20 sabiana duck strip 2000 manual calcul ci 05.04.22 it

Riscaldamento

Termostrisce Radianti Duck Strip

MANUALE DI CALCOLO

IL COMFORT AMBIENTALE

SABIANASabiana s.p.a. • via Piave, 53 • 20011 Corbetta • Milano • Italia • tel. +39.02.97203.1 r.a. / +39.02.97270429 / +39.02.97270576

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SABIANAICIM

ISO 9001 - Cert. n° 0545/2Aerotermi

Termostrisce radiantiVentilconvettori

Unità trattamento ariaCanne fumarie

RiscaldamentoTermostrisce Radianti Duck Strip

MANUALE DI CALCOLO

E -

09/0

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COD.

A48

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4 Copertina DUCK STRIP 09-09-2004 09:21 Pagina 1

• Premessa 3

• Richiami fondamentali sulla trasmissione del calore 4- Conduzione 4- Covezione 5- Irraggiamento 6

• Teoria del benessere ambientale 7- Valutazione del gradimento 7- Valutazione dell’attività fisica degli occupanti 8- Valutazione dell’abbigliamento 8- Valutazione dei parametri del microclima 8

• Termostrisce radianti Duck Strip - Procedure di calcolo 10- Nuove norme europee EN 14037 e EN 12831 10- Larghezze modulari 12- Lunghezze modulari 13- Pesi e contenuti acqua nominali termostrisce Duck Strip 13- Emissioni termiche delle termostrisce 14- Emissioni termiche dei collettori 15- Emissioni termiche 16- Lunghezze delle termostrisce 17- Tabella delle composizioni in lunghezza degli elementi intermedi e di testata

(con modulo standard 4 e 6 m) 17- Altezza di installazione 18- Temperature fluido consigliabili in funzione dell’altezza di installazione 18- Scelta del modello 20- Scelta dei collettori 21- Scelta circuito idraulico 22- Portata massima dell’acqua di riscaldamento 24- Scelta esecuzione 25- Perdite di carico 25- Dilatazioni 30- Scossaline laterali anticonvettive “Duck Skirt” 30- Stabilizzatori automatici di portata 31- Pendenze, sfiati aria e scarichi acqua 32- Termoregolazione 33- Esempi di calcolo e progettazione 42

• Definizione del “Fabbricato tipo” e della “Destinazione d’uso” 46- Dati ambientali 46- Strutture murarie e serramenti 46- Aria esterna (ventilazione naturale) 47- Carichi interni 47- Periodo di utenza 47- Attività ed abbigliamento 48- Condizioni interne di benessere 48- Fabbisogno termico dell’edificio 48- Energia primaria: tipo e costo 48

• Tecniche impiantistiche applicate al “Fabbricato tipo” - Peculiarità 50- Sistema con produzione diretta di calore - Generatori d’aria calda 50

❏ Aspetti normativi e di sicurezza 50❏ Aspetti tecnici e funzionali 51❏ Aspetti economici 53

- Sistema con produzione diretta di calore - Nastri radianti 55❏ Aspetti normativi e di sicurezza 55❏ Aspetti tecnici e funzionali 56❏ Aspetti economici 57

- Sistema con produzione diretta di calore - Tubi radianti 59❏ Aspetti normativi e di sicurezza 59❏ Aspetti tecnici e funzionali 60❏ Aspetti economici 61

- Sistema con produzione indiretta di calore - Aerotermi pensili a proiezione verticale 64❏ Aspetti normativi e di sicurezza 64❏ Aspetti tecnici e funzionali 64❏ Aspetti economici 66

- Sistema con produzione indiretta di calore - Pannelli radiali a pavimento 68❏ Aspetti normativi e di sicurezza 68❏ Aspetti tecnici e funzionali 68❏ Aspetti economici 70

- Sistema con produzione indiretta di calore - Termostrisce 72❏ Aspetti normativi e di sicurezza 72❏ Aspetti tecnici e funzionali 72❏ Aspetti economici 74

- Sistema con produzione indiretta di calore - Termoventilazione a tutt’aria 76❏ Aspetti normativi e di sicurezza 76❏ Aspetti tecnici e funzionali 76❏ Aspetti economici 78

• Riepilogo dei costi per investimento e gestione ordinaria 80

INDICE

Copertina DUCK STRIP 09-09-2004 09:21 Pagina 2

3

Con l’entrata in vigore della NORMA EUROPEA EN 14037, la Soc. Sabiana SpA presenta il nuovo manualedi calcolo delle termostrisce radianti Duck Strip, rinnovato nella grafica e nell’impostazione.Il nuovo manuale è stato notevolmente ampliato al fine di dare al Progettista Termotecnico uno strumen-to molto utile per la progettazione ed il confronto con altri sistemi di riscaldamento.

Per il raggiungimento dello scopo si sono affrontate le seguenti tematiche:

• Richiami sui meccanismi di “trasmissione del calore” e sul “benessere ambientale”.

• Procedure di calcolo per la progettazione di impianti con termostrisce.

• Confronti tra diverse tipologie di impianti, evidenziando aspetti normativi, tecnici ed economici.

Le tematiche sono affrontate e commentate con il “buon senso termotecnico” e rammentando che nellatermotecnica, come in molte altre scienze, non vi è mai nulla di assoluto: ad una soluzione se ne puòsempre contrapporre un’altra ed il Consulente Termotecnico potrà adottare la scelta che la sua professio-nalità ed esperienza gli suggerisce.

Premessa

Manuale di Calcolo DUCK STRIP 09-09-2004 09:22 Pagina 1

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Richiami fondamentali sulla trasmissione del calore

La trasmissione del calore, che da un corpo più caldo raggiunge un corpo più freddo, può avvenire intre modi:

• Conduzione.• Convezione.• Irraggiamento.

La trasmissione può avvenire anche con modalità combinate che non modificano, comunque, i meccani-smi principali, che saranno descritti in modo essenziale.

CONDUZIONE

Lo scambio termico per conduzione avviene all’interno di un corpo, dove l’energia si trasferisce, da unamolecola a quella adiacente, senza che avvenga un sensibile spostamento di particelle.

Considerando uno strato piano, alle cui estremità esistono differenze di temperatura, si può affermareche il flusso termico sarà:

• Inversamente proporzionale alle spessore dello strato.• Direttamente proporzionale al tempo.• Direttamente proporzionale alla superficie.• Direttamente proporzionale alla differenza di temperatura.• Direttamente proporzionale alla conduttività del materiale.• Direttamente proporzionale all’umidità relativa del materiale (questa considerazione vale per tutti i

materiali permeabili quali, ad esempio, i materiali isolanti che, impregnati, possono perdere il propriopotere coibente).

Lo scambio termico, in materiali omogenei, sarà dato da:

dove:Q = quantità di calore trasmesso (W/h)λ = conducibilità termica del materiale (W/m°C)S = spessore dello strato (m)A = superficie dello strato (m2)T1 = temperatura della superficie fredda (°C)T2 = temperatura della superficie calda (°C)H = tempo (h)

I materiali impiegati nell’edilizia sono, di frequente, del tipo composito, come ad esempio i diversi tipidi mattoni forati ed alcune tipologie di solai; si ricorre, pertanto e spesso, al metodo della “conduttanzatermica equivalente”, che rappresenta la quantità di calore trasmesso, per conduzione, attraverso una

λ • A • (T2 – T1) • HQ =

S


5


sezione unitaria di 1 m2 con una differenza di temperatura di 1°C. Indicando con C la conduttanza ter-mica equivalente, lo scambio termico, in materiali compositi, sarà dato da:

Q = C • A • (T2 – T1) • H

dove:Q = quantità di calore trasmesso (W/h)C = conduttanza termica equivalente della struttura composita (W/ m2 /°C)A = superficie dello stato (m2)T1 = temperatura della superficie fredda (°C)T2 = temperatura della superficie calda (°C)H = tempo (h)

CONVEZIONE

Lo scambio termico per convezione avviene per mescolamento, fra le parti di fluido che hanno differenzedi densità, prodotte da differenze di temperatura.

La convezione naturale, fra un fluido e le superfici di un corpo solido a differente temperatura, si mani-festa nel momento in cui le particelle del fluido, venendo a contatto con la superficie, variano la propriadensità, attivando il movimento che trasferisce l’energia, sia all’interno del fluido, sia dal fluido al solido.

Considerando una superficie piana, lambita da un fluido, si può affermare che il flusso termico sarà:

• Correlato con il tipo e la forma delle parete.• Correlato con il tipo di fluido e quindi direttamente proporzionale al suo calore specifico ed inversa-

mente proporzionale alla sua viscosità.• Direttamente proporzionale alla velocità di scambio.• Direttamente proporzionale al tempo.

Se trascuriamo l’effetto dello strato “laminare” lo scambio termico fra fluido e solido, sarà dato da:

Q = α • A • (T2 – T1) • H

dove:Q = quantità di calore trasmesso (W/h)α = conduttanza unitaria liminareA = superficie dello scambio (m2)T1 = temperatura del fluido (°C)T2 = temperatura del solido (°C)H = tempo (h)


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IRRAGGIAMENTO

Lo scambio termico per irraggiamento avviene tramite onde elettromagnetiche con lunghezza d’onda nor-malmente compresa nel campo dell’infrarosso e perciò nel campo delle radiazioni non visibili.

Ogni solido, liquido od aeriforme emette, in tutte le direzioni, energia che si trasmette, in aria, alla ve-locità della luce (≅300.000 km/sec.), verso altre superfici che possono assorbire, riflettere o lasciarsi at-traversare dalle radiazioni.

Due corpi posti all’interno di uno stesso locale ed in posizione tale da “vedersi” scambiano sempre ener-gia tra loro ed il corpo più caldo emetterà più energia radiante di quanta ne assorbirà (il contrario peril corpo più freddo); l’energia assorbita è trasformata in calore e l’energia trasmessa può essere reinte-grabile, con somministrazione di energia termica, per rendere permanente lo scambio.

Considerando i corpi che si irradiano situati uno all’interno dell’altro, dove quello “contenitore” può fun-gere da “corpo nero”, rendendo superfluo il “fattore di forma” che caratterizza lo scambio fra due corpisituati in uno spazio dove altri corpi partecipano alla trasmissione, si può affermare quanto segue:

• Un corpo che è in grado di emettere energia è anche in grado di assorbirne.• Il corpo che ha la massima capacità di emettere energia ha anche la massima capacità di assorbirne.• La capacità di emettere o di assorbire energia dipende dalla natura del corpo e dal colore della super-

ficie:- I corpi metallici hanno capacità che aumenta con l’aumentare dell’angolo di direzione, rispetto alla

normale.- I corpi non metallici hanno capacità che diminuisce con l’aumentare dell’angolo di direzione, rispetto

alla normale.- Le superfici di colore scuro hanno maggiore capacità di quelle di colore chiaro.

Se ipotizziamo che due corpi a temperatura diversa, non in ombra, si scambino energia attraverso l’aria(si rammenta che gas quali anidride carbonica o vapore acqueo sono a loro volta emittenti ed assorbenti)lo scambio termico sarà dato da:

dove:Q = quantità di calore trasmesso per irraggiamento (W/h)A = superficie del corpo caldo (m2)∈ = fattore di emissività globale della superficie del corpo caldoT1 = temperatura del corpo caldo (°Kelvin = °C + 273)T2 = temperatura del corpo freddo (°Kelvin = °C + 273)H = tempo (h)


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Teoria del benessere ambientale

Il benessere ambientale viene definito come un atteggiamento generale di soddisfazione manifestato dauna larga maggioranza di persone che operano in condizioni di permanenza, all’interno di un ambientee quindi sulla base dei seguenti parametri efficaci:

• Attività degli occupanti (metabolismo: espresso in “met”)• Abbigliamento degli occupanti (vestiario o clothing: espresso in “clo”)• Temperatura dell’aria ambiente (bulbo secco: espresso in °C)• Umidità relativa dell’aria ambiente (bulbo umido: espresso in °C)• Velocità dell’aria ambiente (velocità nella zona occupata: espressa in m/s)• Temperatura radiante delle pareti (temperatura media: espressa in °C)

NB: si tralasciano, in questa fase, gli effetti della asimmetria radiante che saranno considerati neiparagrafi seguenti (Sistemi impiantistici).

Le correlazioni fra i parametri, nonché l’incidenza dei medesimi, sul gradimento degli utenti, sono statedeterminate dal gruppo di ricerca diretto da Ole Fanger, e sono di rilevante importanza anche per il no-stro scopo; si ritiene opportuno sviluppare alcuni approfondimenti, prima di procedere all’esemplifica-zione che consentirà di identificare i dati di progetto più consoni per il “fabbricato tipo” e per le varie“tecniche impiantistiche” oggetto del confronto.

VALUTAZIONE DEL GRADIMENTO

Il gruppo di ricerca, diretto da Ole Fanger, ha sviluppato una serie di indagini sperimentali sottoponendouna pluralità di individui a diverse sollecitazioni termiche, per ottenere la votazione soggettiva degli ef-fetti, secondo la seguente scala:

• - 3 = molto freddo• - 2 = fresco• 0 = neutralità• + 1 = tiepido• + 2 = caldo• + 3 = molto caldo

I risultati delle valutazioni esprimono il giudizio classificato PMV (Predicted Mean Vote) che ci consentedi ipotizzare la percentuale di insoddisfatti PPD (predicted percentage of dissotisfied) che stabilisce omeno l’accettabilità di una condizione ambientale; si tratta, a questo punto, di stabilire quanti insoddi-sfatti si possono tollerare avendo ben chiaro quanto segue:

• Sotto il 5% non si può scendere perché anche il valore PMV = 0 equivale a tale percentuale.• La norma ISO 7730 indica, come accettabile, un PMV compreso fra – 0,5 è + 0,5 che implica un PPD

del 10%.• Lo standard ASRHAE 55 indica come accettabile il valore PMV compreso fra – 0,85 e + 0,85, che im-

plica un PPD inferiore al 20%.


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VALUTAZIONE DELL’ATTIVITÀ FISICA DEGLI OCCUPANTI

Il flusso metabolico del corpo umano, ovvero la quantità di calore prodotta e da dissipare per le esigenzedi omotermia (37°C con tolleranza di 0,5°C), è funzione dell’attività fisica svolta; per esprimerlo è stataintrodotta l’unità di misura denominata “met” che è pari a:

1met = 58W / m2 = 50Kcal / h / m2

Tale unità di misura rappresenta il flusso metabolico specifico che si può attribuire ad 1 m2 di superficiedel corpo umano, di sesso maschile, adulto ed in condizioni di riposo; la valutazione del flusso metabo-lico efficace sarà poi da rapportare sia al tipo di attività sia alla superficie del corpo umano, valutata daDu Bois in 1,9 m2 (valore medio).

