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ELABORATO
IMPIANTI TERMOTECNICI
OGGETTO: DETERMINARE LA POTENZA DELLA BATTERIA DI
RAFFREDDAMENTO E DELLA BATTERIA DI POST-
RISCALDAMENTO DI UNA UNITÀ DI TRATTAMENTO
DELL’ARIA, CON RICIRCOLO DELL’ARIA, A SERVIZIO DI
UN SUPERMERCATO.
Dati:
densità aria: 1,3 Kg/m
condizioni esterne estive: TE = 31°C + D
ФE = 50%
condizioni esterne invernali: TE = 0°C + E/
ФE = 80%
Portata d’aria totale di progetto: 20.000 m3/h
Numero di persone massimo presenti nell’ambiente: Np = 550 +10 x F
N.B. I numeri D, E, F rappresentano gli ultimi tre numeri della matricola
Per lo svolgimento si faccia riferimento al diagramma psicometrico (come da figura)
opportunamente modificato in base ai propri dati
ANDREA ANGRISANI
Laurea Magistrale in Ingegneria della Sicurezza LM- PEGASO UNIVERSITA’ TELEMATICA Matricola 0262200 807 Anno Accademico 2023/
DATI
In base agli ultimi tre numeri della matricola (D=8; E=0; F=7) si ottengono i seguenti valori:
- Densità dell’aria ρ = 1,3 kg/m³
- Condizioni esterne estive TE = 31°C + D = 31°C + 8 = 39°C ΦE = 50%
- Condizioni esterne invernali TE = 0°C + E/2 = 0°C + 0 = 0°C ΦE = 80%
- Portata d’aria totale di progetto G = 20.000 m³/h
- Numero di persone massimo presenti nell’ambiente NP = 550 + 10 x F = 550 + 10 x 7 =550 + 70 = 620
- Condizioni ottimali estive (condizioni di benessere secondo UNI 10339) TA = 26°C ± 1°C ΦA = 50% ± 10%
- Condizioni ottimali invernali (condizioni di benessere secondo UNI 10339) TA = 20°C ± 1°C ΦA = 50% ± 10%
- Condizioni immissione estive (condizioni di benessere secondo UNI 10339) TA = 16°C valore per evitare disconfort
- Condizioni immissione invernali (condizioni di benessere secondo UNI 10339) TZ = 32°C valore per evitare disconfort Essendo un impianto con ricircolo, la portata di ricircolo gr, espresso in m³/h assumerà
RAFFREDDAMENTO
Per determinare la potenza della batteria di raffreddamento nel caso di ricircolo dell’aria interna si usa la seguente formula: QBFric = G * ρ * (hm – hri) /3. Per poter procedere al calcolo, dobbiamo passare al tracciamento nel diagramma psicrometrico delle trasformazioni, per poter individuare i valori richiesti per il dimensionamento della batteria di raffreddamento. VEDI FIGURA 1 - FUNZIONAMENTO ESTIVO Congiungendo i punti A ed E si individua il segmento AE pari a 6,4 cm. Individuiamo ora il punto di miscelazione M che appartiene al segmento AE: il rapporto tra il segmento MA e il segmento ME è pari al rapporto tra la portata d’aria necessaria a garantire la purezza g(P) e la portata d’aria di ricircolo gr. MA/ME = g(P)/gr = 18600 m³/h /1075 m³/h = 17, Da cui si ricava che: MA = 17,30 * ME con i dovuti passaggi, si ottiene: MA = 17,30 * AE/ (1+17,30) = 17,30 * 6,4/18.18 = 6 E di conseguenza: Figura 1
ME = 6.4 – 6 = 0,
Così facendo abbiamo trovato la posizione del punto M (miscelazione) che si trova a 6, cm dal punto A, o analogamente a 0,4 cm dal punto E. I valori di entalpia necessari al calcolo, ricavati dal diagramma psicrometrico sono: hM = 94 kJ/kg hRI = 33 kJ/kg È ora possibile procedere al calcolo della potenza della batteria di raffreddamento: QBFric = Gρ(hM – hRI) /3.600 = 20.000 m³/h * 1,3 kg/m³ * (94 - 33) kJ/kg /3.600 = 440,5 kW DETERMINAZIONE DELLA POTENZA DELLA BATTERIA DI POST-RISCALDAMENTO La batteria di post-riscaldamento, usata sia nel funzionamento invernale che estivo. Per calcolare la potenza della batteria di post-riscaldamento, occorre determinarne il valore in entrambi i casi di funzionamento assumendo come valore di progetto il
Figura 3
VEDI FIGURA 3 - FUNZIONAMENTO INVERNALE
Congiungendo i punti A ed E si individua il segmento AE pari a 7,1 cm. Individuiamo ora il punto di miscelazione M che appartiene al segmento AE: il rapporto tra il segmento MA e il segmento ME è pari al rapporto tra la portata d’aria necessaria a garantire la purezza g(P) e la portata d’aria di ricircolo gr. MA/ME = g(P)/gr = 18600 m³/h /1075 m³/h = 17, Da cui si ricava che: MA = 17,30 * ME con i dovuti passaggi, si ottiene: MA = 17,30 * AE/ (1+17,30) = 17,30 * 7,1/18,30 = 6, E di conseguenza: ME = 7,1 – 6,7= 0, Così facendo abbiamo trovato la posizione del punto M (miscelazione) che si trova a 6,7 cm dal punto E, o analogamente a 0,4 cm dal punto A. I valori di entalpia necessari al calcolo, ricavati dal diagramma psicrometrico sono: hI = 47 kJ/kg. hRI = 21 kJ/kg.
È ora possibile procedere al calcolo della potenza della batteria di post-riscaldamento per il funzionamento invernale attraverso la seguente relazione: QBC2ric-inv = G ρ (hI – hRI)/3.600 = 20.000 m³/h * 1,3 kg/m³ * (47 - 21) kJ/kg /3.600 = 187,8 kW Confrontando i valori ottenuti nel caso di funzionamento estivo ed invernale, si evince che il valore maggiore della potenza della batteria di post-riscaldamento è quello ottenuto per il funzionamento invernale. Pertanto, la potenza della batteria di post-riscaldamento è pari a:
QBC2 = 187,8 kW
