Dimensionamento UTA

Dopo aver eseguito il calcolo dei carichi termici estivi tramite il comando "Carichi estivi ASHRAE" disponibile nel pannello "Calcolo Potenze" della scheda "Involucro" della barra superiore dei comandi, per procedere al dimensionamento delle CTA occorre accedere

alla sezione "Trattamento aria"del medesimo menu.

Si ricorda che in prima analisi il programma calcola solo le quantità di aria di ventilazione che sono state specificate nelle varie zone impiantistiche ma non tiene conto quindi dell'effettiva portata di aria trattata dalla centrale ( ad esempio come nel caso di

impianto a tutt'aria).

La maschera elenca tutti i dati relativi alle CTA ed alle zone da esse servite (e quindi agli ambienti).

Rammentiamo, innanzitutto, che è necessario indicare la presenza di una UTA associata ad una data zona attraverso la corrispondente maschera delle zone impiantistiche (scheda Dati impianto, vedi immagine sottostante).

Nel caso di impianto ad aria primaria l'utente opterà per "Temperatura fissa"; in tal modo nella sezione "Caratteristiche dell'aria primaria della zona" , potrà impostare fondamentalmente le temperature T_bs e T_bu di immissione dell'aria in ambiente, in estate e\o in inverno. I valori delle portate d'aria potranno essere altresì specificate a livello di zona oppure nei Dati Estesi di ciascun ambiente.

Nel caso di impianto a tutt'aria invece:

1) se si opta per operare a "Temperatura fissa" (ovvero impostando la temperatura), l'utente dovrà inserire la T_bs estiva (se la zona è climatizzata, altrimenti quella invernale); il programma, nella schermata di dimensionamento delle CTA, determinerà T_bu in modo tale che le condizioni di immissione dell'aria in ambiente individuino un punto appartenente alla retta di carico della zona;

2) se si opta per operare a " Portata fissa" (ovvero impostando la portata), l'utente imporrà la portata totale all'interno della schermata di dimensionamento della CTA. Le portate inserite nella zona verranno recepite nell'ambito del calcolo dei carichi termici

ma non nell'ambito del dimensionamento della CTA.

Vediamo quali sono i dati che si possono impostare in funzione della tipologia di impianto ad aria.

IMPIANTO ARIA PRIMARIA

Per impianti ad aria primaria non ha alcuna importanza la scelta del tipo di calcolo Temperatura Fissa o Portata Fissa in quanto l'utente deve impostare entrambe nel senso che la portata totale sarà quella di rinnovo della/e zona/e servite dalla CTA mentre

la temperatura sarà quella decisa dal progettista (condizioni neutre, oppure temperatura bulbo umido più bassa ad abbattere il latente, etc,..).

L'immagine qui sopra la maschera delle CTA quando una UTA Aria Primaria (CTA) serve una molteplicità di zone a loro volta associate ai rispettivi ambienti (elencati sotto ciascuna zona).

In questo esempio la portata totale che è stata calcolata dal programma ( 5020 m³/h) è dovuta ai 2.0 Vol/h di ricambio imposti nei dati della zona e che il programma applica a tutti gli ambienti. I valori di portata mostrati nella lista ambienti sono arrotondati in funzione di quanto impostato nella maschera delle unità di misura. La portata negli ambienti NON può essere modificata in questa maschera ma occorre modificare il dato nella zona o direttamente nei dati estesi dell'ambiente.

Il valore della colonna Ric [l/s] dev'essere intesa come portata in l/s a persona, ovvero calcolata in funzione dell'affollamento previsto in termini di carichi interni "Persone" imposto per la zona cui appartiene l'ambiente.

Dati generali CTA

I parametri presenti in questa maschera sono:

- Descrizione UTA: inserire una denominazione per la UTA

- Codice catasto ventilatori : il dato è funzionale alla compilazione del componente "Ventilatore all'interno della sezione "Dati di dettaglio degli impianti" dell'Attestato di Prestazione Energetica

- Anno installazione ventilatori : il dato è funzionale alla compilazione del componente "Ventilatore all'interno della sezione "Dati di dettaglio degli impianti" dell'Attestato di Prestazione Energetica

- Potenza elettrica ventilatori [W] : il dato è funzionale alla calcolo della prestazione energetica secondo UNI/TS 11300

- Tipo di centrale : occorre scegliere tra le opzioni "Riscaldata" o "Climatizzata", in coerenza con le zone servite.

