Progettazione del sistema di riscaldamento/condizionamento per uno stabilimento farmaceutico
Ottimizzazione energetica e comfort termico: ristrutturazione di uno stabilimento farmaceutico
Nell’ambito della ristrutturazione di uno stabilimento farmaceutico, il nostro studio utilizza un approccio innovativo di simulazione CFD (Computational Fluid Dynamics) per trasformare le sfide energetiche in opportunità di prestazioni sostenibili. La simulazione termica dinamica (DTS ) svolge un ruolo centrale nel quantificare con precisione l’impatto della progettazione architettonica sui requisiti di riscaldamento e sul comfort termico, in particolare durante la stagione estiva.
Gli obiettivi principali di questa analisi includono unastima dettagliata del fabbisogno energetico, unavalutazione delle specifichecondizioni climatiche invernali ed estive e losviluppo di soluzioni tecniche adeguate per migliorare il comfort. Il progetto si svolge in più fasi e prevede la graduale sostituzione di diversi macchinari per ottimizzare i processi industriali. Lo studio mira a dimensionare una soluzione tecnica che crei un ambiente termico ottimale per i dipendenti, garantendo al contempo un’efficienza energetica superiore e un approccio eco-responsabile. Grazie alla nostra esperienza nelle simulazioni CFD, ci impegniamo a fornire soluzioni innovative e sostenibili per il settore industriale.
Conception du système Chauffage/Climatisation d'une usine pharmaceutique
Anno
2025
Cliente
NC
Posizione
France
Tipologia
Génie Climatique
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Utilizzare i dati meteorologici per simulazioni CFD sempre più accurate
L'uso immersivo della CFD
Nel processo di ristrutturazione dello stabilimento farmaceutico, l’uso coinvolgente della simulazione CFD si basa su dati meteorologici affidabili e rappresentativi provenienti dalla vicina Carnoux-en-Provence. Queste informazioni, fornite da infoclimat®, costituiscono la base del nostro modello climatico di riferimento, fornendo un’analisi accurata delle condizioni termiche durante tutto l’anno.
La nostra analisi non si limita a una panoramica. Include anche un’ispezione mensile dettagliata per distinguere le condizioni estive da quelle invernali. Ricreando un anno climatico “reale”, includiamo nelle nostre simulazioni CFD variazioni critiche come ondate di calore, episodi di freddo intenso e altri eventi eccezionali. Questo approccio permette alle nostre soluzioni di rispondere in modo ottimale ai rischi climatici della regione, rafforzando il nostro impegno per l’efficienza energetica e il comfort termico.
Audit - Analisi termica ed ermeticità: prove di fumo e prove termiche
Esecuzione di prove di fumo a supporto della CFD
Nell’ambito della ristrutturazione energetica dellostabilimento farmaceutico, stiamo utilizzando simulazioni termiche dinamiche (DTS) e modelli CFD (Computational Fluid Dynamics) per valutare le prestazioni energetiche e il clima interno dell’edificio.
I test del fumo svolgono un ruolo cruciale in questa verifica, consentendo di visualizzare i flussi d’aria e di individuare le perdite d’aria indesiderate all’interno dell’impianto. Identificano le aree diinfiltrazione dell’aria che potrebbero compromettere l’efficienza energetica dell’edificio. I test termici forniscono un’analisi dettagliata delle temperature superficiali di macchine e impianti. Questo aiuta a individuare le potenziali fonti di perdita di calore o di surriscaldamento. Insieme, questi test forniscono dati essenziali per ottimizzare il modello di simulazione CFD e migliorare il sistema di climatizzazione.
Esecuzione di test termici per produrre simulazioni
Le proprietà termiche delle pareti sono state dedotte durante la verifica in loco mediante test termici, rivelando una composizione variegata, che va da pareti interne in breezeblock e lamiera a pareti esterne con 5 cm di isolamento. Il soffitto e le pareti interne sono strutturati in modo da garantire l’isolamento termico grazie all’uso della lana di roccia, integrata da un sistema di ventilazione meccanica e da lucernari. All’interno dell’edificio, l’inerzia termica è garantita principalmente da una soletta in cemento, che influisce notevolmente sulla risposta dell’edificio alle variazioni di temperatura. L‘ermeticità dell’aria è una caratteristica essenziale, che aiuta a ridurre al minimo il flusso d’aria indesiderato, fondamentale per mantenere l’efficienza energetica.
I guadagni di calore interni, che hanno un impatto diretto sul rischio di surriscaldamento in estate, sono dovuti principalmente alle apparecchiature elettriche ad alta dissipazione di calore, in particolare le presse e il sistema diilluminazione a LED attivato dal rilevamento del movimento.
