Progettazione e calcolo di impianti di climatizzazione

Nicola Taraschi

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DESCRIZIONE

La teoria, le macchine, il software
- Calcolo delle reti aerauliche con il software CANALI
- Le trasformazioni dell'aria umida ed il software PSICRO
- I ventilatori
- Le batterie alettate ed il software BATTERIE
- I recuperatori di calore
- Le torri evaporative ed il software TORRI
- Il software di calcolo secondo la norma UNI 13786
- Il software COMPRESSORI secondo la norma 113500

Il testo copre nella parte teorica aspetti essenziali della progettazione degli impianti di climatizzazione come il calcolo dei canali, le trasformazioni dell'aria umida e le macchine per la climatizzazione (ventilatori, compressori, accumulo di ghiaccio, torri evaporative, recuperatori di calore).
Lo sviluppo degli argomenti recepisce l'evoluzione della progettazione all'esame del funzionamento degli impianti in condizioni non solo nominali, ma reali.
L'utilizzo di software specifico permette di analizzare le relazioni fra le grandezze termotecniche al fine di ricavare le condizioni ottimali di funzionamento dal punto di vista tecnico ed economico.
L'acquisto del volume consente, attraverso il servizio G-cloud di Grafill, il download di un software per il dimensionamento ottimale di macchine ed impianti che si compone dei seguenti moduli:
- Il modulo CANALI effettua il calcolo nominale e reale con il metodo di Cross di diverse tipologie di reti aerauliche. In un ambiente grafico è possibile inserire sia lo schema unifilare della rete che i dati ad essa associati, lasciando piena libertà di dimensionamento di singoli rami o gruppi logici di essi. Il calcolo effettua, inoltre, il bilanciamento della rete e permette di determinare il punto di lavoro del o dei ventilatori consentendone la scelta ottimale. è prevista anche la tipologia di reti di aspirazione e miste (aspirazione e mandata) e con bypass fra mandata e ritorno. In alternativa è possibile importare da AutoCAD lo schema in formato .dxf. L'output del programma è in formato MS Word e MS Excel.
- Il modulo PSICRO effettua i calcoli delle principali trasformazioni psicrometriche ed il disegno delle stesse nel piano di CARRIER.
- Il modulo BATTERIE effettua il calcolo delle trasformazioni e dei bilanci di energia in una batteria condensante.
- Il modulo TORRI calcola le trasformazioni ed i bilanci di energia in una torre evaporativa con il metodo del NTU.
- Il modulo UNI 13786 effettua il calcolo della trasmittanza termica periodica e delle grandezze correlate secondo la norma omonima.
- Il modulo COMPRESSORI effettua il calcolo dell'efficienza stagionale di uno o più compressori in parallelo secondo la norma UNI 113500.

Unitamente al software sono disponibili le seguenti utilità:
- Glossario (principali termini tecnico-normativi);
- F.A.Q. (domande e risposte sui principali argomenti);
- Test iniziale (verifica della formazione di base);
- Test finale (verifica dei concetti analizzati).

Requisiti minimi hardware e software
Processore da 1.00 GHz; MS Windows XP/Vista/7/8 (per utenti MS Windows Vista/7/8 sono necessari i privilegi di "amministratore"); 250 MB liberi sull'HDD; 1 GB di RAM; MS Word 2003; MS Excel 2003; AutoCAD LT 2000; Accesso ad internet e browser web per il download del software (supportati Firefox 4, Opera 10, Safari 5, Chrome 12, Internet Explorer 7).

Nicola Taraschi, ingegnere, è sviluppatore software e autore di numerose pubblicazioni su riviste del settore termotecnico. Con Grafill ha già pubblicato Reti idrauliche e impianti termotecnici (2014).

Indice
1. Le perdite di carico nei circuiti aeraulici
1.1. L'equazione dell'energia applicata all'aeraulica
1.2. Le perdite di carico
1.3. Le proprietà fisiche dell'aria
1.4. Legame fra perdita e portata
1.5. L'influenza della temperatura
1.6. Influenza del diametro
1.7. Il diametro ottimale
1.8. Il coefficiente di forma
1.9. Le perdite concentrate

2. Applicazioni di aeraulica
2.1. Il calcolo dei canali con il calcolo elettronico
2.1.1. Calcolo di progetto a perdita costante
2.1.2. Calcolo di progetto a velocità limite
2.1.3. Calcolo di progetto a recupero di statica
2.2. Il confronto fra i sistemi aeraulici ed idraulici ai fini del costo del trasporto dell'energia termica
2.3. La caduta di temperatura nei condotti
2.4. Le pressioni nei condotti aeraulici: pressione dinamica e pressione statica
2.5. I diffusori
2.6. I diffusori a maniche tessili
2.7. I filtri

3. Le reti aerauliche
3.1. Generalità sulle reti aerauliche
3.2. Il calcolo delle portate reali
3.3. Il confronto fra il metodo di calcolo dei canali a recupero di statica e quello a perdita di carico costante
3.3.1. Il calcolo a recupero di statica
3.3.2. Il calcolo a perdita di carico costante
3.3.3. Confronto fra i due criteri
3.4. La rete con ricircolo
3.5. La rete con ventilatore di ricircolo
3.6. Gli impianti di aspirazione

4. La fisica dell'aria umida
4.1. Proprietà fondamentali dell'aria umida
4.1.1. I passaggi di stato
4.1.2. Proprietà psicrometriche
4.2. Le trasformazioni dell'aria umida: la miscelazione
4.3. Riscaldamento - raffreddamento
4.4. La condensazione sulle tubazioni
4.5. Raffreddamento con condensazione

