RELAZIONE TECNICA IMPIANTISTICA
Studentessa: Bianca Ruggiero
SLIDE
Atelier Finale di progettazione B
Politecnico di Torino A.A. 2019-2020 Corso di Laurea Magistrale Architettura per il Progetto Sostenibile
Composizione: Gustavo Ambrosini Innovazione Tecnologica: Guido Callegari Tecniche del controllo ambientale: Alfonso Capozzoli
INDICE 01. Introduzione
Schema degli appartamenti Dati climatici Descrizione involucro opaco Descrizione involucro trasparente
02. Calcolo del carico termico sensibile 03. Calcolo del carico termico latente 04. Calcolo della portata d’aria esterna, UNI 10339 05. Scelta dell’umidità specifica di immissione Calcolo della nuova portata d’aria
06. Dimensionamento UTA 07. Dimensionamento della pompa di calore 08. Dimensionamento dei terminali idronici 09. Dimensionamento della caldaia 10. Calcolo del carico termico per la produzione di ACS 11. Scelta dell’accumulo 12. Dimensionamento dei collettori solari termici 13. Rappresentazione d’impianto
5
INTRODUZIONE
L’edificio 1, che è stato l’oggetto della proget-
ognuno dei quali si sviluppa su due livelli.
tazione dell’impianto, fa parte di una coppia
Inoltre, all’edificio 2 è stato accostato un bloc-
di edifici posti ortogonalmente fra loro che si
co di nuova costruzione, anch’esso in x-lam,
affacciano sulla piazza del quartiere Citè SNFC
avente sempre funzione residenziale.
situato a Marsiglia. L’asse che passa attraverso la piazza e che taglia il lotto in modo trasversale è stato individuato come carattere forte all’interno dell’area ed è stato oggetto di riprogettazione all’interno masterplan. In quest’ottica di rafforzamento di tale asse è stato necessario pensare alla riprogettazione di questi due fabbricati che diventano punto nevralgico della zona. Le analisi svolte sullo stato di fatto hanno fatto emergere un aspetto critico fondamentale per quanto riguarda il soddisfacimento dei requisiti termici. I due edifici sono privi di isolamento termico e ciò non garantisce le condizioni di comfort adeguate nell’ambiente interno. Pertanto si è intervenuti con la riqualificazione dell’involucro opaco tramite l’utilizzo di pannelli TES che hanno permesso di garantire l’isolamento necessario e con la sostituzione dei vecchi infissi con infissi a prestazione più elevata. Oltre a questo intervento, su ciascuno dei due edifici è stata progettata una sopraelevazione in x-lam che comprende diversi appartamenti,
MASTERPLAN DELL’AREA
6
ASSONOMETRIA DEGLI EDIFICI RIPROGETTATI; EDIFICIO 1 SUL LATO SINISTRO, EDIFICIO 2 SUL LATO DESTRO
7
SCHEMA DEGLI APPARTAMENTI
L’edificio 1 ha destinazione d’uso residenziale e presenta tre alloggi al piano terra, quattro ai piani 1,2 e 3, e cinque alloggi a due livelli nella sopraelevazione, per un totale di 20 appartamenti. Tutti gli appartamenti sono serviti da un unico locale tecnico collocato nel piano semi interrato delle cantine.
71 m2
A
74 m2
B
71 m2
74 m2
N
C
74 m2
71 m2
O
P
PIANTA DEL PIANO TERRA
74 m2
D
71 m2
E
H
71 m2
I
PIANTA DEL SECONDO PIANO
Q
PIANTA DEL TERZO PIANO
74 m2
F
71 m2
G
PIANTA DEL PRIMO PIANO
74 m2
71 m2
35 m2
R
38 m2
S
59 m2
T
47 m2
70 m2
U
V
PIANTA DEL PRIMO PIANO DI SOPRAELEVAZIONE
74 m2
L
71 m2
M
33 m2
R
44 m2
S
56 m2
64,5 m2
47 m2
T U
V
PIANTA DEL SECONDO PIANO DI SOPRAELEVAZIONE
8
DATI CLIMATICI
Marsiglia si trova in una zona con clima prevalentemente mediterraneo. I dati climatici presi in considerazione per il calcolo del fabbisogno energetico sono quelli definiti a scala nazionale.
