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PORTALE DELLA DIDATTICA

Progettazione di impianti termotecnici

01TWHND

A.A. 2020/21

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica E Nucleare - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 45
Esercitazioni in aula 35
Tutoraggio 20
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Masoero Marco Carlo Professore Ordinario ING-IND/10 42 4 0 0 2
Collaboratori
Espandi
Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/10 8 B - Caratterizzanti Ingegneria energetica e nucleare
Date d'appello
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami
2020/21
Insegnamento dell’orientamento "Progettazione e gestione degli impianti energetici", che si propone di fornire i principi e le tecniche necessari per sviluppare il progetto degli impianti di climatizzazione a servizio di edifici a destinazione d’uso residenziale, terziaria e industriale e dei relativi componenti. L’insegnamento ha taglio fortemente applicativo e prevede un’esercitazione progettuale avente come oggetto l’impianto di climatizzazione di un edificio del terziario.
The course, which is part of the "Design and Management of Energy Plants" curriculum, aims at providing the principles and techniques required to develop the design of a Heating, Ventilating, and Air Conditioning (HVAC) system serving a residential, tertiary or industrial building, and of its components. The course is oriented towards practical applications and includes a design exercise concerning the HVAC system of a tertiary building.
Al termine del semestre gli studenti avranno acquisito le conoscenze e le abilità necessarie per: - conoscere i dati di progetto degli impianti di climatizzazione, i metodi di calcolo dei carichi termici (con i riferimenti normativi applicabili), le caratteristiche costruttive e prestazionali dei principali componenti e sistemi impiantistici utilizzati nella climatizzazione, i principi della sicurezza, affidabilità, efficienza energetica e impatto ambientale sottesi alla gestione degli impianti; - identificare le tipologie d’impianto idonee per le varie applicazioni e definirne le logiche di funzionamento e regolazione; - dimensionare o scegliere a catalogo i principali componenti e sottosistemi dell’impianto; - documentare il progetto attraverso relazioni di calcolo ed elaborati grafici (piante, sezioni, schemi funzionali, ecc.).
At the end of the semester , students will acquire the following expertise: - Knowledge of the design data of the system, of the methods for the calculation of thermal loads (with reference to applicable technical standards), of the constructive and performance characteristics of the equipment and systems used for HVAC, of the principles of safety, reliability, energy efficiency and environmental impact in the operation of HVAC systems; - Ability to identify the system typologies suitable for a given application and to define the system operation and control logic. - Ability to size, or select from catalogs, the main components, and subsystems of the plant; - Ability to present the design results with technical reports and drawings (plans, sections, block diagrams, etc.).
L’allievo deve conoscere i fondamenti di Termodinamica, Trasmissione del Calore e Meccanica dei Fluidi, trattati nei corsi di Laurea Triennale in ingegneria industriale (Ingegneria Energetica, Meccanica, Elettrica, ecc.).
The student should know the fundamentals of Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Mechanics taught in courses offered in Bachelor’s programs in the Industrial Engineering area (e.g. Energy, Mechanical, Electrical Engineering).
