Fabbrica – Turbina eolica
In poche parole
Gli ingegneri di EOLIOS hanno effettuato studi CFD su un impianto di produzione di turbine eoliche per garantire il controllo del clima in condizioni estreme.
Fabbrica - Turbina eolica
Anno
2022
Cliente
NC
Posizione
Danimarca
Tipologia
Aria condizionata - Industria
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Descrizione del progetto
Progettazione della distribuzione dell'aria in un impianto di produzione
Il sistema di diffusione è la parte terminale e visibile di un impianto HVAC. La diffusione dell’aria condiziona il successo o meno dell’impianto. Questo perché influisce sulla percezione del comfort dell’occupante e sulla sensazione di caldo o freddo.
Ma il comfort degli occupanti si riflette anche sulla qualità dell’aria interna e la diffusione dell’aria è strettamente legata alla qualità dell’aria. Se progettato correttamente, rimuove gli inquinanti e contribuisce a creare un ambiente sano per gli occupanti. D’altra parte, il sistema di diffusione (generazione di calore, raffreddamento e soffiaggio finale) è una delle principali fonti di consumo energetico. Infine, anche la diffusione dell’aria e il comfort termico sono definiti dalla norma ISO 7730. Questo standard determina i criteri qualitativi che misurano e valutano gli ambienti termici moderati. È quindi importante considerare il sistema utilizzato per distribuire l’aria preparata a livello centrale o su un’unità di condizionamento terminale. In generale, le velocità dell’aria nelle aree occupate devono essere limitate a meno di 0,2 m/s.
Controllo climatico di grandi volumi industriali: il flusso d'aria al centro dei problemi
Per soddisfare questi requisiti di qualità dell’aria, comfort termico, efficienza energetica e controllo dell’umidità, è importante conoscere bene i meccanismi che determinano la struttura del flusso d’aria e avere una buona conoscenza dei vari fenomeni fisici che causano il trasferimento di calore e umidità all’interno dell’edificio.
Proponiamo un approccio in grado di soddisfare queste esigenze attraverso l ‘uso di codici CFD (Computational Fluid Dynamics) che prevedono la soluzione numerica delle equazioni che regolano la fisica del flusso. La CFD è una tecnica di analisi sofisticata che consente di studiare non solo il comportamento dei fluidi, ma anche il trasferimento di calore e umidità.
In questo contesto, il comportamento termo-aerodinamico dei vari fenomeni che si verificano nel futuro centro di progettazione di una turbina eolica viene simulato mediante calcolo numerico. L’approccio e i risultati degli studi sono presentati nei capitoli seguenti.
Obiettivo comfort
<Il comfort di diffusione nella zona occupata è caratterizzato dai seguenti criteri: ▪ Assenza di una forte stratificazione della temperatura nella zona occupata. ▪ Buona qualità dell’aria interna. ▪ Assenza di correnti d’aria nella zona occupata, in questo caso l’obiettivo è: 0,2 m/s sotto i 4m.
Creazione di un modello di studio digitale
Sottomodellazione di sistemi di diffusione dell'aria :
Simulazione CFD delle condizioni climatiche nell'officina di produzione
Modellazione dell'evaporazione nella simulazione CFD
Problemi :
Il mantenimento di uno specifico livello di umidità relativa è essenziale per il processo di produzione delle turbine eoliche.
Sviluppo di una metodologia specifica per l'integrazione negli studi CFD
Riprendiamo la metodologia e le caratteristiche sviluppate per il calcolo termico (input/output). I valori inclusi nel calcolo CFD sono i valori simulati del progetto.
In un modello numerico, gli elementi sono quelli descritti, e solo quelli descritti. In termini di involucro, questo porta spesso a una perfezione surreale: i materiali sono perfettamente omogenei e perfettamente implementati. Gli unici ponti termici sono quelli descritti e, nella migliore delle ipotesi, è molto complicato, se non impossibile, prevedere tutti i ponti termici (in genere si tiene conto dei ponti termici strutturali e di quelli legati al sistema di fissaggio; non si tiene conto dei ponti termici dovuti a fori o a passaggi di rete).
Non consideriamo altre fonti di umidità oltre ai sistemi.
Il gradiente di umidità specifica è nullo, perché le superfici sono impermeabili (il flusso di umidità è nullo). Ricordiamo che l’umidità relativa si calcola a partire dai seguenti parametri: temperatura, pressione e umidità specifica. Le pareti sono completamente opache alla migrazione del vapore. In effetti, la quantità di acqua che migra nelle pareti è piccola per la scala temporale considerata.
Si presume che l’interfaccia vapore-liquido sia in equilibrio termodinamico e che il cambiamento di fase avvenga in condizioni di saturazione (100% di umidità relativa).
Studio sul clima
Le simulazioni CFD hanno contribuito a ottimizzare la progettazione di un impianto di produzione di pale eoliche, prevedendo le condizioni climatiche per diversi scenari ingegneristici.
Gli studi hanno quindi permesso diaider à migliorare l’efficienza complessiva di processonoi da produzione e à redaire il coûts. Elil permesso da visivoiser il Dinamoics di influenzaides danni a aelprimo e da simuler di processonoi tels che il ventilazione, il Rif.roideissement e l‘évacuazione di inquinanti.
Video riassuntivo dello studio
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