Confronto tra le prestazioni energetiche in regime dinamico di un impianto di climatizzazione ad uso residenziale tradizionale e con pompa di calore geotermica

Questo scritto affronta il tema dello sfruttamento della fonte geotermica per la climatizzazione, sia invernale che estiva, di un edificio ad uso residenziale. In particolare, la situazione a cui faremo riferimento è quella di un condominio di media grandezza (18 appartamenti da circa 60 mq ciascuno) a cui verrà applicato un impianto di climatizzazione ad aria centralizzato, alimentato da una pompa di calore geotermica reversibile. Il fine ultimo di questo lavoro è analizzare, attraverso una simulazione in regime dinamico, le prestazioni energetiche del suddetto impianto e valutarne la convenienza rispetto ad un'istallazione tradizionale, che utilizza un boiler a gas per il riscaldamento e un chiller raffreddato ad aria per il raffrescamento. L'analisi economica svolta riguarderà solo i costi di esercizio delle due versioni di impianto.

Studio del comportamento termico di un involucro edilizio con doppia pelle mediante l'uso della simulazione energetica dinamica. Il caso studio del Centro Direzionale Lavazza di Torino.

L’attività di studio affrontata in questa tesi di laurea nasce da una collaborazione di 11 mesi con l’ufficio tecnico della Aghito Zambonini S.p.A. di Fiorenzuola d’Arda, azienda specializzata nella progettazione e produzione delle facciate continue in vetro. Il primo capitolo analizza lo scenario energetico globale, in termini di consumi e fabbisogni mondiali, confrontandoli con quelli dell’UE e dello stato italiano. Nel capitolo seguente viene analizzato il sistema costruttivo delle facciate continue in vetro, dal punto di vista architettonico (classificazione, requisiti e prestazioni, materiali) e dal punto di vista fisico. Una sezione è stata dedicata all’approfondimento delle facciate a doppia pelle. Dopo una descrizione dei software di simulazione energetica, il caso studio viene analizzato attraverso una simulazione di tipo stazionario con il software WIS 3.0 e con una simulazione di tipo dinamico, tramite il software sperimentale ESP-r. Oltre al caso effettivamente realizzato (CASO A), sono state simulate in ESP-r altre quattro alternative, di cui una considerante una maggior superficie di ventilazione (CASO B), una con intercapedine completamente chiusa (CASO C), una con doppio vetro in facciata al posto del triplo (CASO D) e un’ultima alternativa considera un vetro maggiormente performante nella pelle esterna (CASO E). I risultati ottenuti, in termini di temperatura, velocità dell’aria nell’intercapedine, consumi e parametri soggettivi di comfort, possono essere assunti generalmente validi per un qualsiasi sistema a doppia pelle e mostrano che due casi tra quelli simulati sono peggiorativi (CASO C, CASO D) e due migliorativi (CASO B e CASO E) rispetto a quello effettivamente realizzato. Da questo studio si deduce l’importanza di parametri quali geometria, orientazione, ventilazione e proprietà dei materiali già nel corso della fase di progettazione di un involucro edilizio.

Analisi in regime dinamico dei consumi energetici per la produzione di acqua calda sanitaria in una palestra con integrazione di pannelli solari

L'elaborato è focalizzato sul dimensionamento di un sistema solare termico da integrare ad una caldaia a metano in una palestra di riferimento. Sono state condotte simulazioni dinamiche in ambiente Trnsys per analizzare il consumo energetico dell'utenza termica, eseguite anche al variare dei valori di differenti variabili. Infine sono state condotte valutazioni economiche, tramite parametri finanziari, per decretare la fattibilità e la convenienza dell'investimento.

Analisi di profili di moto permanente lungo l'asta del Fiume Secchia (località Veggia)

Il presente lavoro di tesi analizza un tratto del fiume Secchia, prossimo alla località di Veggia (Sassuolo), al fine di determinare la variazione del livello idrometrico in funzione di diverse portate associate a tempi di ritorno a breve e lungo termine. Vengono dapprima introdotti il concetto di rischio idraulico ed i relativi riferimenti normativi che lo disciplinano, unitamente ai piani di gestione e ai possibili interventi di protezione fluviale. Si introduce successivamente il codice di calcolo HEC-RAS, che viene impiegato nel presente studio per simulare l’andamento dei profili di moto permanente, nel caso in cui il fiume sia o meno interessato dalla presenza di un ponte. In entrambi i casi vengono poi discusse le variazioni dei livelli idrometrici per portate con tempi di ritorno di 20, 100 e 200 anni: si osserva che l’asta fluviale è a rischio nella zona a valle dello studio, mentre nella zona dove è ubicato il ponte l’aumentare dei livelli idrometrici non mette in crisi la struttura. A seguire vengono presentate le opere di mitigazione, destinate alla protezione dell’alveo e dell’ambiente circostante. Poi, si mostrano le opere di mitigazione, essi funzionano di diminuire i rischi dalla diversa classificazione di opere.