A) LEZIONI (tot. 39 h) - Struttura degli impianti di climatizzazione. Figure coinvolte nel progetto, realizzazione e gestione degli impianti. Dati di progetto e richiami sul calcolo del carico termico (3 h) - Tipologie di impianti di climatizzazione: caratteristiche costruttive e funzionali, campi di applicazione, criteri di dimensionamento. Unità per il trattamento termoigromatrico e la filtrazione dell'aria, ricuperatori di calore (9 h) - Distribuzione dell'aria in ambiente e reti aerauliche. Criteri di progetto, dimensionamento e bilanciamento. Caratteristiche costruttive e funzionali. Scelta del ventilatore. Criteri di regolazione (6 h) - Impianti ad acqua. Caratteristiche e dimensionamento dei terminali. Reti di distribuzione dell'acqua calda e refrigerata. Criteri di progetto, dimensionamento e bilanciamento. Caratteristiche costruttive e funzionali. Scelta della pompa. Criteri di regolazione. Aspetti di sicurezza per gli apparecchi in pressione e per il rischio di incendio (6 h) - Generatori di calore a combustione. Refrigeratori d'acqua e pompe di calore. Sistemi a fonti rinnovabili. Schemi funzionali di impianto (6 h) - Regolazione e supervisione degli impianti. Monitoraggio delle prestazioni energetiche (9 h) B) SEMINARI E VISITE DI ISTRUZIONE (tot. 12 h) - Sono previsti seminari di approfondimento con l'intervento di professionisti di settore e visite a realizzazioni impiantistiche significative C) ESERCITAZIONI DI CALCOLO (tot. 15 h) - Trattamento termoigrometrico dell'aria e dimensionamento UTA (6 h) - Progetto e dimensionamento terminali e reti distribuzione aria (3 h) - Progetto e dimensionamento terminali e reti distribuzione acqua (3 h) - Scelta e analisi sistemi di produzione dell'acqua calda e refrigerata (3 h) D) ESERCITAZIONI DI PROGETTO (tot. 15 h) - Presentazione dell'esercitazione di progetto alla settimana n. 1 (3 h) - Verifica avanzamento del progetto alla settimana n. 6 (3 h) - Verifica avanzamento del progetto alla settimana n. 10 (3 h) - Verifica avanzamento del progetto alla settimana n. 13 (3 h) - Verifica finale del progetto alla settimana n. 14 (3 h) E) TUTORAGGIO (tot. 27 H) - Assistenza alla redazione degli elaborati grafici di progetto (12 h) - Assistenza alla verifica del progetto (15 h)
A) LECTURES (tot. 39 h) - Structure of HVAC systems. Subjects involved in the design, construction, and commissioning of the systems. Design data, heating/cooling load calculations (3 h) - HVAC system typologies. Constructive and performance characteristics, typical applications, design criteria. Air handling units and air filtration, heat recuperators (9 h) - Air diffusion in conditioned spaces, air distribution ductwork. Design criteria, sizing, testing, and balancing. Constructive and functional characteristics. Fan selection. (6 h) - Water systems. Characteristics and sizing of the terminals. Hot and chilled water pipework. Design criteria, sizing, testing, and balancing. Constructive and functional characteristics. Pump selection and control criteria. Safety criteria for pressurized vessels and fire risk prevention (6 h) - Combustion heat generators. Water chillers and heat pumps. Renewable energy systems. Block diagrams (piping & instrumentation diagrams) of systems (6 h) - Control and management of systems. Energy performance monitoring (9 h) B) SEMINARS AND INSTRUCTION VISITS (tot. 12 h) - Seminars with designers and instruction visits to relevant systems are offered in the course. C) CALCULATION PRACTICE SESSIONS (tot. 15 h) - Psychrometric processes of moist air and AHU sizing (6 h) - Design and sizing of air system terminals and ductwork (3 h) - Design and sizing of water system terminals and pipework (3 h) - Choice and analysis of hot and chilled water production units (3 h) D) DESIGN PRACTICE SESSIONS (tot. 15 h) - Presentation of the design assignment at week n. 1 (3 h) - Progress check of the design assignment at week n. 6 (3 h) - Progress check of the design assignment at week n. 10 (3 h) - Progress check of the design assignment at week n. 13 (3 h) - Final check of the design assignment at week n. 14 (3 h) E) TUTORING (tot. 27 h) - Support for the graphical aspects of the design assignment (12 h) - Support for the checking of the design assignment (15 h)
Come dettagliato nella sezione "Programma", l'insegnamento prevede 39 h di lezioni frontali sulla parte di teoria, 15 h di esercitazioni di calcolo, in cui sono illustrati gli aspetti quantitativi della progettazione impiantistica, e 15 h di esercitazioni finalizzate alla presentazione e verifica dell'avanzamento del progetto. Sono inoltre previsti seminari di approfondimento con l'intervento di professionisti di settore e visite di istruzione a impianti civili o industriali che rappresentino lo stato dell’arte dal punto di vista della tipologia e delle soluzioni tecniche adottate, per un totale di 12 h. Gli studenti sviluppano, generalmente in gruppi di 2-3, un’esercitazione progettuale che ha come oggetto gli impianti di climatizzazione di un edificio del terziario. L’esercitazione prevede l’individuazione dei dati progettuali, la scelta della tipologia di impianto, il dimensionamento delle reti di distribuzione dei fluidi, la scelta dei principali componenti d’impianto e lo sviluppo dello schema funzionale. L’elaborato finale contiene la relazione di calcolo e la rappresentazione grafica dell’impianto (piante e sezioni in scala, schema funzionale).
