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Codice:  
Course code:
20076
Anno accademico:
Academic year:
2010-2011
Titolo del corso:
Course title:
FISICA TECNICA E IMPIANTI TERMOTECNICI
Technical Physics and HVAC Systems
Modulo:  
Module:
Unico
U - Technical Physics and HVAC Systems
Docente 1:
Teacher 1:
Ruolo Docente 1:
Teacher 1:
ModalitÓ 1:
Type 1:
Convenzionale
Settore scientifico-disciplinare:
Reference sector:
ING-IND/11 Fisica tecnica ambientale
Anno di corso:
Year of degree course:
TERZO
THIRD
FacoltÓ:
Faculty:
Ingegneria
ModalitÓ di frequenza:
Type:
Non obbligatoria
Semestre:
Semester:
1
Sottoperiodo:
Sub period:
1░
Numero totale di crediti:
Total credits:
9.0
Carico di lavoro
Workload
Attività frontale:
Lectures:
60.0
Esercitazioni:
Applied activities:
30.0
Studio individuale:
Individual work:
0.0
Attività didattica a piccoli gruppi:
Group work:
12.0
Seminari:
Seminars:
0.0
Laboratori:
Laboratories:
0.0
TOTALE (voci sopra-elencate):
TOTAL:
102.0
Ore di lezione settimanali:
8.0
Prerequisiti:
Prerequisites:
Una proficua frequenza alle lezioni presuppone una buona conoscenza degli argomenti svolti nei corsi di Analisi Matematica e Fisica propedeutici al corso con particolare riferimento a: - concetti base di meccanica (velocitÓ, forza, quantitÓ di moto, lavoro, energia, potenza, leggi principali della meccanica newtoniana); - concetti di termodinamica applicata (lavoro, calore, 1░ e 2░ principio, calore specifico, bilanci di massa ed energia per sistemi chiusi e aperti, gas e liquidi perfetti); - concetti di trasmissione del calore (conduzione, convezione, irraggiamento e relative leggi fondamentali); - concetti base di meccanica dei fluidi (pressione, portata, bilancio di energie per sistemi fluenti, perdite di carico, macchine operatrici). E? opportuno seguire il corso opzionale di Termofisica degli edifici in quanto per molti aspetti complementare alla seconda parte del corso (Impianti Termotecnici)
ASSUMPTIONS OF COURSE A successful attendance at lectures requires a good knowledge of the arguments in the courses of Mathematics and Physics preparatory course with emphasis on: - the basic concepts of mechanics (speed, force, momentum, work, energy, power, major laws of Newtonian mechanics) - concepts of thermodynamics applied (work, heat, 1st and 2nd principle, specific heat, mass and energy balances for closed systems and open, perfect gas and liquid) - concepts of heat transfer (conduction, convection, radiation and its fundamental laws) - basic concepts of fluid mechanics (pressure, flow, balance energy systems flowing, pressure drop, operating machines). It 'should follow the course optional thermophysics buildings because in many ways complementary to the second part (HVAC Systems)
Obiettivi formativi:
Educational goals:
Al termine del corso gli studenti dovranno essere in grado di: 1. Effettuare una prima analisi relativamente alla scelta dell?impianto adeguato per una data tipologia edilizia, sapendo cogliere pregi e difetti delle soluzioni disponibili. 2. Calcolare i carichi termici estivi e invernali (anche con metodi semplificati) di un qualsiasi edificio civile o del terziario. 3. Per le tipologie impiantistiche pi¨ comuni, dare un dimensionamento di massima ed essere in grado di scegliere e designare i principali elementi (caldaia, gruppo frigorifero, pompe, tubazioni, unitÓ terminali, centrali di trattamento aria, canalizzazioni dell?aria). 4. Stendere un primo lay-out o riservare, nella progettazione edilizia, gli spazi necessari ai componenti dell?impianto (centrali termiche, centrali frigorifere, canalizzazioni d?aria, ecc.).