- Tipo di impianto: selezionare la tipologia di impianto ad aria tra Aria primaria, Tutt’aria ricircolata, Tutt’aria esterna, Tutt’aria miscelata, Tutt'aria miscelata + batteria di postriscaldamento, Tutt'aria esterna + batteria di postriscaldamento

- Ripresa [%]: il valore qui inserito rappresenta la percentuale della portata di ripresa rispetto quella di mandata. Ad esempio se la portata di mandata in un ambiente è 100m³/h ed impostiamo tale dato a 80%, la portata di ripresa (letta automaticamente da un eventuale diffusore appartenente ad una rete canali di ripresa realizzata con il modulo Duct) sarà 80 m³/h. Il dato inserito in questo campo serve esclusivamente per il dimensionamento della rete dei canali di ripresa disegnata. In assenza di un dato, l'eventuale canale di ripresa viene dimensionato considerando il 100 % della portata di mandata.

- Ricambio [%] : corrisponde alla quantità di aria di rinnovo da cui dipende la portata d'aria di ricambio; in caso di impianto ad aria primaria esso è imposto al 100 % e non può essere modificato .

- Presenza recuperatore: occorre segnalare l'eventuale presenza di un recuperatore

- Recupero estivo / invernale [0-1]: la percentuale di recupero agisce sulla potenza richiesta alle batterie della CTA. Il programma sottrae la percentuale del recuperabile qui impostata dalla potenza totale richiesta dalla batteria di Raffreddamento in estivo e Riscaldamento in inverno. Il valore del recupero è visibile soltanto nella relazione dei calcoli estivi, capitolo 2.

Condizioni d'uscita dalla CTA

- Zona di Riferimento : tale campo non riguarda gli impianti ad aria primaria.

- Sensibile/Totale : rappresenta il rapporto tra il carico sensibile ed il carico totale (sensibile + latente).

- Bulbo Secco Estiva [°C] : rappresenta la temperatura di bulbo secco dell'aria entrante in ambiente (che coincide con quella in uscita dalla UTA, quindi non si considera alcuna perdita attraverso le canalizzazioni). Tale dato influisce sulle potenze delle batterie di raffreddamento e post riscaldamento. Qualora si voglia evitare il post riscaldamento occorre che Tb.s. e Tb.u. (Temperatura Bulbo Umdo) siano uguali. Solitamente questo valore è posto uguale alla temperatura di progetto della zona (condizioni neutre) in quanto questa tipologia di impianto prevede un terminale in ambiente per l'abbattimento del carico sensibile.

- Bulbo Umido Estiva [°C] : rappresenta la temperatura di bulbo umido dell'aria entrante in ambiente (che coincide con quella in uscita dalla UTA, quindi non si considera alcuna perdita attraverso le canalizzazioni). Tale valore influenza l'abbattimento del carico latente da parte dell'aria. Il programma non valuta la temperatura b.u. di ingresso tale da abbattere il carico latente ma è l'utente che attraverso alcune iterazioni può modificare tale valore in modo che l'apporto sensibile dell'aria primaria sia pari al carico latente della zona; il risultato di tale bilancio può essere fatto nella sola relazione di calcolo estivo

- Bulbo Secco Invernale [°C]: rappresenta la temperatura di bulbo secco dell'aria entrante in ambiente (che coincide con quella in uscita dalla UTA, quindi non si considera alcuna perdita attraverso le canalizzazioni) nelle condizioni invernali.

- Bulbo Umido Invernale [°C]: rappresenta la temperatura di bulbo umido dell'aria entrante in ambiente (che coincide con quella in uscita dalla UTA, quindi non si considera alcuna perdita attraverso le canalizzazioni) nelle condizioni invernali.

- US=Amb : tale opzione riguarda esclusivamente il trattamento invernale. Ponendo il segno di spunta in corrispondenza di tale check box il programma ricalcola la Tb.u. corrispondente alla Tb.s. inserita nel corrispondente campo e all' umidità specifica pari a quella in ambiente.

Se il check non è attivato, il programma calcola il valore di Tb.u. in modo da ottenere un semplice riscaldamento sensibile dell'aria ambiente (dalle condizioni esterne alla Tb.s.) che è pertanto rappresentato nel grafico del trattamento da una linea orizzontale ad umidità specifica costante.