VALUTAZIONE DELL’ABBIGLIAMENTO

La funzione prioritaria del vestiario è quella di costituire una resistenza termica per la superficie esternadel corpo umano, mitigandone la reazione dei relativi e noti sistemi di termoregolazione (vasomotoria,muscolare, evaporazione); per esprimere gli effetti dell’abbigliamento è stata introdotta l’unità di misura,adimensionale, denominata “CLO” (da clothing = abbigliamento) che è pari a:

CLO = 0,155m2 K / W 1

Tale unità di misura rappresenta la resistenza termica di un abito europeo, di mezza stagione.

VALUTAZIONE DEI PARAMETRI DEL MICROCLIMA

Lo scambio termico fra le persone in attività e l’ambiente in cui permangono, avviene mediante i seguentimeccanismi:

• Evaporazione: calore latente prodotto dalla respirazione e dall’attività (sudorazione).• Convezione: calore sensibile che dipende, in modo direttamente proporzionale, dalla temperatura e

dalla velocità dell’aria.• Irraggiamento: calore sensibile che dipende, in modo direttamente proporzionale, dalla temperatura

media radiante, delle superfici circostanti.

Le indagini sperimentali effettuate e le votazioni analizzate, hanno evidenziato che all’interno della zonadi benessere le variazioni di umidità relativa dell’ambiente, influiscono sullo scambio per evaporazionein modo irrilevante e non modificano in modo significativo le sensazioni delle persone, che manifestanoinsoddisfazione quando i valori di umidità relativa risultano sia inferiori al 25% (disturbi alle mucosedell’apparato respiratorio) sia superiori al 70% (stimoli di nausea e forte percezione degli odori).


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Le grandezze a cui bisogna fare riferimento per determinare le condizioni ambientali consone, per prede-terminati valori di attività ed abbigliamento, rimangono pertanto:

• Temperatura dell’aria ambiente.• Velocità dell’aria ambiente.• Temperatura radiante media, delle superfici.

Premesso che le suddette grandezze dipendono sia dalle caratteristiche costruttive dell’edificio, sia dallepeculiarità della “tecnica impiantistica” che sarà scelta, perché da essa dipendono sia la velocità dell’arianella zona occupata, sia la temperatura radiante media, si può procedere tralasciando la dissertazionesulla velocità dell’aria nella zona occupata, perché è un dato mediamente noto e correlato alla tipologiaimpiantistica, per riportare le formule che consentono di determinare sia la temperatura radiante media,delle superfici del locale, sia la temperatura operante all’interno del locale, ovvero la temperatura cheesprime il bilancio termico del calore disperso dall’occupante e più precisamente:

dove:Qd = fabbisogno di calore del locale, per dispersioni (Wh)St = superficie totale delle 6 facce che delimitano il localeTa = temperatura dell’aria ambiente (°C)To = temperatura operante (°C)Tp = temperatura media radiante, delle superfici (°C)Tpi = temperatura delle pareti interne, non disperdenti, assunte uguale alla temperatura dell’aria (°C)0,145 = resistenza termica dello strato liminare interno fra aria – parete (m2 h °C/W)


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NUOVE NORME EUROPEE EN 14037 e EN 12831

La nuova norma europea EN 14037 definisce le caratteristiche dei pannelli radianti a soffitto (termostrisceradianti) ed il metodo di prova delle rese termiche.

Le principali differenze riguardano la metodologia di prova delle stesse (si utilizza la stessa cabina diprova dei radiatori, senza alcun ricambio d’aria), i collettori sono isolati e si misura sia la resa termicaa metro lineare (W/m) che la resa termica della coppia di collettori (W/coppia collettori). La minima por-tata d’acqua accettabile per tubo dipende dalla temperatura di ritorno e a seconda del tipo di collettore.Non sono previsti coefficienti di riduzione della resa in funzione dell’altezza dell’edificio.

La nuova norma EN 14037 è Norma Europea Armonizzata ed è pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale Europea(GUCE). È una norma obbligatoria: richiede che il costruttore esegua le prove in uno dei quattro labora-tori europei notificati, che indichi il numero del rapporto di prova per ogni modello e che confermi conil marchio CE sul prodotto/imballo il costante rispetto di tale norma.

La nuova norma europea EN 12831 riguarda il calcolo delle dispersioni termiche di un edificio. È statapubblicata nel marzo 2003 e sarà tradotta in tutte le lingue europee.La norma richiede di utilizzare come temperatura interna dell’ambiente la temperatura operativa o ope-rante (media aritmetica della temperatura interna dell’aria e della temparatura media radiante).Le dispersioni devono essere calcolate utilizzando tale valore.Considerando che due edifici ben isolati, uno riscaldato con termostrisce radianti con 15°C di tempera-tura operante, l’altro riscaldato con sistemi ad aria con 18°C di temperatura dell’aria, danno una sensa-zione di comfort simile, grazie alle differenti temperature del pavimento e delle pareti, è fondamentaleper un corretto dimensionamento delle dispersioni dell’edificio concordare con cura con l’utilizzatore fi-nale la temperatura ambiente, privilegiando a parità di comfort il risparmio energetico che può compor-tare una temperatura di 3°C inferiore.La norma EN 12831 nella versione inglese, recepita allo stesso modo anche in Francia dall’Associazionedei Progettisti Impiantisti, introduce nell’allegato B.1, tabella B.1 gli stessi concetti, proponendo per igrandi edifici di altezza superiore ai 5 m, una differenza tra il 15% ed il 30% nel calcolo delle disper-sioni totali dell’edificio a seconda che si utilizzino termostrisce radianti o sistemi di riscaldamento for-zati dell’aria.

Nel caso in cui la temperatura interna dell’aria differisca in modo considerevole dalla temperatura mediaradiante (ad es. con un sistema di riscaldamento con termostrisce radianti), la stessa norma EN 12831, nel-l’allegato B.2, invita a calcolare la parte delle dispersioni termiche dovute all’infiltrazione dell’aria confron-tando la temperatura esterna con la temperatura interna dell’aria e non con quella operante. Nell’esempiodi un ambiente con temperatura operante di 15°C, temperatura media radiante di 17°C, temperatura in-terna dell’aria di 13°C e temperatura esterna dell’aria pari a -15°C, adottare questo consiglio comporta unadiminuzione di oltre il 5% nel calcolo delle dispersioni dovute alle infiltrazioni dell’aria esterna.

Come ricordato sopra, le rese termiche dei pannelli radianti a soffitto sono ottenute in una cabina diprova di modeste dimensioni, perfettamente sigillata, senza alcun ricambio di aria esterna.Adottando tali rese termiche, nel dimensionamento di un impianto a termostrisce radianti occorre, nelcalcolo delle dispersioni termiche dovute all’infiltrazione dell’aria esterna, limitare al massimo il numerodi volumi/ora considerato: a seconda della bontà della tenuta dell’edificio e della frequenza e durata diapertura delle porte, tale valore potrà variare da un minimo di 0.1 ad un massimo di 0.5 volumi/ora,salvo chiare indicazioni contrarie.

Termostrisce radianti Duck Strip - Procedure di calcolo


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Nel caso di infiltrazioni di aria dai portoni di accesso in valori superiori a quanto indicato nella nuovanormativa, è consigliabile l’utilizzo di opportune barriere termiche a lama d’aria calda. (Vedi aerotermiAtlas Sabiana serie STP).

Ricambi di aria forzati dovuti ad estrazioni interne causate da macchine di produzione od altro, dovran-no essere ricompensate con immissione in ambiente di egual quantitativo di aria riscaldata tramite aero-termi Atlas Sabiana dotati di condotti di presa aria esterna o sistemi similari. Nel caso di estrazioni diaria superiori a 2 Vol./h, contattare l’Ufficio Tecnico Sabiana.

Eseguendo perciò un calcolo delle dispersioni termiche accurato e consapevole del sistema di riscalda-mento utilizzato, è perciò possibile dimensionare tutti i componenti dell’impianto (centrale termica, pom-pe, tubazioni e relativo isolamento, sistemi di regolazione e controllo) in modo da contenere in manierasignificativa le spese di investimento e le spese di gestione pur con l’impareggiabile comfort che le ter-mostrisce radianti riescono a garantire.

Sabiana ha sviluppato per gli Studi di Progettazione più qualificati un programma software di dimensio-namento di un impianto a termostrisce radianti particolarmente dettagliato, in grado di simulare rapi-damente differenti soluzioni impiantistiche, compatibile con i software CAD e di elaborazione testi piùcomuni e con un’indicazione di costo preventivo relativo ai componenti forniti.

N.B.: Nei fabbricati di nuova costruzione, può succedere che nei primi mesi di funzionamento ci sia dif-ficoltà a raggiungere la temperatura ambiente di progetto.Ciò è dovuto al fatto che la struttura ed i pavimenti devono “maturare”, ovvero eliminare la quan-tità di vapore acqueo in esse contenuto; questo avviene normalmente in alcuni mesi di funziona-mento.Una volta che le strutture saranno perfettamente asciutte, si otterranno i migliori risultati di comfort.


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Mod. DS3 - Tubi Ø 1/2” passo 100 mm.

Mod. DS2 - Tubi Ø 1/2” passo 150 mm.

LARGHEZZE MODULARI


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Su richiesta è possibile fornire elementi in lunghezze dispari.

LUNGHEZZE MODULARI

PESI E CONTENUTI ACQUA NOMINALI TERMOSTRISCE DUCK STRIP


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Tabella delle emissioni termiche al metro lineare delle termostrisce radianti Duck Strip SABIANAnei vari modelli secondo norma armonizzata EN 14037

∆tm = differenza tra la temperatura media del fluido e la temperatura ambiente.

EMISSIONI TERMICHE DELLE TERMOSTRISCE


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∆tm = differenza tra la temperatura media del fluido e la temperatura ambiente.

Tabella delle emissioni termiche di una coppia di collettori nei vari modellisecondo norma armonizzata EN 14037

EMISSIONI TERMICHE DEI COLLETTORI


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Le rese termiche delle termostrisce Duck Strip SABIANA sono state certificate presso il laboratorio dell’uni-versità di Stoccarda HLK applicando la norma europea armonizzata EN 14037 con i seguenti numeri di report

Mod. DS2-03 Report N° DC203D12.1874Mod. DS2-06 Report N° DC203D12.1873Mod. DS2-09 Report N° DC203D12.1872Mod. DS2-12 Report N° DC203D12.1871

Mod. DS3-03 Report N° DC203D12.1870Mod. DS3-06 Report N° DC203D12.1869Mod. DS3-09 Report N° DC203D12.1875Mod. DS3-12 Report N° DC203D12.1867

Curva caratteristica del prodotto ricavata dalle prove secondo la norma EN 14037:

Q = K • (∆Tm)n

Q = resa termica W/mK = coefficiente relativo al corpo scaldante∆Tm = differenza tra la temperatura media del fluido e la temperatura ambienten = esponente relativo al corpo scaldante

(*) ∆tm = 55 K

Valori K e n delle termostrisce

Valori K e n dei collettori

Per rese con funzionamento a vapore interpellare l’Ufficio Tecnico Sabiana.

Norma di riferimento: EN 14037 - Pannelli radianti a soffittoMax pressione d’esercizio: 4 bar


EMISSIONI TERMICHE


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LUNGHEZZE DELLE TERMOSTRISCE

Salvo il caso in cui sia necessario rispettare determinate esigenze strutturali (lucernari, copponi, travi,ecc.) o LAY-OUT (scaffalature) è consigliabile posizionare le termostrisce in senso parallelo al lato piùlungo del fabbricato da riscaldare.In questo modo si potranno comporre termostrisce di lunghezza maggiore, riducendo il numero di lineee di conseguenza di attacchi alla rete, con costi impiantistici inferiori. Contemporaneamente si riduceanche il quantitativo di tubazioni necessarie per la distribuzione del fluido vettore.Le lunghezze massime delle termostrisce sono in funzione del tipo di collettore e della temperatura dell’acqua:

con acqua fino a 100°C coll. B max 100 mlcoll. D max 50 ml

con acqua tra 100°C e 170°C coll. B max 50 ml

La lunghezza delle termostrisce dovrà essere tale da coprire omogeneamente tutta l’area da riscaldare.Lo spazio libero operativo tra termostrisce e filo parete (o limite zona da riscaldare) è normalmente com-preso tra uno e due metri. Di seguito alleghiamo tabella con la composizione alle linee nelle diverselunghezze.

TABELLA DELLE COMPOSIZIONI IN LUNGHEZZA DEGLI ELEMENTI INTERMEDI E DI TESTATA(CON MODULO STANDARD 4 E 6 m)

N.B. Per la composizione di linee in misura dispari, contattare l’Ufficio Tecnico Sabiana.


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ALTEZZA DI INSTALLAZIONE

L’altezza di montaggio delle termostrisce radianti Duck Strip deve essere, compatibilmente con la tempe-ratura del fluido scaldante a disposizione, la più bassa possibile onde realizzare la minore dispersionedi effetto radiante per vicinanza di pareti perimetrali o per presenza di polvere nell’aria sottostante lestrisce. Salvo che dal punto di vista della diminuzione di efficienza per le eventuali microparticelle in so-spensione che possono assorbire una minima parte della emissione di calore radiante, non esistono limi-tazioni nel senso dell’altezza di installazione.Infatti, se il livello di installazione di un ipotetico soffitto radiante completo venisse spostato verso l’alto,la superficie che irradia calore sulla persona sottostante aumenterebbe proporzionalmente al quadratodell’altezza sopra la persona stessa mentre l’intensità di irraggiamento ricevuta dalla persona ed emessada parte di ogni unità di superficie del soffitto radiante diminuirebbe proporzionalmente al quadrato del-la distanza rispetto alla persona: in base a queste leggi fisiche il calore radiante totale ricevuto dalla per-sona rimane quindi costante. Esistono viceversa delle limitazioni nel senso della minima altezza di in-stallazione delle superfici radianti, in funzione dei valori di temperatura media del fluido riscaldante.I valori minimi consigliati, per i 2 modelli DS 2 e DS 3 sono riportati nella tabella seguente, valida perle sistemazioni orizzontali e nel caso di persone dedite a lavoro stazionario.

TEMPERATURE FLUIDO CONSIGLIABILI IN FUNZIONE DELL’ALTEZZA DI INSTALLAZIONE

Per altezze di installazione dai 3 ai 4 m, è consigliabile una temperatura del fluido di 50/60°C e l’utiliz-zo di termostrisce mod. DS-03 e DS-06.L’utilizzo di acqua calda dai 70°C ai 90°C è consigliabile per altezze di installazione comprese tra i 5 egli 8 / 9 m, utilizzando termostrisce mod. DS-06 DS-09 e DS-12.Per installazioni ad altezze superiori è consigliabile l’utilizzo di acqua surriscaldata, con termostriscemod. DS-09 e DS-12.

Altezza minima di montaggio consigliata (in m rispetto al pavimento)


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Bisogna riservare particolare attenzione quando si deve riscaldare un ambiente adibito a stoccaggio e depo-sito di merce che potrebbe deteriorarsi a causa della temperatura (prodotti farmaceutici, alimentari, etc.).Dalla tabella seguente, è possibile rilevare le temperature indicative di radiazione alle diverse distanzedalla termostriscia.