PURPOSE OF THE COURSE At the end of the course students will be able to: 1. Conduct an initial analysis with respect to the choice of the appropriate for a given building type, knowing capture strengths and weaknesses of the options available. 2. Calculate the heat loads in summer and winter (even with simplified methods) of any building or civil service sectors. 3. For the most common types of plant, giving a maximum size and be able to select and designate the main elements (boiler, chiller, pumps, piping, terminal units, air handling units, air ducts). 4. Apply a first layout or Reserve, in designing buildings, spaces necessary components (power plants, refrigeration units, air ducts, etc.).. Be able to: 1. Make an initial analysis of the best type of plant for a specific building type, evaluating the advantages and disadvantages of possible solutions. 2. Calculate summer and winter heat levels (simplified methods can be used) of civic and service-sector buildings. 3. Give a maximum measurement and be able to choose and appoint the main elements (boiler, refrigeration cluster, pumps, tubing, terminals, air treatment centers, air channeling) for the commonest heating and climate control systems. 4. Create an initial layout and reserve the necessary space for the system's components (heating stations, refrigeration stations, air channels, etc.) in building plans.
Contenuto del corso:
Course contents:
FONDAMENTI DI TERMODINAMICA TECNICA a) Il Sistema Termodinamico. UnitÓ di misura. Sistema Internazionale (Tab. CNR UNI ISO 1000) Sis. Tecnico e Anglosassone. Pareti e vincoli. Definizioni e misurabilitÓ dell?energia interna. Il calore come modalitÓ di scambio energetico. Il primo principio della termodinamica in forma estesa e in forma differenziale. b) Stati d?equilibrio. Grandezze di stato fisico e di percorso. Grandezze intensive ed estensive. Dipendenza del lavoro e del calore dal tipo di trasformazione termodinamica. I postulati entropici. ProprietÓ della relazione fondamentale. Processi reversibili e irreversibili. Trasformazioni quasistatiche. Equazione di Gibbs. Depositi quasistatici di calore e di lavoro. Il secondo principio della termodinamica (enunciati di Clausius e Kelvin). Le equazioni di stato fisico. Parametri caratterizzanti un sistema termodinamico (cP e cP*, cV e cV*, kt , ). Grandezze massiche e molari. c) StabilitÓ dell?equilibrio di un sistema monocomponente. Il potenziale chimico (cenni). La regola delle fasi. Transizioni di fase. Equazione di Clausius Clapeyron in forma differenziale e finita. APPLICAZIONI d) Il gas ideale monocomponente. Equazioni di stato. Esperienza di Joule. Le capacitÓ termiche molari (e massiche) a P e V costanti. Le trasformazioni a T, P, V costanti. La relazione di Mayer. La trasformazione adiabatica quasistatica e reale (rendimento isoentropico ηis). L?entropia di un gas perfetto. Cenni sul comportamento dei gas reali. e) Miscele bifasiche. Vapore d?acqua. Principali trasformazioni del vapore d?acqua. Grandezze fondamentali (vx, hx, sx, ux). Titolo di vapore. f) I diagrammi di stato fisico. I diagrammi (p T), (p v), (T s). Il diagramma di MOLLIER (h s) per il vapore d?acqua. Processi e trasformazioni cicliche. Cicli diretti (orari o motori) e inversi (antiorari). Il ciclo frigorifero. g) Trasformazioni in un fluido con deflusso (cenni). Definizioni di regime stazionario. h) L?aria umida. Le grandezze fondamentali. Diagrammi psicrometrici dell?ASHRAE (o di Grosvenor) e di Mollier per l?aria umida. Le trasformazioni dell?aria umida. Temperatura di saturazione e temperatura di rugiada. Condizionamento estivo e invernale. FENOMENI DI TRASPORTO i) Il moto dei fluidi nei condotti. Il termine di degradazione energetica. Numero di Reynolds. Regimi di movimento di un liquido in un condotto (regimi: laminare, turbolento e di transizione). Bilancio di massa per i sistemi aperti (o fluenti). Bilancio di energie per sistemi fluenti (fluidi comprimibili e incomprimibili, teorema di Bernoulli). Perdite di carico continue e localizzate. Abaco di Moody. Formule di Darcy Weisbach, di ChÚzy, di Colebrook, di Kutter e di Darcy. Fattore d?attrito. Sforzo tangenziale: legame con la velocitÓ. Coefficienti di viscositÓ dinamica e cinematica. Profili di velocitÓ. Potenza di una macchina idraulica operatrice (pompa). Calcolo delle prevalenze manometrica e totale di una pompa. Curve caratteristiche. Collegamenti in serie e in parallelo. l) Introduzione