UTA PER CLIMATIZZAZIONE BARRICAIA

[COCCOBILL2008]

Buongiorno,
Devo progettare un sistema di climatizzazione per una barricaia (locale affinamento vino in botti di legno).
I parametri ambiente sono Ta=14°C e Ur=85%.
Considerando che la retta di esercizio è prossima a 1, l'unica deumidificazione richiesta è quella dovuta alla miscela con aria esterna (che vale il 15%).
Per questioni di risparmio energetico vorrei utilizzare solo una batteria di raffreddamento, senza post riscaldamento e con l'aggiunta di una umidificazione a vapore (più che altro per l'inverno).
La regolazione ON OFF sull'acqua, mantenendo la portata d'aria costante (7Vol/ora) in modo da favorire sempre la massima deumidificazione e demandare all'umidificatore a vapore il controllo dell'umidità.
Qualcuno ha avuto casi simili? Opinioni?

[Tom Bishop]

Con quella UR che ti serve all'interno l'obiettivo in estate non è certo deumidificare.
Io la regolazione della valvola la farei modulante.

[Esa]

I parametri ambiente sono Ta=14°C e Ur=85%.

Quali sono i carichi di picco
- invernali (dispersioni)
- estivi (sensibile, latente) ?
Qual è il volume del locale?

[NoNickName]

sempre la massima deumidificazione e demandare all'umidificatore a vapore il controllo dell'umidità.

Deumidificare per umidificare.
Mah!

[COCCOBILL2008]

sempre la massima deumidificazione e demandare all'umidificatore a vapore il controllo dell'umidità.

Deumidificare per umidificare.
Mah!

Non ho capito la risposta. Faresti anche tu una regolazione modulante sull'acqua?

[NoNickName]

Faresti anche tu una regolazione modulante sull'acqua?

Con il poco che hai descritto, io non farei proprio niente.

[COCCOBILL2008]

Con quella UR che ti serve all'interno l'obiettivo in estate non è certo deumidificare.
Io la regolazione della valvola la farei modulante.

In determinate condizioni l'UR potrebbe superare 85% e questo non è ammissibile per il rischio muffe sulle botti, pertanto devo garantire un controllo efficace

[Esa]

I parametri ambiente sono Ta=14°C e Ur=85%.

Quali sono i carichi di picco
- invernali (dispersioni)
- estivi (sensibile, latente) ?
Qual è il volume del locale?

Manca anche la temperatura a cui devi mantenere il vino nelle botti, ammesso che questo valore sia importante, altrimenti si considera il vino a temperatura ambiente (14°C).

[COCCOBILL2008]

I parametri ambiente sono Ta=14°C e Ur=85%.

Quali sono i carichi di picco
- invernali (dispersioni)
- estivi (sensibile, latente) ?
Qual è il volume del locale?

Manca anche la temperatura a cui devi mantenere il vino nelle botti, ammesso che questo valore sia importante, altrimenti si considera il vino a temperatura ambiente (14°C).

In questo momento non ho sotto mano i risultati ma a grandi linee ESTIVO SENSIBILE 30000W, ESTIVO LATENTE 3000W, INVERNALE 20000W
Attenzione: dati da verificare perchè non sono in ufficio e vado a memoria.
Volume 1800mc.
Vino a 14°C come l'ambiente in quanto le botti non sono raffrescate
Grazie

[Esa]

Non mi intendo di questi impianti. Ma ecco cosa farei.
In estate:
- mandata a 7°C con 90%UR
- miscela tra aria a 14°C con 85% UR e aria esterna a +33°C con 55% UR
- batteria di raffreddamento con batteria ad espansione diretta a 0°C (o acqua glicolata) di potenza pari c circa 80 kW
In inverno:
- immissione aria a 19°C con circa 60% UR, se mantieni la portata.
Oppure, realizzi un impianto a portata variabile, magari con free-cooling.
Non conoscendo le condizioni esterne e altitudine slm, le ho ipotizzate.

