Obiettivi Formativi

Il corso di impianti termotecnici verte sulla progettazione degli impianti di climatizzazione ed energetici integrabili in edilizia. Agli studenti verranno fornite le conoscenze e le abilità sia teoriche che applicative necessarie per: -individuare i dati di progetto dell’impianto in base alle conoscenze acquisite sul comfort termoigrometrico; -individuare i dati di progetto dell’impianto in base alle conoscenze acquisite sull’Indoor Air Quality (IAQ); -individuare i dati di progetto dell’impianto in base alle conoscenze acquisite sui fattori astronomici e geografici del clima e sulle caratteristiche termofisiche dell’involucro edilizio. -applicare metodologie di calcolo dei carichi termici invernali/estivi di una generica tipologia edilizia facendo riferimento alle normative specifiche; -scegliere la tipologia d’impianto più adeguata all’applicazione in base ad una valutazione critica delle prestazioni energetiche e dell’impatto ambientale delle principali soluzioni impiantistiche selezionate; -scegliere e dimensionare i principali componenti e sottosistemi dell’impianto; -valutare la possibilità di integrare sistemi energetici utilizzanti fonti rinnovabili finalizzata alla riduzione dei consumi energetici; -sviluppare la capacità di applicare le conoscenze acquisite per risolvere problemi relativi a tematiche nuove o non familiari, attraverso lo svolgimento di attività di sviluppo pratico di concetti teorici utilizzando tecniche e strumenti adeguati con l’analisi di esempi pratici o applicazioni ed esercitazioni da svolgere sia individualmente che in gruppo; -produrre relazioni di calcolo ed elaborati del progetto espressi in linguaggio tecnico adeguato. -acquisire la capacità di studiare in modo auto-diretto o autonomo;

Learning Goals

The course of thermo-technical systems focuses on the design of air conditioning and energy systems that can be integrated into buildings. Students will be provided with the theoretical and applicative knowledge and skills necessary to: -identify the plant design data based on the knowledge acquired on thermo-hygrometric comfort; -identify the plant design data based on the knowledge acquired on Indoor Air Quality (IAQ); -identify the plant design data based on the knowledge acquired on astronomical and geographic climate factors and thermo-physical characteristics of the building envelope. -applying calculation methods of the winter/summer thermal loads of a generic building typology by referring to specific regulations; -choose the most appropriate type of plant for the application based on a critical assessment of the energy performance and environmental impact of the main selected plant solutions; -evaluate the possibility of integrating energy systems using renewable sources aimed at reducing energy consumption; -choosing and sizing the main components and subsystems of the plant. -develop the ability to apply the acquired knowledge for problems solving related to new or non-common issues, by carrying out practical activities of theoretical concepts using appropriate techniques and tools, with the analysis of practical examples to be carried out both individually or in groups. -to produce calculation and project reports expressed in appropriate technical language. -acquire the ability to study in an autonomous way.

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula.

Teaching Methods

Lectures and classroom exercises

Prerequisiti

E' richiesta la conoscenza di nozioni di base di chimica, fisica e termodinamica

Prerequisites

Knowledge of basic notions of chemistry, physics and thermodynamics

Verifiche dell'apprendimento

L'esame di verifica finale dell' apprendimento consiste di una prova scritta che prevede la risoluzione di esercizi sugli argomenti svolti durante il corso.

Assessment

The final exam is a written test involving the resolution of excercises on the arguments faced in the course.

