Impianto climatizzazione Appartamento

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1 Indice pagina Introduzione ................................................................................................................................................. 2 Dati climatici.................................................................................................................................................. 3 Vista esterna appartamento ............................................................................................................. 5/a Planimetria ambiente ......................................................................................................................... 5/b Caratteristiche termiche dei componenti opachi e trasparenti ............................................. 6 Carico termico invernale .......................................................................................................................13 Produzione acqua calda sanitaria .................................................................................................... 21 Scelta del tipo di caldaia e catalogo .................................................................................................. 22 Configurazione dell'impianto di distribuzione .................................................................................. .23 Scelta dei corpi scaldanti ...............................................................................................................................25 Calcolo portata di acqua di alimentazione dei corpi scaldanti e numero di ranghi ............ 25 Catalogo radiatori ..................................................................................................................................... 28 Dimensionamento tubazioni e calcolo delle perdite di carico .............................................. 32 Scelta e dimensionamento elettropompa di circolazione ....................................................... 35 Analisi costi d'impianto ........................................................................................................................ 36 Attestato di Certificazione Energetica ............................................................................................. 37

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Impianto climatizzazione Appartamento

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Page 1: Impianto climatizzazione Appartamento

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Indice

pagina

Introduzione ................................................................................................................................................. 2

Dati climatici.................................................................................................................................................. 3

Vista esterna appartamento ............................................................................................................. 5/a

Planimetria ambiente ......................................................................................................................... 5/b

Caratteristiche termiche dei componenti opachi e trasparenti ............................................. 6

Carico termico invernale .......................................................................................................................13

Produzione acqua calda sanitaria .................................................................................................... 21

Scelta del tipo di caldaia e catalogo .................................................................................................. 22

Configurazione dell'impianto di distribuzione .................................................................................. .23

Scelta dei corpi scaldanti ...............................................................................................................................25

Calcolo portata di acqua di alimentazione dei corpi scaldanti e numero di ranghi ............ 25

Catalogo radiatori ..................................................................................................................................... 28

Dimensionamento tubazioni e calcolo delle perdite di carico .............................................. 32

Scelta e dimensionamento elettropompa di circolazione ....................................................... 35

Analisi costi d'impianto ........................................................................................................................ 36

Attestato di Certificazione Energetica ............................................................................................. 37

Page 2: Impianto climatizzazione Appartamento

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Introduzione

Ad oggi, per garantire il benessere termico invernale agli abitanti di un'utenza domestica di medie dimensioni (come può essere un appartamento all'interno di un condominio), il sistema di riscaldamento più diffuso è sicuramente quello che prevede come terminali scaldanti dei radiatori che utilizzano acqua come fluido termovettore, riscaldata mediante una caldaia, la quale provvede anche alla produzione di acqua calda per uso sanitario. I punti di forza di questi sistemi possono essere così schematicamente elencati:

costi non elevati di acquisto e per l'installazione; progettazione e realizzazione delle tubazioni relativamente semplice; ingombri dei terminali ridotti; silenziosità; elevata vita utile dei vari componenti

Nel seguito viene esposto un caso applicativo nel quale sono presenti i calcoli di massima (tenendo in considerazione la normativa vigente) delle dispersioni termiche e quindi del dimensionamento dell'impianto in tutte le sua parti. Infine, mediante l'uso del software Masterclima, viene elaborato l'attestato di certificazione energetica. L'appartamento si trova al secondo piano di una palazzina di 3 piani situata nel comune di Trecase (Na). Lo stabile è stato edificato all'inizio degli anni '90.

Page 3: Impianto climatizzazione Appartamento

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Dati climatici della località – UNI 10349

Località: Trecase

99 m s.l.m.

40°46’ latitudine Nord

14°26’ longitudine Est

Dati invernali

Zona climatica: C

Temperatura esterna di progetto: 2.0°C

Gradi giorno: 1297

Temperatura Media stagione di riscaldamento: 10.6°C

Irradiazione Orizzontale Media stagione riscaldamento: 7.30 MJ/m2

Stagione di riscaldamento

Durata stagione di riscaldamento: 137 giorni

Inizio stagione di riscaldamento: 15/11

Fine stagione di riscaldamento: 31/3

Prima località di riferimento: Napoli

Vento

Zona vento: 3

Velocità del vento media giornaliera: 2.3 m/s

Direzione prevalente del vento: NE

Page 4: Impianto climatizzazione Appartamento

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Dati estivi

Mese di massima insolazione: Luglio

Temperatura Media mese massima insolazione: 26.7°C

Temperatura massima estiva: 32.4°C

Escursione termica nel giorno più caldo: 10.5°C

Irradianza sul piano orizzontale nel mese di massimo insolazione: 314.7 W/m2

Page 5: Impianto climatizzazione Appartamento

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Page 6: Impianto climatizzazione Appartamento

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Caratteristiche termiche dei componenti opachi e trasparenti (UNI TS 11300)

STRATIGRAFIA SUPERFICI OPACHE

Muro perimetrale esterno

Tipologia: Parete

Disposizione: verticale

Spessore: 380.0 mm

Trasmittanza U: 0.833 W/m2K

Resistenza R: 1.2 m2K/W

STRATO

SPESSORE S [mm]

CONDUTTIVITA’ λ [W/mK]

RESISTENZA R [m2K/W]

DENSITA’ ρ [kg/m3]

Adduttanza interna - - 0.130 -

Intonaco di calce e gesso 20.0 0.700 0.029 1400 Laterizi (pareti interne) 140.0 0.305 0.459 800

Aria 60 mm (flusso orizzontale)

60.0 0.330 0.182 1.0

Laterizi (pareti esterne) 140.0 0.414 0.338 800 Intonaco esterno 20.0 0.900 0.022 1800

Adduttanza esterna - - 0.040 - Totale 380.0 - 1.200 -

E' possibile calcolare la trasmittanza totale U tramite la seguente formula:

푈 = ∑

λ

= . .

