Obiettivi formativi
Gli obiettivi formativi del corso prevedono che ogni studente acquisica conoscenze e competenze relative agli impianti di climatizzazione negli edifici. Il corso si propone di fornire le conoscenze e le abilità (cioè le capacità di applicare le conoscenze) necessarie all'analisi impiantistica degli edifici e di ogni suo sottoinsieme. Per sviluppare le indispensabili competenze di soglia richieste nello studio di qualsiasi componente dell'impianto di riscaldamento o di raffrescamento, allo studente si chiede di dimostrare il raggiungimento di conoscenze e abilità sui seguenti aspetti di particolare importanza.
1) Conoscere le teorie che sono alla base dei modelli matematici di simulazione dei componenti dell'impianto termico;
2) individuare i punti critici suscettibili di miglioramento, valutare le incertezze e le tolleranze insite in ogni metodo di calcolo;
3) analizzare un qualsiasi componente dell'impianto termico per verificare se soddisfa i requisiti di efficienza richiesti;
4) identificare i parametri dominanti nella scelta di un sistema o di un componente, definirne le dimensioni e le caratteristiche;
5) saper proporre le opportune modifiche progettuali per incrementare le prestazioni e l'efficienza energetica di ogni sistema o componente dell'impianto termico;
6) identificare i vincoli imposti dai requisiti funzionali e dalle caratteristiche dei sistemi e dei materiali;
7) conoscere la nomenclatura e la terminologia, sia scientifica sia da normativa, anche in lingua inglese.
Al termine dell'attività formativa, in accordo con i descrittori di Dublino, lo studente deve avere acquisito conoscenza e capacità di comprensione, autonomia di giudizio, abilità comunicativa ed espositiva, capacità di apprendere e comunicare. Inoltre deve avere acquisito la capacità di valutare le prestazioni dei componenti di un impianto di climatizzazione e di progettare preliminarmente sistemi di climatizzazione ad acqua e ad aria.
Prerequisiti
Conoscenze elementari di matematica e fisica. Trasmissione del calore negli edifici. Termofisica dell'edificio.
Contenuti dell'insegnamento
I contenuti riguardano tutti gi aspetti fisici e ingegneristici relativi agli impianti di riscaldamento e di raffrescamento negli edifici. Dapprima si introducono i contenuti basilari della trasmissione del calore negli edifici; quindi si affrontano i molteplici problemi impiantistici, presentando per ogni tipologia i componenti e le loro caratteristiche tecniche, finalizzate all'efficienza e al risparmio energetico. Si passano in rassegna quindi gli impianti di riscaldamento e di raffrescamento, tutti i relativi componenti quali caldaie, pompe di calore, terminali di emissione, pompe, compressori, sistema di distribuzione. La progettazione è assistita da numerosi esercizi svolti in classe e reperibili sulle dispense del docente.
Programma esteso
Impianti termici e dati climatici. Trasmittanza dei componenti. Carico termico invernale di progetto. Perdite di progetto per trasmissione, ventilazione, ripresa. Benessere termoigrometrico.
Sistema di generazione, di accumulo, di distribuzione, di regolazione (manuale, centralizzata, ambiente, contabilizzatore di consumo) e di emissione. Caldaia a condensazione, camino, vaso di espansione. Pompe di calore (COP, GUE, BIN). Impianti a circolazione naturale e forzata. Distribuzione con tubi di acqua, canali di aria, perdite di carico, pompe e compressori, prevalenza. Valvole. Impianti monotubo, bitubo, a collettori. Calcolo delle portate e dei diametri di tubi e canali.
Dimensionamento di radiatori e ventilconvettori.
Impianti di riscaldamento e raffrescamento a tutt’aria, componenti e UTA, recuperatore di calore. Calcolo delle portate di aria, equazioni di bilancio di massa e di entalpia. Trasformazioni dell’aria nelle UTA e diagramma psicrometrico.
Fabbisogno di acqua calda sanitaria.
Bibliografia
Il docente rende disponibile ogni anno sulla piattaforma Elly dell'Università di Parma la dispensa che copre tutto il programma del corso (compresi esercizi risolti).
Inoltre distribuisce materiale tecnico informativo che può essere utile sia per la soluzione di esercizi, sia nell'ambito della progettazione impiantistica.
Metodi didattici
Crediti Formativi Universitari 4, 32 ore in classe (16 ore di lezione, 16 ore di esercitazione). La didattica rappresenta quell'ambito conoscitivo finalizzata all'allestimento, consolidamento e valutazione atti a favorire processi acquisitivi. Il metodo didattico prevede lezioni frontali, lezioni euristico socratiche, case study, esercitazioni, cooperative learning, project work. Tutto il materiale didattico è facilmente reperibile o caricato sulla piattaforma Elly. Il carico totale di studio per questo modulo di insegnamento è compreso tra 100 e 120 ore, cioè tra 25 e 30 ore per ogni credito. Ciò include le ore in classe, il completamento degli esercizi, lo studio. Ogni studente ha la facoltà, in piena autonomia, di incrementare le ore di studio. Alle ore di lezione corrisponde un uguale numero di ore di esercitazioni in aula strettamente collegate alle lezioni, durante le quali lo studente si confronta con soluzioni di problemi o piccoli progetti atti a svilupparne la capacità di applicare le conoscenze ai problemi reali così come questi si presentano in pratica. Il docente illustra le tracce di svolgimento e soluzione alla lavagna. Viene fornita assistenza continua; il docente è sempre disponibile su appuntamento e fornisce assistenza o consigli per e-mail, in qualsiasi orario. Si consiglia l'uso di Excel o Matlab per la soluzione numerica degli esercizi.
Modalità verifica apprendimento
Esiste il solo esame finale scritto, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità tramite lo svolgimento di una prova della durata di 120 minuti, senza l'ausilio di appunti, libri o strumenti informatici.
La prova scritta consiste in tre problemi, che spaziano su tutto il programma del corso, coinvolgendo tutti gli argomenti principali. Le risposte richiedono conoscenze e applicazione delle abilità. Le domande corrispondono alle varie parti dei capitoli illustrati tramite le lezioni e le esercitazioni. Ogni quesito consente di ottenere un adeguato punteggio; la risposta corretta ad ogni quesito consente di ottenere il voto 30 e lode. Gli studenti ricevono notizie dettagliate sui criteri di correzione e ricevono doviziose informazioni per evitare malintesi interpretativi relativamente alla comprensione del testo degli esercizi.
Scopo della graduazione analitica della prestazione dello studente è la valutazione affidabile ed oggettiva del livello di raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi.
Altre informazioni
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