alla conduzione del calore Il postulato di Fourier. Il bilancio energetico in regime stazionario nel caso a simmetria piana: l?equazione di Fourier. La lastra piana; le pareti piane multistrato (con e senza generazione di potenza termica). Metodo dell?analogia elettrica. Il bilancio energetico nel caso di simmetria cilindrica. Il tubo isolato. Analogia elettrica. Il raggio critico. La conduzione in regime variabile: numero di Biot, metodo delle capacitÓ concentrate. m) Trasmissione del calore per irraggiamento Potere emissivo. Brillanza. Irradiazione. Grandezze monocromatiche e complessive. Il corpo nero: leggi di Planck, Stefan Boltzmann, Wien. I coefficienti d?assorbimento, riflessione, trasmissione ed emissione. Legge di Kirchhoff. Il corpo grigio. Scambio di calore fra corpi neri: il fattore di forma. Schermi antiradianti. n) Trasmissione del calore per convezione. Coefficiente di trasmissione del calore per convezione. Legge di Newton. Resistenza termica complessiva. Calcolo del coefficiente convettivo: numeri adimensionali (Re, Pr, Nu, Gr), correlazioni. o) Scambiatori di calore. Definizioni e generalitÓ. Bilancio energetico in condizioni stazionarie. Dimensionamento di massima di uno scambiatore di calore equicorrente, controcorrente, a flusso incrociato. Metodo del Numero delle UnitÓ di Trasporto ( NTU) e confronto fra i vari metodi di dimensionamento. Coefficiente ?F? per gli scambiatori a flusso incrociato. TERMODINAMICA APPLICATA - IMPIANTISTICA Sistemi termodinamici chiusi; scambi energetici: interazioni di tipo calore e lavoro. Energia interna e 1░ Principio. Modello di gas perfetto e liquido perfetto: leggi costitutive e capacitÓ termiche massiche e volumiche, trasformazioni termodinamiche e loro rappresentazione sui piani (p-v), (T-s), (h-s). Sistemi aperti: concetti di portata (massica e volumetrica) e potenza (termica e meccanica), definizione d?entalpia, bilancio di massa e d?energia. Cicli termodinamici diretti e inversi, 2░ Principio, entropia, rappresentazione in coordinate (T-s). Passaggi di stato: regola di Gibbs delle fasi, calore latente d?evaporazione/condensazione, liquefazione/solidificazione ecc. MOTO DEI FLUIDI ENTRO CONDOTTI Pressione idrostatica. Flusso di un fluido incomprimibile non viscoso: equazione di continuitÓ e bilancio della quantitÓ di moto (eq. di Bernoulli), uso delle due equazioni. Fluidi viscosi newtoniani: viscositÓ, attrito alla parete, dissipazione viscosa, moto laminare e turbolento, numero di Reynolds, influenza della rugositÓ superficiale della parete. Perdite di carico continue: diagramma di Moody e diagrammi d?uso pratico per tubazioni commerciali, perdite di carico localizzate, metodo del coefficiente di perdita localizzata e metodo della lunghezza equivalente. Cenni di simbologia idraulica. Procedura pratica di dimensionamento di una tubazione; caratteristica del circuito (caratteristica resistente). MACCHINE A FLUIDO OPERATRICI Nomenclatura: pompe, ventilatori, compressori. Bilancio energetico di una macchina operatrice, espressione del lavoro di pompaggio e della potenza richiesta dalla pompa, rendimento, curve caratteristiche. Pompe: classificazione e curve caratteristiche tipiche, collegamento in serie ed in parallelo. Ventilatori: classificazione e curve caratteristiche tipiche, campi d?impiego. Compressori: descrizione schematica dei tipi principali (volumetrico e fluidodinamico) e loro campo d?impiego, lavoro isotermico, adiabatico e politropico; inter-refrigerazione, compressori multistadio. PSICROMETRIA E ARIA UMIDA Miscele ideali di gas e vapori, pressione parziale, pressione (tensione) di vapore, aria umida, grandezze caratteristiche dell?aria umida (X, , ), grandezze termodinamiche (p, h), diagrammi dell?aria umida: diagramma di Mollier e di Grosvenor (Carrier - ASHRAE), definizione di temperature di bulbo umido e di temperature di rugiada. Principali trasformazioni elementari dell?aria umida (miscelazione, riscaldamento sensibile, raffreddamento sensibile, raffreddamento con deumidificazione, umidificazione adiabatica, umidificazione a vapore), tipiche trasformazioni combinate per il condizionamento invernale (miscela + preriscaldamento + umidificazione + postriscaldamento) e per il condizionamento estivo (miscela + raffreddamento + postriscaldamento). IL CALCOLO TERMICO INVERNALE PER IMPIANTI DI SOLO RISCALDAMENTO Condizioni di progetto. Regime stazionario. Trasmissione del calore attraverso le