. .. .

..

. .. .

= 0.833 푊/푚 퐾

Page 7: Impianto climatizzazione Appartamento

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Solaio interpiano

Tipologia: Pavimento

Disposizione: orizzontale

Spessore: 350.0 mm

Trasmittanza U: 0.791 W/m2K

Resistenza R: 1.264 m2K/W

STRATO SPESSORE S [mm]

CONDUTTIVITA’ λ [W/mK]

RESISTENZA R [m2K/W]

DENSITA’ ρ [kg/m3]

Adduttanza interna - - 0.170 -

Piastrelle 20.0 0.580 0.034 1800 Caldana 50.0 1.200 0.042 1800 isolante 20.0 0.045 0.444 30 Solaio 240.0 0.650 0.369 250

Intonaco 20.0 0.580 0.034 1200 Adduttanza esterna - - 0.170 -

Totale 350.0 - 1.264 -

E' possibile calcolare la trasmittanza totale U tramite la seguente formula:

푈 = ∑

λ

= . .

. .. .

... .

. .= 0.791 푊/푚 퐾

Page 8: Impianto climatizzazione Appartamento

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Porta esterna vano scala

Tipologia: Porta

Disposizione: verticale

Spessore: 55.0 mm

Trasmittanza U: 1.661 W/m2K

Resistenza R: 0.602 m2K/W

STRATO SPESSORE S [mm]

CONDUTTIVITA’ λ [W/mK]

RESISTENZA R [m2K/W]

DENSITA’ ρ [kg/m3]

Adduttanza interna - - 0.130 -

Abete (flusso parallelo) 15.0 0.120 0.125 450 Aria 20 mm

(flusso orizzontale) 20.0 0.110 0.182 1.0

Lamiera di acciaio 5.0 80.00 0.00 7870 Abete (flusso parallelo) 15.0 0.120 0.125 450

Adduttanza esterna - - 0.040 - Totale 55.0 - 0.602 -

E' possibile calcolare la trasmittanza totale U tramite la seguente formula:

푈 = ∑

λ

= . .

. .. .

... .

= 1.661 푊/푚 퐾

Page 9: Impianto climatizzazione Appartamento

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STRATIGRAFIA SUPERFICI TRASPARENTI

Finestra 130 x 140

Larghezza: 130 cm

Altezza: 140 cm

Spessore superiore del telaio: 8 cm

Spessore inferiore del telaio: 8 cm

Spessore sinistro del telai : 8 cm

Spessore destro del telaio: 8 cm

N° divisioni verticali: 1

Spessore divisioni verticali: 4 cm

Telaio in legno con spessore 40 mm

Vetro doppio 4-12-4 con rivestimento basso – emissivo ( Emissività ε = 0.837 )

Chiusura in legno e plastica senza schiuma con media permeabilità all’aria

SERRAMENTO SINGOLO DESCRIZIONE Ag

[m2] Af

[m2] Lg

[m] Ug

[W/m2K] Uf

[W/m2K] ψg

[W/mK] Telaio - 0.456 - - 2.00 - Vetro 1.364 - 7.160 3.048 - 0.030

Avendo indicato con:

Ag: Superficie Vetro Ug: Trasmittanza Vetro

Af: Superficie Telaio Uf: Trasmittanza Telaio

Lg: Perimetro Vetro ψg: Trasmittanza Lineica ponte termico vetro-telaio

E' possibile calcolare la trasmittanza totale Uw tramite la seguente formula:

Uw = ( Ag * Ug + Af * Uf + Lg * ψg ) / ( Ag + Af ) = 2.90 W/m2K

Nel caso in cui considerassimo un serramento che comprende una tapparella, la trasmittanza scenderebbe a U’w = 2.353 W/m2K.

Page 10: Impianto climatizzazione Appartamento

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Finestra 80 x 140

Larghezza: 80 cm

Altezza: 140 cm

Spessore superiore del telaio: 8 cm

Spessore inferiore del telaio: 8 cm

Spessore sinistro del telaio: 8 cm

Spessore destro del telaio: 8 cm

Telaio in legno con spessore 40 mm

Vetro doppio 4-12-4 con rivestimento basso – emissivo ( Emissività ε = 0.837 )

Chiusura in legno e plastica senza schiuma con media permeabilità all’aria

SERRAMENTO SINGOLO DESCRIZIONE Ag

[m2] Af

[m2] Lg

[m] Ug

[W/m2K] Uf

[W/m2K] ψg

[W/mK] Telaio - 0.400 - - 2.00 - Vetro 0.720 - 7.20 3.048 - 0.030

Avendo indicato con:

Ag: Superficie Vetro Ug: Trasmittanza Vetro

Af: Superficie Telaio Uf: Trasmittanza Telaio

Lg: Perimetro Vetro ψg: Trasmittanza Lineica ponte termico vetro-telaio

E' possibile calcolare la trasmittanza totale Uw tramite la seguente formula:

Uw = ( Ag * Ug + Af * Uf + Lg * ψg ) / ( Ag + Af ) = 2.867 W/m2K

Nel caso in cui considerassimo un serramento che comprende una tapparella la trasmittanza scenderebbe a U’w = 2.326 W/m2K.