[Tom Bishop]

Non mi intendo di questi impianti. Ma ecco cosa farei.
In estate:
- mandata a 7°C con 90%UR
- miscela tra aria a 14°C con 85% UR e aria esterna a +33°C con 55% UR
- batteria di raffreddamento con batteria ad espansione diretta a 0°C (o acqua glicolata) di potenza pari c circa 80 kW

Perché abbassare così tanto la mandata? Con queste condizioni ti si abbassa la UR ambiente

[Esa]

Non mi intendo di questi impianti. Ma ecco cosa farei.
In estate:
- mandata a 7°C con 90%UR
- miscela tra aria a 14°C con 85% UR e aria esterna a +33°C con 55% UR
- batteria di raffreddamento con batteria ad espansione diretta a 0°C (o acqua glicolata) di potenza pari c circa 80 kW

Perché abbassare così tanto la mandata? Con queste condizioni ti si abbassa la UR ambiente

Come fare, in altro modo, a garantire 14°C con 30 kW di sensibile e 3 kW di latente, con un vincolo di portata richiesta pari a circa 7 vol/h ?

[NoNickName]

Come fare, in altro modo, a garantire 14°C con 30 kW di sensibile e 3 kW di latente, con un vincolo di portata richiesta pari a circa 7 vol/h ?

La mandata deve essere pari o superiore a 11.5°C, per evitare formazione di condensa.
Per avere un controllo così preciso, è necessario un close control ad acqua, con temperature dell'acqua +3/+8°C o +4/+9°C.
Niente aria esterna. Tutto ricircolo, in quanto si ipotizza che non vi sia presidio umano permanente.
Quando l'umidità sale oltre l'85% o 90%, si apre la valvola un po' di più, si abbassa la temperatura media per condensare, e si attiva il post riscaldo (elettrico modulante controllato a stato solido in mandata, a punto fisso attorno ai 11.5-12°C).

Una macchina così la facevo 20 anni fa, si chiamava klinik. Oggi Greta Thunberg mi denuncerebbe.
Che io sappia gli unici ancora in grado di fornire un chiller più close control così è la tecnair.

[Esa]

La mandata deve essere pari o superiore a 11.5°C, per evitare formazione di condensa.

OK, ma, in questo caso, la portata raddoppia (circa).

[NoNickName]

La mandata deve essere pari o superiore a 11.5°C, per evitare formazione di condensa.

OK, ma, in questo caso, la portata raddoppia (circa).

La portata d'aria intendi? Eh, sì, passi da 1800 a 3000 almeno.
Ma costa di meno raddoppiare la portata che deumidificare per poi riumidificare.

[Esa]

Eh, sì, passi da 1800 a 3000 almeno.

Magari da 12.000 a 25,000 mc/h?

[NoNickName]

Eh, sì, passi da 1800 a 3000 almeno.

Magari da 12.000 a 25,000 mc/h?

Sono un po' arrugginito sullo psicro, è 15 anni che non lo uso, ma 30kW = 108000KJ/h che diviso 30KJ/Kg mi dà 3600 Kg/h.
Cosa sto sbagliando?

[Esa]

Calcolo carico termico

[NoNickName]

eh sì, 108000 diviso (37-34), non diviso 37.
C'è da verificare quel 30kW da dove viene fuori, perché qui siamo in tutto ricircolo senza calore endogeno.
Quindi non sono 30kW.

[Esa]

eh sì, 108000 diviso (37-34), non diviso 37.

Ma tu calcoli la portata e le condizioni dell'aria tenendo conto solo della differenza di entalpia?

[NoNickName]

Ma tu calcoli la portata e le condizioni dell'aria tenendo conto solo della differenza di entalpia?

Non essendoci rimozione di calore latente, la variazione di temperatura dell'aria è direttamente proporzionale alla differenza di entalpia.

[Esa]

Ma tu calcoli la portata e le condizioni dell'aria tenendo conto solo della differenza di entalpia?

Non essendoci rimozione di calore latente, la variazione di temperatura dell'aria è direttamente proporzionale alla differenza di entalpia.

Non semplificare troppo, dai! Qui si parla di "miscela con aria esterna (che vale il 15%)".
La sola differenza di entalpia gioca brutti scherzi!
Come sai, l'aria a 13°C (con la quale puoi raffreddare un ambiente a 20°C, ad esempio), può avere la stessa entalpia dell'aria a 37°C (con la quale non puoi certo raffreddare un ambiente a 20*C!).

[NoNickName]

Non semplificare troppo, dai! Qui si parla di "miscela con aria esterna (che vale il 15%)".
La sola differenza di entalpia gioca brutti scherzi!