As detailed in the "Course topics" section, the subject includes 39 hrs of theory lectures, 15 hrs of practical sessions on the quantitative aspects of HVAC system design, and 15 hrs of practical sessions aimed at verifying the progress of the design assignment. Seminars with designers and instruction visits to systems that represent the state of the art from the point of view of typologies and technical solutions are also organized, for a total of 12 hrs. Students are asked to develop, in groups of 2-3, a practical design assignment concerning the HVAC system of a tertiary building. The design assignment includes the definition of the design data, the selection of system typology, the sizing of the fluid distribution networks, the selection of the main system equipment, and the development of the block diagram / functional scheme of the system. The final product of the assignment includes the calculation report and the graphical representation of the system (plans and sections in a suitable scale, and block diagram of the system).
Il materiale didattico (dispense, presentazioni, leggi, normative, articoli, documentazione tecnica, materiale per l’esercitazione di progetto) è messa a disposizione attraverso il portale. Bibliografia di riferimento Libri: C. Pizzetti. “Condizionamento dell’aria e Refrigerazione. Teoria e calcolo degli impianti”. Ed. CEA. G. Alfano, M. Filippi, E. Sacchi. “Impianti di climatizzazione per l’edilizia. Dal Progetto al Collaudo”. Ed. CEA. N. Rossi “Manuale del Termotecnico”. Ed. Hoepli. L. Stefanutti (a cura di) “Manuale degli impianti di climatizzazione” (2 volumi). Ed. Tecniche Nuove. L. Stefanutti, “Impianti di climatizzazione”. Ed. Tecniche Nuove. L. de Santoli, F. Mancini "Progettazione degli impianti di climatizzazione". Maggioli Editore. ASHRAE “Principles of Heating, Ventilating, and Air Conditioning” “ASHRAE Handbook” (4 volumes). Periodici: AICARR Journal (organo ufficiale dell’AICARR) La Termotecnica, (organo ufficiale dell’ATI) RCI, Ed. Tecniche Nuove ASHRAE Journal (organo ufficiale dell’ASHRAE)
Teaching material (lecture notes, presentations, articles of law, standards, technical documentation, material for the design exercise) is made available through the Portal. A bibliography is provided for further individual study. Reference bibliography Books: C. Pizzetti. “Condizionamento dell’aria e Refrigerazione. Teoria e calcolo degli impianti”. Ed. CEA. G. Alfano, M. Filippi, E. Sacchi. “Impianti di climatizzazione per l’edilizia. Dal Progetto al Collaudo”. Ed. CEA. N. Rossi “Manuale del Termotecnico”. Ed. Hoepli. L. Stefanutti (a cura di) “Manuale degli impianti di climatizzazione” (2 volumi). Ed. Tecniche Nuove. L. Stefanutti, “Impianti di climatizzazione”. Ed. Tecniche Nuove. L. de Santoli, F. Mancini "Progettazione degli impianti di climatizzazione". Maggioli Editore. ASHRAE “Principles of Heating, Ventilating, and Air Conditioning” “ASHRAE Handbook” (4 volumes). Periodicals: AICARR Journal La Termotecnica RCI, Ed. Tecniche Nuove ASHRAE Journal
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti; Elaborato progettuale in gruppo;
L’esame finale consiste in una prova scritta, della durata di 2 h e con libera consultazione del materiale, in cui è richiesta la soluzione di un esercizio numerico e lo sviluppo del commento a uno schema impiantistico, e in una presentazione orale di gruppo sull’esercitazione progettuale. La prova scritta sarà svolta su carta con videosorveglianza dei docenti tramite Virtual Classroom del Portale della Didattica. Per l'esercitazione di progetto, sarà chiesto agli studenti di inviare alla commissione gli elaborati per la valutazione, a cui farà seguito un colloquio orale di approfondimento tramite Virtual classroom del Portale della Didattica. Il voto finale deriva dalla seguente media pesata: - risoluzione dell'esercizio nel compito scritto: 20% - commento allo schema funzionale nel compito scritto: 30% - progetto di gruppo: 50% La valutazione del compito scritto terrà conto di: completezza, correttezza e organicità dello sviluppo dell'esercizio e del commento allo schema, correttezza della terminologia utilizzata. La valutazione del progetto terrà conto di: completezza, correttezza e organicità del progetto; originalità della soluzione impiantistica proposta; qualità editoriale della relazione; qualità degli elaborati grafici.