Le temperature si intendono rilevate con sonda globotermometrica posta al centro della zona riscaldatain atmosfera statica.Temperatura ambiente di progetto: 18°CPer termostrisce modello DS2-09/DS2-12 ridurre le temperature del 15%.

I valori sopra indicati possono variare sensibilmente a seconda della velocità dell’aria, della percentualedi umidità, etc.


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Corretta installazionetermostrisce radiantiDuck Strip

SCELTA DEL MODELLO

Determinata la lunghezza delle termostrisce si procede alla scelta del modello.Stabilite le condizioni di funzionamento (temperatura ambiente e temperatura acqua, altezza di installazio-ne) si verifica sulla tabella di pagina 14 le rese termiche dei vari modelli. Supponendo di poter utilizzare ilmodello DS3-12 (vale a dire il modello con maggior emissione termica) si divide la potenza termica totaleda installare per la resa termica della termostriscia al metro lineare, ricavando così il numero di metri diquesto modello da installare. Dividendo a sua volta questo valore per la lunghezza massima di ogni linea,si otterrà il numero di linee da installare, da arrotondare per eccesso.

Potenza Tot. m Tot.= m Tot. = N° di linee

Resa al m Lunghezza

A questo punto, si deve moltiplicare la resa termica al m per il totale dei metri previsti, e ricavare la resatotale delle termostrisce, a cui va aggiunta la resa termica dei collettori (moltiplicare la resa termicadella singola coppia di collettori per il numero di linee previste). La somma dei due valori corrispondealla potenza totale dell’impianto, la quale deve coprire il 100% delle dispersioni termiche calcolate.

Si tratta ora di procedere alla prima verifica: controllare che la distanza tra due termostrisce sia inferio-re all’altezza di installazione. Qualora l’interasse sia superiore all’altezza di installazione, bisogna aumen-tare il numero delle linee utilizzando il tipo di termostriscia con emissione termica subito inferiore al mo-dello precedentemente scelto (esempio DS2-12 anzichè DS3-12), ripetendo poi le operazioni come sopradescritte.

È stato sperimentalmente e praticamente constatato che la buona uniformità di irraggiamento del caloresopra una determinata area centrale dell’edificio (ove l’effetto raffreddante delle pareti possa conside-rarsi nullo) si ottiene quando l’interasse di due Duck Strip adiacenti sia uguale o inferiore all’altezza diinstallazione.Per esempio, ove l’altezza di installazione delle termostrisce radianti sia prevista a 4 m rispetto al pavi-mento, l’interasse delle termostrisce radianti Duck Strip adiacenti deve essere fissato in 4 m o inferiore,onde ottenere la migliore uniformità di riscaldamento.


SCELTA DEI COLLETTORI

I tratti iniziale e terminale di ogni termostriscia radiante Duck Strip vengono forniti già corredati di col-lettori a sezione quadrata saldati alle estremità dei tubi, muniti di attacchi filettati Ø 3/8” per la predi-sposizione di tappi o di rubinetti di svuotamento e di sfogo aria. L’acqua calda può percorrere la strisciacon un solo passaggio entrando in un collettore ad una estremità ed uscendo dall’altro collettore all’altraestremità: la velocità dell’acqua calda entro i tubi risulterà sempre di valore significativo e accettabile,a motivo della piccola sezione di passaggio interno dei tubi stessi. Con la striscia radiante Duck Strip èaltresì possibile, per comodità di impianto o per l’esigenza di aumentare ulteriormente le velocità delfluido termovettore, di predisporre l’entrata e l’uscita dell’acqua calda sullo stesso lato, utilizzando il col-lettore “D” sdoppiando un collettore e facendo eseguire due passaggi al fluido termovettore nell’ambitodella stessa striscia. Queste tipologie di collettori con diaframma sono però consigliabili solo per impian-ti ad acqua calda e con salto termico acqua tra entrata ed uscita, non superiore ai 20°C. Utilizzando ilcollettore “D” sarà possibile collegare andata e ritorno delle termostrisce alle tubazioni di alimentazio-ne, solo da un lato del fabbricato, riducendo notevolmente il quantitativo di tubi (e relativi staffaggi)necessari.

21


Esecuzione B - Attacchi 5-6 Esecuzione B - Attacchi 7-8

Esecuzione D

Collettori D e D+D:Interasse attacchi idraulici mod. 03 = 200 mm mod. 06 = 500 mm

mod. 09 = 800 mm mod. 12 = 1100 mmI collettori tipo D e D+D non sono idonei per funzionamento con acqua surriscaldata o vapore.

Esecuzione D+D


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SCELTA CIRCUITO IDRAULICO

La scelta del tipo di circuitazione idraulica deve essere fatta in modo tale da limitare al massimo le tu-bazioni di alimentazione, considerando che le termostrisce stesse sono portatrici di fluido riscaldante.Limitare il quantitativo di tubazione significa ridurre costi di tubi e di staffaggi.Si consiglia di utilizzare il sistema compensato con il terzo tubo quando si hanno più di 5 linee (o coppiedi linee con collettore “B” di cui la prima è di andata e la seconda di ritorno) al fine di avere un migliorebilanciamento dell’impianto ed un’uniforme distribuzione delle perdite di carico.Diversamente si possono utilizzare stabilizzatori automatici di portata (Vedi Pag. 31).Nel caso di utilizzo di termostrisce dotate di collettore “B”, la mandata dell’impianto deve essere fattanella parte di capannone ove si hanno maggiori dispersioni termiche (Lato nord, lato in prossimità diportoni, ect.).Di seguito riportiamo alcuni schemi di come possono essere realizzate diverse tipologie di circuiti idraulici.

COLLETTORE “B”LINEE COMPENSATE

COLLETTORE “B”LINEE IN SERIE

COLLETTORE “B”LINEE ACCOPPIATE

COLLETTORE “D”LINEE COMPENSATE


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IMPIANTO CON TERMOSTRISCE DI MAGGIOR RESA TERMICA IN PROSSIMITÀ DELLE PARETI PERIMETRALICOLLETTORI TIPO “B” E “D” COMPENSATI

COLLETTORE “D”LINEE IN SERIE

COLLETTORI “D + D”


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PORTATA MASSIMA DELL’ACQUA DI RISCALDAMENTO

Le potenze termiche indicate nella tabella di pag. 14 sono valevoli a condizione di avere delle portatedi acqua minime tali da garantire un regime di turbolenza all’interno dei tubi.Nella tabella seguente vengono indicate le portate minime in funzione del modello di termostriscia delcollettore e della temperatura di ritorno dell’acqua calda.Portate d’acqua inferiori al minimo indicato sono tassativamente da evitare.

Nel caso di impianto con termostrisce corte, è possibile un collegamento in serie di più linee, in mododa garantire una portata di acqua sufficiente (VEDI FIG. 1). Utilizzando questa soluzione impiantistica,la prima termostriscia ad essere alimentata, avente una temperatura media superiore e quindi una mag-gior emissione termica rispetto alle altre, dovrà essere posizionata nella parte di fabbricato con maggiordispersioni termiche.

Fig. 1

COLLETTORE “B”


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SCELTA ESECUZIONE

Esecuzione standardI tubi delle termostrisce sono forniti in esecuzione “standard”, ricavati per elettrosaldatura da nastro diqualità laminato a freddo.Questi tubi, collaudati elettronicamente in ferriera, sono idonei per essere impiegati nella maggior partedelle normali applicazioni, in impianti con pressioni di esercizio sino a 4 bar con temperatura massimadel fluido riscaldante sino a 120°C.Su richiesta possono essere forniti pannelli per funzionamento compreso tra 4 e 10 bar.

Esecuzione specialeNei casi particolari di impianti con alte pressioni di esercizio con acqua surriscaldata o nel caso di spe-cifiche prescrizioni di capitolato, i tubi possono essere forniti in esecuzione “speciale” senza saldature,di spessore 2,35 mm.Questi tubi in esecuzione speciale, anch’essi collaudati in ferriera, sono idonei per essere impiegati inimpianti con pressioni di esercizio sino a 16 bar e con temperatura massima del fluido riscaldante sinoa 180°C.

PERDITE DI CARICO

Le perdite di carico si ottengono dai diagrammi seguenti in base alla quantità di acqua che deve passarein ogni termostriscia.

La portata d’acqua totale si ottiene moltiplicando la potenza termica totale richiesta per il coefficiente0,86, e dividendo il valore ottenuto per il salto termico di progetto dell’acqua stessa. Il valore ottenutodovrà essere diviso per il numero di termostrisce, ricavando la portata d’acqua per ogni singola termo-striscia. Importante verificare che tale portata non sia inferiore al minimo consigliato indicato nella ta-bella di pag. 24.

ESEMPIO: con una portata d’acqua di 2800 l/h., una termostriscia mod. DS3-06 standard con collettore“B” ha una perdita di carico di 220 PA al ml. Questo valore deve essere moltiplicato per lalunghezza della termostriscia per ottenere la perdita di carico totale.

N.B.: come tutti gli impianti di riscaldamento, ai fini del calcolo della prevalenza della elettropompa,deve essere preso in considerazione solo il circuito che alimenta la termostriscia più lontana dallacentrale termica, ed avente la maggior perdita di carico, mentre per la portata d’acqua della elet-tropompa, bisogna sommare la portata necessaria per tutte le termostrisce che compongono l’im-pianto.


26


COEFFICIENTI DI CORREZIONE PER TEMPERATURE MEDIE DELL’ACQUA DIVERSE DI 80°C

VERSIONE STANDARD

COLLETTORE B

COLLETTORE D


27


VERSIONE SPECIALE

COLLETTORE B

COLLETTORE D

COEFFICIENTI DI CORREZIONE PER TEMPERATURE MEDIE DELL’ACQUA DIVERSE DI 80°C


28


Per gentile concessione “CALEFFI SPA”.


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CARATTERISTICHE DEI TUBI IN ACCIAIO, DIAMETRI IN POLLICI


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DILATAZIONI

Le termostrisce, durante il loro esercizio, si comportano come tutte le tubazioni utilizzate per il trasportodi fluidi caldi ed esse subiscono un allungamento più o meno elevato a seconda della lunghezza dellastriscia stessa e della temperatura del fluido riscaldante.Per evitare una sollecitazione troppo elevata sui punti di sostegno, si deve prevedere un’adeguata com-pensazione di dette dilatazioni.La compensazione deve avvenire in prossimità dei collettori utilizzando compensatori oppure con attacchiflessibili di opportuna lunghezza.Evitare nel modo più assoluto che la dilazione delle tubazioni di alimentazione possa gravare sulle termo-strisce. La tabella seguente indica di quanto si allunga una termostriscia in funzione della sua lunghezza,ed in funzione della differenza tra la temperatura iniziale del pannello e la temperatura di funzionamentodi progetto.

SCOSSALINE LATERALI ANTICONVETTIVE “Duck Skirt”

Influenza delle scossaline laterali anticonvettive Duck Skirt

Aggiungendo alle termostrisce orizzontali coibentate le scossaline laterali anticonvettive Duck Skirt, siottiene un miglioramento del rapporto fra calore radiante e calore totale. Infatti le scossaline lateralicreano un efficace ostacolo ai moti convettivi dell’aria a contatto con la superficie irraggiante, creandoe mantenendo un cuscino d’aria calda in quiete sotto detta superficie e impedendo così che la stessavenga lambita e raffreddata dai moti convettivi di aria più fredda.Un primo caso tipico di installazione è quello del riscaldamento a radiazione localizzata di zone di lavoronon delimitate da pareti nell’ambito di vastiambienti, ove la minore dissipazione di caloreconvettivo favorisce la riduzione della poten-zialità calorifica impiegata.Un secondo caso tipico è quello di installa-zione di termostrisce all’interno di corridoitra scaffalature.In questo caso si concentra la radiazione al-l’interno del corridoio, limitando il riscalda-mento dei prodotti posti sugli scaffali.


31


STABILIZZATORI AUTOMATICI DI PORTATA

Stabilizzatori automatici di portatao valvole di regolazione

Al fine di alimentare ogni termostriscia con lapropria portata di progetto e bilanciare così ilcircuito idraulico, è consigliabile inserire sullatubazione di ritorno di ogni termostriscia unostabilizzatore automatico di portata o una val-vola di regolazione.In questo modo l’equilibratura dell’impianto èsempre garantita anche al variare della posizio-ne di apertura/chiusura della valvola a 3 viemodulante al servizio di ogni serie derivata ditermostrisce.


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PENDENZE, SFIATI ARIA E SCARICHI ACQUA

Le termostrisce radianti, avendo i tubi collegati fra di loro in parallelo mediante collettori, devonoessere poste in opera come segue:

• L’asse trasversale, anche nel caso di installazione orizzontale, deve risultare con leggera pendenza inalto verso l’attacco di entrata del fluido termovettore.

• L’asse longitudinale deve risultare con pendenza in alto verso l’attacco di entrata del fluido termovettore.

L’attacco di entrata del fluido termovettore costituirà pertanto il punto più alto del corpo scaldante, ondefavorire lo sfiato dell’aria, mentre l’attacco di uscita del fluido termovettore costituirà sempre il puntopiù basso, da cui sarà possibile eseguire lo scarico.Le tubazioni di alimentazione delle termostrisce devono essere studiate in modo da assorbire le dilata-zioni termiche senza gravare sui corpi scaldanti.

COLLETTORE TIPO “B”

COLLETTORE TIPO “D”TUBAZIONI ALTE RISPETTO ALLE STRISCE

COLLETTORE TIPO “D”TUBAZIONI BASSE RISPETTO ALLE STRISCE


33


TERMOREGOLAZIONE

Nelle pagine seguenti vengono indicati esempi di termoregolazione che possono essere utilizzati per di-verse tipologie di impianti a termostrisce.

In generale bisogna tener presente che un buon sistema di termoregolazione deve essere in grado di:

– rendere minima l’inerzia termica del fabbricato;

– garantire il non superamento della temperatura ambiente impostata.

L’estrema flessibilità degli impianti a termostrisce permette di intervenire immediatamente al minimovariare delle condizioni esterne o interne, rispettando le condizioni ambientali di progetto in tempi brevi,con relativi consistenti risparmi energetici.

Particolare attenzione bisogna prestarla nella scelta della valvola miscelatrice al sevizio delle termostri-sce e/o alla rapidità con cui varia la temperatura dell’acqua nell’impianto. Infatti, al fine di evitare pro-blemi dovuti alla diversa dilatazione tubi-lamiere, nella fase di avviamento da freddo e durante le fasi dicambiamento fra temperatura ridotta e temperatura di comfort, la temperatura dell’acqua di mandata po-trà arrivare tranquillamente fino a 45°C senza alcuna limitazione, oltre alla quale potrà salire da 45°Cfino a 85°C con gradiente di 10°C ogni 3 minuti per termostrisce dotate di collettore “B”, e un gradien-te di 10°C ogni 4 minuti per termostrisce con collettore “D”.

