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Tuning dei Dispositivi di Regolazione negli Impianti di Climatizzazione attraverso Simulazioni Dinamiche Adattate all'Utenza
No full textI sistemi per la regolazione degli impianti termotecnici comprendono tutti i dispositivi in grado di modulare l'erogazione di energia da parte del sistema impiantistico (sottosistemi di produzione, distribuzione ed emissione, che sono dimensionati per il carico massimo) in base all'effettiva domanda dell'utenza o alla temperatura ambiente nei singoli locali o zone termiche, al fine di un uso razionale ed efficiente dell’energia. Un sistema di regolazione che non risponda accuratamente e velocemente alla richiesta di energia dell'ambiente genera oscillazioni di temperatura al suo interno, che causano incrementi nella spesa energetica e che possono portare a pratiche scorrette di gestione da parte dell'utenza (come l'apertura di finestre per aumentare le dispersioni in ambienti troppo caldi/freddi in inverno/estate). I più critici da questo punto di vista sono i sistemi involucro-impianto ad elevata inerzia (pareti spesse, isolamento “a cappotto”, impianti idronici ad alto contenuto d'acqua, pannelli radianti affogati nelle strutture edilizie), gli impianti centralizzati che servono zone eterogenee (destinazioni d'uso, esposizioni e piani diversi) e gli edifici in cui i carichi termici possono variare in maniera rapida e imprevedibile (edifici con ampie superfici vetrate, edifici aperti al pubblico come ristoranti, negozi, centri commerciali). In tutti questi casi è ancor più necessario individuare le leggi di massima efficienza per la regolazione degli impianti, nell'ottica di ottenere risparmi energetici e alti livelli di comfort nell'ambiente abitato.
Prendiamo come esempio la cosiddetta "regolazione climatica" su un impianto di riscaldamento idronico. Tramite una centralina di regolazione con sensore di temperatura esterna, si può variare la temperatura di mandata dell'acqua (tramite una valvola a tre vie miscelatrice motorizzata o direttamente sul bruciatore della caldaia), in funzione di un'apposita curva climatica. Questa curva, preimpostata su valori tipici dal costruttore del sistema di regolazione, ha bisogno di essere adattata all'edificio, al contesto (geografico, climatico, urbano) in cui è inserito e all'utenza reale. L'ottimizzazione di una simile legge di regolazione può essere efficacemente eseguita tramite simulazioni dinamiche basate su un modello del sistema edificio-impianto e condotte su un anno meteorologico standard. Lo stesso strumento di simulazione può essere utilizzato per confrontare diverse strategie di regolazione
A Novel Correlation for Azimuthal and Longitudinal Distributions of Heat Transfer Coefficients in Developing Horizontal Pipe Flow Under Transitional Mixed Convection
No full textDeveloping flow of FC-72 in a uniformly heated horizontal cylindrical pipe was studied in the regime of transitional mixed convection. Heat transfer coefficients were measured at six cross sections along the heated length, with 60 azimuthal positions being monitored at each section. Tests were conducted at six different flow rates and three imposed heat fluxes. A significantly different thermo-fluid-dynamic behaviour was observed between top and bottom of the pipe. A single Nusselt number correlation was proposed for the entire heat transfer surface, best fitting the 5760 experimental points with only seven parameters. The conceptual evolution to the final expression of the correlation is shown. The average deviation from the measurements is 3%, with a maximum deviation of 17.5%. The consistency shown by the proposed correlation suggests it can be used to increase the design accuracy of heat exchangers and heat sinks that work in the explored range of dimensionless parameters
Green Job: le Nuove Professioni
No full textI green job sono tutti i generi di lavoro che promuovono lo sviluppo sostenibile (riduzione del consumo di risorse ed energia), proteggono l’ecosistema e la biodiversità e minimizzano la produzione di rifiuti e d’inquinamento [definizione ILO (International Labour Organization), 2008]. La cosiddetta green economy e le nuove tecnologie "verdi" stanno modificando il mercato del lavoro attraverso i seguenti meccanismi:
- crescita della domanda delle professioni esistenti;
- aggiornamento delle competenze professionali;
- creazione di professioni "verdi" nuove ed emergenti.