Nell'immagine sottostante viene evidenziato il diverso comportamento del programma in funzione, o meno, dell'attivazione dell'opzione US=amb .

I trattamenti mostrati a video sono stampabili in formato pdf , sia nella parte grafica che in quella didascalica tramite l'incorporazione di una tabella che mostra i valori dell'aria (temperature, portata, entalpia, etc..) nei diversi stadi del trattamento.

N.B. : il fattore di contatto della batterie Fc, non visualizzato in tale maschera, è sempre assunto dal programma pari a 1.

Condizioni di immissione in zona

Nel caso di impianti ad aria primaria le condizioni di immissione in zona coincidono con quelle in uscita dalla CTA.

IMPIANTI TUTT'ARIA

In caso di impianto a tutt'aria invece è importante capire la tipologia di CTA che è stata associata alle zone: 1) Temperatura Costante o 2) Portata Costante.

Se la CTA funziona a Temperatura Costante allora l'utente nella maschera di gestione delle UTA può soltanto impostare, per zone climatizzate, la Tb.s. estiva in base alla quale il programma calcolerà la portata totale.

Per effettuare il calcolo occorre sempre cliccare il pulsante <Calcola Portata>.

Se la CTA funziona a Portata Costante invece l'utente può impostare la portata totale dell'UTA e premendo il pulsante <Calcola Temperature> (che si attiva nel caso di CTA a portata costante) il programma calcola le temperature di immissione.

Inoltre i dati impostabili dipendono anche dal tipo di impianto a tutt'aria, ossia si distingue tra:

1) Tutt'aria esterna

2) Tutt'aria miscelata

3) Tutt'aria ricircolata

Le tre tipologie si differenziano fondamentalmente per il valore di Ricambio, ovvero:

1) Tutt'aria esterna : Ricambio = 100%

2) Tutt'aria miscelata : Ricambio = [(Portata rinnovo / Portata totale)] x 100] %

3) Tutt'aria ricircolata : Ricambio = 0 %

Nel seguito esaminiamo le varie combinazioni.

1) Tutt'aria Esterna - Temperatura Fissa

Il significato dei vari campi è il seguente:

Dati generali CTA

- Ricambio [%]: il valore è fisso al 100% pertanto non è impostabile

- Recupero [%]: rappresenta il valore dell'efficienza del recuperatore di calore, se presente. La percentuale di recupero agisce sulla potenza richiesta alle batterie della CTA: il programma sottrae la percentuale del recuperabile qui impostata dalla potenza totale richiesta dalla batteria di Raffreddamento in estivo e Riscaldamento in inverno. Il valore del recupero è visibile soltanto nella relazione dei calcoli estivi (stampa nr. 2).

- Portata [m³/h]: dato che deriva dal calcolo quindi non è impostabile dall'utente.

Condizioni d'uscita dalla CTA

- Zona di Riferimento : nel caso di impianto multizona (tutt'aria a temperatura costante) la zona qui selezionata rappresenta quella principale ossia quella a cui fa riferimento la temperatura impostata nella relativa sezione (per tutte le altre zone la temperatura potrà variare (modifica del post-riscaldamento) in funzione del carico termico)

- Sensibile/Totale : rappresenta il rapporto tra il carico sensibile ed il carico totale (sensibile + latente).

- US=Amb è il controllo che impone o meno l'umidità specifica dell'aria in uscita dalla macchina pari a quella di progetto della zona nel funzionamento invernale.

- Bulbo Secco Estiva : è la temperatura di bulbo secco di immissione dell'aria nella zona (che si considera uguale a quella in uscita dalla macchina). Il dato è impostabile dall'utente ed il valore deve essere inferiore alla temperatura di progetto delle zone servite dalla CTA (altrimenti non darebbe alcun apporto, cosa che è l'opposto del principio di un impianto a tutt'aria). Una volta inserito il valore occorre premere <Invio> sulla tastiera in mod da fissare il dato. Il programma ricalcola la temperatura di bulbo Umido (campo successivo) in modo che il punto di inserimento dell'aria si trovi sulla retta di carico della zona nel diagramma psicrometrico. Il limite inferiore di tale valore è il valore di temperatura che si legge sul diagramma psicro all'intersezione della retta di carico (S/T) con la curva UR=100%. Dopo aver impostato questo valore occorre cliccare su <Calcola Portate> per aggiornare i dati della CTA riguardante non solo la portata totale ma anche il valore di temperatura bulbo secco in condizioni invernali di lavoro. Inoltre, qualora il valore inserito dall'utente determini una portata minore del minimo occorrente per rispettare il rinnovo imposto nelle zone, il programma ricalcola il valore della temperatura stessa fissandola al minimo occorrente per avere una portata che assicuri il rinnovo.