Si consiglia inoltre, durante il periodo notturno o di fine settimana, di evitare la fermata totale dell’im-pianto di riscaldamento, ma di prevedere un funzionamento in attenuazione impostando una temperaturaambiente minima di limite.

N.B.: Nell’elaborazione degli schemi seguenti, si è tenuto conto dei sistemi di termoregolazione Honeywell.


34



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REGOLAZIONE BASE, SENZA CONTROLLO CALDAIA

Lo scopo del sistema di regolazione è quello di controllare la temperatura di un ambiente riscaldato atermostrisce.

In ambiente verranno inserite una o più sonde di temperatura a bulbo nero a seconda delle dimensionidel locale da trattare. Più sonde per poter fare una media nei vari punti.

Il valore della temperatura rilevato dalle sonde (che corrisponde alla temperatura effettiva di irraggia-mento generata dalle termostrisce) confrontato con il valore di set point richiesto, determinerà l’aperturadella valvola miscelatrice.

Il regolatore non gestirà l’accensione e lo spegnimento della caldaia.

Distinta materiale:

– nr. 1 REGOLATORE– nr. 1 VALVOLA A 3 VIE CON RELATIVO SERVOCOMANDO– nr. .... SONDE A BULBO NERO


36



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REGOLAZIONE COMPENSATA CON CONTROLLO CALDAIA

Lo scopo del sistema di regolazione è quello di controllare la temperatura di un ambiente riscaldato atermostrisce, gestendo anche l’accensione e lo spegnimento della caldaia.

In ambiente verrà inserita una sonda completa di comando manuale/automatico e riparatore, per correg-gere con semplicità il valore del set point di temperatura impostato sul regolatore, oltre a forzare ma-nualmente il programma orario.

Il valore prefissato della temperatura dell’acqua in mandata varia anche in funzione della temperaturadell’aria esterna (rilevato tramite una sonda esterna), per mezzo di un programma di compensazione ingrado di scegliere la curva più adatta a seconda delle condizioni lette dalle sonde.

Il regolatore avrà la possibilità di gestire anche l’accensione e lo spegnimento del generatore di calore,collegato possibilmente come da schema indicativo idraulico, fissando una temperatura di set point, attaa soddisfare le richieste della temperatura di mandata.

Sul regolatore sarà possibile riportare un programma diurno di funzionamento giornaliero/settimanale/annuale.

Distinta materiale:

– nr. 1 CONTROLLORE– nr. 1 SONDA ESTERNA– nr. 2 SONDE A IMMERSIONE– nr. 1 VALVOLA A 3 VIE CON RELATIVO SERVOCOMANDO– nr. 1 SONDE A BULBO NERO


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CONTROLLO TERMOSTRISCE A PIÙ ZONE CON PORTATA COSTANTE

Lo scopo del sistema di regolazione è quello di controllare la temperatura di più ambiente riscaldati atermostrisce, gestendo anche l’accensione e lo spegnimento della caldaia e mantenendo una portatacostante dell’impianto.

In ogni ambiente verrà inserita una sonda di temperatura a bulbo nero che rileverà la temperatura ef-fettiva di irraggiamento generata dalle termostrisce.

Il regolatore confronterà i valori di temperatura nei vari ambienti con il set-point impostato, e determi-nerà l’apertura delle relative valvole miscelatrici, rispettando le limitazioni sul valore della temperaturadi mandata.

Il regolatore avrà la possibilità di gestire anche l’accensione e lo spegnimento del generatore di calore,collegato possibilmente come da schema indicativo idraulico, fissando una temperatura di set point, attaa soddisfare le richieste delle temperature di mandata.

La temperatura esterna è importante per svolgere la funzione di attenuazione alle partenze e all’arrestoquando in fase d’accensione verrà confrontata con la temperatura ambiente letta rispetto a quella daraggiungere e in base alla temperatura esterna verrà determinato il tempo di pre-accensione. Questafunzione verrà svolta con un procedimento di auto-adattamento durante il quale lo strumento ricaveràl’andamento inerziale della struttura in modo da ottimizzare al meglio il valore energetico.


Distinta materiale:

– nr. 1 CONTROLLORE– nr. 1 SONDA ESTERNA– nr. 4 SONDE A IMMERSIONE– nr. 3 VALVOLA A 3 VIE CON RELATIVO SERVOCOMANDO– nr. 3 SONDE A BULBO NERO


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41


ESEMPIO DI APPLICAZIONE DI REGOLAZIONE SU GROSSI IMPIANTI

In ambiente verranno inserite una o più sonde a bulbo nero a seconda delle dimensioni del locale datrattare. Più sonde per poter fare una media nei vari punti.

Si consiglia di inserire un’ulteriore sonda come comando manuale/automatico e ritaratore, per poter for-zare eventualmente il programma orario sul regolatore e poter correggere con semplicità anche il valore della temperatura.

Il valore della temperatura ambiente, confrontato con il valore del set point richiesto, determinerà l’aper-tura della valvola miscelatrice rispettando le limitazioni sul valore della temperatura di mandata; limita-zioni che sono determinate dal gradiente termico che le termostrisce possono sopportare.

Il regolatore avrà la possibilità di gestire anche l’eventuale sequenza del generatore di calore, collegatopossibilmente come da schema indicativo idraulico, fissando una temperatura di set point sulla mandataatta a soddisfare le richieste delle temperature di mandata.

La temperatura esterna è importante per svolgere la funzione di attenuazione alle partenze e all’arresto quando in fase d’accensione verrà confrontata con la temperatura ambiente letta rispetto a quella da rag-giungere e in base alla temperatura esterna verrà determinato il tempo di pre-accensione. Questa fun-zione verrà svolta con un procedimento di auto-adattamento durante il quale lo strumento ricaverà l’an-damento inerziale della struttura in modo da ottimizzare al meglio il valore energetico.


Distinta materiale:

– nr. 1 CONTROLLORE– nr. 2 SONDE A IMMERSIONE– nr. 1 SONDA ESTERNA– nr. 1 SELETTORE DI SET-POINT– nr. 3 SONDE A BULBO NERO– nr. 1 VALVOLA A 3 VIE CON RELATIVO SERVOCOMANDO


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ESEMPI DI CALCOLO E PROGETTAZIONE

ESEMPIO 1: DATI TECNICI

TEMPERATURA MANDATA 80°CTEMPERATURA RITORNO 70°CSALTO TERMICO 10°C

Sup. pianta: 800 m2 (40 m x 20 m)Altezza zona: 7 mVolume della zona: 5600 m3

Temperatura ambiente: 18 °CFabbisogno del calore: 69000 W

SCELTA TERMOSTRISCE

L’ambiente da riscaldare è diviso in una sola zona. In funzione dell’altezza di istallazione e del fluidoriscaldante, possiamo utilizzare termostrisce mod. DS-06, DS-09 oppure DS-12.Le termostrisce verranno posizionate parallelamente al lato lungo del fabbricato, ed avranno una lun-ghezza di 36 m.Nelle condizioni di progetto, la termostriscia mod. DS3-12, ha una resa al ml di 666W.Il fabbisogno di calore (69.000 W) diviso la resa m (666 W) determina la necessità di 104 ml di termo-strisce mod. DS3-12, vale a dire 3 linee da 36 ml.La prima verifica da effettuare, vale a dire l’interasse tra due linee, porta ad un valore di 6,6m (20mdiviso 3), superiore al valore di altezza di installazione (Vedi pag. 20).Questa soluzione non è consigliabile.Ripetiamo le stesse operazioni utilizzando termostrisce mod. DS2-12 (565 W) e DS3-09 (523 W).Sia nel primo che nel secondo caso occorrono 4 linee; sceglieremo quindi il mod. DS3-09 che ha uncosto inferiore.La resa termica delle termostrisce sarà quindi di 75.312 W (4 x 36 x 523), a cui dovranno essere som-mate le rese termiche dei collettori 1.252 W (313 x 4).La resa totale dell’impianto sarà 76.564 W.


43


CALCOLO PORTATA ACQUA

Il calcolo della portata di acqua deve essere eseguito in base alla potenza termica necessaria per riscal-dare il fabbricato, e non sulla potenza termica totale erogata dalle termostrisce.Nel nostro caso, la potenza richiesta è di 69.000 W, con un salto termico dell’acqua di 10°C.La portata di acqua necessaria sarà: (69.000 x 0.86 : 10) 5.934 l/h.Dividendo il valore ottenuto (5.934 l/h) per il numero di termostrisce previste (4), otteniamo la portatadi acqua per ogni singola termostriscia (1.484 l/h); verificare ora che questo valore sia superiore allaportata minima per termostriscia riportato nella tabella di pag. 24.

CALCOLO PERDITA DI CARICO

Come calcolato precedentemente, per ogni pannello occorrono 1.484 l/h. Le termostrisce saranno previstein esecuzione “STANDARD” idonee per impianti ad acqua calda.Dal grafico di pag. 26 riscontriamo una perdita di carico al metro lineare di 0,03 Kpa, che, moltiplicatoper la lunghezza della linea, ci porta ad un valore di 1,08 Kpa di perdita di carico di ogni linea.La somma della perdita di carico della termostriscia, più la perdita di carico del circuito di alimentazionecon valvolame e della caldaia, portano al valore necessario per il calcolo delle elettropompe.

Rete di andata

Tratto

1 - 2

2 - 3

3 - 4

4 - 1,4

4 - 1,3

3 - 1,2

2 - 1,1

Lungh.(m)

4,22

5,00

5,02

5,81

0,81

0,83

0,83

DN

2"

2"

1.1/2"

1"

1"

1"

1"

Tipo tubo

Tubi acciaio UNI 7287







Portata(kg/h)

5936

4452

2968

1484

1484

1484

1484

V(m/s)

DP tubo(daPa)

0,72

0,54

0,58

0,63

0,63

0,63

0,63

48

33

51

173

16

16

16

Rete di ritorno

Tratto

1 - 2

2 - 3

3 - 4

4 - 1,1

4 - 1,2

3 - 1,3

2 - 1,4

Lungh.(m)

59,52

5,04

4,96

5,61

0,59

0,57

0,59

DN

2"

2"

1.1/2"

1"

1"

1"

1"

Tipo tubo








Portata(kg/h)

5936

4452

2968

1484

1484

1484

1484

V(m/s)

DP tubo(daPa)

0,72

0,54

0,58

0,63

0,63

0,63

0,63

792

34

50

169

12

11

12


44


ESEMPIO 2: DATI TECNICI

TEMPERATURA MANDATA 140°CTEMPERATURA RITORNO 110°CSALTO TERMICO 30°C

Sup. pianta: 3200 m2 (80 m x 40 m)Altezza zona: 10 mVolume della zona: 32000 m3

Temperatura ambiente: 16 °CFabbisogno del calore: 508000 W

Scelta termostrisce

L’altezza di installazione di 9 m ci permette di scegliere il modello DS3-12 che ha la maggior emissionetermica. L’alimentazione con acqua surriscaldata a 140°C impone l’utilizzo di termostrisce in versione“SPECIALE” con tubi senza saldature.Le termostrisce, posizionate parallele al lato corto del fabbricato con una lunghezza di 36 m, nelle con-dizioni di progetto, hanno una resa al m di 1.462 W.Nessun coefficiente riduttivo deve essere applicato per l’altezza di installazione.La divisione tra il fabbisogno totale di calore (508.000 W) e la resa al ml (1.462 W) ci permette di sta-bilire un fabbisogno di 348 m del mod. DS3-12. Dividendo 348 per la lunghezza di ogni linea (36 m)troviamo il numero di linee necessarie (10).L’interasse tra due termostrisce sarà di 8 m, e quindi inferiore all’altezza di installazione.L’utilizzo di acqua surriscaldata a 140°C esclude la possibilità di utilizzo di collettore diaframmato tipo“D”. Il numero pari di termostrisce ci consente di formare circuiti del fluido riscaldante con 2 termostri-sce abbinate, di cui una di andata e una di ritorno, utilizzando collettori tipo “B” posizione 5/6 e 7/8.

Le modalità di ordine alla SABIANA saranno le seguenti:N° 10 linee DS3-12 — Speciale — 4 bar — saldare — ml 36 — coll B 5/6 e 7/8 — diam. 1”1/4 —Isolamento 40 mm — Ral 9010.

DS3-

12 S

P m

36

coll

B p

os. 5-

6 7-

8

1

2 2 3 3 4 4 5 5

80 m

40 m

1,4

(DS3

-12)

1,5

(DS3

-12)

1,6

(DS3

-12)

1,7

(DS3

-12)

1,8

(DS3

-12)

1,9

(DS3

-12)

1,10

(DS

3-12

)

1,1

(DS3

-12)

1,2

(DS3

-12)

1,3

(DS3

-12)


45


CALCOLO PORTATA ACQUA

Con una potenza termica richiesta di 508.000 W ed un salto termico di 30°C., la quantità di acqua totalenecessaria sarà di 14.562 l/h, che corrisponde a 2.913 l/h per ognuno dei 5 circuiti di termostrisce.Il valore è superiore al minimo consigliato riportato a pag. 24.

CALCOLO PERDITA DI CARICO

Nel caso di impianto con termostrisce abbinate, deve essere considerata la quantità di acqua necessariaper le due strisce; nel nostro caso la portata da considerare è di 2.913 l/h.Dalla tabella di pag. 27 rileviamo che con tale portata, la perdita di carico al ml del DS3-12 è di 0,12 Kpa,questo valore deve essere moltiplicato per il coefficiente di correzione K = 0,90 per acqua surriscaldatacon temperatura media di 115°C.Quindi 0,12 x 0,9 = 0,11 Kpa per m moltiplicato per 72 m corrisponde ad una perdita di 7,92 Kpa perogni circuito di termostrisce abbinate.

Rete di andata

1,060,850,640,710,560,560,560,560,56

Tratto Lungh.(m)

DN Tipo tubo Portata(kg/h)

V(m/s)

DP tubo(daPa)

1 - 22 - 33 - 44 - 5

5 - 1,95 - 1,74 - 1,53 - 1,32 - 1,1

9,0815,9615,9816,0016,570,570,570,550,57

2.1/2"2.1/2"2.1/2"

2"1.1/2"1.1/2"1.1/2"1.1/2"1.1/2"

Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287

14565116528739582629132913291329132913

155179105176208296529

Rete di ritorno

1,060,850,640,710,560,560,560,560,56

Tratto Lungh.(m)

DN Tipo tubo Portata(kg/h)

V(m/s)

DP tubo(daPa)

1 - 22 - 33 - 44 - 5

5 - 1,105 - 1,84 - 1,63 - 1,42 - 1,2

16,3615,9616,0216,0017,311,251,251,271,23

2.1/2"2.1/2"2.1/2"

2"1.1/2"1.1/2"1.1/2"1.1/2"1.1/2"

Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287Tubi acciaio UNI 7287

14565116528739582629132913291329132913

27917910517621612121212


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Definizione del “Fabbricato tipo” e della “Destinazione d’uso”

Il confronto realistico, fra le diverse “tecniche impiantistiche”, richiede l’identificazione delle caratteristi-che del fabbricato e dell’attività che in esso si svolge, per costituire la base omogenea necessaria per de-terminare sia il fabbisogno di calore, sia il benessere degli occupanti; si riepilogano di seguito i dati pre-fissati o valutati e relativi al fabbricato rappresentato sulla pianta, allegata in calce a questo capitolo.

