Scheda programma d'esame
BUILDING PHYSICS AND ENERGY SYSTEMS
PAOLO CONTI
Academic year2022/23
CourseENERGY ENGINEERING
Code659II
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
TERMOENERGETICA DELL'EDIFICIOING-IND/10LEZIONI60
PAOLO CONTI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Il corso affronta le metodologie tradizionali per il dimensionamento e la modellazione energetica del sistema edificio-impianto in ambito civile. La prima parte riguarda la definizione delle condizioni di benessere degli occupanti e l’impostazione del bilancio energetico dell’edificio per il calcolo dei fabbisogni di progetto per riscaldamento, raffrescamento, ventilazione e deumidificazione. A tal proposito, verranno presentate e discusse le ipotesi e le normative tecniche comunemente utilizzate nella pratica termotecnica. La seconda parte riguarda le metodologie per la progettazione termica ed idraulica degli impianti di climatizzazione ad acqua e aria.

Knowledge

The course deals with the traditional design and modeling methods of HVAC systems in civilian buildings. The first part of the course presents the comfort, IAQ conditions, and the energy balance of the rooms to evaluate design load of heating, cooling, ventilation, and dehumidification services. During the lessons, students are introduced to the assumptions and technical standards commonly used by professional operators. The second part of the course deals with the thermal and hydraulic design HVAC systems and equipment with water or air as the service fluid.

Modalità di verifica delle conoscenze

La verifica delle conoscenze acquisite sarà effettuata tramite colloquio orale con la commissione esaminatrice.

Assessment criteria of knowledge

The acquisition of the course contents will be verified through a face to face oral exam with the evaluation committee.

Capacità

Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di impostare i bilanci di massa ed energia del sistema edificio-impianto e dei vari singoli componenti. Dovrà inoltre conoscere le metodologie di progetto presentate a lezione e dimostrare di possedere una consapevolezza critica delle motivazioni e dei limiti delle diverse ipotesi semplificative. Infine, lo studente deve dimostrare di saper applicare le metodologie acquisite a semplici casi pratici di comune ricorrenza nella pratica termotecnica.

Skills

At the end of the course, the student must be able to set up the mass and energy balances of the overall building and HVAC system, as well as single equipment. The student will be asked to expose the design methodologies presented during the course, and to be aware of the validity ranges of the simplifying assumptions. Finally, the student will be asked to show his/her application skill to simple case studies, generally occurring in the HVAC sector.

Modalità di verifica delle capacità

Durante l’esame lo studente dovrà dimostrare di conoscere i contenuti del corso e di saperli applicare a situazioni di comune ricorrenza nella pratica termotecnica.

Assessment criteria of skills

The student will be asked to show his/her knowledge of course contents and to be able to address simple and common design cases in the HVAC sector.

Comportamenti

Al termine del corso, lo studente sarà in grado di valutare i carichi di progetto di un edificio civile per i servizi di riscaldamento, raffrescamento, ventilazione e deumidificazione. Inoltre, sarà in grado di utilizzare le metodologie di progetto tradizionali per gli impianti di climatizzazione ad aria e acqua.

Behaviors

At the end of the course, the student will be able to evaluate the heating, cooling, ventilation, and dehumidification design load of civilian buildings. Besides, he/she will be able to design traditional HVAC systems and components using classical methodologies.

Modalità di verifica dei comportamenti

Durante l’esame lo studente dovrà dimostrare di conoscere i contenuti del corso e di saperli applicare a situazioni di comune ricorrenza nella pratica termotecnica.

Assessment criteria of behaviors

The student will be asked to show his/her knowledge of course contents and to be able to address simple and common design cases in the HVAC sector.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Lo studente dovrà aver acquisito i contenuti dei corsi di fisica tecnica, termodinamica e di trasmissione del calore. In particolare, sono essenziali le capacità di saper impostare bilanci di massa ed energia per sistemi aperti e chiusi, conoscere i meccanismi e le proprietà termofisiche che regolano lo scambio termico in conduzione, convezione e irraggiamento. Riguardo i componenti, è richiesta la conoscenza delle metodologie di base per il dimensionamento e l’analisi delle prestazioni degli scambiatori di calore.

Prerequisites

The student must have passed thermodynamics and heat transfer courses. Specifically, the student must be able to set up mass and energy balances for open and closed systems. Besides, he/she must be aware of the mechanisms and thermo-physical properties that drive conduction, convection and radiation processes. Finally, the student must know the classical design and evaluation methodologies of heat exchanger devices.

