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8/7/2019 03b-Impianti Di Riscaldamento
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IMPIANTI DI RISCALDAMENTO
Potenza per ambiente
Dal calcolo del Cde delle dispersioni invernali si ottiene
la potenza necessaria alledificio (W)
Qt = Qd + Qv
Che deve essere nota anche per ogni singolo ambiente,per il dimensionamento dei terminali.
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Maggiorazioni della potenza
Il funzionamento in regime intermittente porta ad una
efficienza minore dellimpianto, che viene consideratanella UNI 7357, imponendo una maggiorazione.
La necessit di cautelarsi da errori e da situazioniambientali straordinarie impone inoltre di attuare delleulteriori correzioni: la norma UNI 10379 suggerisce unamaggiorazione non inferiore al 20%.
Qloc UNI 7357 Qint UNI 10379 Qterm
Impianto a RADIATORI
Il radiatore, a rigore, scambia per irraggiamento solamente circa il20-30% della potenza totale, mentre il resto viene scambiato perconvezione. La superficie utile allirraggiamento solo la frontale,
mentre per la convezione conta la superficie totale del radiatore.La potenza nominale del radiatore ottenuta secondo le normativedi prova, mediante la seguente relazione:
Qn = c (tn)nDove:
c = parametro caratteristico del radiatore
tn = differenza di temperatura media tra la superficie del radiatore
e lambiente (nominale, normalmente 50C)n = esponente che dipende dallo scambio termico (4/3 in regimeturbolento
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Potenza nominale
Calcolo radiatore
Potenza dispersa dallambiente(magg.)/
potenza emessa dal singolo elementoscelto = nelementi radiatore
Ad es. Qamb = 750 W Qn= 20,3 W
nel. = 750/20,3 =36,9 el.
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Potenza a diversa temperatura
Q = Qn (t /50)n
esempio
t = 30c
Qn = 20,3 W
Q = 20,3 x (30/50)1,28832 = 10,5 W
(circa la met della potenza)
Tipologie di attacchi
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Accessori di montaggio
Valvola
Detentore Valvola di
sfogo aria Supporti tappi
Collocamento ideale dei radiatori
I radiatori ben collocatisono posti di solito in una
rientranza della parete, o sotto una piccola mensola, inmodo che la turbolenza dellaria venga aumentatanella zona sopra al radiatore stesso, aumentando cosilo scambio termico, e le linee di flusso venganopiegate verso il centro della stanza.
Il radiatore sotto la finestra inoltre irradia verso ilcentro della stanza e la parete opposta, e produce uncircolo daria benefico.
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materiali per radiatori
Acciaio
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materiali per radiatori
Ghisaalluminio
Altri tipi di corpi scaldanti
Piastre radianti
Termoconvettori Ventilconvettori (fan-coils) Aerotermi* Pannelli radianti (a pavimento, a parete, a soffitto) Tubi alettati Tubi radianti (fumi caldi)* Unit termoventilanti*
Terminali a induzione*terminali utilizzati soprattutto in campo industriale
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Piastre radianti
Piastre metalliche saldate fra loro. Allinterno scorre il fluido
termovettore.Scambio termico prevalente per convezione naturale. Contributoirraggiamento maggiore dei radiatori.Facile pulibilit per la scarsa aderenza polvere.Installati a parete o in nicchia (valide le considerazioni fatte per iradiatori).Realizzate generalmente in pezzo unico in acciaio. Aumentosuperficie per migliorare la resa termica (doppia piastra con alette).
Termoconvettoriconvez. naturale 90% + irraggiamento 10%
Costituiti da batteria alettata alloggiata in un contenitore; si innescaun tiraggio naturale. Diffusione negli anni sessanta (basso costo).Oggi sono sostituiti dai radiatori (ingombro) o i ventilconvettori(efficienza e controllo microclima anche in estate).Posizionamento: incassate nelle pareti (nicchia) o a vista.
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Tubi alettati
Tubazione dotata di alette in cui scorre fluido termovettore.Richiedono grandi lunghezze.Molto utilizzati in serre, utenze industriali, scuole, ospedali, etc;
installati a vista lungo le pareti o racchiusi entro griglie sagomate.Involucro protettivo.Rispetto al termoconvettore rinunciano alleffetto camino.Potenza termica misurata secondo la Norma UNI 6514 (fornita per1m di sviluppo del tubo):
Caratteristiche fluido termovettoreAria ambienteDiametro tubo, passo e altezza alette.
Negli impianti ad aria primaria (terziario): riscaldamento superficifredde.