STRUTTURE MURARIE E SERRAMENTI

Le caratteristiche del fabbricato (superficie ≅ 2.000 m2; volume ≅ 14.000 m3) si considerano rispondentisia alle vigenti norme sul risparmio energetico sia alle necessità operative che richiedono luminosità, inassenza di abbagliamento e più precisamente:

• Pareti perimetrali esterne pannelli prefabbricati, in struttura compositadi CLS + polistirene(K ≤ 1,107 W/h/m2/°C)

• Pavimento su terreno vespaio con sovrastante sottofondoe pavimentazione industriale in cemento(K ≤ 0,707 W/h/m2/°C)

DATI AMBIENTALI

• Latitudine 44,29°• Longitudine 11,20°• Altezza sul livello del mare mt. 75• Zona climatica E• Condizioni termoigrometriche “invernali” -5°C 80% U.R.• Condizioni termoigrometriche “estive” +33°C 43% U.R.• Escursione termica giornaliera (estate) 12°C• Grado giorno 2263• Atmosfera normale• Vento regione B, zona 1,• Direzione prevalente SO• Velocità 1,6 m/sec.• Classe di destinazione d’uso del territorio classe IV (DPCM 14/11/97)

NB: alla suddetta classe competono i seguenti valori di inquinamento acustico:• Valore limite di emissione sonora diurna (6 ÷ 22) Leq 60 dB(A)• Valore limite di emissione sonora notturna (22 ÷ 6) Leq 50 dB(A)• Valore limite assoluto di immissione sonora diurna (6 ÷ 22) Leq 65 dB(A)• Valore limite assoluto di immissione sonora notturna (22 ÷ 6) Leq 55 dB(A)• Valore di qualità diurno (6 ÷ 22) Leq 62 dB(A)• Valore di qualità notturno (22 ÷ 6) Leq 52 dB(A)


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• Coperto pannelli prefabbricati, in struttura compositadi CLS precompresso + polistirene(K ≤ 1,078 W/h/m2/°C)

• Serramenti perimetrali telaio metallico con vetro camera(K ≤ 3,088 W/h/m2/°C)

• Lucernari elementi traslucidi in policarbonato camera(K ≤ 3,299 W/h/m2/°C)

• Schermi dall’irraggiamento fattore di SHADING ≤ 0,5

ARIA ESTERNA (VENTILAZIONE NATURALE)

L'infiltrazione dell'aria esterna, attraverso le pareti, la permeabilità dei giunti e le aperture periodiche,

si considera pari a 1/2 Vol/h.

CARICHI INTERNI

• Affollamento:30 persone, in attività leggera, uniformemente distribuite sull’area di attività; l’apporto di calore po-sitivo (fase “CALDO”) non si considera nei calcoli di dimensionamento.

• Luce e F.M.:Uniformemente e simultaneamente ripartite, in ragione di 10 W. al m2. di pavimento; l’apporto di ca-lore positivo (fase “CALDO”) non si considera nei calcoli di dimensionamento.

• Altre fonti di calore:Si considerano inesistenti o comunque ininfluenti ai fini del dimensionamento.

PERIODO DI UTENZA

L’attività tipica dei laboratori e delle industrie, con lavorazioni di tipo leggero, è ad uso “intermittente”,con funzionamento a regime di circa 10 ore, e con preriscaldamento, ottimizzato, di circa 2 ore (valoremedio).


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CONDIZIONI INTERNE DI BENESSERE

• Percentuale prevista di insoddisfatti (PPD) = +/- 5% (ISO 7730)• Temperatura dell’aria, a bulbo secco = 18°C (valore base, da PPD)• Temperatura radiante media = 18°C (valore variabile; vedi NB)• Velocità dell’aria nella zona occupata = 0,1 m/sec. (valore variabile; vedi NB)• Inquinamento acustico = incremento del rumore residuo ≤3 dB(A)

ATTIVITÀ ED ABBIGLIAMENTO

• Attività:- Tipo “leggero”, in piedi (macchine utensili): metabolismo equivalente a 1,6 met pari a 93 W/m2

ed a 177 W pro capite.

• Abbigliamento:- Tipo tuta da lavoro: isolamento termico equivalente a 1,5 CLO con fattore di vestiario di 1,25

e fattore di resistenza alla diffusione di 0,75.

FABBISOGNO TERMICO DELL’EDIFICIO

• Dispersione termica = kW 170

• Ventilazione naturale = kW 50

NB: i valori surriportati, che sono determinati per la fase di funzionamento a regime ed in conformitàalle norme UNI vigenti, saranno adeguati (carico di messa a regime, condizioni di benessere) durantelo sviluppo delle “tecniche impiantistiche”, quando le peculiarità, delle medesime, lo motivano.

ENERGIA PRIMARIA: TIPO E COSTO

• Energia elettrica = V 400/3;€/kWh 0,10

• Combustibile = gas metano con Pci 9.940 W/Nm3

€/Nm3 0,40


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Tecniche impiantistiche applicate al “Fabbricato tipo” - Peculiarità

• Articolazioni del vigente D.M.I. del 12/04/96:La regola tecnica di prevenzione incendi, per la costruzione e l’esercizio degli impianti termici alimen-tati da combustibili gassosi, si pone i seguenti obiettivi primari:- Evitare accumuli pericolosi di combustibile gassoso nei luoghi di installazione e nei locali diretta-

mente comunicanti con essi, nel caso di fuoriuscite accidentali del combustibile medesimo.- Limitare, in caso di evento accidentale, danni alle persone.- Limitare, in caso di evento accidentale, danni ai locali vicini a quelli contenenti gli impianti.

• Articolazioni delle regole tecniche di prevenzione incendi:Gli allegati al D.M.I del 12/04/96 evidenziano:- Art. 4.5.1 requisiti dei locali destinati esclusivamente ai generatori di aria calda: i locali debbono

avere gli stessi requisiti delle centrali termiche e l’installazione deve avvenire rispettando altre edeventuali prescrizioni limitative.

- Art. 4.5.2 prescrizioni per le installazioni dei generatori di aria calda a scambio diretto, all’internodi locali destinati ad altre attività: le limitazioni riguardano, sostanzialmente, l’affollamento od ildeposito di materiali, che comportino la presenza di gas, vapori o polveri, suscettibili di dar luogoad incendi e/o esplosioni.

- Art. 5.4 prescrizioni per la posa in opera delle condotte per gas metano, in vista all’interno dei localiche contengono gli apparecchi di combustione: le indicazioni evidenziano la necessità di rendere age-vole l’identificazione, di proteggere i tubi dai danneggiamenti e dalla vicinanza con impianti elet-trici ed idraulici, di evitare accumuli di combustibile gassoso, nel caso di fuoriuscite accidentali delcombustibile.

• Osservazioni:Le norme, significativamente riepilogate, motivano i seguenti commenti:- Confrontando gli articoli 4.5.1 e 4.5.2 si desume quanto segue:

° L’installazione di un generatore di aria calda a scambio diretto è soggetto alle stesse prescrizionidi una centrale termica, se viene ubicato all’interno di un locale ad uso esclusivo.

° L’installazione di un generatore di aria calda a scambio diretto può avvenire all’interno di localidestinati ad altre attività; tale scelta, che consente risparmi di spazio e nella costruzione delleopere edili, è però soggetta a limitazioni normative, a maggiori costi di installazione ed a mag-giori rischi in fase d’uso, perché: * la distribuzione del gas metano, all’interno del fabbricato, richiede precauzioni per evitare ac-

cumuli di combustibile, nei luoghi di installazione e nel caso di fuoriuscite accidentali.* in caso di incendio la distribuzione del gas metano, all’interno del fabbricato, limita, in modo

sensibile, la sicurezza: il rammollimento dei tubi provoca perdite e tutto ciò che ne consegue.

- Le società di assicurazione applicano tariffe diverse ed in correlazione ai livelli di rischio insiti, an-che, nella tipologia impiantistica: il generatore d’aria calda, installato all’interno di locali destinatiad altra attività, è certamente penalizzato.

SISTEMA CON PRODUZIONE DIRETTA DI CALORE - GENERATORI D’ARIA CALDA

ASPETTI NORMATIVI E DI SICUREZZA


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• Condizioni interne di benessere- Le condizioni riepilogate a pag. 48 debbono essere adeguate perché questo sistema impiantistico

ha le seguenti peculiarità:° non consente la temperatura radiante media di 18°C ma di 16°C.° aumenta la velocità dell’aria, nella zona occupata, a circa 0,2 m/sec.Per mantenere invariata la percentuale prevista di insoddisfatti (PPD) si deve innalzare la tempera-tura dell’aria, a bulbo secco, da 18°C a 19°C.

- l’inquinamento acustico può essere limitato, con l’uso di silenziatori e quindi mantenuto nei limitiprefissati.

- le polveri di lavorazione, tipiche per l’attività che si svolge all’interno del fabbricato, sono sollevatedai moti convettivi, provocati dalla ventilazione forzata ed anche con effetti negativi per il lavoroe per gli addetti.

• Gradiente termicoQuesto sistema impiantistico, che diffonde aria calda dalle zone alte del fabbricato, provoca una na-turale stratificazione valutabile in 0,9°C/m da cui deriva il valore medio di 3°C, da considerare nelcalcolo dei fabbisogni termici.La riduzione del gradiente può essere ottenuta mediante sistemi di ventilazione meccanica integrativa(destratificatori), da adottare dopo adeguata analisi “costi – benefici” perché i vantaggi dipendonodall’altezza e dalla forma dei locali.

• Uso intermittenteIl sistema, caratterizzato da bassa inerzia termica e dall’assenza di rischi per gelo, consente l’uso in-termittente che può comportare il sovraccarico di 70 kW/h, nella successiva fase di messa a regime,in condizioni di massimo carico.

• Fabbisogno termico dell’edificioI valori riportati a pag. 48 debbono essere adeguati per considerare sia la diversa temperatura dell’aria,necessaria per l’equivalenza di benessere, sia il gradiente termico medio di 3°C e più precisamente:- dispersione termica = kW/h 200- ventilazione naturale = kW/h 58

• Fabbisogno termico medio giornalieroIl fabbisogno termico, determinato ed utilizzato per il dimensionamento dell’impianto, sarà ricondottoal valore di fabbisogno termico medio e giornaliero valutando sia il sovraccarico della messa a re-gime, sia la durata della messa a regime, sia la temperatura esterna media, di tutta la fase invernale,considerando che l’uso avviene durante il periodo diurno.Il fabbisogno termico medio giornaliero sarà pertanto di 1.630 kW/giorno.

• Rendimento termico- la combustione deve avvenire in assenza di condensazione e quindi con temperatura elevata dei fumi;

il rendimento massimo del 91% potrà ridursi, mediamente, all’85%.- la distribuzione aeraulica, che avviene sostanzialmente all’interno dell’area da trattare, non comporta

significative riduzioni di rendimento.

ASPETTI TECNICI E FUNZIONALI


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• Manutenzione- la manutenzione predittiva è necessaria e normalmente agevole, perché tutti i componenti soggetti

sono installati in posizione centralizzata ed abitualmente, a livello del suolo.- la manutenzione ordinaria è limitata alla pulizia ed alla sostituzione periodica, sia dei mezzi filtran-

ti, sia delle cinghie di trasmissione (accoppiamento ventilatore – motore); la frequenza della puliziaè correlata con la polverosità delle lavorazioni, svolte nelle aree di attività.

- la manutenzione straordinaria è elevata perché può comportare la sostituzione del generatore d’ariacalda, quando il guasto deriva dalla perforazione della camera di combustione.

• Affidabilità- l’efficacia dell’impianto dipende, in modo essenziale, dall’efficienza del generatore di aria calda, ne-

cessariamente singolo e privo di scorta per tutto il fabbricato o per un’area di superficie rilevante.- la perforazione della camera di combustione, che è una possibile causa di guasto, può essere sor-

gente di pericolo quando la sovrapressione della sezione ventilante è inferiore alla sovrapressionedella camera di combustione: si rende così possibile l’inquinamento, dell’aria trattata e distribuita,con prodotti di combustione (ossidi di carbonio e di azoto).

• Duttilità- il rinnovo, con aria esterna, se necessario per compensare l’aspirazione di eventuali impianti di ven-

tilazione meccanica, è realizzabile, agevolmente, mediante sezione di miscela corredata di serrandedi presa aria esterna e di ripresa, eventualmente motorizzate ed azionate, all’unisono, con la venti-lazione meccanica.

- la conformazione dell’impianto è flessibile ed adattabile alle possibili varianti di organizzazionedello spazio o di destinazione d’uso.

- il raffrescamento estivo è realizzabile se il sistema aeraulico (distribuzione e diffusione) è statopredisposto con adeguati sovradimensionamenti; il completamento del raffrescamento estivo puòessere realizzato installando:° Roof top° Canali di raccordo al sistema aeraulico esistente° Serrande di commutazione stagionale

• Avvertenze per dimensionamenti e scelte- il calcolo dei fabbisogni deve considerare le caratteristiche del sistema e quindi le correlate condi-

zioni interne di benessere ed il gradiente termico medio.- l’installazione all’esterno dell’area di attività è consigliabile, per motivi di sicurezza e di inquina-

mento acustico.- la portata dell’aria in ciclo deve essere determinata per limitare ed adattare il salto termico, fra la

temperatura dell’aria trattata e la temperatura effettiva dell’ambiente, all’altezza dei locali.- la distribuzione e la diffusione dell’aria debbono consentire il lancio verso la zona occupata; la di-

rezione sarà orientabile, per adattarla alle caratteristiche dell’utenza e generalmente inclinata.- la termoregolazione deve controllare la temperatura ambiente, evitando il surriscaldamento dell’aria

trattata; il limite di massima temperatura dell’aria trattata è consigliabile, così come l’uso di brucia-tori frazionabili.

- l’uso dei sistemi di ventilazione meccanica per “destratificazione” deve essere valutato con bilancio“costo – benefici”, in correlazione all’altezza ed alla forma dei locali.


