Unità di Trattamento d’aria UTA

Unità di Trattamento d’aria UTA

Schema di impianto ad aria in regime invernale

D’inverno la temperatura di immissione dell’aria deve essere non superiore a 15-20 °C rispetto alla temperatura ambiente da riscaldare, in modo da risultare non fastidiosa per le persone investite direttamente dal getto d’aria e da evitare stratificazioni dell’aria in zone alte.

• La portata massica d’aria proveniente dall’unità di trattamento;• La potenza termica della batteria di riscaldamento;• La portata di acqua di umidificazione;• Se è garantita la portata massica di aria esterna di ventilazione.

Condizionamento invernale

In una sala di degenza ospedaliera costituita da 3 posti letto è richiesta una temperatura dell’ambiente interno di 22° C ed un’umidità relativa del 50%. L’aria esterna si consideri a 5° C e umidità relativa del 70%. Si consideri una potenza termica dispersa attraverso le superfici di confine di 1500 W ed un carico termico sensibile e latente dovuto ai degenti, rispettivamente, di 65 W/persona e 30 W/persona.Nell’ipotesi di immettere aria nell’ambiente alla temperatura di 26° C, si valuti:

me,min

.0,042 kg/s

=

Portata massica di aria esterna:

Potenza termica della batteria di riscaldamento:QR = 9,73 kW

Portata di acqua di umidificazione:

mL= 1,4 g/s

me=.

mtot = 0,304 kg/s.

Portata massica di aria esterna minima richiesta:

me = mtot = 0,304 kg/s > 0,042 kg/s = me,min

. . . E’ garantita la portata massica di aria esterna di ventilazione

RST = Qs/QTOT = 1,07

ia

I

1

R

E

Miscelazioni adiabatica

Bilancio di energia in camera di miscelazione :

mEhE + mRhR = mtothM

. .

hM = mEhE + mRhR

.

mtot

. ..

mtot

.

.mE hE

mtot

.

.mR hR+=

Percentuale di aria esterna /100

Percentuale di aria ricircolata/100

mtot

.

mtot

.

mtot

.

mE

.

mR

.

mespulsa

.

Portata d’aria esterna (o di rinnovo) in condizioni (E)

Portata d’aria di ricircolo in condizioni (R)

M

R

E

hR

hE

hM

xR

xE

xM

− La portata massica d’aria esterna;− La potenza termica della batteria di riscaldamento;− La portata di acqua di umidificazione;− Se è garantita la portata massica di aria esterna di ventilazione.

Condizionamento invernale

In un sala da bowling si stima che siano presenti 50 persone: al suo interno devono essere mantenute, nelle condizioni invernali, una temperatura di 20° C ed una umidità relativa del 50%. L’aria esterna si consideri a 0° C e umidità relativa dell’ 80%. Si prevede un carico termico sensibile in uscita di 35,0 kW. Oltre alla presenza delle persone si stima un carico termico in ingresso (dovuto ad illuminazione, videogame, ecc.) di 3,0 kW. Nell’ipotesi di ricircolare il 50% dell’aria e di immetterla alla temperatura di 27° C, si valutino:

Qs, persone = potenza termica sensibile = 170 x 50 = 8,5 kW

QL, persone = potenza termica latente = 255 x 50 = 12,7 kW

Qs = 8,5 + 3,0 – 35,0 = - 23,5 kW

QTOT = -23,5 + 12,7 = -10,8 kW

.

.

Individuo tutte le trasformazioni:

.

RST = Qs/QTOT = 2,2.

.

.

rIM

1

R

E1’

Riscaldamento:

QR= mtot x (ha –hm) = 3,6 x (42,0-23,0) = 68,4 kW

Portata di acqua di umidificazione:mL= mtot * (xa –xi) = 3,6 x (6,0-5,0) = 3,6 g/s. .

. .

Ve

.= 10 x10-3 m3/s x 50 = 0,50 m3/s

me

.= 0,50/ 0,78 = 0,64 kg/sVe

.= /ve

mtot = 2 x me = 1,8 kg/s

mr =.

.

.me = 50 % di mtot

. .

mtot = QT /(hr –hi) = 10,8/(42,0-39,0)= 3,6 kg/s

Condizionamento invernale

Un gruppo di condizionamento tratta una portata d’aria totale di 10000 kg/h di cui 2000 kg/h sono di aria esterna. Nell’ambiente da condizionare si vogliono mantenere una temperatura di bulbo asciutto di 20 °C ed una umidità relativa del 50 %, mentre la temperatura dell’aria esterna è di 0 °C e l’umidità relativa è dell’80 %.Nell’ipotesi che il carico sensibile totale sia pari a -34,88 kW e che il fattore RST valga 1.1, si determinino:− le condizioni termoigrometriche dell’aria umida in ingresso al locale;− le condizioni termoigrometriche dell’aria umida in ingresso al gruppo di condizionamento;− il quantitativo d’acqua da vaporizzare nel gruppo di condizionamento e la potenza termica del gruppo di riscaldamento.

R

E

RST=0.6

I

1

1’1’’

2

R

E

RST=0.6

I

11’

M

Schema di impianto ad aria in regime estivo

D’estate la temperatura di immissione dell’aria deve essere non inferiore a 10 °C rispetto alla temperatura ambiente da raffrescare, in modo da risultare non fastidiosa per le persone investite direttamente dal getto d’aria e da evitare stratificazioni dell’aria in zone basse.

Condizionamento estivo

Il carico termico sensibile relativo ad un capannone di una piccola industria è pari 58,14 kW mentre il fattore RST è pari a 0.6. All’interno del capannone si vuole mantenere una temperatura di 25 °C con un’umidità relativa del 60 %, mentre la temperatura dell’aria esterna è di 30 °C con un’umidità relativa del 70 %.Tenendo conto che nel capannone lavorano 72 persone e che è necessario una portata di rinnovo d’aria pari a 50 kg/(h persona), si realizzi un impianto di condizionamento in grado di mantenere l’ambiente nelle condizioni di progetto.La temperatura di immissione dell’aria nell’ambiente è pari a 18°C.

Si determinino:• le condizioni termoigrometriche e la portata massica dell’aria umida in ingresso al locale;• le condizioni termoigrometriche e la portata massica dell’aria umida in ingresso al gruppodi condizionamento;• la potenza termica che il gruppo di condizionamento deve scambiare con l’esterno.•Si disegni inoltre sul diagramma di psicrometrico il processo di condizionamento subito dall’ariaall’interno dell’impianto.

Noto il fattore RST è possibile ricavare il carico termico totale Qt= Qs/0.6 = 96,9 kWDal bilancio di energia sul locale Qt = ma (h2-h1) si ricava ma = Qt/(h2-h1); da cui sceltauna temperatura d’immissione t1=18 °C si ottiene ma = 96,9/(55,4 – 43,3) = 8 kg/s.

R

E

RST=0.6