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UNIT TERMINALI A PREVALENTECONVEZIONE FORZATA
VENTILCONVETTORI
Simile altermoconvettore conincorporato unventilatore.
Anche raffrescamento
estivo; condensa delvapore acqueo(TSUPBATT < TRUG) chedeve essereallontanato.
Presa daria (dal basso o frontale)
Batteria/e alettata/e (fan-coil a 2 o 4 tubi: il 4 tubi pi costoso ma moltoefficiente)
Filtro aria (manutenzione e/o sostituzione)
Ventilatore (velocit selezionabili). RumoreCustodia apparato. Lamiera verniciata o materiale plastico.
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Istallazione a terra, a soffitto (verificare il lancio per evitare stratificazioni dellaria).
Controllo: velocit e quindi portata, temperatura.
Edifici con occupazione limitata: uffici, edifici aperti al pubblico.
Oltre alla potenza termica deve essere valutata la portata (valore minimoconsigliato: 5 ricambi orari per garantire uniformit di temperatura).
Utilizzati in impianti ad aria primaria cui demandato compito della ventilazione.
Posizionamento: vedi radiatori + attenzione lancio aria onde evitare fastidiosecorrenti daria.
AEROTERMI
Corpi scaldanti costituiti da una batteria alettata su cui un ventilatore fa circolareuna determinata portata daria.
Contenitore e supporto allapparato.
Alette deflettici orientabili e diffusori.
Dimensioni ridotte e grandi portate daria: locali ampi, quali magazzini, palestre,autorimesse, officine, ed ambienti industriali in genere.
Alimentati ad acqua calda e vapore (raramente).
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Installati a soffitto (lancio verticale)ed a parete (lancio orizzontale); perambienti molto alti si ha solo lancioverticale con batteria che avvolge ilventilatore.
Controllo effetti di galleggiamentodellaria trattata: angolo aperturagetto (diffusore).
Collocazione: evitare di investireloccupante con l getto daria (TMAX=45-50C).
Rumorosit.
Versione solo ricircolo o anche conaria esterna di ricambio(servocomando . termostato).
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UNIT TERMINALI A PREVALENTE SCAMBIOTERMICO RADIATIVO
PANNELLI RADIANTI
Pannelli a bassa temperatura, 30- 45C la temperatura dellacqua allinterno,sono usati per impianti di riscaldamento, ma ultimamente anche per ilraffrescamento estivo, facendo circolare nello stesso impianto acqua fredda.Questi ultimi possono essere:
A pavimento (i pi diffusi)
A parete
A soffitto (soprattutto per raffrescamento)
PANNELLI RADIANTI A PAVIMENTO
Pregi:
Maggior benessere a parit ditemperatura dellaria
Minori vincoli per larredamento
Temperatura del pavimento ottimale
Risparmio energetico se abbinati acaldaie a condensazione
Taglio termico nei confronti delterreno o di zone non riscaldate(autorimesse, cantine)
Difetti:
Elevata inerzia termicaMaggiore spessore massetto
Interferenza con altri imp.a pav.
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PANNELLI RADIANTI A PAVIMENTO
Serpentina semplice
Sono necessari giunti di dilatazione sul pavimento
PANNELLI RADIANTI A PARETE
Tutelano dalle pareti fredde (da installare quindi preferibilmente sulle paretiesterne)
Problemi di arredabilit degli ambienti (anche quadri, mensole, armadi)
Interferenze con altri impianti (elettrici soprattutto)
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PANNELLI RADIANTI A SOFFITTO
Da utilizzare preferibilmente se debbono fare anche il raffrescamento
Esiste anche la versione a secco (controsoffitto)
Possibili problemi di stratificazione in riscaldamento (si perde il contributoconvettivo)
In raffrescamento necessario controllare lumidit (temperatura di rugiada)(osservazione valida anche per pavimento e parete)
STRISCE RADIANTI A SOFFITTO
Simile al pannello radiante ma operante con temperature pi elevate
Estensione ridotta.
Installazione a soffitto.Costituiti da piastra sagomata in acciaio o alluminio (s=1-1,5 mm).
Ad essa sono collegati i tubi in cui scorre il fluido termovettore.
Nella parte superiore il pannello isolato termicamente.
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TUBI RADIANTI
Operante con temperature pi elevate. Sono alimentati a gas, nei tubigirano i fumi della combustione i quali scaldano il tubo stesso fino atemperature molto elevate (superiori a 150C)
Estensione ridotta. Nella parte superiore il pannello isolatotermicamente e dotato di riflettore.
