Università di Roma – Tor Vergata
Facoltà di Ingegneria – Dipartimento di Ingegneria Meccanica
Termotecnica 1
“Dimensionamento di un impianto di
riscaldamento ad acqua a un tubo.”
Ing. G. Bovesecchi
[email protected]
06-7259-7127 (7249/4657)
Anno Accademico 2011-2012
Dimensionamento impianto a un tubo
In un impianto monotubo (cfr disegno) sul ramo secondario è presente
un corpo scaldante da 2,2kW nel quale entra acqua (cp=4,19 kJ/kg K)
a 90 °C ed esce a 75 °C.
L’impianto è dimensionato in modo che la portata totale sia in grado di
fornire a tutto il circuito una potenza termica di 25 kW con un ∆T di
15 °C.
Nel corso del computo delle tenere presente che per il primario dopo
la diramazione si trascura il contributo delle distribuite, mentre per
quanto riguarda il secondario il termine relativo alle distribuite viene
calcolato da R /L= 3m-1 valido per i tubi da 3/8 di pollice (12,25
mm), assumere che il diametro del primario prima e dopo la
separazione sia costante e pari a 21,25 mm. Determinare inoltre la
temperatura dell’acqua dopo il ricongiungimento.
Dimensionamento impianto a un tubo
0,5m
0,5m
1
2
CS
1m
1m
msec
3
mtot
mprim
mtot
msec
æ S
z
tot
sec
ç
= ç1+
×
S
z
sec
prim
è
ö
÷
÷
ø
Dove sec fa riferimento al ramo secondario del circuito, mentre tot a
quello del primario prima della diramazione e prim al primario dopo la
diramazione.
Dimensionamento impianto a un tubo
Calcoliamo come prima cosa le portate che passano nei rami
dell’impianto:
Q = m × c p × DT
mtot =
Qtot
25kW
-1
=
=
0.398kg
×
s
c p × DT 4.19 kJ × kg-1 × K -1 ×15K
Qsec
2.2 kW
-1
msec =
=
=
0.035kg
×
s
c p × DT 4.19 kJ × kg-1 × K -1 ×15K
m prim = mtot - msec = 0.398kg × s-1 - 0.035kg × s-1 = 0.363kg × s-1
Dimensionamento impianto a un tubo
Passiamo quindi al calcolo delle ξ:
x prim = xcon = 0 + 3+ 0.5 = 3.5
xsec = x con + x dis =
Dxsec
× l + x con
L
xsec = 3× (1+ 0.5+ 0.5+1) + (1+ 0.5+1.25+ 20 +1.25+ 0.5+1.5) = 35
ö æ d2
ö
mtot æ Stot
x
x
sec ÷ ç
tot
sec ÷
= çç1+
×
=
1+
×
2
msec è Ssec x prim ÷ø çè dsec x prim ÷ø
-1 æ
ö
æ
ö
mtot
x
2
2
sec ÷
dsec = ç
-1÷ × çç dtot ×
x prim ÷ø
è msec ø è
Dimensionamento impianto a un tubo
-1 æ
ö
æ
ö
mtot
x
2
2
sec ÷
dsec = ç
-1÷ × çç dtot ×
x prim ÷ø
è msec ø è
-1
-1
æ
æ
ö
0.398kg × s
35 ö
2
2
2
dsec = ç
-1
×
21.25mm
×
=
137.7m
ç
÷
÷
(
)
-1
3.5 ø
0.035kg
×
s
è
ø è
dsec = 137.7m 2 =11.73mm
Per il ricongiungimento è possibile scrivere che:
mtot × c p ×T3 = msec × c p ×T2 + m prim × c p ×T1
Dimensionamento impianto a un tubo
mtot × c p ×T3 = msec × c p ×T2 + m prim × c p ×T1
T3 =
msec × c p ×T2 + m prim × c p ×T1
mtot × c p
=
msec ×T2 + m prim ×T1
mtot
0.035kg × s -1 × 75°C + 0.363kg × s-1 × 90°C
T3 =
= 88.68°C
-1
0.398kg × s