Strumenti di misura per audit energetici - Università di misura SEII 2008.pdf ·...

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Universit Roma La Sapienza Dipartimento di Meccanica ed Aeronautica

Strumenti di misura per audit energetici

Prof. Marco LUCENTINIU i it d li St di di R "L S i "Universit degli Studi di Roma "La Sapienza"

Analizzatori di reteconsumo elettricocurve di carico

Contabilizzatori di caloreconsumo termicocurve di carico termico Unit centrale di integrazione conintegrazione con

raccolta dati (logger)

Contatore volumetricoContatore volumetrico con lanciaimpulsi per ogni unit di contabilizzazione Termoresistenze e cavi di collegamento

Contabilizzatori di caloreSchema di montaggio

B1 Sonda di mandata P Contatore volumetricoB2 Sonda di ritorno P1 Integratore conteggio energiaf Filtro impuritf Filtro impurit

Anemometri a ventolinaPortata daria

Anemometri da filo caldoPortata daria

/1Misure di portata/1

La portata esprime la quantit di fluido (liquido, vapore o gas) che passa attraverso una sezione (chiusa o aperta) nellunit di tempop

Pu essere espressa in volume o in massa

Portata volumica Portata massicaPortata volumica Portata massicaQv=A V [m3/s] Qm=A V [kg/s]

ddove A: area della sez. di passaggio [m2]V: velocit media di efflusso [m/s][ ]: massa volumica del fluido di efflusso [kg/m3]

/2Misure di portata/2

La portata in genere funzione del volume fluente nellunit di tempo, che si determina appunto p ppmoltiplicando larea di efflusso per la velocit di efflusso.

In questo caso, per i fluidi incompressibili (nei quali vale la relazione =cost), nota anche la

tit di t i ( ) h fl iquantit di materia (massa) che fluisce.Per i fluidi non incompressibili (cost), occorre valutare anche la quantit di massa per cuivalutare anche la quantit di massa, per cui occorre valutare anche .

SSensori di portata di interesseper gli audit energetici

VolumetriciVolumetrici Usati per i contabilizzatori di energia (misure di energia termica) e per gli anemometri a ventolina (misure di portate daria)

Termici a filo caldoU ti t i fil ld ( i di t t d i )Usati anemometri a filo caldo (misure di portate daria)

1Misuratori di portata volumetrici-1Sono misuratori che rilevano la portata in base alla generazione di volumiin base alla generazione di volumi geometrici la cui variazione viene conteggiata dal misuratore stesso.Si compongono di un elemento mobile a disco a pistone o ad ingranaggi chea disco, a pistone o ad ingranaggi, che sotto la spinta del fluido, assume un movimento di rotazione o traslazione che viene raccolto da un dispositivo meccanico o elettronico di conteggio.ggLa misura fornita da questi misuratori normalmente del tipo integrato o totalizzato, con possibilit di misura della portata istantanea attraverso di iti i ddi i lidispositivi addizionali.

2Misuratori di portata volumetrici-2La relazione di funzionamento la seguente:

P t t i l t t li t Q t K Portata in volume totalizzata: Qvt=Kmv nmv Portata in massa totalizzata: Qmt=Kmv nmv

Dove Kmv la costante di proporzionalit del misuratore e nmv il numeroDove Kmv la costante di proporzionalit del misuratore e nmv il numero di giri

1Misuratori di portata termici-1Si basano sul principio di trasferimento del calore e perci sono denominatidel calore e perci sono denominati anche calorimetrici.Il fluido da misurare assoggettato tramite una resistenza riscaldante R percorsa da una corrente elettrica I adpercorsa da una corrente elettrica I, ad una potenza riscaldante H secondo la relazioneH=I2 RChe sar assorbita dal fluido secondo laChe sar assorbita dal fluido secondo la seguente relazioneH= V Cp (T1-T2) = V Cp Tdove:

l i d l fl id: massa volumica del fluidoCp: calore specifico del fluido a pressione costanteV: velocit di efflusso del fluidoT1: temperatura del fluido a monte della resistenza riscaldanteT1: temperatura del fluido a monte della resistenza riscaldanteT2: temperatura del fluido a valle della resistenza riscaldante

2Misuratori di portata termici-2

Misuratori di portata termiciMisuratori di portata termiciAnemometri 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 velocit di un fluido in un condotto.Sono costituiti da un filo, generalmente di Platino, , g ,riscaldato per effetto Joule e collocato allinterno del condotto da misurare. Il gas che vi scorre raffredda il filamento, determinando una variazione della resistenza. Se il sensore e disposto in un ponte, il raffreddamentoSe il sensore e disposto in un ponte, il raffreddamento produce una tensione di sbilanciamento. La relazione funzionale di questi dispositivi non lineare come per quelli calorimetrici, ma di tipo quadratico e quindi con pi limitato campo di lavoro.Il trasduttore pu essere reso sensibile anche al versoIl trasduttore pu essere reso sensibile anche al verso del flusso, disponendo due anemometri ad opportuna distanza allinterno del condotto, e valutando su quale la variazione di temperatura si manifesta prima.

U dif tt ti i di ti t ti l f tUn difetto tipico di questi strumenti e la forte dipendenza del comportamento dal tipo di gas utilizzato (calore specifico) e dalla sua temperatura: per queste ragioni richiesta unaccurata calibrazione, teoricamente

i i di i l i l f ili

Misure termoigrometrichegMicroclima interno

Termometro ad infrarossi Igrometro termico elettronico

TermocamereDispersioni termiche (anche elettriche)

Principio di funzionamento delle misure ptermiche per irraggiamento

Tutti i corpi emettono radiazioni elettromagnetiche dovute allagitazione molecolare e atomica indotta dallaall 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 temperaturatrovano ad una certa temperatura

Principio di funzionamentopdelligrometro termico elettronico

E hi tit it d i t l tt iE un apparecchio costituito da una resistenza elettronica incapsulata in un materiale igroscopico, tipicamente sale, e da uno strumento elettrico che misura a sua volta la resistenza per ottenere il valore dellumidit dellambiente. La sensibilit di questo strumento varia fortemente con la temperatura infatti a due canali con un sensore ditemperatura, infatti a due canali con un sensore di temperatura che pu essere un termistore, una termoresistenza o una termocoppia, e un sensore di umidit che una resistenza igroscopicache una resistenza igroscopica. Lelettronica dellapparecchio compensa le deviazioni del trasduttore di umidit in funzione della temperatura letta e di conseguenza.

Termografia su quadro elettricog qDispersioni elettriche

Termografia su quadro elettricog qDispersioni elettriche

Termografia su quadro elettricog qDispersioni elettriche

Termografia su quadro elettricog qsurriscaldamento di un cavo dovuto ad un cattivo serraggio dei bulloni

Termografia su compressoreg pMalfunzionamenti meccanici

Termografia su compressoreg pMalfunzionamenti meccanici

Termografia su pipingg p p gDispersioni termiche

Termografia su pipingg p p gDispersioni termiche

Termografia su celle frigog gDispersioni termiche

Termografia su celle frigog gDispersioni termiche

Termografia su celle frigog gDispersioni termiche

Termografia su fornigDispersioni termiche

Termografia su involucro ediliziogDispersioni termiche

Termografia su condotte dellariagDispersioni termiche