strutture dell?edificio: pareti, solai, pavimenti, ecc. (con esempi). Ponti termici. Ventilazione naturale. Riscaldamento intermittente e messa a regime. Riscaldamento con totale rinnovo dell?aria. Umidificazione e sua influenza sul bilancio termico. Bilancio termico complessivo dell?edificio e bilancio del singolo locale. Definizione di grado-giorno e calcolo semplificato del fabbisogno energetico stagionale. DISPOSIZIONI DI LEGGE: L. 373/76 - L. 10/91 ? Aggiornamenti successivi Concetti generali ispiratori della legislazione vigente. Calcolo della potenza (UNI 7357): definizione di Cd, Cv, Cg e limiti. Progetto dell?impianto. Le limitazioni sull?energia (UNI 10344): definizione dei rendimenti di produzione, distribuzione, regolazione ed emissione, verifica del rendimento medio stagionale. Tubazioni per Impianti Termici. Isolamento delle tubazioni. IL CALCOLO TERMICO ESTIVO Condizioni esterne di progetto. Variazione delle condizioni durante la giornata. Bilancio energetico dell?ambiente condizionato: carichi termici sensibili e latenti, scopo del calcolo termico estivo. Radiazione solare attraverso il vetro; definizione di SHG e uso delle relative tabelle, fattori d?accumulo, schermi, ombre portate. Trasmissione del calore attraverso muri e tetti, irradiati e non; definizione di CLTD e uso delle relative tabelle. Infiltrazioni d?aria. Carichi termici interni. Fattori vari, perdite. Determinazione delle condizioni dell?aria da immettere nell'ambiente, portata d?aria esterna e condizioni dell?aria in ingresso ai trattamenti; bilanci e fabbisogni energetici relativi ai singoli trattamenti. Esempi. LA PRODUZIONE DEL CALORE 1 Fluido termovettore. Combustibili; metano, gas di rete, GPL, gasolio, olio combustibile. Bilancio energetico di una caldaia. Parti costituenti una caldaia per la produzione d?acqua calda. Tipi di caldaie: caldaiette autonome (e relativa classificazione), caldaie di media potenza a tubi di fumo, caldaie di grossa potenza e a vapore (solo cenno). Bruciatori atmosferici e ad aria soffiata. Camini e norme relative. Installazione di caldaiette autonome e norme relative. PRODUZIONE DEL CALORE 2 Centrali termiche a gas per la produzione di acqua calda di potenza superiore a 35 kW: normative ISPESL (raccolta ?R? D.M. 1.12.75). Dispositivi di controllo e di sicurezza: termostato di blocco, termostato d?esercizio, pressostato di blocco, valvola d?intercettazione combustibile, valvola di sicurezza, vasi d?espansione, ecc. Analisi dello schema esecutivo di una centrale termica. PRODUZIONE DEL FREDDO 1 Ciclo termodinamico inverso (frigorifero): bilanci energetici. Definizione di COP. Macchine frigorifere e pompe di calore. Ciclo frigorifero a compressione: realizzazione, fluidi frigorigeni d?uso comune, rappresentazione del ciclo sul piano (p - h), considerazioni energetiche. Centrale frigorifera, con compressore bistadio, funzionante con R 134a. PRODUZIONE DEL FREDDO 2 Macchine frigorifere utilizzate nella pratica del condizionamento dell?aria: classificazione e parametri tipici di prestazione. Descrizione e analisi dei principali componenti, linee guida per la scelta. Accorgimenti per l?installazione: parzializzazione, accumulo del freddo, portate d?acqua. Scelta del fluido condensante (aria, acqua a perdere, acqua di torre), cenni sulle torri di raffreddamento. Cenni sulle macchine frigorifere ad assorbimento. IMPIANTO DI RISCALDAMENTO AUTONOMO A RADIATORI Radiatori in ghisa, in alluminio, in acciaio: descrizione e generalitÓ. Emissione termica nominale secondo UNI 6514. Procedura di dimensionamento dell?impianto: scelta dei radiatori, determinazione delle portate d?acqua, calcolo della rete di distribuzione (scelta dei percorsi e dei diametri delle tubazioni, scelta o verifica della pompa tramite il calcolo delle perdite di carico); accessori (valvole, saracinesche, termostati e cronotermostati, valvole termostatiche). IMPIANTO INVERNALE / ESTIVO A TERMOCONVETTORI Ventilconvettori: classificazione, generalitÓ, parametri di funzionamento, scelta. Procedura di dimensionamento dell?impianto: metodo di scelta dei ventilconvettori, determinazione delle portate d?acqua (estive e invernali), scelta dello schema d?impianto e calcolo della rete di distribuzione (diametri delle tubazioni, scelta delle pompe), calcolo e scelta degli accessori. IMPIANTO A TUTTA ARIA 1 Schema d?impianto a tutta aria, generalitÓ, bilanci di massa e bilanci energetici, aria di ripresa, aria di