Le attività riportate nel presente rapporto si inseriscono nell’ambito del programma di “ELCITER”, sottoprogetto della Ricerca di Sistema “ELTEC”, sulle elettrotecnologie innovative per i settori civile e terziario. In particolare, il segmento di ricerca al quale si fa riferimento, denominato “QUALIAMB”, è relativo al controllo della qualità dell’aria negli ambienti interni e al ruolo delle elettrotecnologie per la ventilazione, umidificazione/deumidificazione e depurazione degli ambienti. Nel suo complesso l’attività si propone di affrontare in modo sistematico il problema del controllo della qualità dell’aria interna allo scopo di suggerire soluzioni ottimizzate in termini di efficacia, di costo e di consumi di energia, sia di esecuzione d’interventi di retrofitting degli edifici esistenti, sia in fase di progettazione degli impianti di ventilazione e trattamento dell’aria. L’interesse di questa tematica per il Sistema Elettrico nasce dalla considerazione che in pratica tutti i sistemi e gli impianti attualmente utilizzati per il controllo dell’aria interna, a partire dai sistemi di ventilazione forzata, fanno ampio ricorso all’energia elettrica per il loro funzionamento. In tale ottica i principali obiettivi che l’attività si propone si possono così riassumere: – La messa a punto di metodologie sperimentali per l’esecuzione di campagne di misura su edifici esistenti, nei settori civili, commerciali e industriali, tese a verificare i reali livelli di inquinamento indoor e le relative cause. – La messa a punto di metodologie progettuali e dei relativi strumenti, fra i quali particolarmente importanti sono i modelli di simulazione del campo di moto e delle concentrazioni di inquinanti, per la realizzazione di edifici ed impianti ad alto livello qualitativo sotto il profilo della tematica in esame. – La verifica, mediante indagini di mercato e analisi di laboratorio, del grado di maturità tecnologico raggiunto dalle apparecchiature attualmente in commercio preposte al controllo della qualità dell’aria interna (apparecchi per la filtrazione, il controllo dell’umidità, per la ventilazione). In questo contesto è stato sviluppato uno strumento per analisi teoriche dei carichi termici ed elettrici derivanti dall’impiego di una centrale di trattamento aria per assicurare condizioni di salubrità e di comfort termoigrometrico in ambienti complessi. Lo strumento sviluppato è il pacchetto software “VELA” (VEntilation Load Analysis). Il presente rapporto riporta la versione finale del codice. La Parte I è relativa alla descrizione completa della parte teorica, la Parte II descrive i risultati di diversi test numerici effettuati, e la Parte III riporta

il manuale d’uso. Allegato al presente documento viene fornito il CD d’installazione dell’eseguibile, delle librerie di dati climatici e dei casi test. La scelta di riportare per intero quanto sviluppato nel corso del triennio e non soltanto la parte implementata nel corrente anno deriva dalla convinzione che, per l’utilizzatore, sia comunque comodo avere una visione organica completa del prodotto in un solo documento, piuttosto che cercare le parti mancanti in diversi volumi. Inoltre, solo un argomento è rimasto sostanzialmente invariato, e cioè il modulo di calcolo dei fabbisogni convenzionali per il riscaldamento. Il resto, parte preponderante del lavoro, è stato prodotto ex-novo o profondamente rivisto. Allo scopo di favorire eventuale lettura e/o modifica del codice sorgente, è stata aggiunta una descrizione dell’architettura generale del software con la descrizione del significato delle più importanti variabili utilizzate e, inoltre, tutte le principali procedure implementate sono state commentate nel codice sorgente stesso. Il codice consente la stima dei carichi termici ed elettrici per un’unità di trattamento aria in modo rapido e intuitivo. La ventilazione meccanica, largamente usata per ottenere una buona qualità dell’aria negli ambienti confinati, soprattutto quelli di lavoro, richiede appropriati sistemi per il riscaldamento e raffrescamento dell’aria esterna con rilevanti incidenze sui costi di gestione dei fabbricati. Il codice “VELA” consente di simulare diverse configurazioni di interesse pratico in quanto vengono prese in considerazione diverse tipologie impiantistiche e condizioni operative scelte dall’utente e variabili nel tempo. Le caratteristiche principali del codice si possono così sintetizzare: Simula, con ciclo di calcolo orario, i processi di trattamento dell’aria che avvengono in una Centrale Trattamento Aria (CTA) e cioè il riscaldamento invernale, con o senza umidificazione, e il raffrescamento estivo, con o senza deumidificazione, dell’aria di rinnovo eventualmente miscelata con aria di ricircolo o pretrattata mediante l’impiego di recuperatori di calore. Sono attive diverse opzioni concernenti le caratteristiche e la gestione della CTA quali: – gestione a livello orario del periodo di funzionamento della settimana tipo invernale, estiva e di mezza stagione; – portata d’aria da trattare imposta (e distribuita in funzione della volumetria degli ambienti), o calcolata come somma delle portate locali di ogni ambiente servito, o variabile in base a profili di occupazione oraria degli ambienti; – possibilità di attivare un processo di post-riscaldamento dell’aria nel periodo estivo; – selezione delle soglie di umidità e temperatura della miscela di aria da trattare, per la regolazione dell’intervento dell’impianto; – impostazione del fattore di bypass delle batterie.