I settori della green economy individuati a livello internazionale come di maggiore impatto dal punto di vista della crescita occupazionale sono [fonte: O*NET (Occupational Information Network), 2009]:
- edifici "verdi" ed efficienza energetica;
- commercio energetico e mercato delle emissioni,
- cattura e stoccaggio della CO2;
- servizi di ricerca, progettazione e consulenza energetica;
- industria manifatturiera (produzione di tecnologie, materiali e impianti "verdi");
- riciclo e riduzione dei rifiuti;
- recupero e protezione ambientale;
- enti pubblici e privati con missione ambientale;
- agricoltura (biomasse).
I traguardi energetici e ambientali indicati dalla nuova strategia Europa 2020 [Direttiva 2009/28/CE] offrono notevoli opportunità di espansione per il nostro continente nei settori delle fonti energetiche rinnovabili (FER) e dell'efficienza energetica (miglioramento delle prestazioni energetiche degli edifici e delle apparecchiature per uso civile ed industriale, mobilità sostenibile).
In Italia, limitando l'analisi alle attività nelle FER, i lavoratori occupati al 2005 erano 113 mila [fonte: Rapporto EmployRES, Commissione Europea, 2009], concentrati soprattutto nei settori della produzione di energia idroelettrica (31.5%), nel compostaggio dei rifiuti e produzione di biogas (23.7%) e nelle biomasse (23.7%). Al 2020, le stime dei principali osservatori nazionali ed internazionali prevedono uno sviluppo dell'occupazione in Italia che va da un minimo di 150 mila unità a un massimo di 250 mila, trainato principalmente da eolico, fotovoltaico e biomasse [fonte: Centro Studi Consiglio Nazionale degli Ingegneri, 2011]. Tali attività lavorative vengono suddivise in due classi di qualità: skilled (professionisti, manager, tecnici specializzati) e unskilled (impiegati, operai). Si prevede al 2020 una percentuale del 18-20% di lavoratori skilled rispetto al totale, inferiore alla media europea (a 15 Stati Membri) del 27-29% [fonte: Rapporto MITRE, Commissione Europea, 2003]. Migliore è la situazione in altri settori della green economy come l’efficienza e il risparmio energetico, le reti elettriche intelligenti (smart grid) e i trasporti sostenibili, nei quali la presenza del sistema di ricerca e di produzione italiano riguarda tutte le fasi del processo.
La sfida dell'Italia nell'ambito dei green job non si limita dunque all'incremento delle unità lavorative, ma anche alla penetrazione ai livelli più alti della catena del valore della filiera produttiva e distributiva. È strategico intervenire, oltre che nelle fasi di commercializzazione, conduzione delle procedure amministrative, installazione, gestione e manutenzione, anche in quelle di ricerca e sviluppo, formazione, progettazione e produzione, anche in virtù della maggiore incidenza delle spese fisse d'impianto sul costo totale dell'energia prodotta nel caso delle FER rispetto ai combustibili fossili. In ultima analisi, gli scenari occupazionali sono strettamente collegati alle proiezioni di produzione di energia da FER e di attuazione d'interventi di efficienza energetica, anche attraverso politiche a livello nazionale e territoriale d'incentivazione, formazione professionale e informazione sui benefici economici e ambientali conseguibili
Single-Phase Thermo-Fluid Dynamics under Electric Fields: Phenomenology and Technological Potential
No full textAn electric field acts upon a dielectric medium by means of three different body forces, capable of dramatically influencing its dynamics. In a single-phase fluid, under d.c. fields, the Coulomb force, which needs free charge, outclasses the other forces of electric nature. The physico-chemical origin of this charge, of ionic kind, and its interaction with the surrounding neutral molecules have been analyzed for the ion injection phenomenon, initially from a theoretical standpoint. Then, experiments intending to determine the effectiveness of the electrohydrodynamic process in terms of heat transfer enhancement have been conducted under five major convective regimes: (i) free advection on an upward and (ii) a downward heated plate, (iii) forced convection in a square channel, heated from one side, and (iv) mixed convection in a uniformly heated annular duct, with vertical ascending and (v) with horizontal flow. The high-voltage electrodes, tested at both polarities, are points made of several materials, manufactured by means of different techniques. Comparisons among fluids of technological relevance have been carried out, obtaining in all cases remarkable augmentation of convective heat transfer, with a negligible energy input. An important thermo-fluid dynamical analogy between electrically-induced jets and classical submerged jets, impinging on the heat transfer surface, has been highlighted. An optimal combination of working fluid and electrode configuration for an internal flow has been selected. Among the numerous applications of the electrohydrodynamic techniques, one has been chosen: a heat sink for thermal control of space components. A design solution for a cold plate has been proposed, giving a much higher performance of what is presently available for the industry and respecting the requirements for accommodation on the International Space Station