rinnovo, aria di ricircolo, aria d?espulsione, pressione relativa degli ambienti. Le unitÓ di trattamento centralizzato dell?aria: scelta dei trattamenti, descrizione dei dispositivi componenti (serrande, filtri, batterie di scambio termico, umidificatori ad acqua e a vapore, ventilatori). IMPIANTI A TUTTA ARIA 2 I canali di distribuzione dell?aria: cenni sui metodi di dimensionamento e particolaritÓ costruttive. Cenni sulle problematiche connesse alla diffusione dell?aria negli ambienti, le unitÓ di immissione dell?aria trattata (bocchette, anemostati, griglie, ecc.). ALTRE TIPOLOGIE Dl IMPIANTO Impianti ad aria primaria e ventilconvettori, impianti a pannelli radianti, termoconvettori, tubi alettati. Condizionatori autonomi ad armadio, ?split system?. IMPIANTI INDUSTRIALI (CENNI) Problematiche tipiche del riscaldamento industriale. Stratificazione dell?aria. Infiltrazioni ed effetto camino. Riscaldamento con aerotermi, termostrisce, generatori d?aria calda. Termoventilazione. Ventilazione estiva. Raffescamento adiabatico. REGOLAZIONE AUTOMATICA (CENNI) Regolazione on off: termostati, umidostati, pressostati. Concetto di differenziale. Regolazione modulante di scambiatori di calore: per variazione di portata e per variazione di temperatura sul primario o sul secondario. Acqua: valvole deviatrici e miscelatrici, aria, serrande. Regolatori pneumatici, elettrici, elettronici (analogici e digitali). Azione proporzionale (P), azione proporzionale + integrale (PI), azione proporzionale + integrale + derivativa (PID). SCHEMI FUNZIONALI Dl IMPIANTO Descrizione e analisi d?alcuni schemi funzionali caratteristici d?impianto.
FUNDAMENTALS OF TECHNICAL THERMODYNAMICS) a) thermodynamic systems. Measurement Units. International System (Table CNR UNI ISO 1000) Sis. Technical and Anglo-Saxon. Walls and constraints. Definitions and measurability of internal energy. Heat as a mode of energy exchange. The first law of thermodynamics in differential form and in expanded form. B) states of equilibrium. Quantities of physical state and location. Intensive and extensive quantities. Dependence of work and heat from the kind of transformation thermodynamics. The entropic postulates. Properties of the fundamental relationship. Reversible and irreversible. Quasistatic process. Gibbs. Quasistatic deposits of heat and work. The second law of thermodynamics (Clausius and Kelvin stated). The equations of physical condition. Parameters that characterize a thermodynamic system (CP and CP *, CV and CV * kt ). Sizes and molar mass. C) Stability of a system component. The chemical potential (outline). The phase rule. Phase transitions. Clausius Clapeyron equation in differential form and over. APPLICATIONS d) The ideal gas component. Equations of state. Joule experience. The molar heat capacities (and mass) to P and V constant. The transformations T, P, V constant. The report of Mayer. Processing and real Quasistatic adiabatic (isentropic efficiency ηis). The entropy of an ideal gas. Work on the behavior of real gases. E) biphasic mixtures. Steam. Major change in water vapor. Fundamental variables (vx, hx, sx, ux). Title of steam. F) The physical state diagrams. Diagrams (P T) (pv) (T s). The diagram of Mollier (hs) for water vapor. Processes and cyclical changes. Direct cycle (or engine hours) and reverse (counterclockwise). The cooling cycle. G) Transformations in a fluid flow (outline). Definitions steady. H) The moist air. The fundamental values. Dell'ASHRAE psychrometric chart (or Grosvenor) and Mollier the moist air. The transformations of moist air. Saturation temperature and dew point. Conditioning in summer and winter. TRANSPORT PHENOMENA i) The fluid flow in pipes. The term degradation efficiency. Reynolds number. Regimes of motion of a fluid in a pipe (systems: laminar and turbulent transition). Mass balance for open systems (or flowing). Energy balance for flowing systems (compressible and incompressible fluids, Bernoulli's theorem). Pressure loss constant and located. Moody. Darcy Weisbach formulas of ChÚzy, of Colebrook, of Kutter and Darcy. Friction factor. Tangential: link speed. Dynamic and kinematic viscosity coefficients. Velocity profiles. Power of a hydraulic machine operator (pump). Calculation of total manometric head and a pump. Characteristic curves. Connected in series and in parallel. L) Introduction to heat conduction The postulate Fourier. The energy balance in steady-level