Teaching methods
  • Frontal lessons with slides, pictures, and videos.
  • About one-third of the course, the teacher and the class will deal with exercises and case studies to better show the practical application of course contents.
  • The teacher is fully available during the office hours for questions and supplementary explanations.
  • The supplementary didactic material consists of international handbooks and technical standards (in English)
Programma (contenuti dell'insegnamento)

Il corso si compone di tre macro-argomenti:

  • Calcolo del carico termico di progetto per impianti di riscaldamento, raffrescamento, ventilazione e deumidificazione
  • Caratteristiche e dimensionamento di impianti ad acqua
  • Caratteristiche e dimensionamento di impianti ad aria

Per maggiori dettagli, è possibile consultare il registro delle lezioni: link

Syllabus

The course deals with the following subjects:

  • Evaluation of the design load for heating, cooling, ventilation, and dehumidification services
  • Characteristics and sizing methodologies of hydronic HVAC systems
  • Characteristics and sizing methodologies of HVAC systems

Further details are provided in the register log webpage: link

 

Bibliografia e materiale didattico
  • «Lezioni di impianti tecnici» E. Bettanini, P.F. Brunello, Vol. 1 e 2. Cleup Padova (1991)
  • «I materiali isolanti» Associazione Nazionale per l’Isolamento Termico e acustico, TEP srl (2016)
  • «Muffa, condensa e ponti termici» Associazione Nazionale per l’Isolamento Termico e acustico, TEP srl (2016)

Additional readings

  • «Termoenergetica dell’edificio – Volume primo» W. Grassi. Maggioli (2014).
  • «Condizionamento dell'aria e refrigerazione: teoria e calcolo degli impianti»  C. Pizzetti, Vol. 1 e 2. CEA, varie edizioni (1986)
  • «MANUALE D'AUSILIO ALLA PROGETTAZIONE TERMOTECNICA – IDRONICA» AiCARR -  Associazione italiana Condizionamento dell’Aria, Riscaldamento e Refrigerazione. (2015)
  • «Principles of Heating Ventilating and Air Conditioning» ASHRAE - American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. 8th Ed (2017).
Bibliography
  • «Lezioni di impianti tecnici» E. Bettanini, P.F. Brunello, Vol. 1 e 2. Cleup Padova (1991)
  • «I materiali isolanti» Associazione Nazionale per l’Isolamento Termico e acustico, TEP srl (2016)
  • «Muffa, condensa e ponti termici» Associazione Nazionale per l’Isolamento Termico e acustico, TEP srl (2016)

Additional readings

  • «Termoenergetica dell’edificio – Volume primo» W. Grassi. Maggioli (2014).
  • «Condizionamento dell'aria e refrigerazione: teoria e calcolo degli impianti»  C. Pizzetti, Vol. 1 e 2. CEA, varie edizioni (1986)
  • «MANUALE D'AUSILIO ALLA PROGETTAZIONE TERMOTECNICA – IDRONICA» AiCARR -  Associazione italiana Condizionamento dell’Aria, Riscaldamento e Refrigerazione. (2015)
  • «Principles of Heating Ventilating and Air Conditioning» ASHRAE - American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. 8th Ed (2017).
Modalità d'esame

a tutti i candidati iscritti verrà chiesto di sostenere un pre-test costituito da 4 quesiti di facile risoluzione inerenti agli argomenti di base del corso. Il tempo a disposizione è di circa 45 minuti. Si raccomanda di avere a disposizione una calcolatrice scientifica e il diagramma psicrometrico. Il test si considera superato con almeno tre risposte corrette. Gli studenti che avranno superato il pre-test inizieranno l’esame orale della durata di circa 30 minuti.

Le possibili domande riguardano i fenomeni fisici di base e propedeutici per gli argomenti trattati nel corso (es. trasmisisone del calore, equazione Bernoulli, bilanci massa e energia...), dimensionamento e progettazione di massima dei componenti e degli impianti di climatizzazione. Verrà inoltre valutata la capacità dello studente di generalizzare i contenuti del corso, applicandoli a situazioni e problematiche di comune ricorrenza nella pratica termotecnica.

Assessment methods

Students will be asked to answer four easy problems concerning the fundamentals of the course. The test must be completed in 45 minutes. Three correct answers are required to pass the test. A scientific calculator and a psychrometric chart are needed to solve numerical problems, please be sure to have both with you. Only students who successfully completed the pre-test will be admitted to the final oral examination (~30 min).

Updated: 22/02/2023 17:40