Programma del Corso

ELEMENTI DI RPSICROMETRIA. Miscele di gas perfetti. Miscele di aria e vapor d'acqua. Psicrometria. Entalpia associata. Diagrammi psicrometrici di Mollier e di Grosvenor (Carrier - ASHRAE). Trasformazioni principali dell'aria umida. Trasformazioni tipiche per il condizionamento invernale ed estivo. COMFORT TERMOIGROMETRICO. Bilancio energetico del corpo umano. La termoregolazione del corpo umano. Comfort termico ed indici di discomfort globale/locale. Scelta delle condizioni termoigrometriche interne di progetto. QUALITA DELLARIA INTERNA. Sorgenti e inquinanti indoor. Diluizione degli inquinanti. Percezione soggettiva dellIAQ. Metodo di Fanger. Normativa sulla qualità dell'aria e requisiti di ventilazione degli edifici. CONDIZIONI TERMOIGROMETRICHE ESTERNE DI PROGETTO. Radiazione solare e fattori geografici del clima. TERMOFISICA DELLEDIFICIO. Proprietà dei componenti edilizi opachi e trasparenti. Calcolo della trasmittanza termica. Ponti termici: classificazione e metodo di calcolo. Definizione e calcolo della permeanza al vapore dei componenti edilizi. Verifica alla formazione di condensa superficiale ed interstiziale. Bilancio di massa di un ambiente. Bilancio termico di un ambiente. Bilancio per lintero edificio. Calcolo del carico termico invernale. Calcolo del carico termico estivo. Disposizioni di legge: Legge 373/76, Legge 10/91 e leggi successive. GLI IMPIANTI DI RISCALDAMENTO. La produzione del caldo. Combustione e combustibili. Bruciatori. Caldaie e generatori di vapore. Camini. Collettori solari. Pompe di calore. Impianti centralizzati ed autonomi ad acqua calda. Apparecchi utilizzatori: radiatori, pannelli radianti, ventilconvettori. Fluido termovettore. Reti di distribuzione. Calcolo delle portate e dimensionamento delle tubazioni. Dimensionamento della pompa. Centrali termiche. Dispositivi di controllo e di sicurezza. Vasi di sfogo dellaria. Vasi despansione. GLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO DELLARIA. La produzione del freddo. Ciclo frigorifero. Coefficiente di performance. Fluidi frigorigeni. Macchine frigorifere a compressione di vapore. Macchine frigorifere per il condizionamento dellaria. Macchine frigorifere ad assorbimento. Impianti a tuttaria monocondotto e doppio condotto. Impianti monozona e multizona. Impianti ad acqua. Impianti misti aria-acqua. Impianti a induzione. Le Unità di Trattamento Aria. Tipologie e dimensionamento dei canali di distribuzione dellaria e dellacqua. Ventilatori. Curve caratteristiche. Terminali ambiente. Impianti a portata costante e a portata variabile. Impianti di cogenerazione e trigenerazione. Impianti integranti sistemi che utilizzano energie rinnovabili. Regolazione dei sistemi e sottosistemi impiantistici.

Course Syllabus

ELEMENTS OF RPSICROMETRY. Perfect gas mixtures. Mixtures of air and water vapor. Psychrometrics. Associated enthalpy. Psychrometric charts of Mollier and Grosvenor (Carrier - ASHRAE). Main transformations of humid air. Typical transformations for winter and summer conditioning. THERMAL COMFORT. Energy balance of the human body. The thermoregulation of the human body. Thermal comfort and global/local discomfort indices. Choice of internal thermohygrometric conditions of the project. INDOOR AIR QUALITY. Indoor sources and pollutants. Dilution of pollutants. Subjective perception of the IAQ. Fanger method. Air quality regulation and building ventilation requirements. EXTERNAL THERMO-HYGROMETRIC PROJECT CONDITIONS. Solar radiation and geographic climate factors. BUILDING THERMOPHYSICS. Properties of opaque and transparent building components. Calculation of thermal transmittance. Thermal bridges: classification and calculation method. Definition and calculation of the vapor permeance of building components. Verification of superficial and interstitial condensation. Mass balance of an environment. Thermal balance of an environment. Budget for the whole building. Calculation of the winter thermal load. Calculation of the summer heat load. Law provisions: Law 373/76, Law 10/91 and subsequent laws. THE HEATING SYSTEMS. Heat production. Combustion and fuels. Burners. Boilers and steam generators. Fireplaces. Solar collectors. Heat pumps. Centralized and autonomous hot water systems. User appliances: radiators, radiant panels, fan coils. Heat transfer fluid. Distribution networks. Flow rate calculation and pipe sizing. Sizing of the pump. Thermal power stations. Control and safety devices. Air vent vessels. Expansion vessels. AIR-CONDITIONING PLANTS. Cold production. Refrigerator cycle. Performance coefficient. Refrigerants fluids. Steam compression refrigerating machines. Refrigerating machines for air conditioning. Absorption refrigerators. Single-line and double-duct all-air systems. Single-zone and multi-zone systems. Water systems. Mixed air-water systems. Induction systems. The Air Treatment Units. Types and dimensioning of air and water distribution channels. Fans. Characteristic curves. Environment terminals. Constant flow rate and variable flow rate systems. Cogeneration and trigeneration plants. Integrated systems that use renewable energy. System regulation and plant subsystems