Insegnamento dell’orientamento “Progettazione di impianti”, che analizza le applicazioni di interesse industriale in campo termotecnico con particolare attenzione alla refrigerazione industriale. Si propone anche di fornire le conoscenze e le abilità per impostare il progetto di impianti termotecnici, utilizzando impianti reali quali esempi applicativi e invitando professionisti del settore a tenere seminari.

Conoscere le caratteristiche dei principali impianti termotecnici, capacità di individuare i dati di progetto dei diversi impianti e conoscenza di alcune delle tecniche utilizzate per il calcolo (con i riferimenti normativi applicabili). Identificare le tipologie d’impianto idonee per l’applicazione in esame. Definire le logiche di funzionamento e regolazione dell’impianto. Dimensionare (ed eventualmente scegliere a catalogo) i principali componenti e sottosistemi dell’impianto. Documentare il progetto attraverso una relazione di calcolo ed elaborati grafici (piante, sezioni, schemi funzionali, ecc.). Conoscere gli aspetti di sicurezza, affidabilità, efficienza energetica e impatto ambientale sottesi alla gestione dell’impianto. Conoscere le proprietà dei fluidi refrigeranti utilizzati nelle varie tipologie di impianti frigorigeni e le caratteristiche costruttive e prestazionali di questi ultimi.

L’allievo deve conoscere le nozioni di Termodinamica, Trasmissione del Calore e Meccanica dei Fluidi, oggetto dei corsi base della Laurea Triennale in Ingegneria Meccanica o Energetica.

IMPIANTI TERMOTECNICI • Struttura degli impianti termotecnici in termini di generazione, distribuzione e utilizzatori finali; panoramica e caratteristiche degli impianti. Figure coinvolte nel progetto, realizzazione e gestione degli impianti. • Il calcolo delle reti di distribuzione negli impianti . • Gli impianti di teleriscaldamento; gli impianti di ventilazione e gli impianti di climatizzazione. • Scambiatori di calore, Centrali termiche e frigorigene. • Affidabilità, sicurezza, efficienza energetica, impatto ambientale degli impianti termotecnici. REFRIGERAZIONE INDUSTRIALE • Strumenti termodinamici per lo studio e l’analisi dei processi nel campo della refrigerazione. • Cicli inversi a compressione di vapore. Cicli a doppia compressione di vapore. Cicli in cascata. • Fluidi frigorigeni. Fluidi puri, miscele azeotropiche, miscele zeotropiche. Compatibilità ambientale dei fluidi frigorigeni. • Dispositivi di un impianto frigorifero. Dispositivi per la laminazione del vapore, compressori, condensatori, evaporatori, sistemi di accumulo. • Le macchine frigorifere ad assorbimento. Cicli a acqua – ammoniaca (NH3-H2O) e acqua – bromuro di litio (H2O-LiBr): rappresentazione nei diagrammi termodinamici. Analisi dei cicli NH3-H2O mediante i diagrammi entalpia - concentrazione ed entropia – concentrazione. I cicli criogenici e le applicazioni in ambito industriale ed energetico. • Dimensionamento di un impianto di refrigerazione e integrazione in un impianto industriale.

Saranno disponibili sul portale dell'insegnamento le registrazioni delle lezioni ed esercitazioni relative all'anno accademico precedente.

L’insegnamento è organizzato in due moduli, integrati e complementari in termini di contenuti, ma operativamente indipendenti fra di loro, denominati, rispettivamente: IMPIANTI TERMOTECNICI (IT) e REFRIGERAZIONE INDUSTRIALE (RI). IMPIANTI TERMOTECNICI – Modulo di 60 ore suddiviso in lezioni (30 ore) ed esercitazioni (30 ore). L’esercitazione pratica sulla parte relativa agli Impianti Termotecnici deve essere svolta in forma individuale ed è focalizzata allo sviluppo del progetto dell’impianto come proposto e illustrato durante l’esercitazione. L’elaborato sarà oggetto di esame. REFRIGERAZIONE INDUSTRIALE – Questo modulo (40 ore) è suddiviso in lezioni (20 ore) ed esercitazioni (20 ore) che contribuiranno alla completa comprensione degli argomenti del corso. Una parte delle esercitazioni verrà organizzata per affrontare il dimensionamento di un impianto di refrigerazione e integrazione nel progetto dell’impianto termotecnico (Modulo IT). Altre esercitazioni riguarderanno le applicazioni industriali ed energetiche della refrigerazione come ad esempio il dimensionamento di un impianto per la liquefazione di combustibili sostenibili (es., biometano, idrogeno, ammoniaca) o il raffreddamento di un dispenser per l’erogazione di idrogeno in una stazione di rifornimento.

Si forniranno indicazioni bibliografiche di riferimento per eventuali approfondimenti durante le lezioni, le esercitazioni e su richiesta degli studenti. Il materiale didattico (presentazioni, leggi, normative, articoli, documentazione tecnica, materiale per l’esercitazione di progetto) sarà reso disponibile attraverso il portale.

Slides; Esercizi;

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale individuale;

Exam: Compulsory oral exam; Individual project;

... Coerentemente con l'organizzazione dell'insegnamento, l’esame è suddiviso in due moduli indipendenti fra di loro, denominati, rispettivamente: IMPIANTI TERMOTECNICI e REFRIGERAZIONE INDUSTRIALE. Le prove relative alle due sezioni si potranno quindi svolgere in giorni diversi. Ogni studente sceglierà liberamente quale delle due prove sostenere prima e quale dopo. PARTE DI IMPIANTI TERMOTECNICI. La valutazione consiste nella presentazione orale del progetto individuale svolto. La relazione tecnica e gli elaborati grafici relativi al progetto svolto dovranno essere consegnati all’esame. Dovrà inoltre essere realizzata una presentazione sintetica del progetto, in formato ppt o pdf, con l'obiettivo di illustrare e giustificare le caratteristiche peculiari delle soluzioni impiantistiche adottate, da presentare in occasione dell’esame orale. Per il voto di questa parte saranno valutati il progetto, la presentazione orale e la redazione grafica. PARTE DI REFRIGERAZIONE INDUSTRIALE. La prova d’esame di questo modulo consiste in un colloquio orale nel quale saranno accertate le conoscenze relative a tutti gli argomenti del modulo. Durante il colloquio si approfondiranno temi di natura progettuale mediante la discussione di un progetto individuale su impianti di refrigerazione scelti tra quelli proposti durante l’esercitazione. Infine, verranno discusse le applicazioni degli impianti di refrigerazione nell’ambito del progetto individuale di impianti termotecnici. Il voto finale (che sarà assegnato a ciascuno studente quando avrà ottenuto una valutazione positiva in ciascuna delle due prove) si calcolerà in base alla media ottenuta attribuendo peso 0.6 al modulo Impianti termotecnici e 0.4 al modulo Refrigerazione Industriale. Tutte le valutazioni saranno comunicate individualmente agli interessati.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.