Indagine sulla configurazione dei sistemi di controllo climatico del sito per migliorare l'accuratezza dei parametri dello studio CFD.
L’audit ha anche evidenziato l’importanza dei sistemi di controllo del clima, come le unità di trattamento dell’aria (UTA). La loro configurazione e il loro posizionamento sono strategici per la fornitura di aria fresca e il raffreddamento necessario, soprattutto nelle aree delle carte e delle camere bianche, che richiedono un clima interno rigorosamente controllato a causa del loro funzionamento continuo. Il funzionamento delle presse, l’accumulo di calore dovuto a una ventilazione limitata e le porte delle aree di stoccaggio sono punti di ingresso dell’aria che influenzano il clima della fabbrica.
I dati raccolti e le ipotesi utilizzate per la nostra simulazione termica sottolineano l’importanza di un approccio preciso e adattato alle condizioni reali del sito. Questa analisi esaustiva confluisce nel nostro modello per valutare le soluzioni di climatizzazione e garantire un ambiente di lavoro ottimale, sostenibile ed efficiente dal punto di vista energetico. Ci assicuriamo che tutte le informazioni critiche siano completate in collaborazione con l’operatore per perfezionare l’efficienza energetica e migliorare il comfort all’interno dell’impianto.
Simulazione termica dinamica (DTS): uno strumento essenziale per l'ottimizzazione energetica
Simulazione digitale avanzata per una gestione termica ottimale degli edifici
La modellazione termica dinamica (DTM ) è uno strumento informatico essenziale per simulare e prevedere il comportamento termico di un edificio durante tutto l’anno. Integrando le complesse interazioni tra l’edificio, i suoi sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento (HVAC) e le condizioni climatiche circostanti, questo modello fornisce una visione approfondita delle prestazioni energetiche.
Utilizzando sofisticate equazioni matematiche e algoritmi avanzati, rappresenta con precisione le caratteristiche fisiche dell’edificio, come l’orientamento delle facciate, le proprietà termiche dei materiali e l’efficienza dei sistemi HVAC.
Il modello incorpora anche parametri cruciali come l’isolamento, l’ermeticità e le fonti di calore interne, tenendo conto della ventilazione naturale o meccanica, del guadagno solare e dell’infiltrazione d’aria. Queste preziose simulazioni vengono utilizzate per ottimizzare il comfort termico, ridurre il consumo energetico e garantire un ambiente costruito sostenibile e ad alte prestazioni.
Risultati dello studio STD: impatto dell'isolamento e degli estrattori sulle prestazioni termiche
Lo studio STD ha evidenziato l’impatto significativo delle variazioni dello spessore dell’isolamento del tetto e della gestione degli estrattori sulle prestazioni energetiche dell’edificio. Regolando la portata degli estrattori in base alle necessità, si è scoperto che ridurre il più possibile l’estrazione dell’aria esterna ha migliorato l’efficienza dell’impianto di condizionamento, con un aumento del 36% della capacità di raffreddamento.
Inoltre, raddoppiando lospessore dell’isolamento si è ottenuto un aumento dell’8,5% della capacità di raffreddamento. Queste modifiche dimostrano che l’ottimizzazione dell’isolamento e del sistema di ventilazione può ridurre significativamente il consumo energetico e migliorare il comfort degli occupanti.
Lo studio consiglia inoltre di applicare una vernice trasparente e riflettente al tetto per ridurre ulteriormente il guadagno di calore dovuto alla radiazione solare, con un guadagno energetico aggiuntivo di circa il 10%. Questi risultati sottolineano l’importanza della gestione integrata dei sistemi termici per massimizzare l’efficienza energetica degli edifici industriali.
Modellazione CFD per migliorare le prestazioni del flusso d'aria
Creare un gemello digitale - Nozioni di base sulla CFD
Nell’ambito del progetto, la CFD si concentra sulla semplificazione del volume interno del sito eliminando i sistemi che non influiscono direttamente sull’aeraulica e sulla temperatura. Questo approccio strategico persegue due obiettivi principali: migliorare l’accuratezza del modello alleggerendo il carico informatico e concentrare l’analisi sugli elementi chiave per la ventilazione e la gestione termica. Concentrandosi sugli elementi essenziali, il modello CFD offre una rappresentazione più raffinata e accessibile, consentendo di trarre conclusioni affidabili e utilizzabili.
Quando si modella il volume interno, la risoluzione delle equazioni differenziali parziali dipende dalla definizione rigorosa delle condizioni al contorno. Queste sono in parte determinate dalla campagna di misurazione in loco e dalle informazioni fornite dai team di gestione del progetto. Ancorando i calcoli a questi parametri, la simulazione CFD diventa un potente strumento per ottimizzare le prestazioni aerauliche e termiche degli edifici.