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• Costo di installazioneLa realizzazione del sistema, schematicamente rappresentato in pianta sul disegno allegato in calcea questo paragrafo, potrà avere il seguente valore di stima:- prezzo medio di mercato ≅ € 40.000,00- prezzo medio di mercato,

della predisposizione al raffrescamento estivo ≅ € 7.000,00

• Costo di gestioneIl fabbisogno termico medio giornaliero di 1.630 kW consente di stimare il costo di esercizio annuale,sulla base sia del rendimento termico caratteristico del sistema, sia del periodo d’uso di 182 giorni(giorni effettivi 129, al netto di prefestivi e festivi), caratteristico per la zona climatica consideratae più precisamente:- energia elettrica € 950,00- combustibile € 9.300,00- manutenzione (predittiva ed ordinaria) € 1.450,00

Totale €11.700,00

ASPETTI ECONOMICI


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• Articolazioni del vigente D.M.I. del 12/04/96:La regola tecnica di prevenzione incendi, per la costruzione e l’esercizio degli impianti termici alimen-tati da combustibili gassosi, si pone i seguenti obiettivi primari:- evitare accumuli pericolosi di combustibile gassoso, nei luoghi di installazione e nei locali diretta-

mente comunicanti con essi, nel caso di fuoriuscite accidentali del combustibile medesimo.- limitare, in caso di evento accidentale, danni alle persone.- limitare, in caso di evento accidentale, danni ai locali vicini a quelli contenenti gli impianti.

• Articolazioni delle regole tecniche di prevenzione incendi:Gli allegati al D.M.I del 12/04/96 e del D.M. 23/07/01 evidenziano:- Art. 1.1 lettera “V”: le condotte radianti, la cui temperatura superficiale massima deve essere minore

di 300°C ..(omissis) devono essere a tenuta ed esercitare costantemente in depressione.- Art. 4.8 altezza di installazione: i nastri radianti debbono essere installati alla distanza minima di

4 m fra il piano di calpestio ed il filo inferiore del circuito radiante.- Art. 4.8 divieti di installazione: le limitazioni riguardano, sostanzialmente, l’affollamento od il depo-

sito di materiali che comportino la presenza di gas, vapori o polveri, suscettibili di dar luogo adincendi e/o esplosioni.

- Art. 4.8.1 caratteristiche dei locali: le prescrizioni riguardano le caratteristiche di resistenza al fuoco(R/REI 30) e di reazione al fuoco (classe 0) delle strutture orizzontali e/o verticali alle quali sonoaddossate le unità termiche di produzione calore.

- Art. 4.8.2 disposizioni delle condotte radianti all’interno dei locali: la distanza fra le condotte radian-ti ed eventuali materiali combustibili, in deposito, non deve essere inferiore ad 1,5 m e deve co-munque essere tale da evitare il raggiungimento di temperature pericolose sulle superfici dei mate-riali stessi, ai fini dello sviluppo di eventuali incendi e/o reazioni di combustione. Le condotte ra-dianti non debbono innalzare la temperatura delle strutture, verticali od orizzontali alle quali sonoaddossate, oltre i 50°C.

• Osservazioni:Le norme, significativamente riepilogate, motivano i seguenti commenti:- L’installazione all’aperto delle unità termiche, di produzione calore, è consigliabile per limitare i

rischi e per evitare i vincoli che riguardano le classi di reazione e resistenza al fuoco delle strut-ture REI.

- La disposizione dei materiali, in deposito, è variabile nel tempo e può subire variazioni anche indifformità alle prescrizioni, quando l’utente non è adeguatamente informato e previdente.

- Le alte temperature, che si raggiungono all’interno dei nastri radianti sono sorgente di rischio perasimmetria radiante; gli impianti elettrici debbono essere adeguatamente distanziati o protetti perevitare il surriscaldamento.

- Le società di assicurazione applicano tariffe diverse ed in correlazione ai livelli di rischio insiti an-che nella tipologia impiantistica. Il nastro radiante non è fra i più favorevoli ma nemmeno fra i piùpenalizzati.

SISTEMA CON PRODUZIONE DIRETTA DI CALORE - NASTRI RADIANTI



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• Condizioni interne di benessere- Le condizioni riepilogate a pag. 48 si possono ridurre portando la temperatura dell’aria, a bulbo sec-

co, al valore di 16°C, perché questo sistema impiantistico consente di superare la temperatura ra-diante media prefissata.

- l’inquinamento acustico è limitato.- le polveri di lavorazione, tipiche per l’attività che si svolge all’interno del fabbricato, decantano

perché la limitazione dei moti convettivi, a livello del pavimento, lo consente.

• Gradiente termicoQuesto sistema impiantistico, che diffonde il calore sostanzialmente per irraggiamento dalle zone altedel fabbricato, limita il gradiente termico a valori ininfluenti sul calcolo dei fabbisogni termici.

• Uso intermittenteIl sistema, caratterizzato da bassa inerzia termica e dall’assenza di rischi per gelo, consente l’uso in-termittente che può comportare il sovraccarico di 25 kW/h, nella successiva fase di messa a regime, incondizioni di massimo carico.

• Fabbisogno termico dell’edificioI valori riportati a pag. 48 debbono essere adeguati per considerare la diversa temperatura dell’aria,necessaria per l’equivalenza di benessere e più precisamente:- dispersione termica = kW/h 162- ventilazione naturale = kW/h 48

• Fabbisogno termico medio giornalieroIl fabbisogno termico, determinato ed utilizzato per il dimensionamento dell’impianto, sarà ricondottoal valore di fabbisogno termico medio e giornaliero valutando sia il sovraccarico della messa a re-gime, sia la durata della messa a regime, sia la temperatura esterna media di tutta la fase invernale,considerando che l’uso avviene durante il periodo diurno.Il fabbisogno termico medio giornaliero sarà pertanto di 950 kW/giorno.


il rendimento massimo del 91% potrà ridursi, mediamente, all’85%.- la diffusione del calore, che avviene sostanzialmente all’interno dell’area da trattare, non comporta

significative riduzioni di rendimento.

• Manutenzione- la manutenzione predittiva è necessaria e normalmente disagevole, perché i componenti soggetti

sono installati in quota.- la manutenzione ordinaria è limitata al sistema di produzione e trasporto dei prodotti della combu-

stione.- la manutenzione straordinaria è limitata, se i parametri della combustione saranno controllati periodi-

camente e mantenuti nei limiti necessari per evitare le condensazioni e le corrosioni che ne derivano.- il posizionamento dei generatori all’esterno, comporta interventi sempre più frequenti nel corso degli

anni a causa dell’usura (ossidazioni) dei componenti.



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• Costo di installazioneLa realizzazione del sistema, schematicamente rappresentato in pianta sul disegno allegato in calcea questo paragrafo, potrà avere il seguente valore di stima:- prezzo medio di mercato ≅ € 50.000,00

• Costo di gestioneIl fabbisogno termico medio giornaliero di 950 kW consente di stimare il costo di esercizio annuale, sullabase sia del rendimento termico caratteristico del sistema, sia del periodo d’uso di 182 giorni (giorni effet-tivi 129, al netto di prefestivi e festivi), caratteristico per la zona climatica considerata e più precisamente:- energia elettrica € 1.700,00- combustibile € 5.800,00- manutenzione (predittiva ed ordinaria) € 1.500,00

Totale € 9.000,00

• Affidabilità- l’efficacia dell’impianto dipende, in modo essenziale, dall’efficienza del sistema di combustione e del

sistema ventilante, necessariamente singoli e privi di scorte, per tutto il fabbricato o per un’area disuperficie rilevante.


tilazione meccanica, non è realizzabile; si dovrà, nel caso, procedere alla realizzazione di sistemidiversi e complementari.

- la conformazione dell’impianto è flessibile ed adattabile alle possibili varianti di organizzazione del-lo spazio o di destinazione d’uso.

- il raffrescamento estivo non è realizzabile; si dovrà, nel caso, procedere alla realizzazione di sistemidiversi e complementari.

- la temperatura ambiente interna potrà assumere valori sensibilmente diversi a seconda che vengarilevata direttamente sotto i nastri radianti oppure in punti intermedi tra due nastri radianti.


zioni interne di benessere e l’ininfluenza del gradiente termico.- il calcolo dei fabbisogni può avvenire senza frazionamenti verticali perché l’emissione complessiva

(convettiva e radiante) è totalmente utile.- l’emissione termica, per convezione, è limitata dalla coibentazione e dalla conformazione del tegolo.

La superficie emittente è limitata ed il calore ceduto all’ambiente è sempre inferiore al fabbisogno dellaporzione di fabbricato sovrastante al nastro radiante, con effettuo limitativo per il gradiente termico.

- l’installazione all’esterno dell’area di attività è consigliabile, per motivi di sicurezza e di inquina-mento acustico.

- il percorso del circuito radiante deve rispettare le distanze prescritte dalle vigenti norme, per evitareil malessere delle persone od i rischi derivanti dal danneggiamento di strutture, impianti e materiali.

- i circuiti radianti debbono essere corredati dei giunti di dilatazione, speciali e necessari per assor-bire le elevate dilatazioni termiche del sistema.

- la termoregolazione deve essere sensibile alle radiazioni; le sonde da utilizzare saranno del tipo a globo.

ASPETTI ECONOMICI


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• Articolazioni del vigente D.M.I. del 12/04/96:La regola tecnica di prevenzione incendi, per la costruzione e l’esercizio degli impianti termici alimen-tati da combustibili gassosi, si pone i seguenti obiettivi primari:- Evitare accumuli pericolosi di combustibile gassoso nei luoghi di installazione e nei locali diretta-

mente comunicanti con essi, nel caso di fuoriuscite accidentali del combustibile medesimo.- Limitare, in caso di evento accidentale, danni alle persone.- Limitare, in caso di evento accidentale, danni ai locali vicini a quelli contenenti gli impianti.

• Articolazioni delle regole tecniche di prevenzione incendi:Gli allegati al D.M.I del 12/04/96 evidenziano:- Art. 1.1 lettera “V”: le condotte radianti, la cui temperatura superficiale massima deve essere mi-

nore di 300°C ..(omissis) devono essere a tenuta ed esercitare costantemente in depressione.- Art. 4.6 divieti di installazione: le limitazioni riguardano, sostanzialmente, l’affollamento od il de-

posito di materiali che comportino la presenza di gas, vapori o polveri, suscettibili di dar luogo adincendi e/o esplosioni.

- Art. 4.6.1 caratteristiche dei locali: le strutture orizzontali e/o verticali alle quali sono addossati ibruciatori, dei moduli a tubi radianti, devono possedere caratteristiche di resistenza al fuoco almenoR/REI 30 a classe O di reazione al fuoco. Qualora non siano soddisfatti i requisiti di incombustibi-lità o di resistenza al fuoco delle strutture, l’installazione deve avvenire nel rispetto delle casistichepreviste con le relative prescrizioni.

- Art. 4.6.2 disposizione dei moduli all’interno dei locali: la distanza fra la superficie esterna del mo-dulo ed eventuali materiali combustibili, in deposito, deve essere tale da impedire il raggiungimentodi temperature pericolose ed in ogni caso non inferiore a 4 m.La distanza fra la superficie esterna del modulo ed il piano calpestio non deve essere inferiore a 4 m.Il modulo radiante deve essere installato in modo da garantire, sulla base di specifiche istruzionitecniche fornite dal costruttore, che la temperatura delle strutture verticali e orizzontali non superii 50°C, prevedendo, ove necessario, l’interposizione di idonee schermature di protezione.

- Art. 5.4 prescrizioni per la posa in opera delle condotte per gas metano, in vista all’interno dei localiche contengono apparecchi di combustione: le indicazioni evidenziano la necessità di rendere agevolel’identificazione, di proteggere i tubi dai danneggiamenti e dalla vicinanza con impianti elettrici edidraulici, di evitare accumuli di combustibile gassoso, nel caso di fuoriuscite accidentali del com-bustibile.

• Osservazioni:Le norme, significativamente riepilogate, motivano i seguenti commenti:- La distribuzione del gas metano, all’interno dell’area di attività, richiede precauzioni per evitare ac-

cumuli di combustibile, nel caso di fuoriuscite accidentali; considerando che l’incendio, eventuale,può provocare perdite e tutto ciò che ne consegue, è consigliabile l’installazione della rete gas al-l’esterno del fabbricato, limitando le parti interne alle diramazioni di utenza.

- La disposizione dei materiali, in deposito è variabile nel tempo e può subire variazioni anche in dif-formità alle prescrizioni, quando l’utente non è adeguatamente informato e previdente.

SISTEMA CON PRODUZIONE DIRETTA DI CALORE - TUBI RADIANTI



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- l’inquinamento acustico è limitato.- le polveri di lavorazione, tipiche per l’attività che si svolge all’interno del fabbricato, decantano

perché la limitazione dei moti convettivi, al livello del pavimento, lo consente.


• Uso intermittenteIl sistema, caratterizzato da bassa inerzia termica e dall’assenza di rischi per gelo, consente l’uso in-termittente che può comportare il sovraccarico di 25 kW/h, nella successiva fase di messa a regime, incondizioni di massimo carico.



• Rendimento termico- la combustione deve avvenire in assenza di condensazione e quindi con temperatura elevata dei

fumi; il rendimento massimo del 90% potrà ridursi, mediamente, all’85%.


- Le alte temperature che si raggiungono all’interno dei tubi radianti sono sorgente di rischio perasimmetria radiante; gli impianti elettrici debbono essere adeguatamente distanziati o protetti perevitare il surriscaldamento.

- Le società di assicurazione applicano tariffe diverse ed in correlazione ai livelli di rischio insiti an-che nella tipologia impiantistica. Il nastro radiante, necessariamente installato all’interno dei localidi attività, è certamente penalizzato.


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- la diffusione del calore, che avviene sostanzialmente all’interno dell’area da trattare, non comportasignificative riduzioni di rendimento.

• Manutenzione- la manutenzione predittiva è necessaria e normalmente disagevole, perché i componenti soggetti

sono installati in quota.- la manutenzione ordinaria è dedicata al sistemi di produzione e trasporto dei prodotti della com-

bustione.- la manutenzione straordinaria è limitata, se i parametri della combustione saranno controllati periodi-

camente e mantenuti nei limiti necessari per evitare le condensazioni e le corrosioni che ne derivano.- l’elevato numero di bruciatori posti in ambiente di lavoro comporta interventi sempre più frequenti

nel corso degli anni.

• Affidabilità- l’efficacia dell’impianto, che dipende in modo essenziale dall’efficienza dei sistemi di combustione

e trasporto dei prodotti della combustione, può essere sufficiente anche in presenza di occasionaliguasti, perché il frazionamento delle sorgenti lo consente.


tilazione meccanica, non è realizzabile; si dovrà, nel caso, procedere alla realizzazione di sistemidiversi e complementari.

- la conformazione dell’impianto è flessibile ed adattabile alle possibili varianti di organizzazione del-lo spazio o di destinazione d’uso.

- il raffrescamento estivo non è realizzabile; si dovrà, nel caso, procedere alla realizzazione di sistemidiversi e complementari.

- obbligo di impianto rilevamento fughe gas.


zioni interne di benessere e l’ininfluenza del gradiente termico.- il calcolo dei fabbisogni può avvenire senza frazionamenti verticali, perché l’emissione complessiva

(convettiva e radiante) è totalmente utile.- l’emissione termica, per convezione, è limitata dalla coibentazione e dalla conformazione del tegolo.