INVERNO_ZONA CLIMATICA Ti: 20 째C Xi: 0,0074 Kgv/Kga hi: 38 KJ/Kg URI : 50 %
INVERNO_PROGETTO Te: -5째C Xe: 0,002 Kgv/Kga he: 0,1 KJ/Kg URE: 80 %
ESTATE_ZONA CLIMATICA Tint: 25 째C Xi: 0,0095 Kgv/Kga hi: 49 KJ/Kg URI : 50 %
ESTATE_PROGETTO Te: 30 째C Xe: 0,00135 Kgv/Kga he: 64 KJ/Kg URE: 50 %
9
DESCRIZIONE DELL’INVOLUCRO OPACO
A_Parete verticale esterna_esistente U: 0,135 [W/m2K] s: 0,60 [m]
Stratigrafia (IN- OUT): 1. Lastra di cartongesso λ = 0,21 W/mK 2. Lana di roccia λ =0,04 W/mK 3. Laterocemento λ= 0,80 W/mK 4. Intonaco di gesso puro λ= 0,35 W/mK 5. Lana di roccia λ= 0,03 W/mK 6. Osb λ= 0,13 W/mK 7. Lana di roccia λ= 0,03 W/mK
B_Parete verticale esterna_sopraelevazione U = 0,156 [W/m2K] S = 0,34 [m]
Stratigrafia (IN- OUT): 1. Gessofibra λ =0,35 W/mK 2. Lana di roccia λ =0,04 W/mK 3. XLAM 3 strati λ =0,13 W/mK 4. Lana di roccia λ =0,04 W/mK 5. Fibrocemento λ =0,60 W/mK
A
C_Parete verso ambiente non riscaldato U = 0,227 [W/m2K] S = 0,4 [m]
Stratigrafia (IN- OUT): 1. Lastra di cartongesso λ =0,21 W/mK 2. Laterocemento λ =0,80 W/mK 3. Lana di roccia λ =0,04 W/mK 4. Lastra di cartongesso λ =0,21 W/mK
B
DETTAGLIO DELLA STRATIGRAFIA IN 3D
10
DESCRIZIONE DELL’INVOLUCRO TRASPARENTE
Per quanto riguarda gli elementi trasparenti, sono stati scelti gli infissi WINDOW NOVA-LINE 77, caratterizzati da un doppio vetro bassoemissivo , con intercapedine con gas argon e telaio in PVC, aventi le seguenti caratteristiche:
Trasmissione vetro Ug: 1,1 W/ m2K Trasmissione telaio Uf: 1 W/ m2K Trasmittanza totale Uw: 1,2 W/ m2K
FONTE DELL’IMMAGINE: SCHEDA TECNICA FIN-WINDOW NOVA-LINE 77, FINISTRAL
11
CALCOLO DEL CARICO TERMICO SENSIBILE
1.CASO INVERNALE Per poter arrivare a dimensionare l’impianto di
1.1. Definizione delle dispersioni per trasmissione (ΦT,i).
climatizzazione è necessario calcolare il valore del carico termico in condizione sfavorevole
ΦT,i= HT,ie +HT,iue + HT,ig + HT,ij*( ϑint- ϑest ) [W]
che esso dovrà compensare.
dove:
Per tale calcolo si fa riferimento alla norma
HT,ie: coefficiente di didspersione termica per trasmissione
UNI 12831 che ne definisce la formula.
dello spazio riscaldato verso l’esterno [W]; ricavato dalla formula :
ΦHL,i= ΦT,i +ΦV,i + ΦHR,i [W]
HT,ie= Σ Ak * Uk * ek + Σ ψi * li * ei [W/K]
dove:
dove:
ΦT,i: dispersioni termiche per trasmissione [W]
ek, ei: fattori di correzione per l’esposizione che tengono
ΦV,i: dispersioni termiche per ventilazione [W]
conto di diversi influssi climatici come: diversa isolazi-
ΦHR,i: potenza di ripresa richiesta per compensare gli effetti
one, assorbimento di umidità degli elementi dell’edificio,
del riscaldamento intermittente [W]
velocità del vento, temperatura [-] ψi: trasmittanza termica lineare del ponte termico [W/mK]
Tali valori sono stati calcolati in Watt per ogni appartamento, per il calcolo di ΦHL,i, invece, il
HT,iue: coefficiente di didspersione termica per trasmissione
valore è stato normalizzato al metro quadro.
