Soluzione tema di Termotecnica anno 2015

Soluzione

Punto 1 – Calcolo condizioni aria d’immissione
A tale scopo bisogna determinare la retta di lavoro tramite il calcolo del fattore termico R, cioè
R= Qs/QT
Dove QS rappresenta il calore sensibile da smaltire, mentre QT rappresenta il calore totale somma del calore sensibile e del calore latente QL. Il calore QS si ricava dalla somma del calore sensibile QP emesso dalle persone più il carico termico sensibile QD e gli apporti di calore QI per l’illuminazione e macchine, quindi: QP = 60x120 = 7200 W QD+IR = 22.000 W QM+IL = 12.000 W quindi QS = 41.200 W.
Il calore latente è QL = 120x75 = 9.000 W.
Il calore totale quindi QT = QS + QL = 50.200 W
Quindi R = QS /QL = 0,82
Per calcolare le condizioni di immissione si ipotizza di realizzare l’impianto a Roma con i seguenti dati termoigrometrici esterni e cioè: tE = 33°C e u.r.= 50% Condizioni termoigrometriche interne : tA = 26°C e u.r. = 50% ( la temperatura tA per tE = 33°C oscilla tra 25 e 27°C)
Per la temperatura di immissione tI essendo massimo 10°C al di sotto della temperatura tA si ipotizza uguale a 20°C. In conclusione di quanto detto e con l’ausilio del diagramma psicrometrico (v. diagramma allegato) si rilevano le condizioni dell’aria di immissione: tI = 20°C , u.r. 66%, XI = 9,8 g/kg

Punto 2 – Calcolo della portata d’aria di immissione
Dalla relazione QS = GT csm(tA – tI) si ricava GT = QS /csm(tA – tI) = 20808 m3/h.

Punto 3 – Calcolo dell’aria esterna e di ricircolo.
Si passa al calcolo dell’aria di ventilazione, avendo stabilito in 40 m3/h, per questo tipo di utenza, il ricambio d’aria.Quindi la portata totale di ventilazione è: GV = 120 x40 = 4,800 m3/h.
La portata totale dell’aria di ricircolo è: GR = GT – GV = 16,008 m3/h.

Punto 4 – Calcolo delle potenzialità delle batterie.
Inizialmente si passa al calcolo della temperatura dell’aria di miscela (GR + GV) e cioè tM : tM = (GR x tA + GV x tE)/GT = 27,61°C.
Con questa temperatura si individua sul diagramma il punto M di inizio del trattamento in centrale della portata GT.
Dopo l’operazione di filtraggio la portata d’aria viene raffreddata alle condizioni di saturazione (punto S) e successivamente deumidificata fino al punto K in cui l’umidità assoluta coincide con quella d’immissione, Successivamente l’aria viene post-riscaldata fino alla temperatura tI d’immissione.

•Batteria di raffreddamento e deumidificazione, potenzialità Q1: Q1 = GT x  x (JM – JK) = 117,357 W dove le J rappresentano le entalpie dei rispettivi punti i cui valori si rilevano dal diagramma psicrometrico.

•Batteria di post-riscaldamento, potenzialità Q2: Q2 = GT x  x ( JI – JK) = 39.951 W dove le J rappresentano le entalpie dei rispettivi punti i cui valori si rilevano dal diagramma psicrometrico.
Quesito schema UTA (v. schema allegato: trattamento estivo ed invernale)

Quesito ciclo frigorifero reale (v. diagramma allegato)
a) Il sottoraffreddamento (A - A’) ha lo scopo di incrementare l’effetto frigorifero unitario (fase utile)
b) Il surriscaldamento (C – C’) consente di evitare che al compressore giunga fluido frigorigeno in fase liquida.

*Itis Feltrinelli, Milano