Installazione a soffitto a grande altezza (min 5m)
Basso costo
Possibilit di trattaresolo le zone conpresenza di persone
IMPIANTI AD ARIA
Allinterno di unaunittermoventilanteavviene ilriscaldamentodellaria la quale,con lausilio di unventilatore e di unarete dicanalizzazioni vieneinviata agli ambientida riscaldare
Questo tipo di
impianto verrtrattato nel dettaglioinsieme agli impiantidi condizionamento
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DISTRIBUZIONE DEL FLUIDO CALDOimpianti ad acqua
Allinterno di una unit Esistono diversi modi di collegare i terminali traloro ed alla caldaia: per gli edifici ad uso civile principalmente vengonoutilizzati 3 tipi di distribuzione diversa:
Monotubo
A due tubi
A collettori
Impianti monotubo
Si tratta di una distribuzione ad anello sul perimetro dellambiente dascaldare in cui i corpi scaldanti sono posti in serie. In passato venivautilizzato specialmente nelledilizia a basso costo, in quanto consenterisparmi sul costo delle tubazioni.
difficile fornire uniformit di prestazioni tra i vari radiatori
Richiede radiatori particolari
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Impianti a due tubi tradizionali
E il tipo di distribuzione che consente minor impiego di tubazioni senzaprecludere la possibilita di regolare il singolo terminale, come avvienenella monotubo. Consiste nel servire in serie e parallelocon due tubi idiversi terminali che prendono il fluido dal tubo di mandata e lo scaricanosu quello di ritorno.
Impianti a collettori (modul)
E il tipo di distribuzione pi utilizzato nelledilizia residenziale.
Il fluido caldo dalla caldaia viene portato ad un collettore, dal quale
vengono alimentati i singoli terminali, con due tubi ciascuno.Il sistema consente la regolazione ambiente per ambiente ed una ottimaequilibratura dei circuiti, cosa pi difficile con gli altri sistemi.
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Portata dacqua di un circuito
Dipende dalla potenza termica necessaria al riscaldamento della
zona servita dal circuito, secondo la formula
Dove la portata massica (l/s o m3/h) (talvolta indicata con G)c il calore specifico del fluido in esame (per lacqua 4,18 kJ/kgK)
t la differenza di temperatura tra mandata e ritorno del circuito
Pertanto, individuata la potenza ed il t (che dipende dal terminale)risulta individuata anche la portata
tcmQ = &
m&
Scelta e dimensionamento delle tubazioni
In funzione delleportate dacquanecessarievengonodimensionati itubi che possano
garantire taliportate.
Esistono variemodalit dicalcologeneralmenteriassunte intabelle o graficiche mettono in
relazione portatadacqua,diametro del tuboe perdita dicarico relativa.
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Calcolo della prevalenza del circuito
Deriva dalla sommatoria delle perdite di carico lineari ed accidentali (curve,derivazioni, valvole, terminali dimpianto, etc.)
elettropompe
Servono a far circolare lacqua negli impianti diriscaldamento. Debbono essere dimensionate inbase a:
Portata dacqua necessaria al circuito
Perdita di carico dello stesso (prevalenza)
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Curve caratteristiche
La scelta di una pompa vienefatta utilizzando grafici simili aquello a destra, incrociando la
curva del circuito con una dellecurve delle pompe disponibili.
Possono esistere pi curvecaratteristiche in funzione delnumero di giri del motore
Centrale termica
Ne esistono di molto diverse a seconda della potenzialit, del tipo dicombustibile utilizzato, delledificio servito.
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Caldaie murali
G tubo gas
AC acqua caldasanitaria
AF acqua da
acquedottoM mandata impiantoriscaldamento
R ritorno impiantoriscaldamento
1 Flussostato sanitario
2 Sonda sanitario
3 Valvola tre vie idraulica
4 Valvola gas
5 Presa pressione tubovalvola/bruciatore
6 Bruciatore
7 Scambiatore primario
8 Cappa fumi
9 Ventilatore
10 Camera stagna
11 Pressostato fumi
12 Sonda mandata
13 Termostato sicurezza
14 Vaso espansioneimpianto
15 Valvola sfogo aria
16 Circolatore caldaia
17 Valvola tre vie(motorizzata)
18 Rubinettosvuotamento impianto
19 Rubinettoriempimento impianto
20 By-pass regolabile
21 Pressostato impianto
22 Valvola di sicurezza 3bar
23L imitatore di flusso
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