Ma infatti io sto dicendo che non serve l'aria esterna. L'ho scritto sopra. In una barricaia non c'è presidio umano, e non c'è carico termico endogeno.

[Esa]

Nessun progettista usa la differenza di entalpia per progettare gli impianti.

[NoNickName]

Nessun progettista usa la differenza di entalpia per progettare gli impianti.

E adesso questo cosa c'entra? Ne parleremo a parte.
Discutiamo di questo progetto.
La mia proposta non ti garba?

[Esa]

La mia proposta non ti garba?

Non ho capito nulla di quello che proponi.
Perdonami, ma sono abituato a progettare impianti di condizionamento usando il diagramma psicrometrico.
Se mi fai capire lì (con rette o curve) il trattamento possibile, forse capirò.
Ma non è detto, visto che a scuola sono stato rimandato e chi mi ha promosso (da disegnatore a calcolatore) era il mio capo ufficio che aveva altre mire (dimostrare ad un cliente che l'ufficio disponeva di 4 progettisti).

[NoNickName]

Non ho capito nulla di quello che proponi.

Ripeto l'idea di massima.
La mandata deve essere pari o superiore a 11.5°C, per evitare formazione di condensa.
Per avere un controllo così preciso, è necessario un close control ad acqua, con temperature dell'acqua +3/+8°C o +4/+9°C.
Niente aria esterna. Tutto ricircolo, in quanto si ipotizza che non vi sia presidio umano permanente.
Quando l'umidità sale oltre l'85% o 90%, si apre la valvola un po' di più, si abbassa la temperatura media per condensare, e si attiva il post riscaldo (elettrico modulante controllato a stato solido in mandata, a punto fisso attorno ai 11.5-12°C).

Perdonami, ma sono abituato a progettare impianti di condizionamento usando il diagramma psicrometrico.

Non siamo ancora arrivati a progettarlo. Stiamo facendo brainstorming su cosa proporre all'OP

[Esa]

La mandata deve essere pari o superiore a 11.5°C, per evitare formazione di condensa.

Scusa, ma è impossibile.

[NoNickName]

La mandata deve essere pari o superiore a 11.5°C, per evitare formazione di condensa.

Scusa, ma è impossibile.

e vabbè.

[Esa]

e vabbè.

Non fisicamente, ma praticamente. Ti ho già fatto vedere che potrebbe succedere, in teoria.
Ma, in pratica non ce la fai ad ottenere 11°C con 100% di UR. Neppure se usi un evaporatore a -25°C.
Sia chiaro: non ho detto che non condensi. Ma condensi anche con UR del 90%.

[NoNickName]

Ma, in pratica non ce la fai ad ottenere 11°C con 100% di UR. Neppure se usi un evaporatore a -25°C.
Sia chiaro: non ho detto che non condensi. Ma condensi anche con UR del 90%.

Mi sa che non leggi quello che scrivo.

[Esa]

Mi sa che non leggi quello che scrivo.

Forse hai ragione.
Comunque, mi arrendo.

[COCCOBILL2008]

Ho letto con molto piacere i vostri post.
Rispondo per punti:
1 - Dobbiamo lavorare sempre con una percentuale di aria esterna per evitare cattivi odori in ambiente (odore di chiuso). Ho visto che il 15% è un valore accettabile
2 - Serve una mandata di 10°C altrimenti con quel carico verrebbero portate d'aria troppo elevate.
3 - Con la mandata a 10°C è impossibile garantire 85% di UR interna pertanto l'unica soluzione è:
umidificare con umidificatore ad ugelli direttamente in ambiente
4 - Per quanto riguarda la regolazione credo che la più ovvia sia modulando l'acqua

[NoNickName]

2 - Serve una mandata di 10°C altrimenti con quel carico verrebbero portate d'aria troppo elevate.

E il carico viene dall'aria esterna?
Per me stai sbagliando. Piuttosto fai recupero di calore con l'aria estratta.

[COCCOBILL2008]

2 - Serve una mandata di 10°C altrimenti con quel carico verrebbero portate d'aria troppo elevate.

E il carico viene dall'aria esterna?
Per me stai sbagliando. Piuttosto fai recupero di calore con l'aria estratta.

