Carichi termici

Facciamo chiarezza sui carichi termici di un involucro moderno in cui è prevista la ventilazione meccanica e la presenza di pompa di calore

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    Prima di valutare tipologia d’impianto (e di generatore) è d’obbligo conoscere i carichi termici dell’involucro. I quali vanno dedotti e/o calcolati partendo dalla legge 10.

    I carichi termici si dividono in carichi sensibili (i quali agiscono sulla temperatura ambiente) e carichi latenti (sull’umidità ambiente).

    Regime Invernale
    Carico di ventilazione
    Per i calcoli è la potenza necessaria a portare la temperatura d’aria di rinnovo esterna alla temperatura ambiente.
    In realtà c’è anche un carico latente il quale può essere negativo (umidità assoluta esterna inferiore a quella ambiente) o positivo (viceversa, caso raro e circoscritto). È un carico che non rientra nei calcoli in quanto non “trattato” dall’impianto. La presenza di umidificazione è praticamente assente dall’analisi della fase invernale (legge 10) e necessita di un approfondimento a parte.

    Carichi ambiente
    Distinguiamo:
    1. Carico dissipazioni, un carico sensibile positivo, proporzionale alla differenza di temperatura tra ambiente ed esterno.
    2. Contributi interni, un carico sensibile negativo legato a fonti di calore Interne.
    3. Contributi irraggiamento, un carico sensibile negativo legato all’irraggiamento solare.

    Nel calcolo delle prestazioni energetiche stagionali dell’involucro tutti questi contributi vengono considerati. Nell’analisi del carico massimo (statico) alla temperatura di progetto solo i carichi di dissipazione e ventilazione vengono considerati (il carico massimo raramente compare nella legge 10, se viene redato compare su documentazione parallela).
    È possibile utilizzare i carichi massimi per la scelta della pompa di calore (di qualsiasi natura sia) o basarsi su medie ponderate delle prestazioni stagionali dell’involucro. Serve però fare una distinzione importante legata alla tipologia d’impianto: in presenza di unità VMC (classica, termodinamica e deumidificatrice) una grossa fetta del carico di ventilazione (70/80 %, oltre il 100% se termodinamica, ma con consumo elettrico compressore ) viene recuperato dalla VMC stessa, lasciando il rimanente alla pompa di calore principale. In presenza di aggregato compatto a tutt’aria (unico oggetto che gestisce l’ambiente) il carico di ventilazione è totalmente sulle spalle della pompa di calore (aggregato).



    Regime Estivo
    Carico di ventilazione
    Distinguiamo:
    1. carico sensibile, la potenza necessaria a portare la temperatura d’aria di rinnovo esterna alla temperatura ambiente.
    2. Carico latente, la potenza necessaria a portare l’umidità d’aria di rinnovo esterna al valore dell’umidità ambiente (umidità assoluta).
    Quest’ultimo carico può assumere valori importanti soprattutto in alcune fasi estive e/o zone climatiche.

    Carichi ambiente
    Distinguiamo:
    1. Carico dissipazioni, un carico sensibile positivo, proporzionale alla differenza di temperatura tra ambiente ed esterno.
    2. Carichi interni, un carico sensibile positivo legato a fonti di calore Interne. Il carico interno latente viene estratto dalla ventilazione meccanica.
    3. Carico irraggiamento, un carico sensibile positivo legato all’irraggiamento solare.

    Nel calcolo delle prestazioni energetiche stagionali dell’involucro tutti questi contributi vengono considerati. Nell’analisi del carico massimo esistono diverse tecniche più complesse (es. regime variabile) rispetto al caso invernale, ma raramente compare nella legge 10, se (e dico se) viene redato compare su documentazione parallela.
    È possibile utilizzare i carichi massimi per la scelta della pompa di calore (di qualsiasi natura sia) o basarsi su medie ponderate delle prestazioni stagionali dell’involucro ( o del mese più critico).
    Abbiamo sottolineato come il carico latente di ventilazione possa assumere valori importanti.
    Anche nella fase estiva serve fare una distinzione importante legata alla tipologia d’impianto: in presenza di unità VMC una grossa fetta del carico sensibile di ventilazione (70/80 %, oltre il 100% se termodinamica, ma con consumo elettrico del compressore) viene recuperato dalla VMC stessa (anche un 50% del carico latente se il recuperatore è entalpico, o la VMC termodinamica) lasciando il rimanente alla pompa di calore principale. Il carico latente (residuo di ventilazione e interno) viene gestito da un deumidificatore (spesso integrato nella VMC) nei sistemi radianti. Sulle spalle della pompa di calore cade solo un parziale della potenza del deumidificatore (per la presenza del post riscaldo). Nei sistemi a tutt’aria i carichi latenti (interno e residuo di ventilazione) sono direttamente gestiti dalla pompa di calore.
    In presenza di aggregato compatto a tutt’aria (unico oggetto che gestisce l’ambiente) tutti i carichi sono totalmente sulle spalle della pompa di calore (aggregato), compreso quello latente di ventilazione.
     
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    Pid parlando di regime estivo mi pare di capire che se la VMC è di tipo statico (scambiatore a piastre o rotativo che sia) il contributo di recupero del carico sensibile, ma anche latente, deve essere talmente esiguo da non consentire un esercizio di convenienza. Banalmente consumerà più corrente per ricambiare aria che per recuperare T/ U. Sbaglio?
     
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    No, il recupero sensibile di un recuperatore statico è proporzionale (in termini assoluti di potenza) al salto termico dei due flussi. L’estate è caratterizzata da bassi salti termici (media giornaliera) rispetto all’inverno. Ovviamente si parla di ambienti climatizzati, non c’è recupero termico se l’ambiente non è climatizzato.
    Un recuperatore entalpico (statico) ha una componente di recupero latente, il quale può essere molto interessante soprattutto abbinato ad una VMC deumidificatrice (minore ore di lavoro del compressore).
    Per essere preciso, in determinate condizioni e con adeguate dimensioni, anche un classico recuperatore statico può fornire una componente latente: se il flusso d’aria estratta è sufficientemente freddo da portare il flusso d’aria esterna al punto di rugiada, può esserci formazione di condensa all’uscita del recuperatore (lato mandata).

    P.S. I consumi di una VMC sono davvero esigui 35/40 W per 100 mc/h. Ma lo scopo principale di una VMC non è recuperare potenza, ma rinnovare l’aria ambiente.

    Edited by PID_Block - 18/10/2021, 21:14
     
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2 replies since 17/10/2021, 10:18   265 views
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