dello spazio riscaldato verso l’esterno attraverso lo spazio
φT,i
φV,i
φRH,i
TOTALE φHL,i
[W] 24446,96
[W] 5057,15
[W] 12147,30
[W/m2] 25,81
non riscaldato [W/K]; ricavato dalla formula :
HT,iue= Σ Ak * Uk * bu + Σ Yi * li * bu [W/K] dove:
bu: fattore di riduzione della temperatura, che tiene conto della differenza tra lo spazio non riscaldato e la temperatura esterna di progetto [-]
HT,ig: coefficiente di didspersione termica per trasmissione verso il terreno, dallo spazio riscaldato al terreno [W/K]
0,0
500,0
1000,0
1500,0
2000,0
2500,0
3000,0
3500,0
TABELLA DEL TOTALE DELLE COMPONENTI DEL CARICO TERMICO SENSIBILE INVERNALE; GRAFICO DI CONFRONTO FRA LE COMPONENTI DEL CARICO DEI DIVERSI APPARTAMENTI
HT,ij: coefficiente di didspersione termica per trasmissione da uno spazio riscaldato a uno spazio adiacente riscaldato ad una temperatura significativamente diversa. [W/K]
12
ϑint- ϑest: differenza di temperatura fra ambiente interno e ambiente esterno φT,i
HT,ie
HT,iue
[W] 24446,96
[W/K] 932,29
[W/K] 39,92
φV,i
Vinf,i
[W] 5057,15
[m3/h] 587,28
TABELLA DEI COMPONENTI DELLE DISPERSIONI TERMICHE PER VENTILAZIONE
TABELLA DEI COMPONENTI DELLE DISPERSIONI TERMICHE PER TRASMISSIONE
1.2. Definizione delle dispersioni per ventilazione (ΦV,i).
1.3. Definizione della potenza di ripresa (ΦRH,i).
La quota di carico termico dato dalle dispersioni per ventilazione, è dovuto alle infiltrazioni
ΦRH,i= Ai *fRH [W]
attraverso fessure e giunzioni dell’involucro ed
dove:
è dato dalla formula:
Ai: superficie della zona termica fRH: il fattore di ripresa è funzione del tempo di ripresa e del
ΦV,i= HV,i *( ϑint- ϑest ) [W]
calo della temperatura interna previsto durante il periodo di
dove:
inattività. In questo caso il valore è stato assunto pari a 11
HV,i: coefficiente di didspersione termica dovuto alla tras-
[W/m2], ottenuto considerando un calo di temperatura di
missione [W/K]; ricavato dalla formula:
2°C e un periodo di ripresa di 2 ore.
HV,i= Vinf * ρ * cp [W/K] dove: Vinf: portatata d’aria entrante in ambiente dovuta alle infil-
φRH,i
fRH
[W] 12147,30
[W/m2] 11
tazioni [m3/h]; ricavato dalla formula:
Vinf= 2*Vi* n50 * ei* εi [m3/h]
TABELLA DEI COMPONENTI DELLA POTENZA DI RIPRESA
dove: Vi: volume netto dell’appartamento n50: tasso di ricambio d’aria per edifici residenziali,
1.4. Conclusioni
dipende dalla tipologia di appartamento e di serramen-
In conclusione il carico termico sensibile in-
ti; valore assunto pari a 3 [1/h]
vernale di progetto risulta essere pari a :
ei: il coefficiente di schermatura dall’azione del vento; valore assunto pari a 0,03 [-]
εi :
fattore di correzione per l’altezza del locale riscal-
dato sull’altezza del terreno; valore assunto pari a 1 [-]
ρ: densità dell’aria, pari a 1,22 [kg/m3] cp: calore specifico dell’aria, pari a 1,005 [kJ/kg*K]
ϑint- ϑest : temperature di progetto interna ed esterna [°C]
25,81 W/m2
13
