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Energy chit valutazione-carico_termico2a_18-7-2011_fabbisogno_estivo

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  • 1. ENERGY CHIT "Valutazione del carico termico"Bilancio energetico di un edificio e componenti (perdite e guadagni) del fabbisogno di climatizzazione estiva GIORNATA II COMO 18 LUGLIO 2011 ing. Stefano Rugginenti rugginentiingstefano@virgilio.it
  • 2. CARICHI TERMICICalcolo dei carichi termici invernali Modalità stazionarieCalcolo dei carichi termici estivi Carichi termici “rotanti”“rotanti” estremamente variabili nel corso della giornata estrettamente influenzati dalle caratteristiche inerziali dellestrutture
  • 3. CARICHI TERMICI INVERNALI Bilancio energetico dell’edificio
  • 4. CARICHI TERMICI INVERNALI grafico Carichi termici
  • 5. Schema Carichi termici
  • 6. Valutazione dei Carichi Sensibili e LatentiCONTRIBUTI DI CALORE SENSIBILE •Radiazione solare attraverso superfici trasparenti; •Trasmissione attraverso vetri, muri e tetti; •Infiltrazione di aria esterna; •Apporto interno all’ambiente dovuto a persone, luci, apparecchiature elettricheCONTRIBUTI DI CALORE LATENTE •Apporto di vapore dovuto a persone presenti in ambiente; •Infiltrazione di aria esterna, avente in genere un’umidità specifica superiore a quella dell’aria ambiente; •Vapore prodotto in ambiente da eventuali processi o apparecchiature presenti.
  • 7. Potenza attraverso le Superfici trasparentiIl calcolo dei carichi attraverso le superfici finestrate richiede la conoscenza dei seguenti parametri:• La radiazione solare massima mensile per il mese considerato e per l’esposizione in oggetto (Rad.Sol)[W/m2] ;• Area finestre (Sup. Vetrata) [m2] ;• Fattori correttivi (fattore tapparelle, fattore foschia, fattore Altitudine, fattore tipologia vetro); (F)• Fattori d’accumulo. Q = (Rad. Sol.) x (Sup. Vetrata) x (F)
  • 8. Energia attraverso le Superfici trasparentiIl calcolo dell’energia attraverso le superfici finestrate può essere svolta su base giornaliera ( un giorno del mese è simile al successivo e richiede la conoscenza dei seguenti parametri:• La radiazione solare media giornaliera per il mese considerato e per l’esposizione in oggetto [MJ/m2giorno , KWh/m2giorno ] ;• Area finestre (Sup. Vetrata) [m2] ;• Fattori correttivi (fattore tapparelle, fattore foschia, fattore Altitudine, fattore tipologia vetro); (F)• Fattori d’accumulo. Q1 = (Rad. Sol.) x (Sup. Vetrata) x (F) [J]
  • 9. Trasmissione del calore attraverso Vetri e Strutture opacheVetri Q = K x S x ∆TStrutture opacheQ = a x (Rad. Sol.) + hext x (Te – Tp) – RQ = hext x (To – Tp)a = coefficiente di assorbanzahext = coefficiente liminare [W/m2]R = Potenza riemmessa verso il cielo [W/m2]To = Temperatura terra-cielo [K o °C]Q = Kp x Sp x (To – Tin)
  • 10. CARICHI INTERNIPERSONENumero persone * (Calore sensibile (W) + Calore latente (W))Si deve ipotizzare un numero di persone “ragionevole”ILLUMINAZIONEFunzione del numero di lampade, del tipo (l’energia è in parteutilizzata come luminosa ed in parte resa come calore.Una ipotesi plausibile in genere è un valore fino a 15 W/m2.APPARECCHIATURE PRESENTIAltre sorgenti che possono essere presenti in ambiente e chedissipano in esso parte dell’energia elettrica assorbita.Devo inserire un valore “ragionevole” in genere specifico.
  • 11. INFILTRAZIONI D’ARIAL’infiltrazione di aria esterna è responsabile di apporti di caloresensibile e latente non desiderati in ambiente quantificabiliattraverso le seguenti relazioni:Qsensibile = ρ x V x (cp + 1,84 x X) x ∆T [kW];ρ = Massa Volumica [kg/m3]V = Volume [m3]Cp = Calore specifico [KJ/KgK]X = Umidità assoluta (grado igrometrico) [gr/Kg]Delta T = differenza di temperatura [K]Si osservi che il Qsensibile è simile a quello invernale con la sola differenzadi considerare l’apporto dell’acqua
  • 12. INFILTRAZIONI D’ARIAQlatente = ρ x hl x V x ∆X [kW];ρ = Massa Volumica [ kg/m3]hl = Entalpia per unità di massa [KJ/Kg]V = Volume [m3]∆X = differenza diUmidità assoluta (grado igrometrico) [gr/Kg]Si osservi che il Qlatente non viene calcolato nella situazione invernaleSi deve ipotizzare un valore di umidità relativa esterna(maggiore) ed un valore all’interno del locale (minore).
  • 13. Valutazione Potenza di piccoLa potenza di picco è la somma “pensata” dei vari carichitermici parziali.Se la condizione peggiore è in pieno giorno (caso normale inestate) il carico relativo alla illuminazione sarà pari a zero.Dall’osservazione dei vari carichi poso trovare delle logichedi valutazione dei carichi molto diverse a secondadell’edificio e della sua destinazione d’uso (es.supermercato)
  • 14. Costruisco una tabella Calore sensibile Calore latente ORE Rad Sol tr. Tras vetri Tras muri Ventil Apporti int Pers. Apparec Ventil 1 0 meno meno 0 0 meno sommo per riga potenza 2 0 meno meno su base 3 meno più oraria ….. più più più più più meno 12 +più +più meno +più 0 0 più meno ….. 20 più +più +più 24 0 meno +più - 0 0 meno sommo per colonna energia per tipoUna potenza W per un tempo di un ora permette il calcolo di una energia Wh
  • 15. CARICHI TERMICI ESTIVI Bilancio di potenza sensibile dell’edificio Qtot = ±Qt ± Qv + (Qsol + Qi ) [1][1] Equazione comprendente tutti i carichi istantanei Qtot = ±Qt ± Qv + (Qsol + Qi ) [2][2] Equazione nelle condizioni peggiori è funzionedei carichi che sono funzione delle diverse oredella giornata
  • 16. CARICHI TERMICI ESTIVI Bilancio di energia sensibile dell’edificio Etot = ± Et ± Ev + ( Esol + Ei ) [1] Etot = Qtot * tempo [2] Etot = ∫ Qtot × dt [3][1] Equazione comprendente tutte le energie e da utilizzare[2] Legame potenza energia particolarmente non vero nelcaso estivo[3] Legame potenza energia come integrale della potenza

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