La superficie emittente è limitata ed il calore ceduto all’ambiente è sempre inferiore al fabbisognodella porzione di fabbricato sovrastante ai tubi radianti, con effetto limitativo per il gradientetermico.

- l’ubicazione dei moduli radianti deve rispettare le distanze prescritte dalle vigenti norme, per evi-tare il malessere delle persone od i rischi derivanti dal danneggiamento di strutture, impianti e ma-teriali.

- i moduli radianti debbono essere corredati dei giunti di dilatazione, speciali e necessari per assor-bire le elevate dilatazioni termiche del sistema.

- la termoregolazione deve essere sensibile alle radiazioni; le sonde da utilizzare saranno del tipo aglobo.

- la distribuzione del gas metano, con percorso all’esterno del fabbricato, riduce ma non elimina i ri-schi derivanti da occasionali perdite e dal possibile ristagno nelle zone alte del fabbricato.


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• Costo di installazioneLa realizzazione del sistema, schematicamente rappresentato in pianta sul disegno allegato in calcea questo paragrafo, potrà avere il seguente valore di stima:- prezzo medio di mercato ≅ € 41.000,00

• Costo di gestioneIl fabbisogno termico medio giornaliero di 950 kW consente di stimare il costo di esercizio annuale, sullabase sia del rendimento termico caratteristico del sistema, sia del periodo d’uso di 182 giorni (giorni effet-tivi 129, al netto di prefestivi e festivi), caratteristico per la zona climatica considerata e più precisamente:- energia elettrica € 900,00- combustibile € 5.800,00- manutenzione (predittiva ed ordinaria) € 1.800,00

Totale € 8.500,00

ASPETTI ECONOMICI


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64


• Articolazioni del vigente D.M.I. del 12/04/96:La regola tecnica di prevenzione incendi, per la costruzione e l’esercizio degli impianti termici alimen-tati da combustibili gassosi, dettaglia le modalità che riguardano le centrali termiche e le reti di di-stribuzione del combustibile, per i sistemi impiantistici con produzione indiretta del calore.

• Osservazioni:- le sorgenti di pericolo risultano compartimentate all’interno delle centrali termiche (attività 91 del

DM 16/02/82) e sono pertanto separate dalle aree di attività, con indubbia limitazione dei rischi.- gli istituti di assicurazione applicano tariffe diverse ed in correlazione ai livelli di rischio insiti, an-

che, nella tipologia impiantistica: i sistemi a produzione indiretta di calore, sono privilegiati.

SISTEMA CON PRODUZIONE INDIRETTA DI CALORE - AEROTERMI PENSILI A PROIEZIONE VERTICALE



ha le seguenti peculiarità:° non consente la temperatura radiante media di 18°C ma di 16°C.° aumenta la velocità dell’aria, nella zona occupata, a circa 0,2 m/sec.Per mantenere invariata la percentuale prevista di insoddisfatti (PPD) si deve innalzare la tempe-ratura dell’aria, a bulbo secco, da 18°C a 19°C.

- l’inquinamento acustico è significativo e difficilmente riconducibile nei limiti prefissati.- le polveri di lavorazione, tipiche per l’attività che si svolge all’interno del fabbricato, sono sollevate

dai moti provocati dalla ventilazione forzata ed anche con effetti negativi per il lavoro, per gli ad-detti e per gli aerotermi, che si imbrattano perché sono costruttivamente privi di filtri.

• Gradiente termicoQuesto sistema impiantistico, che diffonde aria calda dalle zone alte del fabbricato (proiezione verti-cale), provoca una naturale stratificazione valutabile in 0,8°C/m, da cui deriva il valore medio di2,5°C, da considerare nel calcolo dei fabbisogni termici.La riduzione del gradiente può essere ottenuta mediante sistemi di ventilazione meccanica, integra-tivi (destratificatori), da adottare dopo adeguata analisi di “costi – benefici”, perché i vantaggi di-pendono dall’altezza e dalla forma dei locali.

• Uso intermittenteIl sistema, caratterizzato da limitata inerzia termica, consente l’uso intermittente che può richiedereprecauzioni antigelo oltre a comportare il sovraccarico di 30 kW/h, nella successiva fase di messa aregime, in condizioni di massimo carico.



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• Fabbisogno termico dell’edificioI valori riportati a pag. 48 debbono essere adeguati per considerare sia la diversa temperatura dell’aria,necessaria per l’equivalenza di benessere, sia il gradiente termico medio di 2,5°C e più precisamente:- dispersione termica = kW/h 195- ventilazione naturale = kW/h 57

• Fabbisogno termico medio giornalieroIl fabbisogno termico, determinato ed utilizzato per il dimensionamento dell’impianto, sarà ricondottoal valore di fabbisogno termico medio e giornaliero valutando sia il sovraccarico della messa a re-gime, sia la durata della messa a regime, sia la temperatura esterna media di tutta la fase invernale,considerando che l’uso avviene durante il periodo diurno.Il fabbisogno termico medio giornaliero sarà pertanto di 1.500 kW/giorno.


il rendimento massimo del 92% potrà rimanere efficace perché l’uso di bruciatori a doppio stadio puòconsentire l’incremento di resa, compensativo per i decadimenti provocati dall’uso.

- la distribuzione idraulica, che avviene sostanzialmente all’interno dell’area da trattare, non comportavariazioni per “rendimento di distribuzione”.

• Manutenzione- la manutenzione predittiva della centrale termica è necessaria e normalmente agevole, perché tutti

i componenti sono installati a livello del suolo.- la manutenzione ordinaria, per la pulizia degli aerotermi, è indispensabile, perché da essa dipende

l’efficacia dello scambio termico; tale pulizia è disagevole perché i componenti sono installati inquota e spesso sopra ad aree di lavoro, attrezzate; la frequenza e le difficoltà di pulizia sono cor-relate, inoltre, con la qualità delle lavorazioni (polveri e vapori).

- la manutenzione straordinaria è limitata, se la manutenzione ordinaria è svolta con adeguata periodicità.

• Affidabilità- l’efficienza dell’impianto dipende, in modo essenziale, dai sistemi di produzione calore; il fraziona-

mento del fabbisogno su due unità gemelle consente un buon livello di affidabilità.- l’efficacia dell’impianto dipende, in modo essenziale, dall’efficienza dello scambio termico e quindi

dalla pulizia degli aerotermi, spesso tralasciata per difficoltà operative.


tilazione meccanica, è realizzabile, corredando alcuni aerotermi della sezione di miscela, completadi serrande di presa aria esterna e di ripresa, eventualmente motorizzate ed azionate, all’unisono,con la ventilazione meccanica.

- la conformazione dell’impianto è flessibile ed adattabile alle possibili varianti, di organizzazionedello spazio o di destinazione d’uso.

- il raffrescamento estivo è realizzabile, sia utilizzando aerotermi specifici (motori a doppia velocità,batterie maggiorate, raccolta condensa), opportunamente sovradimensionati rispetto al fabbisognodella fase “CALDO”, sia coibentando i circuiti di distribuzione del fluido termovettore, sia realizzandole linee di scarico della condensa; la qualità del risultato sarà comunque mediocre e probabilmentecaratterizzata da disuniformità di temperatura, oltre che da correnti d’aria.

- facile integrazione con barriere a lama d’aria.


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• Avvertenze per dimensionamenti e scelte- il calcolo dei fabbisogni deve considerare le caratteristiche del sistema e quindi sia le corrispondenti

condizioni interne di benessere, sia il gradiente termico medio.- il dimensionamento degli aerotermi deve soddisfare il fabbisogno termico, movimentando una quan-

tità d’aria sufficiente per limitare ed adattare il salto termico, fra la temperatura dell’aria trattatae la temperatura effettiva dell’ambiente, all’altezza dei locali (mediamente 3 Vol/h).

- la disposizione degli aerotermi e la tipologia dei diffusori disponibili, debbono consentire la diffu-sione uniforme del calore, con adeguata penetrazione nella zona occupata.

- la termoregolazione può controllare la temperatura ambiente in modo indipendente, per ogni zonatrattata da un aerotermo.

- l’uso dei sistemi di ventilazione meccanica, per destratificazione, deve essere determinato dopo ade-guata analisi di “costi – benefici”, perché i vantaggi dipendono dall’altezza e dalla forma dei locali.



• Costo di gestioneIl fabbisogno termico medio giornaliero di 1.500 kW consente di stimare il costo di esercizio annuale, sullabase sia del rendimento termico caratteristico del sistema, sia del periodo d’uso di 182 giorni (giorni effet-tivi 129, al netto di prefestivi e festivi), caratteristico per la zona climatica considerata e più precisamente:- energia elettrica € 900,00- combustibile € 9.200,00- manutenzione (predittiva ed ordinaria) € 1.000,00

Totale € 11.100,00

ASPETTI ECONOMICI


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• Articolazioni del vigente DMI del 12/04/96:La regola tecnica di prevenzione incendi, per la costruzione e l’esercizio degli impianti termici alimen-tati da combustibili gassosi, dettaglia le modalità che riguardano le centrali termiche e le reti di di-stribuzione del combustibile, per i sistemi impiantistici con produzione indiretta del calore.

• Osservazioni- le sorgenti di pericolo risultano compartimentate all’interno delle centrali termiche (attività 91 del

DM 16/02/82) e sono pertanto separate dalle aree di attività, con indubbia limitazione dei rischi.- le società di assicurazione applicano tariffe diverse ed in correlazione ai livelli di rischio insiti, an-


SISTEMA CON PRODUZIONE INDIRETTA DI CALORE - PANNELLI RADIANTI A PAVIMENTO




- l’inquinamento acustico è inesistente.- le polveri di lavorazione, tipiche per l’attività che si svolge all’interno del fabbricato, sono mosse,

all’interno dell’area occupata, dai moti convettivi attivati dalla temperatura superficiale del pavi-mento (≅ 24°C).

• Gradiente termicoQuesto sistema impiantistico, che diffonde il calore sostanzialmente per irraggiamento dalle zone bassedel fabbricato, limita il gradiente termico a valori ininfluenti sul calcolo dei fabbisogni termici.

• Uso intermittenteIl sistema, caratterizzato da elevata inerzia termica, non consente l’uso intermittente, ma l’abbassa-mento di carico nelle ore notturne.La massa termica dei pannelli radianti della tecnica attuale (110 ÷ 120 kg/m2), sensibilmente ridottarispetto a quella degli impianti del passato (230 ÷ 250 kg/m2), perché la soletta che trasmette il calorerisulta limitata alla parte sovrastante rispetto allo strato isolante, è pur sempre rilevante e tale da in-durre ritardi di STOP e di START in grado di sconsigliare il funzionamento intermittente giornaliero.




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i valori derivanti dalla dispersione termica del pavimento non comportano maggiorazioni al fabbisognotermico perché l’incremento della temperatura è compensato dalla riduzione della trasmissione termica,per effetto dell’isolante adottato ed utilizzato, anche, per agevolare la posa delle tubazioni.

• Fabbisogno termico medio giornalieroIl fabbisogno termico, determinato ed utilizzato per il dimensionamento dell’impianto, sarà ricondottoal valore di fabbisogno termico medio e giornaliero valutando sia l’abbassamento notturno, sia l’in-cidenza della messa a regime settimanale, sia la temperatura esterna media di tutta la fase invernale,considerando che l’uso avviene durante il periodo diurno e notturno.Il fabbisogno termico medio giornaliero sarà pertanto di 1.300 kW/giorno.

• Rendimento termico- la combustione può avvenire in fase di condensazione dei prodotti della combustione e quindi con

temperatura molto bassa dei fumi; il rendimento massimo del 105% potrà ridursi mediamente al100% in fase d’uso.

• Manutenzione- la manutenzione predittiva, della centrale termica, è necessaria e normalmente agevole, perché tutti

i componenti sono installati a livello del suolo.- la manutenzione ordinaria e straordinaria sono limitate al sistema di produzione e trasporto dei pro-

dotti della combustione.

• Affidabilità- l’efficienza dell’impianto dipende in modo essenziale dai sistemi di produzione calore; il fraziona-

mento del fabbisogno, su due unità gemelle, consente un buon livello di affidabilità.- l’efficienza dell’impianto dipende anche dalla tenuta e conservazione delle tubature; l’uso di tuba-

zioni multistrato è sinonimo di qualità ma l’affidabilità e la riparabilità, dei sistemi inglobati nellestrutture, sono comunque inferiori rispetto a quelle dei sistemi installati in vista, all’interno degliambienti.

• Duttilità- La progettazione e la realizzazione comportano maggiori necessità di coordinamento perché i pan-

nelli radianti interferiscono sia con le opere edili sia con altre ed eventuali installazioni sottopavi-mento (scarichi, cavidotti ...) sia con le attrezzature di lavorazione.

- la conformazione dell’impianto, inglobato nelle strutture, non è flessibile ed adattabile alle possi-bili varianti, di organizzazione dello spazio o di destinazione d’uso; è inoltre possibile che la posadi attrezzature, necessarie per l’attività, richieda fissaggi a pavimento, interferenti con le tubature.

- il rinnovo, con aria esterna, se necessario per compensare l’aspirazione di eventuali impianti di ven-tilazione meccanica, non è realizzabile; si dovrà, nel caso, procedere alla realizzazione di sistemidiversi e complementari.

- il raffrescamento estivo è realizzabile; si dovrà, nel caso, procedere sia al sovradimensionamento siaalla realizzazione di sistemi per il controllo della temperatura superficiale anticondensa, sia alla rea-lizzazione di sistemi integrativi per la deumidificazione; che potranno essere utilizzati anche perl’eventuale rinnovo, con aria trattata.L’effetto raffreddante dei pannelli a pavimento contribuirà, in modo sufficiente, alla compensazionedei carichi termici distribuiti ma l’effetto convettivo del pavimento provocherà stratificazione di aria“fredda” nelle zone basse, con sensazioni sconfortevoli, per le persone.


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• Avvertenze per dimensionamenti e scelte- il calcolo dei fabbisogni deve considerare le caratteristiche del sistema e quindi sia le corrispondenti

condizioni interne di benessere, sia l’ininfluenza del gradiente termico.- le caratteristiche dell’isolamento termico, sottostante ai pannelli, limitano le dispersioni verso il

terreno che debbono essere considerate solo per il calcolo dei sistemi di produzione e distribuzionedel fluido termovettore.

- il dimensionamento dei pannelli radianti a pavimento deve soddisfare il fabbisogno termico del fab-bricato, in elevazione.

- la produzione del calore può essere convenientemente realizzata mediante gruppi termici a conden-sazione, funzionanti a temperatura scorrevole; il maggior costo dell’installazione sarà bilanciato dairisparmi gestionali, nel breve termine di circa 3 anni.

- la termoregolazione, in fase “CALDO”, deve adeguare la temperatura del fluido termovettore alla tem-peratura dell’aria esterna e quindi con proporzionalità predeterminata ed inversa (aumento della tem-peratura esterna = riduzione della temperatura del fluido termovettore).



