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Impianto a tutt'aria
L'esercizio che si fa sul diagramma con la squadretta, con gli stessi passaggi e nello stesso ordine: dai carichi dell'ambiente al fattore termico, dalla temperatura di mandata alla portata, dalla portata di rinnovo al punto di miscela, e da lì alla potenza delle batterie. Nessuna stagione da dichiarare al calcolo: quali apparecchi servano lo dicono i numeri, e cambiando i dati si vede cambiare l'impianto.
Gli stati dell'aria
| Punto | Dove | temperatura °C |
umidità rel. % |
umidità spec. g/kg |
entalpia kJ/kg |
|---|---|---|---|---|---|
| E | presa d'aria esterna | 32,0 | 50,0 | 14,96 | 70,49 |
| A | ambiente, e ripresa | 26,0 | 50,0 | 10,50 | 52,91 |
| M | dopo la miscela | 27,9 | 50,6 | 11,93 | 58,56 |
| I | mandata in ambiente | 16,0 | 84,7 | 9,60 | 40,40 |
| ADP | superficie della batteria | 12,2 | 100,0 | 8,87 | 34,70 |
Gli apparecchi
| Apparecchio | Da → a | totale kW |
sensibile kW |
latente kW |
specifico kJ/kg |
|---|---|---|---|---|---|
| Batteria fredda | 27,9 → 16,0 °C | -15,96 | -10,79 | -5,17 | -18,16 |
Verifica
L'aria immessa in I, scaldandosi e inumidendosi fino ad A, deve smaltire esattamente i carichi di partenza. È il controllo che si fa alla fine dell'esercizio, e qui è fatto sugli stessi numeri appena calcolati.
| Bilancio | richiesto kW |
reso dall'aria kW |
|---|---|---|
| Sensibile | 9,000 | 9,000 |
| Latente | 2,000 | 2,000 |
I passaggi, nell'ordine
1. Il fattore termico dell'ambiente
Il rapporto fra carico sensibile e carico totale dice com'è inclinata la retta su cui l'aria di mandata deve stare:
Vale 1 se nell'ambiente non si produce vapore — retta orizzontale — e scende man mano che le persone contano di più. Un valore basso, sotto 0,5 circa, è il segnale che la batteria fredda da sola non ce la farà: ci vorrà un post-riscaldamento.
2. La portata
Scelta la temperatura di mandata, la portata segue dal bilancio del solo calore sensibile:
Il calore specifico dipende dall'umidità della mandata, che però dipende dalla portata: si itera un paio di volte e la cosa si chiude. Dividendo la portata volumetrica per il volume dell'ambiente si ottengono i ricambi orari, che sono il numero con cui si giudica se la portata è ragionevole: in un'aula stanno fra 6 e 12 vol/h.
3. L'umidità della mandata
Dal bilancio dell'acqua, con il calore di vaporizzazione valutato alla temperatura dell'ambiente:
Questo è il punto I: più freddo e più secco dell'ambiente d'estate, più caldo e ancora più secco d'inverno. Più secco in ogni caso, perché il vapore delle persone va portato via in ogni stagione.
4. La miscela
Aria esterna e aria di ricircolo si mescolano senza scambiare calore con l'esterno: il punto M cade sulla congiungente E–A e la divide in parti inversamente proporzionali alle portate — la regola della leva. È l'unica parte dell'esercizio in cui non c'è nessuna potenza da calcolare.
5. Gli apparecchi
Resta da andare da M a I, e qui non si decide nulla a priori. Se I è più secco di M bisogna togliere acqua, e allora serve una batteria fredda: se il prolungamento della retta M–I incontra la curva di saturazione, quel punto è l'ADP e una batteria sola basta; se non la incontra, la batteria porta l'aria a saturazione all'umidità voluta e ci vuole un post-riscaldamento. Se invece I è più umido di M bisogna aggiungere acqua, e servono una batteria calda e un umidificatore — con il vapore la temperatura resta quasi ferma, con il pacco bagnato l'aria si raffredda umidificandosi, quindi si preriscalda di più.
Le potenze sono sempre differenze di entalpia per la portata, e la somma delle potenze
dei singoli apparecchi è il salto totale da M a I. Il codice è in
FisicaTecnica.Contenuti/Calcolo/Impianto.cs.
Che cosa è questo strumento, e che cosa non è
È materiale didattico. Serve a vedere come si muovono le cose — raddoppio la massa e cosa guadagno, sposto un parametro e dove va il risultato — e a far capire un procedimento che altrimenti resta una formula sul quaderno. I metodi di calcolo sono quelli delle norme citate; le costanti che vengono dalle norme sono riportate fedelmente, perché una costante sbagliata insegnerebbe una cosa sbagliata.
Ma i modelli sono semplificati, e ogni pagina dice i suoi: dove si calcola invece di misurare, dove si usa un valore tipico invece di un dato di prova, dove la norma distingue casi che qui sono accorpati. Lo scarto rispetto a una misura in opera è di qualche decibel, e in acustica qualche decibel è la differenza fra un collaudo passato e uno fallito.
Quindi: non si firma niente con questi numeri. Una valutazione previsionale si fa con i dati di prova dei prodotti che si installano davvero, con il modello dettagliato dove serve, e da parte di chi se ne assume la responsabilità. Qui si impara come funziona.