symmetric case: the equation of Fourier. The flatbed, flat plywood walls (with and without thermal power generation). Electrical method of analogy. The energy balance in the case of cylindrical symmetry. The insulated pipe. Electrical analogy. The critical radius. The conduct under variable Biot number, method of concentrated capacity. M) Heat transfer by radiation emissivity. Brightness. Irradiation. Sizes and overall monochrome. The body of black laws of Planck, Stefan Boltzmann, Wien. The coefficients of absorption, reflection, transmission and emission. Kirchhoff's law. The gray body. Heat transfer between bodies blacks: the form factor. Antiradiant shield. N) Transmission of heat by convection. Coefficient of heat transfer through convection. Newton's law. Overall thermal resistance. Calculation of coefficientso) heat exchangers. Definitions and general information. Energy balance in steady state. Sizing up to a heat exchanger uniflow, counterflow, crossflow. Method Number of Transport Units (NTU ) and comparison between different methods of sizing. Coefficient "F" for cross-flow heat exchangers. APPLIED THERMODYNAMICS - PLANT closed thermodynamic systems, exchanges energy: heat and work interactions. Internal energy and 1 Standard. Model of ideal gas and liquid perfect constitutive and heat capacity and mass densities, thermodynamic processes and their representation on the plans (pv), (Ts) (hs). Open systems: concepts of flow (mass and volume) and power ( thermal and mechanical), definition of enthalpy, mass balance ed'energia. thermodynamic cycles direct and inverse, 2nd Principle, entropy, represented in coordinates (Ts). Change of state: the phase rule of Gibbs, of latent heat ' evaporation / condensation, liquefaction / solidification etc.. Fluid flow in ducts hydrostatic pressure. Flow of a non-viscous incompressible fluid: continuity equation and momentum balance (eq. Bernoulli), use of two equations. Viscous Newtonian fluids: viscosity, the wall friction, viscous dissipation, laminar and turbulent Reynolds number influence of surface roughness of the wall. Pressure drop constant: Moody diagram and piping diagrams of practical use for commercial losses localized, localized loss coefficient method and method of equivalent length. Basics of hydraulic symbols. How practical sizing of a pipe; characteristic of the circuit (resistant feature). MACHINES working fluid Nomenclature: pumps, fans, compressors. Energy balance of a machine tool, expression of the work of pumping and power required by the pump, performance characteristic curves. Pumps: Classification and characteristic curves, connected in series and parallel. Fans: classification and characteristic curves, fields d ' use. Compressors: brief description of major types (volumetric and fluid dynamics) and their field of use, work isothermal, adiabatic and polytropic, inter-cooling, multistage compressors. Psychrometers AND MOIST AIR Ideal mixtures of gases and vapors, partial pressure, pressure (voltage) of steam, humid air, moist air characteristic variables (X, , ), thermodynamic quantities (p, h) diagrams of moist air: Mollier diagram and Grosvenor (Carrier - ASHRAE), definition wet bulb temperature and dew point temperatures. Main elementary transformations of moist air (mixing, heat sensitive, sensible cooling, cooling with dehumidification, humidification adiabatic, steam humidification), typical for winter conditions combined transformations (mixture + preheating + + humidifier reheat) and for summer air conditioning (cooling + + reheat mixture). CALCULATING THE HEAT ON WINTER HEATING SYSTEMS ONLY design conditions. Steady. Heat transmission through the structures of the building: walls, ceilings, floors, etc.. (With examples). Thermal bridges. Natural ventilation. Intermittent warming and development scheme. Heating with total renewal of the air. Humidification and its influence on the heat balance. Overall heat balance of the building and budget of each local. Definition of degree-days and simplified calculation of seasonal energy requirements. PROVISIONS OF LAW: L. 373/76 - L. 10/91 - Updates following general concepts underlying the legislation. Calculation of power (UNI 7357): definition of Cd, Cv, Cs and limits. Plant project. Limitations on Energy (UNI 10344): definition of the yield of production, distribution, and emission control, verification of average performance of the season. Piping for