Ovviamente il carico è riferito esclusivamente all'edificio e non considera l'aria esterna.
Non capisco cosa c'entri il recupero di calore con la capacità di mantenere elevata l'umidità interna

[Esa]

Ho letto con molto piacere i vostri post.
Rispondo per punti:
1 - Dobbiamo lavorare sempre con una percentuale di aria esterna per evitare cattivi odori in ambiente (odore di chiuso). Ho visto che il 15% è un valore accettabile
2 - Serve una mandata di 10°C altrimenti con quel carico verrebbero portate d'aria troppo elevate.
3 - Con la mandata a 10°C è impossibile garantire 85% di UR interna pertanto l'unica soluzione è:
umidificare con umidificatore ad ugelli direttamente in ambiente
4 - Per quanto riguarda la regolazione credo che la più ovvia sia modulando l'acqua

Tutta la progettazione va eseguita sul diagramma psicrometrico, nelle due condizioni estreme: massima richiesta di riscaldamento, massima richiesta di raffreddamento. Occorre tener conto di eventuali vincoli: quantità minima di aria esterna, portata minima/massima di circolazione, ecc. Altrimenti, andare "ad occhio" potrebbe portare ad un impianto inadeguato o ingestibile.
Poi definisci una strategia di regolazione.

[COCCOBILL2008]

Come fare, in altro modo, a garantire 14°C con 30 kW di sensibile e 3 kW di latente, con un vincolo di portata richiesta pari a circa 7 vol/h ?

La mandata deve essere pari o superiore a 11.5°C, per evitare formazione di condensa.
Per avere un controllo così preciso, è necessario un close control ad acqua, con temperature dell'acqua +3/+8°C o +4/+9°C.
Niente aria esterna. Tutto ricircolo, in quanto si ipotizza che non vi sia presidio umano permanente.
Quando l'umidità sale oltre l'85% o 90%, si apre la valvola un po' di più, si abbassa la temperatura media per condensare, e si attiva il post riscaldo (elettrico modulante controllato a stato solido in mandata, a punto fisso attorno ai 11.5-12°C).

Una macchina così la facevo 20 anni fa, si chiamava klinik. Oggi Greta Thunberg mi denuncerebbe.
Che io sappia gli unici ancora in grado di fornire un chiller più close control così è la tecnair.

Simulando le varie condizioni sul diagramma priscrometrico (con riferimento anche alle mezze stagioni), l'UR interna non può mai superare tali valori, pertanto il post riscaldamento sarebbe superfluo.
Di fatto l'impianto sarebbe come da te descritto ma senza post, con tanto di approvazione della prof.Thunberg

[NoNickName]

Ovviamente il carico è riferito esclusivamente all'edificio e non considera l'aria esterna.

Com'è possibile che hai 30kW di carico endogeno in una barricaia?

Non capisco cosa c'entri il recupero di calore con la capacità di mantenere elevata l'umidità interna

Se il carico fosse esogeno, con uno scambiatore a flussi incrociati avresti garantito il ricambio senza la necessità di raffreddare l'aria esterna.

[Tom Bishop]

3 - Con la mandata a 10°C è impossibile garantire 85% di UR interna pertanto l'unica soluzione è:
umidificare con umidificatore ad ugelli direttamente in ambiente

E usare un lavatore ad ugelli in macchina alimentato con acqua refrigerata?

[COCCOBILL2008]

Ovviamente il carico è riferito esclusivamente all'edificio e non considera l'aria esterna.

Com'è possibile che hai 30kW di carico endogeno in una barricaia?

Non capisco cosa c'entri il recupero di calore con la capacità di mantenere elevata l'umidità interna

Se il carico fosse esogeno, con uno scambiatore a flussi incrociati avresti garantito il ricambio senza la necessità di raffreddare l'aria esterna.