Page 11: Impianto climatizzazione Appartamento

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Porta Finestra 90 x 240

Larghezza: 90 cm

Altezza: 240 cm

Spessore superiore del telaio: 8 cm

Spessore inferiore del telaio: 8 cm

Spessore sinistro del telaio: 8 cm

Spessore destro del telaio: 8 cm

N° divisioni orizzontali: 1

Spessore divisioni orizzontali: 8 cm

Telaio in legno con spessore 40 mm

Vetro doppio 4-12-4 con rivestimento basso – emissivo ( Emissività ε = 0.837 )

Chiusura in legno e plastica senza schiuma con media permeabilità all’aria

SERRAMENTO SINGOLO DESCRIZIONE Ag

[m2] Af

[m2] Lg

[m] Ug

[W/m2K] Uf

[W/m2K] ψg

[W/mK] Telaio - 0.561 - - 2.00 - Vetro 1.598 - 11.6 3.048 - 0.030

Avendo indicato con:

Ag: Superficie Vetro Ug: Trasmittanza Vetro

Af: Superficie Telaio Uf: Trasmittanza Telaio

Lg: Perimetro Vetro ψg: Trasmittanza Lineica ponte termico vetro-telaio

E' possibile calcolare la trasmittanza totale Uw tramite la seguente formula:

Uw = ( Ag * Ug + Af * Uf + Lg * ψg ) / ( Ag + Af ) = 2.94 W/m2K

Nel caso in cui considerassimo un serramento che comprende una tapparella la trasmittanza scenderebbe a U’w = 2.35 W/m2K.

Page 12: Impianto climatizzazione Appartamento

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Porta Finestra 120 x 240

Larghezza: 120 cm

Altezza: 240 cm

Spessore superiore del telaio: 8 cm

Spessore inferiore del telaio: 8 cm

Spessore sinistro del telaio: 8 cm

Spessore destro del telaio: 8 cm

N° divisioni verticali: 1

Spessore divisioni verticali: 8 cm

N° divisioni orizzontali: 1

Spessore divisioni orizzontali: 8 cm

Telaio in legno con spessore 40 mm

Vetro doppio 4-12-4 con rivestimento basso – emissivo ( Emissività ε = 0.837 )

Chiusura in legno e plastica senza schiuma con media permeabilità all’aria

SERRAMENTO SINGOLO DESCRIZIONE Ag

[m2] Af

[m2] Lg

[m] Ug

[W/m2K] Uf

[W/m2K] ψg

[W/mK] Telaio - 0.813 - - 2.00 - Vetro 2.074 - 12.48 3.048 - 0.030

Avendo indicato con:

Ag: Superficie Vetro Ug: Trasmittanza Vetro

Af: Superficie Telaio Uf: Trasmittanza Telaio

Lg: Perimetro Vetro ψg: Trasmittanza Lineica ponte termico vetro-telaio

E' possibile calcolare la trasmittanza totale Uw tramite la seguente formula:

Uw = ( Ag * Ug + Af * Uf + Lg * ψg ) / ( Ag + Af ) = 2.88 W/m2K

Nel caso in cui considerassimo un serramento che comprende una tapparella la trasmittanza scenderebbe a U’w = 2.34 W/m2K.

Page 13: Impianto climatizzazione Appartamento

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Carico termico invernale

Dati locale: Bagno 1 T. Ambiente: 20°C

Area (A): 5.58 m2 Volume (V): 16.2m3

STRUTTURA ESPOSIZIONE SUPERFICIE [m2]

U [W/m2K]

ΔT [°C]

COEFF. ESPOSIZIONE γ

Muro perim. esterno

EST 3.27 0.833 18 1.15

Porta Finestra

EST 2.16 2.94 18 1.15

Solaio - 5.58 0.79 5 - Pavimento - 5.58 0.79 5 -

Carico da trasmissione termica

푄̇superfici opache = Uop * Sop * (TA - TE) * 훾푖 = 0,833* 3.27 * (20 – 2) * 1,15 = 56.38 W

푄̇superfici trasparenti = Uv* Sv * (TA - TE) * 훾푖 = 2.94* 2.16 * (20 – 2) * 1,15 = 131.45 W

푄̇ solaio = Usol* Ssol * (TA - TE) = 0.79 * 5.58 * (20 – 15 ) = 22.04 W

Nel calcolo di 푄̇ solaio e 푄̇ pavimeto, abbiamo considerato che la temperatura dei locali sia pari a T = 15 °C, mentre per le pareti esposte all’interno dell’edificio supponiamo che esse siano adiacenti ad un locale non riscaldato con T = 10.5°C in accordo con la UNI 7357-74.