5. Le trasformazioni dell'aria umida
5.1. Umidificazione
5.2. Umidificazione adiabatica
5.3. Il ciclo estivo
5.3.1. La regolazione
5.3.2. Il calcolo dell'azione di regolazione di temperatura
5.3.3. Il calcolo dell'azione di regolazione di umidità relativa
5.3.4. Caso 1: la potenza termica sensibile ambiente si riduce al 50%, mentre rimane inalterata quella latente
5.3.5. Caso 2: la potenza termica sensibile rimane uguale, quella latente si riduce al 50%
5.3.6. Caso 3: potenza termica sensibile e latente ambiente si riducono al 50%
5.4. Il ciclo invernale

6. I ventilatori
6.1. La variazione del punto di lavoro
6.2. La curva caratteristica q-DP dei ventilatori al variare del diametro
6.3. La curva caratteristica q-h dei ventilatori al variare del numero di giri
6.4. Il punto di lavoro al variare del numero di giri
6.5. I sistemi per la regolazione della portata nei ventilatori centrifughi
6.5.1. I ventilatori a velocità variabile
6.5.2. La variazione di portata mediante regolatore con pale ad inclinazione variabile
6.6. I ventilatori assiali
6.7. L'utilizzo del foglio elettronico

7. Le batterie alettate nel condizionamento dell'aria
7.1. Premessa
7.2. L'aletta cilindrica
7.3. Il coefficiente di scambio termico nelle batterie alettate
7.4. La trasmittanza al variare del passo delle alette
7.5. Le configurazioni delle batterie alettate
7.6. Il progetto di una batteria alettata (senza condensazione)
7.7. Le batterie alettate con condensazione dell'aria
7.7.1. L'influenza della temperatura di ingresso dell'acqua refrigerata
7.7.2. L'influenza della temperatura di ingresso dell'aria ad umidità relativa dell'aria d'ingresso costante (50%)
7.7.3. L'influenza della variazione della velocità dell'aria in ingresso
7.7.4. L'influenza della variazione della velocità-- dell'acqua refrigerata
7.7.5. Le batterie in serie
7.8. Le perdite di carico delle batterie alettate

8. Le apparecchiature per il trattamento dell'aria
8.1. Le torri di raffreddamento
8.2. I fancoil
8.3. I recuperatori di calore aria-aria
8.4. Le serrande di regolazione

9. I compressori degli impianti frigoriferi
9.1. I compressori alternativi
9.1.1. La regolazione nei compressori alternativi
9.1.2. Bypass fra mandata ed aspirazione
9.1.3. Esclusione di cilindri
9.2. I compressori scroll
9.3. I compressori a vite
9.4. I turbocompressori centrifughi
9.5. La valvola di laminazione termostatica
9.5.1. Valvola con equilibratore esterno delle pressioni
9.5.2. La valvola di espansione elettronica
9.6. Le valvole pressostatiche per acqua

10. La regolazione dei compressori negli impianti frigoriferi
10.1. Regolazione della potenza frigorifera
10.2. Circuiti frigoriferi senza parzializzazione
10.3. Circuiti frigoriferi con parzializzazione
10.4. Gruppi frigoriferi con 2 gradini di parzializzazione
10.5. Circuiti frigoriferi con sistemi di parzializzazione continua
10.6. Gli indici di efficienza energetica stagionale
10.6.1. L'indice energetico EMPE
10.7. L'efficienza energetica dei compressori e la norma UNI 11135
10.8. Esempio di calcolo della prestazione stagionale
10.9. La regolazione dei compressori in parallelo
10.10. La regolazione in cascata nei compressori degli impianti frigoriferi

11. Gli impianti ad accumulo di ghiaccio
11.1. Le modalità di funzionamento del sistema

12. Installazione del software allegato
12.1. Introduzione
12.2. Requisiti minimi hardware e software
12.3. Download del software e richiesta della password di attivazione
12.4. Installazione ed attivazione del software

13. Il programma CANALI
13.1. Presentazione
13.2. Tipologie di calcolo
13.3. L'ambiente di lavoro
13.3.1. Il menu File
13.3.2. Il menu Viste
13.3.3. Il menu Archivi
13.3.4. Il menu Help
13.3.5. Il menu Componenti
13.3.6. Gli esempi
13.3.7. Elenco progetti su disco
13.3.8. Tabulato EXCEL
13.4. Come iniziare: la produzione di un nuovo progetto
13.5. L'ambiente grafico di immissione dei dati
13.6. Un esempio passo-passo
13.7. L'immissione dei nuovi componenti
13.8. Gli esempi
13.8.1. Esempio rete con diffusori
13.8.2. Esempio rete di aspirazione
13.8.3. Esempio rete mista
13.8.4. Esempio rete con bypass

14. Il programma PSICRO
14.1. Proprietà del punto
14.2. Miscelazione
14.3. Riscaldamento-raffreddamento sensibile
14.4. Umidificazione
14.5. Umidificazione con vapore
14.6. Raffreddamento con condensazione
14.7. Ciclo estivo
14.8. Ciclo estivo con postriscaldamento
14.9. Ciclo invernale
14.10. Ciclo invernale con umidificazione a vapore
14.11. Verifica estiva

15. Il programma batterie alettate

16. Il programma TORRI EVAPORATIVE

17. Il programma COMPRESSORI

18. Il programma UNI 13786

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