La parte di edificio servita dalla CTA può essere costituita da ambienti di tipo diverso per destinazione d’uso, volumetria, condizioni termoigrometriche, occupazione, orari di utilizzo La classificazione delle tipologie dei locali da climatizzare, le occupazioni dei locali e le portate d’aria di rinnovo sono modificabili dall’utente. I loro valori iniziali sono scelti in accordo alla UNI 10339 di giugno 1995 in funzione alla destinazione d’uso dei locali. Ogni ambiente può contribuire al ricircolo con percentuali diverse da quelle degli altri locali sia in periodo estivo che invernale E’ attiva la possibilità di un recupero di calore dall’aria di ripresa dai locali, prima della sua espulsione, in alternativa al ricircolo d’aria. Sia il recupero di calore che il ricircolo dell’aria possono avvenire in modalità di portata calcolata o imposta, in quest’ultimo caso con condizioni termoigrometriche dell’aria di ripresa imposte. E’ integrato nel codice un modulo che consente la stima dei fabbisogni per il riscaldamento in relazione alle caratteristiche costruttive, agli impianti presenti, agli apporti energetici gratuiti e agli scambi con l’esterno. Il calcolo è eseguito adottando come riferimento quanto specificato dalle norme UNI vigenti. Vengono stimati gli indici di comfort termoigrometrico in accordo alle formulazioni adottate nella UNI ISO 7730. Il calcolo del contenuto di vapore nei locali è effettuato tenendo conto degli scambi con l’esterno (per infiltrazioni/exfiltrazioni e/o apertura finestre) e con gli ambienti confinanti, del tipo di attività svolta dagli occupanti e della presenza di umidificatori/umidificatori nei locali I dati climatici utilizzati sono su base oraria e relativi all’anno tipo per i principali siti italiani E’ possibile creare all’interno del codice un archivio di casi, sia come configurazioni iniziali da caricare che di risultati di simulazioni. E’ anche disponibile per i nuovi casi una configurazione minima di avvio. I risultati sono visualizzati all’interno del codice sia in forma di tabelle che di grafici con le seguenti caratteristiche: – I valori di energia sensibile e latente sono riportati a livello orario, giornaliero e mensile per un periodo massimo di 1 anno. – E’ possibile anche visualizzare per un ambiente e un giorno selezionati, anche i grafici dei valori orari dell’umidità relativa e il contenuto di vapore nell’ambiente scelto. – Sono disponibili anche grafici relativi all’andamento orario delle caratteristiche (temperatura, umidità specifica e relativa) delle massa d’aria in ingresso e in uscita al Recuperatore di calore e alla CTA.

– Per ogni grafico sono disponibili diversi opzioni di visualizzazione quali: scala, griglie, tipi diversi di rappresentazione. Le principali semplificazioni modellistiche adottate sono le seguenti : – Si impone che l’aria primaria arrivi in tutti i locali nelle stesse condizioni di temperatura e umidità; – Viene adottata l’ipotesi di perfetto mescolamento dell’aria negli ambienti, considerando quindi le concentrazioni e le temperature uniformi all’interno di ogni locale; – Si assume che gli ambienti vengano mantenuti alla temperatura desiderata anche mediante l’ausilio di unità terminali di riscaldamento/raffrescamento; queste unità non sono state simulate nel presente codice.