푄̇ pavimeto = Upav* Spav * (TA - TE) = 0.79 * 5.58 * (20 – 15 ) = 22.04 W

푄̇1= 56.38 + 131.45 + 22.04 + 22.04 = 231.91 W

Carico da ricambi d’aria

VOLUME AMBIENTE [m3]

RICAMBI D’ARIA [vol/h]

DENSITA' ρ [kg/m3]

Cp [kJ/kg °C]

ΔT [°C]

16.2 0.5 1.23 1.01 18

푄̇2= n * V * cp * (TA – TE) *ρ = 0.5 * 16.2 * 1.01 * ( 20 – 2 ) * 1.23 = 50.31 W

Ponti termici: 푄̇3= 10% 푄̇1 = 23.19 W

Carico totale del locale

푄̇tot = 푄̇1 + 푄̇2 + 푄̇3 = 231.91 + 50.31 + 23.19 = 305.41 W = 18.85 W/m3

Page 14: Impianto climatizzazione Appartamento

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Dati locale: Bagno 2 T. Ambiente: 20°C

Area (A): 4.59 m2 Volume (V): 13.31 m3

STRUTTURA ESPOSIZIONE SUPERFICIE [m2]

U [W/m2K]

ΔT [°C]

COEFF. ESPOSIZIONE γ

Muro perim. esterno

EST 3.34 0.833 18 1.15

Finestra EST 1.12 2.87 18 1.15 Solaio - 4.59 0.79 5 -

Pavimento - 4.59 0.79 5 -

Carico da trasmissione termica

푄̇superfici opache = Uop * Sop * (TA - TE) * 훾푖 = 0,833 * 3.34 * (20 – 2) * 1,15 = 57.59 W

푄̇superfici trasparenti = Uv* Sv * (TA - TE) * 훾푖 = 2.87 * 1.12 * (20 – 2) * 1,15 = 66.53 W

푄̇ solaio = Usol* Ssol * (TA - TE) = 0.79 * 4.59 * (20 – 15 ) = 18.13 W

Nel calcolo di 푄̇ solaio e 푄̇ pavimeto, abbiamo considerato che la temperatura dei locali sia pari a T = 15 °C, mentre per le pareti esposte all’interno dell’edificio supponiamo che esse siano adiacenti ad un locale non riscaldato con T = 10.5°C in accordo con la UNI 7357-74.

푄̇ pavimeto = Upav * Spav * (TA - TE) = 0.79 * 4.59 * (20 – 15 ) = 18.13 W

푄̇ 1= 57.59+ 66.53 + 18.13 + 18.13 = 160.38 W

Carico da ricambi d’aria

VOLUME AMBIENTE [m3]

RICAMBI D’ARIA [vol/h]

Densita' ρ [kg/m3]

Cp [kJ/kg °C]

ΔT [°C]

13.31 0.5 1.23 1.01 18

푄̇2= n * V * cp * (TA – TE) *ρ = 0.5 * 13.31 * 1.01 * ( 20 – 2 ) * 1.23 = 41.34 W

Ponti termici

푄̇3= 10% 푄̇1 = 16.04 W

Carico totale del locale

푄̇tot = 푄̇1 + 푄̇2 + 푄̇3 = 160.38 + 41.34 + 16.04 = 217.76 W = 16.36 W/m3

Page 15: Impianto climatizzazione Appartamento

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Dati locale: Cucina T. Ambiente: 20°C

Area (A): 14.35 m2 Volume (V): 41.62 m3

STRUTTURA ESPOSIZIONE SUPERFICIE [m2]

U [W/m2K]

ΔT [°C]

COEFF. ESPOSIZIONE γ

Muro perim. esterno

EST 7.20 0.833 18 1.15

Muro perim. esterno

Vano scale 11.61 0.833 9.5 -

Finestra EST 1.82 2.90 18 1.15 Porta

Finestra SUD 2.16 2.94 18 1.00

Solaio - 14.35 0.79 5 - Pavimento - 14.35 0.79 5 -

Carico da trasmissione termica

푄̇superfici opache = Uop * Sop * (TA - TE) * 훾푖 = 0,833 * 7.20 * (20 – 2) * 1,15 = 124.15 W

푄̇superfici opache = Uop * Sop * (TA - TE) * 훾푖 = 0,833 * 11.61 * (20 – 10.5) = 91.88 W

푄̇superfici trasparenti = Uv* Sv * (TA - TE) * 훾푖 = 2.90 * 1.82 * (20 – 2) * 1,15 = 109.25 W

푄̇superfici trasparenti = Uv* Sv * (TA - TE) * 훾푖 = 2.94 * 2.16 * (20 – 2) * 1,00 = 114.31 W

푄̇ solaio = Usol* Ssol * (TA - TE) = 0.79 * 14.35 * (20 – 15 ) = 56.68 W

Nel calcolo di 푄̇ solaio e 푄̇ pavimeto, abbiamo considerato che la temperatura dei locali sia pari a T = 15 °C, mentre per le pareti esposte all’interno dell’edificio supponiamo che esse siano adiacenti ad un locale non riscaldato con T = 10.5°C in accordo con la UNI 7357-74.

푄̇ pavimeto = Upav* Spav* (TA - TE) = 0.79 * 14.35 * (20 – 15 ) = 56.68 W

푄̇ 1= 124.15 + 91.88 + 109.25 + 56.68 + 56.68 + 114.31 = 552.95 W

Carico da ricambi d’aria

VOLUME AMBIENTE [m3]

RICAMBI D’ARIA [vol/h]

DENSITA' ρ [kg/m3]

Cp [kJ/kg °C]

ΔT [°C]

41.62 0.5 1.23 1.01 18

푄̇2= n * V * cp * (TA – TE) *ρ = 0.5 * 41.62 * 1.01 * ( 20 – 2 ) * 1.23 = 129.26 W

