Dimensionamento degli impianti tutt`aria

Esercizi sul dimensionamento degli impianti tutt'aria
CESARE MARIA JOPPOLO, STEFANO DE ANTONELLIS, LUCA MOLINAROLI
DIPARTIMENTO DI ENERGIA – POLITECNICO DI MILANO
C. M. Joppolo, S. De Antonellis, L. Molinaroli
1. Diagramma dell'aria umida
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C. M. Joppolo, S. De Antonellis, L. Molinaroli
2. Esercizi da svolgere
Ciclo estivo
Esercizio 1
In un locale avente volume pari a 400 m3, quando le condizioni dell'aria esterna sono TBS = 30
°C e RH = 50 %, i carichi termici ammontano a QSENSIBILE = 1 kW e QLATENTE = 1 kW.
Nell’ambiente sono presenti 30 persone (20 m3/h/pp), le condizioni interne di progetto sono
tBS = 26 °C e RH = 50 % e la trasformazione di deumidificazione è effettuata con una batteria
avente ADP pari a 8°C.
Si richiede di:
1. disegnare uno schema dell’impianto;
2. individuare i punti del ciclo sul diagramma dell’aria umida e calcolare la portata
d’aria;
3. calcolare la potenza scambiata dalle batterie dell’UTA (sensibile e latente);
4. il fattore di by-pass della batteria fredda.
Esercizio 2
In un ambiente ad uso cinema, avente volume pari a 1000 m3, le condizioni dell'aria esterna
sono tBS = 32 °C e RH = 50 % ed i carichi termici ammontano a QSENSIBILE = 8 kW e QLATENTE = 4 kW.
Nell’ambiente sono presenti 250 persone (20 m3/h/pp), le condizioni interne di progetto sono
tBS = 26 °C e RH = 60 % e la trasformazione di deumidificazione è effettuata con una batteria
avente ADP pari a 10°C.
L’impianto è dotato di un recuperatore di calore sensibile fra aria di rinnovo e di ripresa avente efficienza εr=70% ed è privo di ricircolo.
Si richiede di:
1. disegnare uno schema dell’impianto;
2. individuare i punti del ciclo sul diagramma dell’aria umida e calcolare la portata
d’aria;
3. calcolare la potenza scambiata dalle batterie dell’UTA (sensibile e latente);
4. calcolare la portata di acqua rimossa;
5. il fattore di by-pass della batteria fredda.
Esercizio 3
Ripetere l'esercizio precedente, considerando un impianto privo del recuperatore di calore ma
in presenza di una cassetta di miscelazione avente grado di ricircolo della portata di aria ambiente R = 15 %.
Esercizio 4
Nel periodo estivo, i carichi termici di un locale adibito a biblioteca ammontano a Q SENS = 10
kW e QLAT = 4 kW. Le condizioni termoigrometriche dell’aria esterna sono t BS,E = 35 °C e φE
= 50 % mentre quelle desiderate in ambiente sono t BS,A = 26 °C e φA = 50 %. Individuare i
punti del ciclo di condizionamento e calcolare le potenze scambiate nelle ipotesi di impiego di
una batteria alettata per il trattamento dell’aria avente temperatura di ADP tADP = 10 °C e di
una temperatura di immissione dell’aria in ambiente t IN = 21 °C, considerando la presenza di
una cassetta di miscelazione avente grado di ricircolo della portata di aria ambiente R = 40 %.
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Ciclo invernale
Esercizio 5
Nel periodo invernale, i carichi termici di un ufficio ammontano a Q SENSIBILE = -6,3 kW e
QLATENTE = -3,7 kW. Le condizioni termoigrometriche dell’aria esterna sono t BS,E = -5 °C e φE
= 80 % mentre quelle desiderate in ambiente sono t BS,A = 21 °C e φA = 50 %. Individuare i
punti del ciclo di condizionamento e calcolare le potenze scambiate sapendo che la portata di
aria esterna è 1300 m3/h e che l'umidificazione è a liquido con efficienza εSAT = 80 %.
Esercizio 6
In un ambiente ad uso teatro, avente volume pari a 800 m3, quando le condizioni dell'aria esterna sono tBS = 0 °C e RH = 80 %, i carichi termici ammontano a QSENSIBILE = -8 kW e QLATENTE = 2 kW.
Nell’ambiente sono presenti 125 persone (20 m3/h/pp), le condizioni interne di progetto sono
tBS = 20 °C e RH = 50. La trasformazione di umidificazione è effettuata con un umidificatore
adiabatico a pacco bagnato la cui efficienza è pari all’ 80%. Considerare un grado di ricircolo
della portata di aria ambiente R = 20 %.
Si richiede di:
1. disegnare uno schema dell’impianto;
2. individuare i punti del ciclo sul diagramma dell’aria umida e calcolare la portata
d’aria;
3. calcolare la potenza scambiata dalle batterie dell’UTA (sensibile e latente);
4. calcolare la portata di acqua per l’umidificazione.
Esercizio 7
Nel periodo invernale, i carichi termici di un ufficio ammontano a Q SENS = -6,3 kW e QLAT = 3,7 kW. Le condizioni termoigrometriche dell’aria esterna sono t BS,E = -5 °C e φE = 80 %
mentre quelle desiderate in ambiente sono t BS,A = 21 °C e φA = 50 %. L'aria esterna attraversa
prima un recuperatore di calore sensibile e successivamente è miscelata con aria di ricircolo.
Considerando una portata di aria esterna pari a 800 m3/h, un grado di ricircolo della portata di
aria ambiente R = 40 %, umidificazione a liquido con efficienza ε SAT = 80 % ed efficienza del
recuperatore εREC = 70 %, si richiede di:
1. disegnare uno schema dell’impianto;
2. individuare i punti del ciclo sul diagramma dell’aria umida e calcolare la portata
d’aria;
3. calcolare la potenza scambiata dalle batterie dell’UTA (sensibile e latente);
4. calcolare la portata di acqua per l’umidificazione.
Trascurare in prima approssimazione le esfiltrazioni di aria dall'involucro.
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