Scusami ma mi sembra che non parliamo la stessa lingua. Sto parlando di carico termico e quindi: trasmissione del calore attraverso l'involucro opaco, attraverso i serramenti, irraggiamento con fattori di carico, ed anche - ma non solo - carichi interni sensibili e latenti. Il tutto calcolato sulla base del metodo Carrier Pizzotti e dico solo sulla base perchè questo metodo nasce per edifici civili con temperatura interna maggiore di 20°C, quindi tutti i valori tabellati vanno valutati con attenzione. Ma il risultato finale è con buona approssimazione corretto.
Premesso questo ed appurato che servono 30kW sensibili per bilanciare il carico termico di progetto + XkW per raffreddare l'aria di rinnovo, quello che dici non ha senso perchè un recuperatore a flussi incrociati non ha efficienza maggiore di 1.
Credo che su questo siamo tutti d'accordo, anche di sabato ed anche dopo una visita con degustazione in barricaia prima ed in punto vendita poi.

[COCCOBILL2008]

3 - Con la mandata a 10°C è impossibile garantire 85% di UR interna pertanto l'unica soluzione è:
umidificare con umidificatore ad ugelli direttamente in ambiente

E usare un lavatore ad ugelli in macchina alimentato con acqua refrigerata?

Anche un umidificatore adiabatico avrebbe il pregio di umidificare e raffreddare contemporaneamente. Tuttavia dal punto di vista igienico l'umidificazione a vapore mi sembra più sicura

[NoNickName]

Credo che su questo siamo tutti d'accordo.

Secondo me hai sbagliato qualcosa. A parte il fatto che lo hai definito "locale affinamento vino in botti di legno" e adesso è diventato un punto vendita aperto al pubblico... vabbè, auguri.

[Esa]

3 - Con la mandata a 10°C è impossibile garantire 85% di UR interna pertanto l'unica soluzione è:
umidificare con umidificatore ad ugelli direttamente in ambiente

E usare un lavatore ad ugelli in macchina alimentato con acqua refrigerata?

Anche un umidificatore adiabatico avrebbe il pregio di umidificare e raffreddare contemporaneamente. Tuttavia dal punto di vista igienico l'umidificazione a vapore mi sembra più sicura

Provo ad inviare un calcolo più dettagliato del punto di partenza.
Il punto di arrivo è rappresentato dal numero 1 (ambiente).
Manca il trattamento per arrivare al punto di partenza (corrispondente all'uscita dalla batteria fredda). Non so quale sia il punto di miscela, dato che mancano le condizioni dell'aria esterna.
Spero sia più chiaro quello che intendo.

Barricaia 3.jpg (104.3 KiB) Visto 9535 volte

Barricaia 2.jpg (237.24 KiB) Visto 9535 volte

[Tom Bishop]

Provo ad inviare un calcolo più dettagliato del punto di partenza.

Quindi umidificazione a vapore in ambiente.

[Esa]

Preciso: la retta 2 rappresenta quello che succede se non umidifico
La retta 3 rappresenta l'umidificazione ipotizzata, con vapore saturo.
Con acqua spruzzata si raffredderebbe. Con vapore umido occorre aumentare la temperatura del vapore.
Spero di non aver sbagliato ...

[Esa]

Provo ad inviare un calcolo più dettagliato del punto di partenza.

Quindi umidificazione a vapore in ambiente.

Oppure, secondo me, aumenti di molto la portata d'aria. In questo caso tela cavi senza umidificare.
Ma dubito che riescano a calcolarti la batteria adatta-

[Esa]

"Te la" e non "tela"

[COCCOBILL2008]

Preciso: la retta 2 rappresenta quello che succede se non umidifico
La retta 3 rappresenta l'umidificazione ipotizzata, con vapore saturo.
Con acqua spruzzata si raffredderebbe. Con vapore umido occorre aumentare la temperatura del vapore.
Spero di non aver sbagliato ...

Grosso modo è proprio quello che intendo io.
Con alcune variabili legate alla temperatura di immissione (maggiore di 7°C) ed al fatto che la retta 3 in caso di umidificazione a vapore è quasi verticale, ma direi che la trasformazione è proprio questa.
E' evidente che senza umificazione in ambiente non posso raggiungere 85% di UR.
Ecco perchè gli impianti con umificazione nell'UTA non riescono a umidificare correttamente e poi una parte non trascurabile di prodotto evapora con conseguente perdita economica (se l'umidità è bassa evapora anche 1,5Lt./mese ogni barrique)

[Esa]

la retta 3 in caso di umidificazione a vapore è quasi verticale

No, perché il vapore a 100°C scalda l'aria

[Esa]

temperatura di immissione (maggiore di 7°C)

Se aumenti la temperatura, devi aumentare la portata.