Ponti termici: 푄̇3= 10% 푄̇1 = 55.30 W

Carico totale del locale

푄̇tot = 푄̇1 + 푄̇2 + 푄̇3 = 552.95 + 129.26 + 55.30 = 737.51 W = 17.72 W/m3

Page 16: Impianto climatizzazione Appartamento

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Dati locale: Soggiorno T. Ambiente: 20°C

Area (A): 26.01 m2 Volume (V): 75.43 m3

STRUTTURA ESPOSIZIONE SUPERFICIE [m2]

U [ W/m2K]

ΔT [°C]

COEFF. ESPOSIZIONE γ

Muro perim. esterno

OVEST 9.74 0.833 18 1.10

Muro perim. esterno

Vano scale 14.47 0.833 9.5 -

Finestra OVEST 1.82 2.90 18 1.10 Porta Vano scale 1.95 1.66 9.5 - Porta

Finestra SUD 2.16 2.94 18 1.00

Solaio - 26.01 0.79 5 - Pavimento - 26.01 0.79 5 -

Carico da trasmissione termica

푄̇superfici opache = Uop * Sop * (TA - TE) * 훾푖 = 0,833 * 9.74 * (20 – 2) * 1,10 = 160.65 W

푄̇superfici opache = Uop * Sop * (TA - TE) * 훾푖 = 0,833 * 14.47 * (20 – 10.5) = 114.51 W

푄̇Porta = Uop * Sop * (TA - TE) * 훾푖 = 1.66 * 1.95 * (20 – 10.5) = 30.75 W

푄̇superfici trasparenti = Uv* Sv * (TA - TE) * 훾푖 = 2.90 * 1.82 * (20 – 2) * 1,10 = 104.50 W

푄̇superfici trasparenti = Uv* Sv * (TA - TE) * 훾푖 = 2.94 * 2.16 * (20 – 2) * 1,00 = 114.31 W

푄̇ solaio = Usol* Ssol * (TA - TE) = 0.79 * 26.01 * (20 – 15 ) = 102.74 W

Nel calcolo di 푄̇ solaio e 푄̇ pavimeto, abbiamo considerato che la temperatura dei locali sia pari a T = 15 °C, mentre per le pareti esposte all’interno dell’edificio supponiamo che esse siano adiacenti ad un locale non riscaldato con T = 10.5°C in accordo con la UNI 7357-74.

푄̇ pavimeto = Upav * Spav * (TA - TE) = 0.79 * 26.01 * (20 – 15) = 102.74 W

푄̇ 1= 160.65 + 114.51 + 30.75 + 104.50 + 102.74 + 114.31 + 102.74 = 730.20 W

Carico da ricambi d’aria

VOLUME AMBIENTE [m3]

RICAMBI D’ARIA [ vol/h]

DENSITA' ρ [kg/m3]

Cp [kJ/kg °C]

ΔT [°C]

75.43 0.5 1.23 1.01 18

푄̇2= n * V * cp * (TA – TE) *ρ = 0.5 * 75.43 * 1.01 * (20 – 2) * 1.23 = 234.3 W

Ponti termici: 푄̇3= 10% 푄̇1 = 73.02 W

Carico totale del locale

푄̇tot = 푄̇1 + 푄̇2 + 푄̇3 = 730.20 + 234.3 + 73.02 = 1037.52 W = 13.75 W/m3

Page 17: Impianto climatizzazione Appartamento

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Dati locale: Camera 1 T. Ambiente: 20°C

Area (A): 14.28 m2 Volume (V): 41.41 m3

STRUTTURA ESPOSIZIONE SUPERFICIE [m2]

U [W/m2K]

ΔT [°C]

COEFF. ESPOSIZIONE γ

Muro perim. esterno

OVEST 8.27 0.833 18 1.10

Porta Finestra

OVEST 2.88 2.88 18 1.10

Solaio - 14.28 0.79 5 - Pavimento - 14.28 0.79 5 -

Carico da trasmissione termica

푄̇superfici opache = Uop * Sop * (TA - TE) * 훾푖 = 0.833 * 8.27 * (20 – 2) * 1.10 = 136.40 W

푄̇superfici trasparenti = Uv* Sv * (TA - TE) * 훾푖 = 2.88 * 2.88 * (20 – 2) * 1,10 = 163.66 W

푄̇ solaio = Usol* Ssol * (TA - TE) = 0.79 * 14.28 * (20 – 15) = 56.41 W

Nel calcolo di 푄̇ solaio e 푄̇ pavimeto, abbiamo considerato che la temperatura dei locali sia pari a T = 15 °C, mentre per le pareti esposte all’interno dell’edificio supponiamo che esse siano adiacenti ad un locale non riscaldato con T = 10.5°C in accordo con la UNI 7357-74.

푄̇ pavimeto = Upav * Spav * (TA - TE) = 0.79 * 14.28 * (20 – 15) = 56.41 W

푄̇ 1= 136.40 + 163.66 + 56.41 + 56.41 = 412.87 W

Carico da ricambi d’aria

VOLUME AMBIENTE [m3]

RICAMBI D’ARIA [vol/h]

DENSITA' ρ [kg/m3]

Cp [kJ/kg °C]

ΔT [°C]

41.41 0.5 1.23 1.01 18

푄̇2= n * V * cp * (TA – TE) *ρ = 0.5 * 41.41 * 1.01 * (20 – 2) * 1.23 = 128.61 W

Ponti termici

푄̇3= 10% 푄̇1 = 41.29 W

Carico totale del locale

푄̇tot = 푄̇1 + 푄̇2 + 푄̇3 = 412.87 + 128.61 + 41.29 = 582.77 W = 14.07 W/m3

Page 18: Impianto climatizzazione Appartamento

18

Dati locale: Camera 2 T. Ambiente: 20°C

Area (A): 16.35 m2 Volume (V): 47.42 m3

STRUTTURA ESPOSIZIONE SUPERFICIE [m2]

