di aria calda gi corrisponde ad una somministrazione di calore Qi dall'ambiente, secondo la seguente: essendo: gi = portata d'aria introdotta (kg/s); gu = calore specifico a pressione costante dell'aria introdotta (kJ/kg°C); TIimax = temperatura massima ammissibile del punto d'introduzione invernale (°C); TAi = temperatura di progetto invernale dell'ambiente (°C). Se si vuole che la temperatura dell'ambiente non subisca variazioni deve essere :

0 tii QQ

AiIiuii TTgQ maxg

AiIiu

tii

TT

QTg

max

)(g

Solitamente gi(T) < ge(T) !

2) Controllo dell’umidità relativa

Persone (respirazione , traspirazione), piante, animali, superfici evaporanti libere, cibi e bevande

Umidità relativa φ

superfici a temperatura inferiore al punto di rugiada dell'aria (condensazione di vapor d'acqua), presenza di sostanze igroscopiche

MOLTO RARO

Portata di vapor d'acqua gw prodotta nell'ambiente

w

kkwpww gPgg

1

P = numero di persone presenti; gwp = portata di vapor d'acqua emessa da una persona (gr/s); gwk = portata di vapor d'acqua immessa nell'ambiente dal contributo k-esimo (gr/s); w = numero dei contributi per l’immissione di vapor d'acqua.

w

kwkepwew gPgg

1 e

w

kwkiwpiwi gPgg

1

CASO ESTIVO CASO INVERNALE

2) Controllo dell’umidità relativa

In estate, l'immissione di una portata di aria relativamente secca ge corrisponde ad una sottrazione di una portata g’ we di vapor acqueo dall'ambiente, secondo la seguente: essendo: ge = portata d'aria introdotta (kg/s); XAemax = umidità specifica massima dell'aria ambiente in estate (gr/kg); XIemin = umidità specifica minima dell'aria introdotta in estate (gr/kg); g'we = portata di vapor d'acqua assorbita dall'aria introdotta (gr/s). Se si vuole che l'umidità relativa dell'ambiente non superi il valore massimo (corrispondente ad X = XAemax), deve essere:

max min ' AeIeewe XXgg

0' wewe gg

min max

)(IeAe

wee

XX

gg

In inverno

min max

)(IiAi

wii

XX

gg

3) Controllo della purezza

Le attività svolte all'interno di un ambiente conducono ad un progressivo deterioramento del grado di purezza dell'aria: • incremento della concentrazione di composti aromatici; • incremento di CO, CO2 e polveri; • diminuzione di O2. Si procede all’immissione di una portata di aria esterna (non inquinata) g(P), calcolata in maniera empirica : 1) Valutazione del numero di persone presenti Si attribuisce un valore arbitrario gP alla portata d'aria necessaria per una persona (20÷50 m3/h per persona a seconda della destinazione del locale e dell'attività svolta) e si moltiplica per il numero di persone P Metodo utilizzato per un solo grande ambiente

2) Valutazione del volume dell’ambiente condizionato Si moltiplica il volume V dell’ambiente per il numero di ricambi d’aria per ora b (0,5÷2 h-1 ,valori più elevati agli ambienti di volume minore e più intensamente frequentati)

Metodo utilizzato nel caso di ambienti di dimensioni minori

PgPg p)(1

V)P(g2 b

4) Individuazione della portata di progetto Sono state individuate 5 portate d’aria per il controllo della temperatura (estiva e invernale), dell’umidità relativa (estiva e invernale) e della purezza:

ge(T) gi(T) ge () gi () g(P)

LA PORTATA DI PROGETTO È LA PIÙ ELEVATA

Nei climi temperati-caldi (Italia), il valore più elevato è quello di ge(T)

4) Individuazione della portata di progetto CONSEGUENZE:

1) La temperatura di introduzione TIi nelle condizioni di progetto invernali è inferiore alla temperatura massima ammissibile TIimax

)(

Tg

QTT

eu

tiAiIi

g

2) L'umidità specifica dell'ambiente XAe nelle condizioni di progetto estive è inferiore al valore massimo XAemax considerato nel progetto estivo

)( min

Tg

gXX

e

weIeAe

3) L'umidità specifica dell'ambiente XAi nelle condizioni di progetto invernale è inferiore al valore massimo XAimax considerato nel progetto invernale

)(min

Tg

gXX

e

wiIiAi

AiIiu

tii

TT

QTg

max

)(g

min max

)(IeAe

wee

XX

gg

min max

)(IiAi

wii

XX

gg

4) Individuazione della portata di progetto CONSEGUENZE:

4) La portata in circolo ge(T) è esuberante rispetto alla portata g(P) necessaria per mantenere un adeguato grado di purezza dell'aria.