Heating Systems. Pipe insulation. CALCULATING THE SUMMER HEAT External design conditions. Variation of condition during the day. Energy balance air-conditioned space: sensible and latent heat loads, the purpose of calculating the summer heat. Solar radiation through glass; definition of SHG and use of relevant tables, factor accumulation, screens, shadows. Heat transfer through walls and roofs, and not irradiated; CLTD definition and use of related tables. Air infiltration. Internal heat loads. Various factors, losses. Determination of conditions to be placed in the air, outdoor air flow rate and inlet air conditions to treatment, energy needs and budgets for individual treatments. Examples. THE PRODUCTION OF HEAT 1 vector fluid. Fuels, natural gas, network, LPG, diesel, fuel oil. Energy balance in a boiler. Constituent parts of a boiler to produce hot water. Types of boilers: boilers independent (and their ranking), medium power tube boilers of smoke and steam boilers of large power (only mentioned). Atmospheric burner and forced air. Fireplaces and rules. Installation of boilers and autonomous rules. PRODUCTION OF HEAT 2 gas-fired power stations to produce hot water power exceeding 35 kW: ISPESL regulations (collection R MD 1.12.75.) Control devices and security: block thermostat, operating thermostat, pressure lock, fuel shut-off valve, safety valve, expansion tanks, etc.. Analysis of the key executive of a power plant. Refrigerating a reverse thermodynamic cycle (refrigerator): energy budgets. Definition of COP. Refrigeration equipment and heat pumps. Compression refrigeration cycle: production, refrigerants in common use, representation of the loop on the floor (p - h), energy considerations. Refrigeration system with two stage compressor operating with R 134a. PRODUCTION OF COLD 2 refrigeration equipment used in the practice of conditioning: classification and typical parameters of performance. Overview and analysis of major components, guidelines for choice. Possible installation: choking, accumulation of cold water flow. Choosing the condensing fluid (air, water loss, water tower), outline their cooling towers. Introduction to absorption refrigeration equipment. Radiator heating radiator Radiators cast iron, aluminum, steel, description and generality. Nominal heat emission according to UNI 6514. Sizing of the procedure: choice of radiators, determination of water flow, calculation of the distribution network (choice of locations and diameters of pipes, pump selection or verification by calculating losses load), accessories (valves, gate valves, thermostats and thermostats, thermostats). PLANT WINTER / SUMMER A Thermo Fan: classification, general, operating parameters, choice. Sizing of the procedure: the method of choice of fan, determination of water flow (summer and winter), choice of planting pattern and calculating the distribution network (pipe diameters, selection of pumps), calculation and choice of accessories. PLANT TO ALL AIR diagram of a system to all air, general, mass balances and energy balances, air recovery, fresh air air circulation and air expulsion and pressure on the environment. The central air handling units: the choice of treatment, description of equipment components (shutters, filters, heat exchanger coils and humidifiers and water vapor, fans) . AIR SYSTEMS ALL 2 The air distribution channels: basic methods of design and construction details. Work on issues related to air distribution environments, the release of treated units (vents, anemostati, grids, etc...) OTHER SYSTEM TYPE Dl primary and fan air systems, radiant cooling systems, heaters, finned tubes. Cabinet air conditioners, split system. "INDUSTRIAL PLANT (OUTLINE) typical problems of industrial heating. Stratification. Infiltration and fireplace. Heating unit heaters, radiant, hot air generators. Forced air heating. Summer ventilation. Raffescamento adiabatic. AUTOMATIC ADJUSTMENT (BRIEF) Adjustment on off: thermostats, humidistat, pressure switches. Concept of differential. Modulating heat exchangers: for flow rate and temperature variation on the primary or secondary. Water mixing and diverting valves, air dampers. Pneumatic controllers, electric, electronic (analog and digital). Proportional (P), Proportional + Integral (PI), Proportional + integral + derivative (PID). SCHEMES OPERATING SYSTEM Dl description and analysis of some functional characteristic patterns of plant.