U [W/m2K]

ΔT [°C] COEFF. ESPOSIZIONE γ

Muro perim. esterno

OVEST 7.76 0.833 18 1.10

Muro perim. esterno

SUD 9.71 0.833 18 1.00

Porta Finestra

OVEST 2.88 2.88 18 1.10

Solaio - 16.35 0.79 5 - Pavimento - 16.35 0.79 5 -

Carico da trasmissione termica

푄̇superfici opache = Uop * Sop * (TA - TE) * 훾푖 = 0,833 * 7.76 * (20 – 2) * 1,10 = 127.98 W

푄̇superfici opache = Uop * Sop * (TA - TE) * 훾푖 = 0,833 * 9.71 * (20 – 2) * 1,00 = 145.59 W

푄̇superfici trasparenti = Uv* Sv * (TA - TE) * 훾푖 = 2.88 * 2.88 * (20 – 2) * 1,10 = 163.66 W

푄̇ solaio = Usol* Ssol * (TA - TE) = 0.79 * 16.35 * (20 – 15) = 64.58 W

Nel calcolo di 푄̇ solaio e 푄̇ pavimeto, abbiamo considerato che la temperatura dei locali sia pari a T = 15 °C, mentre per le pareti esposte all’interno dell’edificio supponiamo che esse siano adiacenti ad un locale non riscaldato con T = 10.5°C in accordo con la UNI 7357-74.

푄̇ pavimeto = Upav * Spav * (TA - TE) = 0.79 * 16.35 * (20 – 15) = 64.58 W

푄̇ 1= 127.98 + 145.59 + 163.66 + 64.58 + 64.58 = 566.40 W

Carico da ricambi d’aria

VOLUME AMBIENTE [m3]

RICAMBI D’ARIA [vol/h]

DENSITA' ρ [kg/m3]

Cp [kJ/kg °C]

ΔT [°C]

47.42 0.5 1.23 1.01 18

푄̇2= n * V * cp * (TA – TE) *ρ = 0.5 * 47.42 * 1.01 * (20 – 2) * 1.23 = 147.27 W

Ponti termici

푄̇3= 10% 푄̇1 = 56.64 W

Carico totale del locale

푄̇tot = 푄̇1 + 푄̇2 + 푄̇3 = 566.40 + 147.27 + 56.64 = 770.31 W = 16.24 W/m3

Page 19: Impianto climatizzazione Appartamento

19

Dati locale: Camera 3 T. Ambiente: 20°C

Area (A): 17.82 m2 Volume (V): 51.68 m3

STRUTTURA ESPOSIZIONE SUPERFICIE [m2]

U [W/m2K]

ΔT [°C]

COEFF. ESPOSIZIONE γ

Muro perim. esterno

EST 12.00 0.833 18 1.10

Muro perim. esterno

SUD 9.59 0.833 18 1.00

Porta Finestra

SUD 2.88 2.88 18 1.00

Solaio - 17.82 0.79 5 - Pavimento - 17.82 0.79 5 -

Carico da trasmissione termica

푄̇superfici opache = Uop * Sop * (TA - TE) * 훾푖 = 0,833 * 12.00 * (20 – 2) * 1,10 = 197.92 W

푄̇superfici opache = Uop * Sop * (TA - TE) * 훾푖 = 0,833 * 9.59 * (20 – 2) * 1,00 = 143.79 W

푄̇superfici trasparenti = Uv* Sv * (TA - TE) * 훾푖 = 2.88 * 2.88 * (20 – 2) * 1,00 = 148.78 W

푄̇ solaio = Usol* Ssol * (TA - TE) = 0.79 * 17.82 * (20 – 15 ) = 70.40 W

Nel calcolo di 푄̇ solaio e 푄̇ pavimeto, abbiamo considerato che la temperatura dei locali sia pari a T = 15 °C, mentre per le pareti esposte all’interno dell’edificio supponiamo che esse siano adiacenti ad un locale non riscaldato con T = 10.5°C in accordo con la UNI 7357-74.

푄̇ pavimeto = Upav * Spav * (TA - TE) = 0.79 * 17.82 * (20 – 15) = 70.40 W

푄̇ 1= 197.92 + 143.79 + 148.78 + 70.40 + 70.40 = 631.27 W

Carico da ricambi d’aria

VOLUME AMBIENTE [m3]

RICAMBI D’ARIA [vol/h]

DENSITA' ρ [kg/m3]

Cp [kJ/kg °C]

ΔT [°C]

51.68 0.5 1.23 1.01 18

푄̇2= n * V * cp * (TA – TE) *ρ = 0.5 * 51.68 * 1.01 * (20 – 2) * 1.23 = 160.51 W

Ponti termici

푄̇3= 10% 푄̇1 = 63.13 W

Carico totale del locale

푄̇tot = 푄̇1 + 푄̇2 + 푄̇3 = 631.27 + 160.51 + 63.13 = 854.91 W = 16.54 W/m3

Page 20: Impianto climatizzazione Appartamento

20

Dati locale: Corridoio D T. Ambiente: 20°C

Area (A): 3.68 m2 Volume (V): 10.68 m3

STRUTTURA ESPOSIZIONE SUPERFICIE [m2]

U [W/m2K]

ΔT [°C]

COEFF. ESPOSIZIONE γ

Solaio - 3.68 0.79 5 - Pavimento - 3.68 0.79 5 -

Carico da trasmissione termica

푄̇ solaio = Usol* Ssol * (TA - TE) = 0.79 * 3.68 * (20 – 15) = 14.54 W

Nel calcolo di 푄̇ solaio e 푄̇ pavimeto, abbiamo considerato che la temperatura dei locali sia pari a T = 15 °C.