2.CASO ESTIVO Il calcolo del carico termico estivo, è stato effettuato per ogni appartamento dell’edificio utilizzando un metodo tabellare semplificato. Partendo da alcuni valori noti come il numero di affacci dell’edificio, l’orientamento dell’asse maggiore dell’appartamento, la percentuale di superficie vetrata e il numero di piani, è stato possibile individuare sulla tabella un valore di carico frigorifero in [W/m3]. È quindi, stato possibile calcolare il valore dellapotenza frigorifera attraverso la formula seguente: P= V* Carico Frigorifero [W] dove: V: volume dell’appartamento [m3] È ora possibile calcolare il valore del carico termico sensibile attraverso la formula seguente che tiene conto della quota dovuta alle infiltrazioni: Qs,est= P+minf* cp * (te-ti) [W] dove: cp: calore specifico dell’aria, pari a 1000 [J/kg K]
Qs,estivo [W]
32760,72
ESPOSIZIONE LATO MAGGIORE
% SUPERFICIE VETRATA
n° PIANI ESISTENTE
n° PIANI SOPRAELEVAZIONE
E-O
40%
1
2
TABELLA DATI RIASSUNTIVA PER L’INDIVIDUAZIONE DEL CARICO FRIGORIFERO
14
CALCOLO DEL CARICO TERMICO LATENTE
Il valore del carico termico latente è dato da due
uente formula:
componenti, quella dovuta alle infiltrazioni attraverso l’involucro edilizio e quella dovuta alla
QL,occ= mv* hv [W]
presenza di occupanti nell’ambiente interno. È stato quindi possibile ottenere il valore di
1. Definizione del carico latente per infiltrazione
massa di vapore prodotto da ogni occupante, espresso in [g/h]
È possibile ricavare tale valore dalla formula: Si fa notare che la quota di carico latente dovuQinf,l= minf* (xi-xe)* ρ * Δhvs [W]
ta alle infiltrazioni nella stagione invernale è uscente, pertanto assume segno negativo e va
dove:
sottratto alla quota di carico dovuta agli occu-
minf: massa di aria entrante per infiltrazione [kg/s]
panti che, al contrario, è entrante e ha segno
(xi-xe): differenza di entalpia fra l’aria interna e quella es-
positivo.
terna [kgv/kga]
ρ: densità dell’aria, pari a 1,2 [kg/m3]
INTERNO TI
20
°C
XI
0,074
kgv/kga
hi
38
kJ/kg
UR
50
%
Δhvs : pari a 2500 [kJ/kgK]
2. Definizione del carico latente dovuto agli occupanti Il contributo dovuto agli occupanti sul carico
INTERNO TI
25
°C
XI
0,01
kgv/kga
hi
49
kJ/kg
UR
50
%
latente totale non è trascurabile ed è stato calcolato attraverso la seguente formula: QL,occ,TOT= nocc* QL, occ [W] dove: QL,occ: valore di carico latente relativo ad un occupante che
CARICO LATENTE estate TOTALE .QL, tot QL, tot
QL, occ, tot
QL, inf, tot
[W]
[W]
[W]
[KW]
4720
450
5170
5,2
svolge attività moderata, pari a 80 [W]
Esiste, inolte, una relazione fra la massa di vapore e la potenza latente, regolata dalla seg-
TABELLE DATI DI PROGETTO TABELLA RIASSUNTIVA DELLE COMPONENTI DEL CARICO LATENTE ESTIVO
15
CALCOLO DELLA PORTATA D’ARIA ESTERNA, UNI 10339
Per il calcolo della portata specifica d’aria esterna per persona, che l’impianto deve garantire, si ricorre alla norma UNI 10339 che fornisce i valori minimi da garantire per edifici di nuova costruzione tramite una tabella, in base alla destinazione d’uso. Per edifici adibiti a uso residenziale il valore di Qop,soggiorno è pari a 0,011 [m3/s] È possibile calcolare la portata d’aria esterna da immettere in ogni singolo appartamento, tramite la seguente formula: Qope = npersone* Qop,soggiorno[m3/s] dove: npersone:
è il numero degli occupanti del relativo apparta-
mento
Qop,soggiorno : portata minima di aria esterna per ogni occupante dell’ambiente considerato.