Testo di riferimento 1:
Course text 1:
Per la parte di Fisica Tecnica: Fisica tecnica. Termodinamica e trasmissione del calore, Giambelli; Ed. Clup, Milano. Fisica tecnica. Esercizi, Giambelli Magli; Ed. Clup, Milano. (pagine/pages: 300)
Testo di riferimento 2:
Course text 2:
Termodinamica e trasmissione del calore, Y.A. Cengel; McGraw Hill Libri Italia S.r.l. Editore, Milano. N.B.: per alcune parti del programma saranno fornite, a cura del Docente, dispense e alcune esercitazioni per la preparazione alla prova scritta. Per la parte di programma relativa alle Trasformazioni termodinamiche e ad Elementi di fluidodinamica si pu˛ fare riferimento all?ultima parte del testo: "Meccanica e Macchine", Enzo BOMBARDIERI, Cappelli Editore, Bologna. (pagine/pages: 400)
Testo di riferimento 3:
Course text 3:
Introduzione alla termodinamica tecnica, Pedrocchi Silvestri; Ed. CittÓ Studi, Milano. Introduzione ai fenomeni di trasporto, Pedrocchi Silvestri; Ed. CittÓ Studi, Milano. Esercizi di termodinamica, Bianchi Sturlese; Ed. Clup, Milano. - Problemi di trasmissione del calore, Bettanini De Ponte; Patron Ed., Bologna. (pagine/pages: 500)
Testo di riferimento 4:
Course text 4:
Per la parte di Impianti Termotecnici: Dispense ed esercitazioni fornite dal Docente (e disponibili presso il Centro Stampa). Pubblicazione AERMEC: elementi di termoventilazione e condizionamento. (*) Pubblicazione AERMEC: introduzione al condizionamento dell?aria. (*) C. Pizzetti: "Condizionamento dell?aria e refrigerazione" (2 volumi) Ed. Tamburini Masson 3a ed. Dall?O? ? Palmizi: Impianti di riscaldamento Ed. CLUP. (*) Non protocollati ma disponibili all?uso temporaneo presso la biblioteca. (pagine/pages: 500)
Testo di riferimento 5:
Course text 5:
L. Agnoletto - P. Romagnoli ? O. Saro: Legge 10/91 ? Guida agli adempimenti per la progettazione edile ed impiantistica. Edizioni PEG. Rumor - Strohmenger: Riscaldamento, Ventilazione, Condizionamento, Ricupero energetico, Impianti sanitari ? Ed. HOEPLI. Nicola Rossi: Manuale del Termotecnico ? Ed. HOEPLI. (pagine/pages: 1500)
Metodi didattici:
Teaching activities:
Lezioni frontali, esercitazioni, progetti applicativi.
Lectures, tutorials, application projects.
Struttura della verifica del profitto:
Assessment:
scritto + orale
written + oral
Descrizione verifica del profitto:
MODALIT└ D?ESAME L?esame consta di una prova scritta e di una prova orale che devono essere sostenute nel medesimo appello. PRECEDENZE D?ESAME: ANALISI MATEMATICA e FISICA. N. B.: Durante lo svolgimento del Corso, previo accordo all?inizio dell?insegnamento, si possono effettuare n░ 2 prove scritte al termine, rispettivamente, del punto (h) la prima prova e al termine del Corso la seconda prova. Il superamento delle due prove consente al Candidato di accedere direttamente all'esame orale. L?esame prevede, inoltre: - Consegna degli elaborati relativi all?attivitÓ di IMPIANTI TERMOTECNICI (almeno una settimana prima della data d?esame).
METHOD OF EXAMINATION The exam consists of a written test and an oral test that must be incurred in that appeal. PREVIOUS EXAMINATION: ANALYSIS mathematics and physics. NB: During the course, with the agreement of the top ' teaching, you can take No. 2 written tests at the end, respectively, of paragraph (h) the first test and at the end of the course the second test. Overcoming the two tests allows the candidate to directly access the oral examination. The examination also provides: - Delivery of processed activity of HVAC Systems (at least one week before the exam date).
Lingua di insegnamento:
Teaching language:
ITALIANO
ITALIAN
Altre informazioni:
Other information:
 
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