푄̇ pavimeto = Upav * Spav * (TA - TE) = 0.79 * 3.68 * (20 – 15) = 14.54 W

푄̇tot = 푄̇pav + 푄̇sol = 14.54 + 14.54 = 29.07 W = 2.72 W/m3

Carico Termico Globale Invernale: solo riscaldamento

E' dato dalla somma dei carichi termici totali calcolati in ciascun ambiente.

ZONA SUP. PIANTA [m2]

VOLUME AMBIENTE

[m3]

TEMP. INTERNA [°C]

TEMP. ESTERNA [°C]

Appartamento 132.47 384.16 20 2

푸̇tot = 4535.26 W = 11.08 W/m3

Page 21: Impianto climatizzazione Appartamento

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Produzione acqua calda sanitaria

Il fabbisogno di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria si può calcolare con la seguente formula:

푄̇ = 푚̇ * c * ΔT = 0.18 [kg/s] * [4.18 kJ/kg] * (40 – 10)[°C] = 22.57 kW

Potenza Termica Totale

La Potenza termica totale (ACS + Riscaldamento) richiesta alla caldaia è pari a:

4.54 kW + 22.57 kW = 27.11 kW

Page 22: Impianto climatizzazione Appartamento

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Scelta del tipo di caldaia

In virtù del carico termico complessivo calcolato si è ritenuto opportuno scegliere una caldaia Beretta Exclusive Mix 30 C.S.I., con potenza termica nominale pari a 30.36 kW e rendimento a potenza nominale di 91.50%, di cui riportiamo le caratteristiche dal catalogo:

Page 23: Impianto climatizzazione Appartamento

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Configurazione dell'impianto di distribuzione

Relativamente all’impianto di distribuzione, si è pensato di fare ricorso ad un impianto a circuito bi-tubo a ritorno diretto con collettori complanari; questo tipo di circuito è caratterizzato da una rete di tubazioni principali in acciaio, per la mandata e per il ritorno, collegate ad un collettore complanare in posizione pressoché baricentrica rispetto ai corpi scaldanti serviti; ciascuno di questi ultimi è collegato al collettore mediante una tubazione di mandata ed una di ritorno, in rame isolato flessibile installato al di sotto del pavimento.

Dal punto di vista delle perdite di carico, la distribuzione a collettori complanari consente un migliore bilanciamento del circuito rispetto alla soluzione senza collettori complanari, possibilità di realizzare impianti a zone, elevata resa termica dei corpi scaldante uniformità della messa a regime dei corpi scaldanti e nel mantenimento della temperatura ambiente.

Viceversa, l’impianto richiede un circuito indipendente per ogni singolo corpo scaldante il che determina una fitta ragnatela di tubazioni.

Page 24: Impianto climatizzazione Appartamento

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Page 25: Impianto climatizzazione Appartamento

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Scelta dei corpi scaldanti

Il dimensionamento di un generico corpo saldante può essere fatto ricordando la generica relazione

푄 = 푘 ∙ 푆 ∙ (푇 − 푇 )

Ipotizzando le seguenti temperature

Tmandata, acqua = 80 °C

Tritorno, acqua = 70 °C

Tambiente = 20°C

E' possibile calcolare il ΔT relativo a ciascun radiatore, che risulta pari a

ΔT = ( ) − 푇 = 55°C

Calcolo portata di acqua di alimentazione dei corpi scaldanti e numero di ranghi

Dal catalogo fornito si evince che la potenza termica che ciascun rango del radiatore scelto può fornire è pari a 147 W.

BAGNO 1

푚̇ = ̇

( ) =

.. ∗

= 0.0073 = 26.26

BAGNO 2

푚̇ = ̇

( ) =

.. ∗

= 0.0052 = 18.72

Page 26: Impianto climatizzazione Appartamento

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CUCINA

푄̇ = 737.51 W q = 147 W

N = ̇= . = 5.01

Numero elementi : 5

푚̇ =̇

( ) =

.. ∗

= 0.018 = 63.41

SOGGIORNO

푄̇ = 1037.52 W q = 147 W

N = ̇= . = 7.06 ≅ 8

Numero elementi : 8

푚̇ = ̇

( )=

.. ∗

= 0.025 = 89.21

CAMERA 1

푄̇ = 582.77 W q = 147 W

N = ̇= . = 3.96 ≅ 4

Numero elementi : 4

푚̇ = ̇

( )=

.. ∗

= 0.014 = 50.11

CAMERA 2

푄̇ = 770.31 W q = 147 W

N = ̇= . = 5.24 ≅ 6

Page 27: Impianto climatizzazione Appartamento

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Numero elementi : 6

푚̇ = ̇

( )=

.. ∗

= 0.018 = 66.23

CAMERA 3

푄̇ = 854.91 W q = 147 W

N = ̇= . = 5.82 ≅ 6

Numero elementi : 6

푚̇ = ̇

( )=

.. ∗

= 0.020 = 73.51

La portata massica totale di acqua da veicolare sarà quindi pari a:

I radiatori, scelti dal catalogo FARAL, sono di due tipi a seconda delle destinazioni d’uso:

1. Radiatore d’arredo in acciaio verniciato tubolare, modello CLARIS MI-080-045, da installare nei due bagni;

2. Radiatore in alluminio pressofuso TROPICAL T-500 da installare nei restanti locali.

푚̇ = 73.51 + 66.23 + 50.11 + 89.21 + 63.41 + 18.72 + 26.26 = 388.69 풍풉

Page 28: Impianto climatizzazione Appartamento

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Page 29: Impianto climatizzazione Appartamento

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Page 30: Impianto climatizzazione Appartamento

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Page 31: Impianto climatizzazione Appartamento

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Page 32: Impianto climatizzazione Appartamento

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Dimensionamento tubazioni e calcolo delle perdite di carico

Dopo aver calcolato la portata di acqua di alimentazione per ciascun corpo scaldante, vanno calcolate le perdite di carico. E' possibile calcolare le perdite di carico concentrate Δprc [Pa] di ciascun tratto di circuito facendo ricorso alla relativa tabella. Conoscendo il materiale della tubazione e la portata di acqua che ciascun tratto deve veicolare, è possibile scegliere il diametro del tubazione da utilizzare, tenendo presente i range di velocità (0.3÷1.5 m/s) e perdite di carico distribuite unitarie Δpdu (200÷360 Pa/m) ammissibili. Si procede quindi al calcolo delle perdite di carico distribuite Δpd moltiplicando il valore delle perdite di carico distribuite unitarie per la lunghezza di ciascun tratto. Sommando le due tipologie di perdita si ottiene la perdita di carico complessiva.

Page 33: Impianto climatizzazione Appartamento

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Page 34: Impianto climatizzazione Appartamento

34

Dalla tabella precedente si evince che il ramo più sfavorito per quanto riguarda le perdite di carico è quello Caldaia + Collettore e Collettore + Camera 3.

I vari tratti del circuito non risultano perfettamente bilanciati, tuttavia si potrebbero inserire delle valvole di taratura al fine di bilanciare le perdite dei vari tratti. Ciò nonostante considerando i sovraccosti e le complicazioni impiantistiche che derivano dalle installazioni di tali valvole di taratura, per impianti di piccola taglia si può pensare di lasciare il circuito non perfettamente bilanciato.

Page 35: Impianto climatizzazione Appartamento

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Scelta e dimensionamento elettropompa di circolazione

Si effettua la scelta della pompa utilizzando i cataloghi tecnici delle case costruttrici, considerando che la portata d’acqua è la somma delle portate addotte ai vari radiatori (388.69 l/h) e la prevalenza deve essere uguale alla perdita di carico del solo circuito più sfavorito cioè Caldaia + Collettore e Collettore + Camera 3 (2729.82 Pa) con una maggiorazione prudenziale del 10%.

Si ha dunque:

In ogni caso le caldaie per utenze domestiche sono comunque dotate di pompe le quali sicuramente saranno caratterizzate da prevalenze ben più elevate rispetto a quelle necessarie per vincere le nostre perdite di carico, infatti :

Dal grafico si può notare come in corrispondenza di una portata complessiva di acqua del nostro impianto pari a 388.69 l/h, ad una velocità 1, la prevalenza fornita dalla pompa sia di circa 20000 Pa, ben più alta rispetto ai 3002.82 Pa di cui abbiamo bisogno.

2729.82 Pa + 10% = 3002.8 Pa

Page 36: Impianto climatizzazione Appartamento

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Analisi costi d'impianto

Di seguito è riportata una tabella che indica il prezzo di ciascun componente dell'impianto.

COMPONENTE PREZZO UNITARIO

PREZZO [€]

Caldaia Beretta Exclusive Mix 30 C.S.I. 1748 € 1748 Tubazione in rame ricotto rivestito in PVC [12 x 1.0 mm] 4.92 €/ml 36.06 Tubazione in rame ricotto rivestito in PVC [14 x 1.1 mm] 5.52 €/ml 15.24 Tubazione in rame ricotto rivestito in PVC [18 x 1.0 mm] 7.39 €/ml 51.51

Tubo acciaio zincato [1/2"] con manicotto a vite 5.40 €/ml 28.13 4 Raccordi in ghisa malleabile zincata [1/2"] 2.20 8.80

Collettore complanare a 6 attacchi con casetta di contenimento (in PVC), coperchio e raccordi

189.44 € 189.44

1 Radiatore Faral T-500 a 4 elementi 251.60 € 251.60 1 Radiatore Faral T-500 a 5 elementi 282.0 € 282.0 1 Radiatore Faral T-500 a 3 elementi 221.20 € 221.20 3 Radiatori Faral T-500 a 6 elementi 332.40 € 997.20 2 Scaldalviette in acciaio Faral Claris 184.55 € 369.10

Costi installazione - 2000 Totale 6198.28

Dal momento che, in generale, si può prevedere un costo relativo all'impianto di riscaldamento di circa 50€/m2, ed essendo la superficie dell'appartamento da riscaldare pari a circa 132 m2 (escludendo la superficie dei balconi), se ne ricava che il costo preventivato sarebbe di

≅ 47 [€/m2]

per cui si può ritenere accettabile il costo complessivo del nostro impianto.