APPARTAMENTO A
PIANO 1
Qope
ρ
[m3/s]
[m 3/Kg]
0,033
1,24
mae [g/s]
0,027
TABELLA DEL CALCOLO DELLA PORTATA DI ARIA ESTERNA PER UN APPARTAMENTO
PORTATA D'ARIA IMMESSA IN AMBIENTE
mae ,TOT [g/s]
0,523
TABELLA PORTATA TOTALE DI ARIA IMMESSA
SCELTA DELL’UMIDITÀ SPECIFICA DI IMMISSIONE
la portata d’aria esterna necessaria, è possibile
CALCOLO DELLA NUOVA PORTATA D’ARIA
calcolare il titolo dell’aria di immisisione che
Dopo aver calcolato XS per ogni appartamen-
serve a garantire le condizioni di comfort in-
to, si sceglie il valore maggiore e si utilizza per
terno, attraverso il seguente bilancio in massa:
ricalcolare la portata d’aria esterna da immet-
Relativamente al caso estivo, dopo aver trovato
tere, in questo modo ad ogni appartamento verrà garantita la quantità d’aria minima rich-
XS= XI- (mv,net/mae) [kgv/kga] dove:
iesta. Questo calcolo viene effettuato seguendo
XI: titolo dell’aria interna
la seguente formula:
[kgv/kga]
mv,net: massa di vapore totale data dalla somma della mae,nuova= mv,net /(XS- XI) [kg/s]
massa di vapore dovuta agli occupanti e quella dovuta alle infiltrazioni
mae: massa di aria esterna da immettere
APPARTAMENTO
PIANO
A B C
1
Xi kgv/kga
0,01 0,01 0,01
mv, inf [g/s]
9,16E-06 9,55627E-06 9,3744E-06
mv, occ
APPARTAMENTO
mv,net
[g/s]
[g/s]
0,096 0,096 0,096
0,096 0,096 0,096
mae
Xs
[g/s]
kgv/kga
A B C
PIANO 1
mv,net
Xs
Xi
mae ,TOT
[g/s]
kgv/kga
kgv/kga
[g/s]
0, 096 0, 006392 0, 096 0, 096
0, 010
26, 613 26, 613 26, 613
26,612903 0,00639238 26,612903 0,00639237 26,612903 0,00639238
TABELLA ESEMPLIFICATIVA DEL CALCOLO DI MAE PER I 3 APPARTAMENTI DEL PIANO TERRA TABELLA ESEMPLIFICATIVA DEL CALCOLO DI XS PER I 3 APPARTAMENTI DEL PIANO TERRA
CALCOLO NUOVA PORTATA
mae ,TOT [Kg/s]
0,529 CALCOLO DELLA NUOVA PORTATA D’ARIA A SEGUITO DELLA SCELTA DELLA XS MASSIMA
DIMENSIONAMENTO UTA
Nota la massa d’aria da immettere è possibile
1.2. UMIDIFICAZIONE
procedere al dimensionamento dell’UTA.
Successivamente viene calcolata la massa di
Dopo un’attenta riflessione si è deciso di non
vapore che viene emesso dagli ugelli presenti
bilanciare una quota di carico sensibile con
all’interno dell’UTA. Per ottenere questo valore
l’UTA, in quanto la potenza dei terminali
si utilizza la formula:
idronici risultava essere contenuta. Infatti, scegliendo di utilizzare un impianto misto aria-acqua, è possibile fare in modo che l’UTA bilanci una quota di carico sensibile, oltre a bilanciare quello latente.
1. CASO INVERNALE
mw= mae,new* (XA-XB) [gv/s]]
1.3. BATTERIA DI POST-RISCALDAMENTO In seguito all’umidificazione, l’aria viene nuovamente riscaldata. La potenza della batteria di
Per riscaldare l’aria in condizioni invernali, si
post-riscaldamento si calcola con la seguente
ricorre ad una trasformazione a tre fasi, una
formula:
fase di pre-riscaldamento isotitolo, una di umidificazione isoentalpica, per portare l’aria
Qpost= mae,new* (hB-hE) [kW]
fino alle condizioni di umidità desiderate e una fase finale di post riscaldamento isotitolo.
1.1. BATTERIA DI PRE-RISCALDAMENTO Per dimensionare la batteria di pre riscaldamento è stat utilizzata la formula seguente:
In base ai passaggi appena descritti, le potenze delle batterie dimensionate rispetto alla stagione invernale sono:
m ae ,TOT
Q PRE
Q POST
mw
[Kg/s]
[kW]
[kW]
[kg/s]
0,523
5,496
14,393
0,038
Qpre= mae,new* (hi-ha) [kW] TABELLA RIASSUNTIVA DELLE POTENZE DELLE BATTERIE
18
A
E
I S
B
DIAGRAMMA DI ASHRAE _CONDIZIONI INVERNALI
19
2. CASO ESTIVO Per raffrescare l’aria durante la stagione estiva , si ricorre ad una trasformazione in 3 fasi, la prima di raffreddamento isotitolo, una di deumidificazione, per portare l’aria alle condizioni di umidità desiderata e una fase finale di post riscaldamento isotitolo.