Ion Injection as an Effective Technique of Heat Transfer Enhancement in Space
No full textThe heat transfer enhancement technique of ion injection is studied in point-plane geometry. A downward-facing plate is uniformly heated in a pool, filled by the dielectric liquid HFE-7100. The application of a high voltage between the high-curvature electrode and the plate induces a strong jetlike motion, impinging on the heat transfer surface, for which the temperature field is mapped by thermochromic liquid crystals. Heat transfer coefficients are enhanced up to 1800%, with a negligible power input. At heat-flux values typically generated by electronic components, the heat exchange phenomenon is almost entirely controlled by the electrical forces acting within the fluid, whereas buoyancy plays only a minor role, making the technique very attractive for use in a free-falling object
Calibrazione di Due Tecniche Ottiche Basate sul Trattamento del Colore in Condizioni di Non Uniformità Intrinseca
No full textColor can be expressed as a weighted combination of three attributes: hue, intensity, and saturation. Non-coherent light reflected by thermosensitive liquid crystals holds a variable hue, moving in a generally narrow temperature interval and also depending on its inclination with respect to the plane of the crystals and on the characteristics of the impinging light. In the experimental practice, uniform lighting over an extensive area and its entire view under the same angle are unfeasible. Thus, the acquired hue field is non-uniform even if the liquid crystal sheet is isothermal. However, by means of proper filtering and calibration of the color attribute, this optical technique, besides being non-intrusive and inexpensive, is capable of mapping the temperature with accuracy better than 5% of its measuring-range amplitude. A similar method can be applied for measuring the thickness of a thin liquid film. In this case, the color attribute to be processed is its intensity. In fact, the light transmitted through a dyed liquid decreases with an increasing thickness of the layer. Again, a perfectly uniform light source is unattainable and the recorded intensity field is non-homogeneous even if the liquid free surface is flat. Nevertheless, the film thickness can be determined by this color-processing procedure with accuracy better than 8% of the measuring-range amplitude, which is dictated by the utilized dyestuff concentration. Further thermo-fluid dynamic measurements performed over extensive areas could be handled with analogous methodologies: particularly, surface temperature by emitted infrared waves and void fraction in ducts by light absorption
SEAS (Simplified Energy Auditing Software), un open tool per la diagnosi energetica degli edifici
No full textDai metodi di analisi dei dati, ai risultati e alla definizione degli interventi di riqualificazione energetica
No full textIl sistema edificio: clima, utenza, involucro, impianti. I flussi energetici in un edificio. La procedura e il diagramma di flusso di una diagnosi energetica. I fattori di aggiustamento. Gli indici di prestazione energetica operativi. Il monitoraggio degli usi energetici. L'analisi dei risultati. L'individuazione delle azioni di efficientamento energetico. L'analisi economica degli interventi
Presentazione di SEAS – Inserimento Dati nel Sistema e Relativa Elaborazione
No full textSEAS è il primo software nazionale, con interfaccia grafica, per le diagnosi energetiche degli edifici nato dalla collaborazione tra ENEA e Dipartimento DESTEC dell’Università di Pisa nell’ambito delle attività dell’Accordo di Programma tra Ministero dello Sviluppo Economico (MiSE) ed ENEA per la Ricerca di Sistema Elettrico Nazionale.
Le caratteristiche di SEAS lo rendono uno strumento idoneo a rispondere alle richieste provenienti dalle Direttive UE e ad una domanda di mercato per l’efficienza energetica in continua crescita, in modo particolare per il segmento dell’efficienza energetica nella PA.
Il software è stato reso disponibile gratuitamente a tutti gli operatori, pubblici e privati, che operano nel settore
SEAS 3.0, il Primo Software Italiano Gratuito per la Diagnosi Energetica negli Edifici ad Uso Residenziale e Terziario
No full textLa diagnosi energetica negli edifici e gli strumenti informatici di supporto. Esempi pratici di applicazione di SEAS 3.0
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