Exam: Compulsory oral exam; Paper-based written test with video surveillance of the teaching staff; Group project;
The final exam consists of a 2 hour open-book written test, in which it is required to solve a numerical exercise and to develop the discussion of the block diagram of a system, and an oral discussion on the design assignment. The remote written test will be developed on paper with video proctoring using the Virtual Classroom of the Portal. For the design assignment, students will first send to the instructors the final report and drawings; after an initial evaluation by the instructors, a call to discuss the material will be organized using the Virtual Classroom of the Portal. The final grade derives from the following weighted mean: - exercise in the written exam: 20% - comment to the block diagram in the written test: 30% - design exercise: 50% The evaluation of the written exam will take into account: completeness, correctness, and structure of the exercise and comment to the block diagram, as well as the correctness of the terminology. The evaluation of the project will take into account: completeness, correctness, and structure of the project; originality of the proposed design solution: editorial quality of the report; graphical quality of the drawings.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti; Elaborato progettuale in gruppo;
L’esame finale consiste in una prova scritta, della durata di 2 h e con libera consultazione del materiale, in cui è richiesta la soluzione di un esercizio numerico e lo sviluppo del commento a uno schema impiantistico, e in una presentazione orale di gruppo sull’esercitazione progettuale. La prova scritta in remoto sarà svolta su carta con videosorveglianza dei docenti tramite Virtual Classroom del Portale della Didattica. Per l'esercitazione di progetto, sarà chiesto agli studenti di inviare alla commissione gli elaborati per la valutazione, a cui farà seguito un colloquio orale di approfondimento tramite Virtual classroom del Portale della Didattica. Nel caso di esami in presenza, i progetti saranno esaminati direttamente durante il colloquio orale. Il voto finale deriva dalla seguente media pesata: - risoluzione dell'esercizio nel compito scritto: 20% - commento allo schema funzionale nel compito scritto: 30% - progetto di gruppo: 50% La valutazione del compito scritto terrà conto di: completezza, correttezza e organicità dello sviluppo dell'esercizio e del commento allo schema, correttezza della terminologia utilizzata. La valutazione del progetto terrà conto di: completezza, correttezza e organicità del progetto; originalità della soluzione impiantistica proposta; qualità editoriale della relazione; qualità degli elaborati grafici.
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Paper-based written test with video surveillance of the teaching staff; Group project;
The final exam consists of a 2 hour open-book written test, in which it is required to solve a numerical exercise and to develop the discussion of the block diagram of a system, and an oral discussion on the design assignment. The remote written test will be developed on paper with video proctoring using the Virtual Classroom of the Portal. For the design assignment, students will first send to the instructors the final report and drawings; after an initial evaluation by the instructors, a call to discuss the material will be organized using the Virtual Classroom of the Portal. IN case of exams in presence, the project will be directly evaluated during the oral exam. The final grade derives from the following weighted mean: - exercise in the written exam: 20% - comment to the block diagram in the written test: 30% - design exercise: 50% The evaluation of the written exam will take into account: completeness, correctness, and structure of the exercise and comment to the block diagram, as well as the correctness of the terminology. The evaluation of the project will take into account: completeness, correctness, and structure of the project; originality of the proposed design solution: editorial quality of the report; graphical quality of the drawings.
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