2.1. BATTERIA DI RAFFREDDAMENTO E DEUMIDIFICAZIONE Per il dimensionamento della batteria di raffreddamento, si utilizza la formula seguente: Qbf= mae,new* (hA-hE) [kW]
2.2. BATTERIA DI POST RISCALDAMENTO Successivamente l’aria necessita di un ulteriore riscaldamento. La potenza della batteria di post riscaldamento si calcola attraverso la formula: Qpost= mae,new* (hS-hA) [kW] In base ai passaggi appena descritti, le potenze delle batterie dimensionate rispetto alla stagione invernale sono:
m ae ,TOT
Q BF
Q POST
[Kg/s]
[kW]
[kW]
0,529
14,819
4,234
TABELLA RIASSUNTIVA DELLE POTENZE DELLE BATTERIE
20
A’ A
S
I
DIAGRAMMA DI ASHRAE _CONDIZIONI ESTIVE
21
3. SCELTA DELL’IMPIANTO L’UTA è stata scelta considerando una portata da modello selezionato è il Q TOP 008 di Flakt Group, e ha le seguenti dimensioni:
Larghezza unità
Altezza unità
Collegamento canale
[mm]
[mm]
[mm]
1100
1152
400
TABELLA DIMENSIONI PRODOTTO
PRODOTTO Flakt Group-e Q TOP 008
PORTATA D'ARIA [m3/s] 0,65
TABELLA PRODOTTO
FONTE DELL’IMMAGINE: SCHEDA TECNICA FLAKTGROUP
4. DIMENSIONAMENTO RETE DI CANALI
DELLA
Il dimensionamento dell’area dei canali si calcola con la formula: Ac= Vi/w [m2] dove: Vi: portata volumerica di aria
[m3/s]
w: velocità all’interno del canale
[m/s]
Sono state dimensionate tre tipologie di canali diversi a sezione rettangolare, i canali primari, secondari e terziari, questi differiscono fra loro per la velocità dell’aria che circola al loro interno. Il canale primario è quello con dimensioni e velocità maggiori (5 [m/s]), è collocato all’uscita della bocca dell’UTA e contiene l’intera portata d’aria necessaria all’edificio. Dopo un primo tratto il canale viene sdoppiato per far si che una parte serva gli appartamenti sul lato
FONTE DELL’IMMAGINE E DEGLI ELABORATI : SCHEDA TECNICA CONDOTTI HVAC CESTARO
destro dell’edificio e uno quelli sul lato sinistro. I canali secondari sono quelli collocati nei vani scala dell’edificio e portano l’aria ai vari piani, Dal momento che, le portate, vengono progressivamente distribuite, la sezione di questi canali diminuisce all’aumentare dei piani in modo che la velocità dell’aria al loro interno, pari a 3 m/s, possa mantenersi costante. I canali terziari ripartiscono la portata d’aria fra i diversi appartamenti e i loro ambienti. Dal momento che sono collocati nel controsoffitto degli appartamenti la velocità dell’aria deve essere pari ad 1 m/s in quanto una velocità maggiore causerebbe un discomfort acustico.
SCHEMA CANALI DI MANDATA E ESTRAZIONE IN ROSSO I CANALI DI MANDATA IN BLU I CANALI DI RIPRESA
23
Pianta secondo piano sopraelevazione
Pianta primo piano sopraelevazione
Pianta piano tipo
Pianta piano terra
Pianta piano semi interrato
24
DIMENSIONAMENTO DELLA POMPA DI CALORE
E stata scelta una pompa di calore invertibile, in quanto consente di alimentare la batteria di pre riscaldamento dell’UTA e i terminali idronici nella stagione invernale, mente in quella estiva la batteria di raffreddamento e il deumidificatore dell’UTA e i terminali idronici. Il valore della potenza della pompa di calore è quindi stata ottenuta sommando le due potenze, quella della batteria e quella data dai terminali idronici nelle modalità sopra descritte.