Studio di diversi scenari di ventilazione: efficienza energetica e comfort dell'impianto
Lo scopo della simulazione era quello di progettare una soluzione tecnica per migliorare il comfort termico dei lavoratori e ottimizzare l’efficienza energetica dell’impianto. Per raggiungere questo obiettivo, sono stati installati dieci condotti di aspirazione in aree critiche dell ‘impianto, dove le temperature erano eccessivamente elevate durante la stagione calda. Sono stati testati tre diversi scenari, ciascuno con diverse configurazioni diestrattori e temperature dell’aria di alimentazione.
Nel primo scenario, gli estrattori sono stati fatti funzionare a bassa velocità con una temperatura di mandata media. Nel secondo scenario, la temperatura dell’aria di mandata è stata ridotta mantenendo gli estrattori a bassa velocità. Nel terzo scenario, gli estrattori sono stati spenti completamente, con una temperatura di mandata più bassa. Per garantire una capacità di raffreddamento costante, la portata dell’aria di mandata è stata regolata per ottenere la temperatura ottimale dell’aria di mandata.
Risultati di analisi e soluzioni personalizzate con EOLIOS ingénierie
L’analisi delle velocità ha rivelato una circolazione omogenea dell’aria fresca senza zone morte, in particolare nelle camere bianche e nelle aree meccaniche. Questa ottimizzazione ha permesso di distribuire l’aria fresca in modo uniforme in tutto l’impianto.
La mappatura termica del primo scenario ha identificato tre zone distinte: la zona della mappa aveva la temperatura più bassa, seguita dalle camere bianche con una temperatura superiore di circa 2°C a causa dell’alta densità di macchine, e la zona di stoccaggio, non dotata di condotti, con una temperatura superiore di circa 4°C rispetto alla zona della mappa. Questi risultati suggeriscono che una riduzione della temperatura dell’aria di mandata potrebbe omogeneizzare meglio le temperature e abbassare quelle della parte inferiore.
L’analisi suggerisce anche dispegnere gli estrattori e chiudere i ventilatori nella parte inferiore dell’impianto per migliorare il comfort termico. All’interno delle celle, le simulazioni mostrano temperature piuttosto elevate, ipotizzando una perfetta tenuta dell’aria, il che è pessimistico, poiché i difetti di tenuta dell’aria rendono più probabile la dispersione termica. Infine, i soffitti delle soffianti mostrano una temperatura di ingresso relativamente alta, che potrebbe essere ottimizzata per migliorare ulteriormente il comfort ambientale.
EOLIOS - Competenza nella gestione termica per la ristrutturazione industriale
Noi di EOLIOS lavoriamo con te per progettare e ottimizzare i sistemi di raffreddamento e ventilazione del tuo impianto, garantendo la massima efficienza energetica e un migliore comfort termico per le tue strutture. Grazie alla nostra esperienza in CFD, analizziamo la termoaerodinamica per una gestione ottimale della temperatura.
Grazie alla nostra padronanza delle simulazioni numeriche, identifichiamo i flussi d’aria critici e le aree che possono creare bypass indesiderati. Grazie a queste analisi, possiamo garantire una distribuzione uniforme dell’aria, riducendo il rischio di surriscaldamento nelle aree sensibili e migliorando l’efficienza operativa dei tuoi sistemi.
Eseguiamo valutazioni rigorose per convalidare e ottimizzare l’efficienza dei tuoi sistemi di raffreddamento, anche negli scenari più complessi. Questo approccio garantisce la longevità e le prestazioni dei tuoi impianti, consentendoti di operare in condizioni ottimali e sostenibili.
Video riassuntivo dello studio
Sintesi dello studio
Lo studio mira a migliorare il comfort termico e l’efficienza energetica di uno stabilimento farmaceutico in fase di ristrutturazione. Utilizzando la simulazione termica dinamica (DTS ) e la simulazione CFD, le prestazioni dell’edificio vengono analizzate in dettaglio, tenendo conto dei dati climatici locali. Un audit termico e test del fumo sono stati utilizzati per identificare le perdite e le dispersioni di calore. Sono stati testati diversi scenari di ventilazione, che hanno portato a raccomandazioni tecniche come l’ottimizzazione dell’isolamento, la regolazione degli estrattori e la modifica della temperatura dell’aria di mandata. Queste soluzioni sono state studiate per garantire un comfort ottimale ai dipendenti, riducendo al contempo il consumo energetico.
Video riassuntivo della missione
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