RICIRCOLO

non tutta la portata ge(T) viene presa dall'esterno, ma soltanto quella necessaria per le esigenze di purezza. Detta gE la portata di aria esterna e gR la portata di ricircolo, si ha:

)(PggE )()( PgTgg eR

Notevole risparmio energetico!

Quando gR = 0 l’impianto è detto a tutt’aria esterna (obbligatorio nei casi in cui non è possibile eseguire il ricircolo dell’aria)

La rete di distribuzione dell'aria ha la funzione di convogliare l’aria negli ambienti da

climatizzare e, laddove sia presente il ricircolo, di riprenderla e ricondurla in parte al

condizionatore e in parte all'espulsione.

La progettazione del sistema aeraulico è essenziale al fine di:

assicurare il controllo delle condizioni termoigrometriche di progetto e la

ventilazione dei locali;

garantire una distribuzione il più possibile uniforme dell’aria trattata, e limitando

dispersioni di calore ed infiltrazioni lungo tutti i percorsi;

evitare la formazione di correnti d’aria fastidiose;

limitare la propagazione di rumori e vibrazioni all'interno dei canali.

Nel passaggio all'interno dei canali l'aria incontra una resistenza al moto dovuta all'attrito

con le pareti ed alle turbolenze che si generano in corrispondenza delle discontinuità, quali

cambiamenti di direzione, di sezione, ecc..

5) Controllo della velocità dell’aria

Per limitare perdite di carico, ridurre i consumi di energia, costi di installazione e gestione,

la rete aeraulica va progettata in modo da ridurre il più possibile le resistenze al moto,

scegliendo percorsi quanto più brevi e rettilinei, appropriate forme geometriche per i

raccordi e le sezioni.

5) Controllo della velocità dell’aria

Un importante aspetto è la manutenzione del sistema

di distribuzione: i canali, infatti, possono essere sede di

accumulo di sporcizia e fonte di propagazione

batteriologica e virale (Sick Building Sindrome →

astenia, mancanza di concentrazione, difficoltà nella

respirazione, irritazioni cutanee, ecc.).

L'immissione dell'aria nell'ambiente è realizzata con elementi terminali collegati ai

canali di distribuzione per mezzo di tronchetti di derivazione, ovvero installati

direttamente sul canale.

Il problema della velocità dell’aria si manifesta solo in estate.

5) Controllo della velocità dell’aria

Problemi quando:

• la temperatura di immissione Tiemin < 15 °C

• la velocità nella zona occupata u > 20 cm/s

Soluzioni:

• Aumento del numero e delle dimensioni degli elementi terminali;

• Corretto posizionamento degli elementi di immissione e ripresa aria;

• Attenzione a non creare ristagni d’aria.

Condizionamento dell’aria

Impianto a tutt’aria

Esempio di calcolo

Condizioni di progetto

Impianto di condizionamento a tutt’aria Senza ricircolo Unico ambiente con volume = 500 m3

Massima capienza = 100 persone

Temperatura I valori di temperatura di progetto dell’aria interna sono i seguenti: • condizioni invernali: 20 ± 1 ºC; • condizioni estive: 26 ± 1 º C. I valori di temperatura di progetto dell’aria esterna sono i seguenti: • condizioni invernali: 0º C; • condizioni estive: andamento in funzione del tempo, Tmax = 30º C . Umidità relativa I valori di umidità relativa interna di progetto sono i seguenti: • condizioni invernali: 50 10%; • condizioni estive: 50 10%. I valori di umidità relativa rappresentativi delle condizioni dell’aria esterna sono i seguenti: • condizioni invernali: 80 %; • condizioni estive: 50%.

Condizioni di progetto

Calcolo dei carichi termici

Nel calcolo dei carichi termici invernali sono stati trascurati, a favore di sicurezza i seguenti contributi (in quanto rappresentano un apporto di calore all’interno della sala): • carico termico esterno dovuto all’irraggiamento solare; • carico termico interno dovuto alla presenza di persone; • carico termico interno dovuto all’impianto di illuminazione + apparecchiature. A) computo delle superfici di scambio termico B) Individuazione della tipologia e delle stratigrafie delle pareti opache e vetrate

Calcolo della trasmittanza Calcolo degli scambi termici attraverso le pareti opache e vetrate

C) carico termico trasmesso attraverso i ponti termici D) carico termico associato alle infiltrazioni d’aria attraverso porte e finestre. Il carico termico nelle condizioni più gravose, calcolato in regime stazionario assumendo una temperatura esterna di progetto pari a 0 ºC, per il nostro edificio in condizioni invernali è pari a –11,2 kW.