TABELLA DELLE POTENZE DELLA POMPA DI CALORE
TABELLA DATI GENERALI PRODOTTO
FONTE DELL’IMMAGINE DELLA POMPA DI CALORE INVERTIBILE: SCHEDA TECNICA HIDROS LWZ - XL/RV 852
25
DIMENSIONAMENTO DEI TERMINALI IDRONICI
La potenza termica che i terminali idronici collocati in ogni appartamento devono com-
00
2 1
1 2
00
00
2 1
pensare, è pari a quella del carico sensibile, cal-
00
2 1
1 2
1
00
cun appartamento.
1 2
colato nelle precedenti sezioni, relative a cias-
2
00
00
00
2 1
Conoscendo tale valore e una volta individuata la potenza di un singolo terminale, è stato possibile calcolare il numero di terminali necessario per ogni appartamento: Qfancoil = QS,ESTATE / n° fan-coil [KW] I terminali che sono stati scelti sono i fan coil, modello Air-Leaf SL200-4T di Innova.
TABELLA DATI GENERALI PRODOTTO
A
D
B
C
ELABORATI FAN COIL FONTE: SCHEDA TECNICA INNOVA
DISTRIBUZIONE DEI FAN COIL ALL’INTERNO DEGLI AMBIENTI_ PIANTA PIANO TIPO
26
DIMENSIONAMENTO DELLA CALDAIA
450
Per dimensionare la potenza della caldaia du-
225
457
225 140
ø80
rante la stagione invernale ed estiva, sono state sommate la potenza relativa alla batteria di post riscaldamento e quella necessaria a sod-
946 843
765
994
disfare la richiesta di ’acqua calda sanitaria .
50 V
92
G
200 SC
TABELLA DELLE POTENZE DELLA CADAIA
M 71
30
300 221
220
R 71
221
281 453
442
FONTE DEGLI ELABORATI GRAFICI DELLA CALDAIA: SCHEDA TECNICA VICTRIX
TABELLA DATI GENERALI PRODOTTO
FONTE DELL’IMMAGINE: SCHEDA TECNICA VICTRIX
27
CALCOLO DEL CARICO TERMICO PER PRODUZIONE ACS
1. DETERMINAZIONE DEL VOLUME DI ACS NECESSARIO
2. DETERMINAZIONE DEL VOLUME DIACCUMULO DI ACS
Per determinare il volume di acqua richiesto
Per determinare il volume di accumulo, è nec-
ad un impianto che produce ACS, si ricorre alla
essario calcolare il volume d’acqua necessario
formula:
durante il periodo di punta. Il valore considerato per la tipologia edilizia residenziale con un Vw= a*Su+b [l/giorno]
solo locale servizi è tabellato ed è pari a 260 [l].
dove:
Si procede al calcolo del volume totale tramite
a : costante tabellata [l/(m2*giorno)]
la formula:
Su : superficie utile di ogni appartamento [m2] Vtot= Valloggio*n° alloggi [m3]
b : costante tabellata [l/giorno] Il valore deve essere poi convertito in [m3/
Successivamente è stata calcolata l’energia to-
giorno] per poter procedere al calcolo della po-
tale richiesta per scaldare tale volume, tramite
tenza necessaria a garantire il volume appena
la formula:
trovato, secondo la formula che segue: Qtot= ρ*cp*Vtot *(ter-tacq) [kWh] Qh,w= ρ*cp*Vw*G *(ter-tacq) [kWh/annuo] dove:
Si procede con il calcolo della potenza media
ρ : densità dell’acuqa, pari a 1000 [kg/m3]
dilazionata nel tempo al fine di ridurre i picchi
cp: calore specifico dell’acqua, pari a 4186 [J/kgK]
durante il periodo di maggiore utilizzo, attra-
ter: temperatura di erogazione dell’acqua, pari a 40 [°C]
verso la formula:
tacq: temperatura dell’acqua dall’acquedotto, pari a 15 [°C] Qtot,medio= Qtot/ttot [kW] dove: ttot : tpre+ tpunta [h] Infine si calcola la potenza relativa al periodo di pre riscaldamento: Qpre= Qtot,medio*tpre [kWh]
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È ora possibile calcolare il volume dell’accumulo chè è legato alla temperatura dell’acqua al suo interno, infatti maggiore sarà la temperatura dell’acuqa, minore sarà il volume dell’accumulo. È da tenere presente però che, oltre i 60 °C, è presente il rischio di sviluppo di legionella. Pertanto: Vacc= Qpre/(ρ*cp*Vtot *(ter-tacq) ) [m3] Infine viene calcolata la potenza che lo scambiatore di calore deve fornire per poter garantire il soddisfacimento del picco di domanda, tramite la formula: Valloggio= Σ Velemento [l/s] dove: Velemento : portata nominale di ogni elemento [l/s] È ora possibile calcolare la potenza istantanea : QACS= ρ*cp*Vprogetto*(ter-tacq) [kW] dove: Vprogetto : portata massima richiesta di progetto, valore ottenuto da grafico UNI EN 806 [l/s]
TABELLA DIMENSIONAMENTO ACCUMULO
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SCELTA DELL’ACCUMULO
Per dimensionare il serbatoio di accumulo è stato considerato il valore in litri calcolato precedentemente e consultando le schede tecniche è stato scelto l’accumulo PACETTI TAH-S, avente una capacità di 5000 litri.