- Bulbo Umida Estiva : rappresenta la temperatura di bulbo umido dell'aria in uscita dalla macchina (o di ingresso nella zona). il dato non è impostabile ma determinato dal valore di Tb.s. e dalla retta di carico della zona

- Bulbo Secco Invernale: rappresenta la temperatura di bulbo secco all'uscita della CTA (ingresso nella zona) in funzionamento invernale (riscaldamento). Per zone climatizzate tale valore viene ricalcolato in funzione della portata totale che è a sua volta funzione della Tb.s. estiva e della retta di carico della zona. Per zone termoventilate invece il dato è impostabile. Una volta fissato occorre cliccare <Calcola Portate> per aggiornare i dati della CTA.

- Bulbo Umido Invernale: rappresenta la temperatura di bulbo umido all'uscita della CTA (ingresso nella zona) in funzionamento invernale (riscaldamento). Il valore è sempre automaticamente determinato dal programma ed è funzione della temperatura di bulbo secco e dal lo stato del check US=Amb. Se il check è attivo il programma inserisce il processo di umidificazione adiabatica in modo che l'umidità specifica dell'aria sia pari a quella di progetto della zona.

N.B. : il Fattore di Contatto delle batterie Fc, non visualizzato in tale maschera, è fissato pari ad 1.

Condizioni di immissione in zona

In caso di impianti multi-zona, per ciascuna zona vengono mostrati i corrispondenti valori del rapporto S/T e delle temperature di immissione nella zona; se la CTA è unica, i valori per singola zona sono da intendersi riferiti ad una batteria ipoteticamente a

servizio della sola zona in esame.

2) Tutt'aria Miscelata - Temperatura Fissa

CTA_DIM_04

Il significato dei campi ovviamente è lo stesso, l'unico che cambia "comportamento" è il Ricambio.

Se il valore di ricambio non è imposto dall'utente (check"Ricambio Imposto" attivato) il programma calcola il valore di ricambio dell'UTA in modo che tutti gli ambienti abbiano la minima portata di rinnovo imposta nella zona (vol/h oppure l/s a persona). Pertanto, se si controllano i dati degil ambienti si vedrà che la portata di rinnovo in un ambiente sarà il minimo imposto nella zona mentre per gli altri la portata di rinnovo non può che essere superiore. Questo è quello che accade anche nell'esempio della figura sovrastante. L'ambiente "T-U1- 4- Vano scala" ad esempio ha 0.65 vol/h di aria di rinnovo (nella zona si è imposto 0.5 vol/h) mentre tutti gli altri hanno un rinnovo superiore dovuto alla differenza di portata richiesta in ogni ambiente e dalla percentuale fissa di rinnovo che invece è imposta alla macchina.

Per forzare un valore diverso da quello calcolato dal programma occore attivare il check "Ricambio Imposto"ed inserire il valore desiderato. Fatto questo occorre cliccare nuovamente su <Calcola Portate> per aggiornare i dati della CTA.

I volumi minimi di ricambio non verranno più rispettati perchè è l'utente a forzare il ricambio totale sulla macchina.

3) Tutt'aria Ricircolata - Temperatura Fissa

In questo caso il Ricambio è forzato a zero . Per il resto rimangono tutte le valutazioni fatte precedentemente per l'impianto a tutt'aria esterna.

4) Tutt'aria - Portata fissa

Nel caso di CTA a portata fissa l'utente deve impostare la portata totale dell'UTA nell'apposito campo che diventa attivo per questo tipo di impostazione. Essendo la portata unica e riferita alla UTA, con queste impostazioni NON è possibile avere impianto multizona (il programma non saprebbe come ripartire le portate per zona per calcolare le temperature di immissione). Inoltre il dato inserito dall'utente potrebbe non essere rispettato ma modificato nel momento in cui il valore inserito fosse talmente basso da non rispettare i minimi volumi di aria di rinnovo imposti nella zona.

Una volta inserito il valore della portata occorre premere <Calcola Portate> per aggiornare i dati della CTA.