NB: al costo di realizzazione degli impianti si dovrà aggiungere il maggior costo delle opere edili de-rivanti dalla maggiore altezza, di circa 80 mm, del massetto di allettamento e quindi dei locali.

• Costo di gestioneIl fabbisogno termico medio giornaliero di 1.300 kW consente di stimare il costo di esercizio annuale, sullabase sia del rendimento termico caratteristico del sistema, sia del periodo d’uso di 182 giorni (giorni effet-tivi 129, al netto di prefestivi e festivi), caratteristico per la zona climatica considerata e più precisamente:- energia elettrica € 900,00- combustibile € 7.200,00- manutenzione (predittiva ed ordinaria) € 700,00

Totale € 8.800,00

ASPETTI ECONOMICI


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SISTEMA CON PRODUZIONE INDIRETTA DI CALORE - TERMOSTRISCE




- l’inquinamento acustico è inesistente.- le polveri di lavorazione, tipiche per l’attività che si svolge all’interno del fabbricato, decantano,

perché la limitazione dei moti convettivi, a livello del pavimento, lo consente.- distribuzione uniforme del calore, senza movimenti di aria, e con temperatura ambiente uguale su

tutta l’area da riscaldare.


• Uso intermittenteIl sistema, caratterizzato da limitata inerzia termica, consente l’uso intermittente, che può richiedereprecauzioni antigelo, oltre a comportare il sovraccarico di 50 kW/h, nella successiva fase di messa aregime, in condizioni di massimo carico.




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• Rendimento termico- la combustione deve avvenire in assenza di condensazione e quindi con temperatura elevata dei

fumi; il rendimento massimo del 92% potrà rimanere efficace perché l’uso di bruciatori a doppiostadio può consentire l’incremento di resa, compensativo per i decadimenti provocati dall’uso.



i componenti sono installati a livello del suolo.- la manutenzione ordinaria e straordinaria sono limitate al sistema di produzione e trasporto del

fluido termovettore perché le termostrisce non ne abbisognano.

• Affidabilità- l’efficienza dell’impianto dipende in modo essenziale dai sistemi di produzione calore; il fraziona-

mento del fabbisogno, su due unità gemelle, consente un buon livello di affidabilità.- la vita media delle termostrisce è molto più lunga rispetto ad altre tipologie di impianti.


tilazione meccanica, è facilmente realizzabile con integrazione di aerotermi con presa aria esterna.- la conformazione dell’impianto è flessibile ed adattabile alle possibili varianti, di organizzazione

dello spazio o di destinazione d’uso.- il raffrescamento estivo è realizzabile; si dovrà, nel caso, procedere sia al sovradimensionamento, sia

alla realizzazione di sistemi per il controllo della temperatura superficiale “anticondensa”, sia alla coiben-tazione termica delle tubazioni della distribuzione principale, sia alla realizzazione di sistemi integrativiper la deumidificazione; che potranno essere utilizzati anche per l’eventuale rinnovo, con aria trattata.L’effetto radiante e convettivo delle termostrisce, in fase “FREDDO”, consentirà la compensazionedei carichi termici distribuiti, in modo uniforme e confortevole perché privo di stratificazioni.

- facile integrazione con barriere a lama d’aria.

• Avvertenze per dimensionamenti e scelte(vedi “Procedure di calcolo” da pag. 10).


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• Costo di gestioneIl fabbisogno termico medio giornaliero di 1.150 kW consente di stimare il costo di esercizio annuale, sullabase sia del rendimento termico caratteristico del sistema, sia del periodo d’uso di 182 giorni (giorni effet-tivi 129, al netto di prefestivi e festivi), caratteristico per la zona climatica considerata e più precisamente:- energia elettrica € 700,00- combustibile € 5.800,00- manutenzione (predittiva ed ordinaria) € 700,00

Totale € 7.200,00

ASPETTI ECONOMICI


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SISTEMA CON PRODUZIONE INDIRETTA DI CALORE - TERMOVENTILAZIONE A TUTT’ARIA



ha le seguenti peculiarità:° non consente la temperatura radiante media di 18°C ma di 16°C.° aumenta la velocità dell’aria, nella zona occupata, a circa 0,2 m/sec.Per mantenere invariata la percentuale prevista di insoddisfatti (PPD) si deve innalzare la tempera-tura dell’aria, a bulbo secco, da 18°C a 19°C.

- l’inquinamento acustico può essere limitato, con l’uso di silenziatori e quindi mantenuto nei limitiprefissati.

- le polveri di lavorazione, tipiche per l’attività che si svolge all’interno del fabbricato, sono sollevatedai moti convettivi, provocati dalla ventilazione forzata ed anche con effetti negativi per il lavoroe per gli addetti.

• Gradiente termicoQuesto sistema impiantistico, che diffonde aria calda dalle zone alte del fabbricato, provoca una na-turale stratificazione valutabile in 0,5°C/m da cui deriva il valore medio di 1,5°C, da considerare nelcalcolo dei fabbisogni termici.

• Uso intermittenteIl sistema, caratterizzato da bassa inerzia termica consente l’uso intermittente che può richiedere pre-cauzioni antigelo oltre a comportare il sovraccarico di 50 kW/h, nella successiva fase di messa a re-gime, in condizioni di massimo carico.

• Fabbisogno termico dell’edificioI valori riportati nel paragr. 4.8 debbono essere adeguati per considerare sia la diversa temperaturadell’aria, necessaria per l’equivalenza di benessere, sia il gradiente termico medio di 1,5°C e più pre-cisamente:- dispersione termica = kW/h 190- ventilazione naturale = kW/h 55



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• Fabbisogno termico medio giornalieroIl fabbisogno termico, determinato ed utilizzato per il dimensionamento dell’impianto, sarà ricondottoal valore di fabbisogno termico medio e giornaliero valutando sia il sovraccarico della messa a re-gime, sia la durata della messa a regime, sia la temperatura esterna media di tutta la fase invernale,considerando che l’uso avviene durante il periodo diurno.Il fabbisogno termico medio giornaliero sarà pertanto di 1.500 kW/giorno.

• Rendimento termico- la combustione può avvenire in fase di condensazione dei prodotti della combustione e quindi con

temperatura molto bassa dei fumi; il rendimento massimo del 105% potrà ridursi, mediamente al100%, in fase d’uso.


- la distribuzione aeraulica, che avviene sostanzialmente all’interno dell’area da trattare, non comportasignificative riduzioni di rendimento.


i componenti sono installati a livello del suolo.- la manutenzione ordinaria dell’unità di trattamento aria è limitata alla pulizia ed alla sostituzione

periodica, sia dei mezzi filtranti, sia delle cinghie di trasmissione (accoppiamento ventilatore – mo-tore); la frequenza della pulizia è correlata con la polverosità delle lavorazioni svolte nelle aree diattività.

- la manutenzione straordinaria è limitata.

• Affidabilità- l’efficienza dell’impianto dipende, in modo prioritario, dai sistemi di produzione calore; il fraziona-

mento del fabbisogno su due unità gemelle consente un buon livello di affidabilità.- l’efficienza dell’impianto dipende, in modo secondario, dalla unità di trattamento aria; l’esecuzione

periodica e diligente della manutenzione ordinaria consente un buon livello di affidabilità.


tilazione meccanica, è realizzabile, agevolmente, installando la sezione di miscela, corredata di ser-rande di presa aria esterna e di ripresa, eventualmente motorizzate ed azionate, all’unisono, con laventilazione meccanica.

- la conformazione dell’impianto è flessibile ed adattabile alle possibili varianti di organizzazione dellospazio o di destinazione d’uso.

- il raffrescamento estivo è realizzabile se il sistema aeraulico (distribuzione e diffusione) è stato pre-disposto con adeguati sovradimensionamenti.


zioni interne di benessere ed il gradiente termico medio.- la portata dell’aria in ciclo deve essere determinata per limitare ed adattare il salto termico, fra la

temperatura dell’aria trattata e la temperatura effettiva dell’ambiente, all’altezza dei locali.


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- la distribuzione e la diffusione dell’aria debbono consentire il lancio verso la zona occupata, senzaprovocare disturbo.

- la termoregolazione deve controllare la temperatura ambiente, evitando il surriscaldamento dell’ariatrattata; il limite di massima temperatura dell’aria trattata è utile per limitare la stratificazione.

- la produzione del calore può essere convenientemente realizzata mediante gruppi termici a conden-sazione funzionanti a temperatura scorrevole; il maggior costo dell’installazione sarà bilanciato, dairisparmi gestionali, nel breve termine di circa 3 anni.



• Costo di gestioneIl fabbisogno termico medio giornaliero di 1.500 kW consente di stimare il costo di esercizio annuale, sullabase sia del rendimento termico caratteristico del sistema, sia del periodo d’uso di 182 giorni (giorni effet-tivi 129, al netto di prefestivi e festivi), caratteristico per la zona climatica considerata e più precisamente:- energia elettrica € 1.700,00- combustibile € 7.600,00- manutenzione (predittiva ed ordinaria) € 1.400,00

Totale € 10.700,00

ASPETTI ECONOMICI


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80

Riepilogo dei costi per investimento e gestione ordinaria

Generatored'aria calda

Nastriradianti(esterni)

Tubiradianti(interni)

Aerotermipensili

a proiezioneverticale

Pannelliradianti

a pavimento

Termostrisce Termoventilaz.a tutt'aria

UTA

INVE

STIM

ENTO

GEST

ION

E OR

DIN

ARIA

Impianto base

Predisposizioneal raffrescamento

Energia elettrica

Combustibile

Manutenzione

TOTALE

TOTALE

€ 40.000,00 € 50.000,00 € 41.000,00 € 46.000,00 € 85.000,00 € 60.000,00 € 75.000,00

€ 7.000,00 € 10.000,00 € 5.000,00 € 10.000,00 € 3.000,00NON

REALIZZABILENON

REALIZZABILE

€ 47.000,00 / / € 56.000,00 € 90.000,00 € 70.000,00 € 78.000,00

€ 950,00

€ 9.300,00

€ 1.450,00

€ 1.700,00

€ 5.800,00

€ 1.500,00

€ 900,00

€ 5.800,00

€ 1.800,00

€ 900,00

€ 9.200,00

€ 1.000,00

€ 900,00

€ 7.200,00

€ 700,00

€ 700,00

€ 5.800,00

€ 700,00

€ 1.700,00

€ 7.600,00

€ 1.400,00

€ 11.700,00 € 11.100,00 € 8.800,00 € 7.200,00 € 10.700,00€ 9.000,00 € 8.500,00

NOTE:

Il costo di gestione è riferito ad attività ad uso discontinuo – periodico di circa 8 ore di lavoro al giorno,che penalizza il sistema a pannelli radianti a pavimento, notoriamente più inerte.


NOTE


• Premessa 3

• Richiami fondamentali sulla trasmissione del calore 4- Conduzione 4- Covezione 5- Irraggiamento 6

• Teoria del benessere ambientale 7- Valutazione del gradimento 7- Valutazione dell’attività fisica degli occupanti 8- Valutazione dell’abbigliamento 8- Valutazione dei parametri del microclima 8

• Termostrisce radianti Duck Strip - Procedure di calcolo 10- Nuove norme europee EN 14037 e EN 12831 10- Larghezze modulari 12- Lunghezze modulari 13- Pesi e contenuti acqua nominali termostrisce Duck Strip 13- Emissioni termiche delle termostrisce 14- Emissioni termiche dei collettori 15- Emissioni termiche 16- Lunghezze delle termostrisce 17- Tabella delle composizioni in lunghezza degli elementi intermedi e di testata

(con modulo standard 4 e 6 m) 17- Altezza di installazione 18- Temperature fluido consigliabili in funzione dell’altezza di installazione 18- Scelta del modello 20- Scelta dei collettori 21- Scelta circuito idraulico 22- Portata massima dell’acqua di riscaldamento 24- Scelta esecuzione 25- Perdite di carico 25- Dilatazioni 30- Scossaline laterali anticonvettive “Duck Skirt” 30- Stabilizzatori automatici di portata 31- Pendenze, sfiati aria e scarichi acqua 32- Termoregolazione 33- Esempi di calcolo e progettazione 42

• Definizione del “Fabbricato tipo” e della “Destinazione d’uso” 46- Dati ambientali 46- Strutture murarie e serramenti 46- Aria esterna (ventilazione naturale) 47- Carichi interni 47- Periodo di utenza 47- Attività ed abbigliamento 48- Condizioni interne di benessere 48- Fabbisogno termico dell’edificio 48- Energia primaria: tipo e costo 48

• Tecniche impiantistiche applicate al “Fabbricato tipo” - Peculiarità 50- Sistema con produzione diretta di calore - Generatori d’aria calda 50

❏ Aspetti normativi e di sicurezza 50❏ Aspetti tecnici e funzionali 51❏ Aspetti economici 53

- Sistema con produzione diretta di calore - Nastri radianti 55❏ Aspetti normativi e di sicurezza 55❏ Aspetti tecnici e funzionali 56❏ Aspetti economici 57

- Sistema con produzione diretta di calore - Tubi radianti 59❏ Aspetti normativi e di sicurezza 59❏ Aspetti tecnici e funzionali 60❏ Aspetti economici 61

- Sistema con produzione indiretta di calore - Aerotermi pensili a proiezione verticale 64❏ Aspetti normativi e di sicurezza 64❏ Aspetti tecnici e funzionali 64❏ Aspetti economici 66

- Sistema con produzione indiretta di calore - Pannelli radiali a pavimento 68❏ Aspetti normativi e di sicurezza 68❏ Aspetti tecnici e funzionali 68❏ Aspetti economici 70

- Sistema con produzione indiretta di calore - Termostrisce 72❏ Aspetti normativi e di sicurezza 72❏ Aspetti tecnici e funzionali 72❏ Aspetti economici 74

- Sistema con produzione indiretta di calore - Termoventilazione a tutt’aria 76❏ Aspetti normativi e di sicurezza 76❏ Aspetti tecnici e funzionali 76❏ Aspetti economici 78

• Riepilogo dei costi per investimento e gestione ordinaria 80

INDICE


Riscaldamento

Termostrisce Radianti Duck Strip

MANUALE DI CALCOLO


SABIANASabiana s.p.a. • via Piave, 53 • 20011 Corbetta • Milano • Italia • tel. +39.02.97203.1 r.a. / +39.02.97270429 / +39.02.97270576

fax +39.02.9777282 / +39.02.9772820 • www.sabiana.it • [email protected]


SABIANAICIM

ISO 9001 - Cert. n° 0545/2Aerotermi

Termostrisce radiantiVentilconvettori

Unità trattamento ariaCanne fumarie

RiscaldamentoTermostrisce Radianti Duck Strip

MANUALE DI CALCOLOE

- 09

/04

COD.

A48

0900

0B/

09/0

4


20 sabiana duck strip 2000 manual calcul ci 05.04.22 it

Documents

aspetti economici

aspetti normativi

aspetti tecnici

produzione indiretta

produzione diretta

nastri radianti

tubi radianti

emissioni termiche