Insegnamento dell’orientamento "Progettazione di impianti", che analizza le applicazioni di interesse industriale in campo termotecnico (in particolare componenti e impianti per la climatizzazione e la refrigerazione). Si propone anche di fornire le conoscenze e le abilità per impostare il progetto di impianti termotecnici, utilizzando in particolare quale esempio applicativo l’impianto di climatizzazione di un edificio industriale a destinazione mista produttiva e uffici.

Conoscere i dati di progetto dell’impianto e le tecniche per il calcolo dei carichi termici (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.

– Struttura degli impianti termotecnici. Figure coinvolte nel progetto, realizzazione e gestione degli impianti.
– Dati di Progetto. Calcolo del carico termico in condizioni invernali ed estive.
– Tipologie di impianti di climatizzazione: caratteristiche costruttive e funzionali, criteri di dimensionamento.
– Distribuzione dell’aria.
– Distribuzione dell’acqua.
– Centrali termiche e frigorigene.
– Affidabilità, sicurezza, efficienza energetica, impatto ambientale degli impianti termotecnici.
- 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 in diagramma p-1/T. Analisi dei cicli NH3-H2O mediante i diagrammi entalpia – concentrazione ed entropia – concentrazione.
– La catena del freddo nella conservazione delle derrate alimentari e gli impianti per la refrigerazione commerciale.

L’esercitazione pratica sulla parte relativa agli Impianti Termotecnici, che deve essere svolta in gruppi di 2-3 studenti, riguarda lo sviluppo del progetto dell’impianto di climatizzazione per un edificio industriale a destinazione produttiva e uffici. L’elaborato sarà oggetto di esame.
Per la parte di Refrigerazione Industriale è richiesto lo sviluppo, in forma individuale, di tre esercitazioni di calcolo articolate sui cicli termodinamici trattati nel corso. Le esercitazioni sono obbligatorie e costituiscono oggetto di esame.

Il materiale didattico (dispense, presentazioni, leggi, normative, articoli, documentazione tecnica, materiale per l’esercitazione di progetto) è messa a disposizione attraverso il portale e il Centro Stampa. E’ inoltre fornita una bibliografia di riferimento per gli approfondimenti.

L’esame è orale. Si divide in due moduli indipendenti fra di loro, denominati, rispettivamente, Impianti Termotecnici e Refrigerazione Industriale.

Prima parte: Impianti Termotecnici. Ogni gruppo presenta il progetto dell’impianto di climatizzazione oggetto dell’esercitazione pratica (palazzina uffici e capannone industriale). Alla presentazione, della durata di circa 30 minuti, devono obbligatoriamente partecipare tutti gli studenti che costituiscono il gruppo di lavoro. Gli studenti dovranno consegnare e illustrare la relazione tecnica e gli elaborati grafici (piante e sezioni più schema funzionale della centrale), evidenziando e giustificando le caratteristiche peculiari delle soluzioni impiantistiche adottate. Il voto di questa parte è uguale per tutti i componenti del gruppo (si valutano il progetto e l’esposizione).

Seconda parte: Refrigerazione Industriale. La prova consta di almeno due domande, di cui la prima relativa alle esercitazioni sui cicli termodinamici (si chiede di spiegare e giustificare il procedimento con cui si svolge un argomento di una delle esercitazioni). A questa prima domanda gli studenti dovranno rispondere in 30 minuti per scritto, senza poter consultare nessun tipo di materiale. L’orale prosegue immediatamente dopo per circa 20 minuti con altre domande, riguardanti tutti gli argomenti del corso. Per la parte di Refrigerazione la valutazione è individuale.
Il voto finale si ottiene dalla media dei voti riportati nei due colloqui, mediante la tabella seguente (i due moduli hanno lo stesso peso).

Tabella per il voto finale (standard grade point average)

30L 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18
30L 30L
30 30L 30
29 30 29 29
28 30 29 28 28
27 29 28 28 27 27
26 29 28 27 27 26 26
25 28 27 27 26 26 25 25
24 27 27 26 26 25 25 24 24
23 27 26 26 25 25 24 24 23 23
22 26 25 25 25 24 24 23 23 22 22
21 26 25 24 24 24 23 23 22 22 21 21
20 25 24 24 23 23 23 22 22 21 21 20 20
19 24 24 23 23 22 22 22 21 21 20 20 19 19
18 24 23 23 22 22 21 21 21 20 20 19 19 18 18