TABELLA DATI GENERALI PRODOTTO
FONTE DELL’ IMMAGINE: SCHEDA TECNICA PACETTI TAH/TA
FONTE DELL’ ELABORATO GRAFICO: SCHEDA TECNICA PACETTI TAH/TA
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DIMENSIONAMENTO DEI COLLETTORI SOLARI TERMICI
Secondo la l.r. 1/2007, il 60% del fabbisogno
Tm= (Tmf – Tme)/Im
annuale per ACS deve essere soddisfatto con i
Tm è il rapporto tra la differenza di temperatura media del
pannelli solari termici.
fluido che percorre il collettore solare meno la temperatura
Per dimensionare un collettore solare è neces-
ambiente, fratto l’irradianza solare
sario conoscere la sua efficienza. Essa dipende
a2 x Im x Tm2: termine legato alle dispersioni per riemis-
dalle caratteristiche e dall’orientamento del
sione verso la volta celeste. a2 è dato da scheda tecnica
collettore e dalle condizioni al contorno della località..
QPANNELLO = 838 [KWh/m2]
Per il calcolo è necessario conoscere l’irradi-
Infine, è stata calcolata la superficie dei pan-
anza solare media sul piano inclinato, questa è
nelli solari, calcolata attraverso la formula:
collegata all’irraggiamento, grandezza ricavabile tramite il software pv-gis, avendo un pan-
SPAN = QACS60%/QPAN
nello orientato a sud e inclinato di 19° si sono potuti ottenere i seguenti valori:
SPAN è pari a 14,88 [m2]
Hm: 1918,73 [KWh/m2 anno]=
Considerando la superficie di apertura di un
1918730 [Wh/m anno]
singolo pannello pari a 2,30 [m2], secondo i dati
2
reperibili dalla scheda tecnica, sono stati calcoSuccessivamente, per ottenere l’energia pro-
lati in totale 7 pannelli.
dotta dal pannello per unità di superficie, QPAN [KWh/m2], è stata moltiplicata l’irradiazione solare in KWh/m2anno per ηc, l’efficienza del pannello, che si ottiene dalla formula:
TABELLA DATI GENERALI PRODOTTO
ηc = η0 – a1 x Tm – a2 x Im x Tm2 = 44% Dove: η0: efficienza del pannello indicata su scheda tecnica a1 x Tm: termine legato alle dispersioni per trasmissione e convezione. La a dipende da pannello a pannello ed è data da scheda tecnica.
FONTE DELL’IMMAGINE: WWW.SIME.IT
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RAPPRESESENTAZIONE DELL’IMPIANTO
Al termine dei calcoli e del dimensionamento dei componenti d’impianto analizzati fino a questo punto, si riporta nella pagina sucessiva lo schema di impianto.
SCHEMA D’IMPIANTO
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FAN COIL
COLLETTORE APPARTAMENTO 1
FAN COIL
CALD
POMPA DI CALORE INVERTIBILE
COLLETTORE APPARTAMENTO 2
UTA
ARIA ESTERNA
33 BOCCHETTA DI IMMISSIONE
ACS COLLETTORI SOLARI
BOCCHETTA DI IMMISSIONE ACS
DAIA
ACCUMULO
LEGENDA Acqua di ripresa Acqua di mandata Aria di immissione
Valvola a 3 vie Pompa
ACQUEDOTTO
SLIDE