CASO INVERNALE: Regime stazionario

Calcolo dei carichi termici

Nel calcolo dei carichi termici estivi vanno considerati i contributi esterni (pareti opache, pareti vetrate, ponti termici, irraggiamento solare, infiltrazione d’aria) ed i contributi interni (presenza di persone, impianto di illuminazione, apparecchiature) al carico termico totale. Va valutato l’andamento temporale di ognuno dei contributi e del carico termico totale, dato dalla somma di tutti i contributi interni ed esterni; il carico termico massimo contemporaneo è pari a 15,8 kW.

CASO ESTIVO: Condizioni non stazionarie

Processi psicrometrici TRATTAMENTO INVERNALE

Cond. aria esterna

T = 0°C, u.r. = 80%

Immissione aria in

ambiente T = 32°C

Cond. Progetto aria interna

T = 20±1°C, u.r. = 50± 10%

Processi psicrometrici TRATTAMENTO ESTIVO

Cond. aria esterna

Tmax = 30°C, u.r. = 50%

Immissione aria in

ambiente T=16°C

Cond. Progetto aria interna

T = 26±1°C, u.r. = 50± 10%

Determinazione della portata di progetto

La portata d’aria di progetto viene fissata pari a quella massima tra le seguenti: • portata d’aria di ventilazione (Gv);

• portata d’aria per la compensazione dei carichi termici estivi ed

invernali (Gqe e Gqi);

• portata d’aria per il controllo dell’umidità relativa in estate ed in inverno (Gxe e Gxi).

Determinazione della portata di progetto

Usiamo il metodo 1 fissando una portata d’aria per persona gP (20÷50 m3/h ) Ipotizzando gP = 35 m3/h Il numero di persone P = 100 (capienza max)

A) Portata d’aria di ventilazione

hPgG pV /m 350010035 3

Determinazione della portata di progetto

La portata d’aria per la compensazione dei carichi termici è data da: dove: q è il carico termico totale estivo o invernale (kW); è la densità dell’aria (1,2 kg/m3); g è il calore specifico dell’aria (1,005 kJ/K kg); Ta è la temperatura dell’aria ambiente; Ti è la temperatura di immissione dell’aria.

B) Compensazione dei carichi termici estivi/invernali

)( ia

qTT

qG

g

hmTT

qG

iiai

iqi / 2790

)3220(005.12.1

36002.11

)(3

g

INVERNO

hmTT

qG

ieae

eqe / 4700

)1626(005.12.1

36008.15

)(3

g

ESTATE

Determinazione della portata di progetto

Il controllo dell’umidità relativa è garantito se: dove: è l’apporto di umidità in ambiente (g/h); può essere calcolato come il prodotto tra il numero di persone (100) e la portata di vapore acqueo emessa da una persona (10,5 mg/s in inverno, 17,5 mg/s in estate) Inverno = 100 x 10,5 mg/sec = 1050 mg/sec = 1,050 x 3600 g/h Estate = 100 x 17,5 mg/sec = 1750 mg/sec = 1,750 x 3600 g/h è la densità dell’aria (1,2 Kg/m3); Amax= contenuto igrometrico (umidità specifica) massimo ammissibile in ambiente (gH2O/Kgaria secca) [dato di progetto, si trova dal diagramma psicrometrico] A= contenuto igrometrico (umidità specifica) dell’aria immessa in ambiente (gH2O/Kgaria

secca) [dato di progetto, si trova dal diagramma psicrometrico]

C) Compensazione dei carichi igrometrici

)( max AA

G

Determinazione della portata di progetto

C) Compensazione dei carichi igrometrici

hmGAiAi

ii / 1050

32.1

3600050.1

)(3

max

INVERNO

ESTATE hmGAeAe

ie / 1315

42.1

3600750.1

)(3

max

Determinazione della portata di progetto D) Individuazione portata di progetto

Qprogetto= MAX hmGqi / 2790 3

hmGqe / 4700 3

hGV /m 3500 3

hmG i / 1050 3

hmG e / 1315 3