Studio del campo di velocità per fluidi in moto laminare all'interno di condotti

Lo scopo di questa tesi è quello di ottenere una rappresentazione grafica del profilo di velocità di un fluido all’interno di un condotto. In particolare si studieranno le equazioni di bilancio facendo alcune ipotesi semplificative riguardo il moto del fluido. Si considererà un moto laminare in condizione di completo sviluppo dinamico e convezione forzata. Grazie a queste ipotesi si riuscirà ad ottenere un’equazione semplificata di Navier-Stokes, che permetterà di calcolare l’andamento della velocità all’interno di condotti con qualsiasi forma della sezione. In questo caso si confronterà il profilo di velocità di un condotto a sezione circolare con uno a sezione circolare forata come in uno scambiatore di calore a tubi concentrici. Per risolvere l’equazione di Navier-Stokes e stampare l’andamento delle velocità all’interno della sezione del condotto si è utilizzato il software “Mathematica”, che è stato appreso durante l’attività di tirocinio curriculare. Questo software offre un supporto notevole allo studio matematico di qualsiasi problema. Permette inoltre di avere un riscontro grafico dei risultati ottenuti, direttamente nell’interfaccia utilizzata per la stesura del codice. Per rappresentare il profilo di velocità sarà inoltre utilizzato il metodo degli elementi finiti all’interno di Mathematica, che permetterà di ottenere una soluzione più uniforme e vicina alla realtà. Il metodo degli elementi finiti (FEM) permette di semplificare lo studio del moto di un fluido, in quanto ci dà la possibilità di avere un sistema di equazioni algebriche che ne descrivono il moto, invece di equazioni differenziali e le sue relative condizioni al contorno. Sarà quindi brevemente descritto questo metodo che è stato di grande aiuto tramite l’implementazione della “mesh” su Mathematica.

Suspensión trasera regulable para un a moto de competición: alternativa Full Floater

El trabajo consiste en el diseño y estudio de la suspensión por bieletas Full Floater para una moto de competición para el equipo Moto Student Bilbao. En este estudio, se busca la curva de rigidez optima para la suspensión y se diseñan mediante elementos finitos los elementos de los que se compone: triánngulo de suspensión, bieleta y las uniones entre elementos. [El muelle - amortiguador es un elemento suministrado por la organización]. A su vez, se realiza un diseño preliminar del basculante, donde se estudia este a rigidez y a resistencia. Por último, se nombra el posible proceso de fabricación.

Suspensión trasera regulable para un a moto de competición: alternativa Pro-Link

El objetivo general que se pretende alcanzar con la realización de este proyecto, consiste en el diseño del sistema de suspensión trasera regulable y el prediseño de un basculante para una motocicleta de competición de 250cc y 4 tiempos, englobado dentro de la competición MotoStudent promovida por la Fundación Moto Engineering Foundation. Más concretamente se pretende diseñar un sistema de suspensión con un buen comportamiento dinámico que facilite el manejo de la moto, regulable para que se pueda adaptar a las características de los diferentes circuitos y a la forma de conducción de los pilotos, y el prediseño de un basculante con una buena relación rigidez - peso.

Suspensión trasera regulable para un a moto de competición: alternativa Uni-Track

En el presente trabajo se realiza el diseño de una suspensión trasera regulable para una moto de competición. Se realizan una serie de estudios cinemáticos de diferentes modelos de suspensión (suspensión clásica, y suspensión de bieletas o progresivo) con el fin de comprender el comportamiento del mecanismo en las diferentes situaciones de servicio y definir la relación que existe entre las fuerzas, la geometría y la rigidez. Posteriormente se realiza el diseño de la geometría de un modelo de suspensión de bieletas específico (Uni-Track), el cual cumple con los requisitos establecidos y con una serie de parámetros que garantizan que el comportamiento del mecanismo sea competitivo y que mantenga una relación óptima entre servicio y confort. Se estudian las diferentes alternativas de variaciones geométricas que se pueden dar en el modelo, para diseñar una suspensión regulable. Finalmente se diseña cada elemento que compone la suspensión por el Método de Elementos Finitos y se seleccionan los elementos de unión, así como los procesos de fabricación de aquellas piezas que deban de ser fabricadas en el taller.

Diseño estructural de un basculante de moto de competición

[ES]En este trabajo se plantea una propuesta de diseño estructural de un basculante de una moto de competición de 250cc y 4T adecuado a las normas de la competición MotoStudent entre universidades. En primer lugar se estudian los distintos tipos de basculante existentes y se ponderan sus ventajas e inconvenientes. Posteriormente se elige uno de los tipos en base a las características de la moto y se desarrolla. La herramienta utilizada para el desarrollo es el programa PTC Creo 2.0. Primero se realiza el diseño en CAD de la pieza y después se estudia el diseño con el método de elementos finitos y se modifica hasta alcanzar los requisitos necesarios. Finalmente se añaden elementos auxiliares necesarios y se realizan los planos de la pieza.

Diseño de la fabricación del carenado de una moto de competición (prototipo)

[ES]El carenado de una motocicleta es parte importante que ayuda tanto en la protección del motor de los distintos fenómenos meteorológicos como en la faceta aerodinámica. En este TFG se va a desarrollar el proceso de fabricación del depósito de gasolina (elemento del carenado) de una motocicleta de competición de MotoStudent. Para ello se evaluarán diferentes alternativas que permitan obtener el carenado de una forma eficaz y económica. Tras el desrrollo del trabajo se ha optado por fabricar el molde en arcilla, para posteriormente cubrirlo con fibra de vidrio y más materiales.

Suspensión trasera progresiva para moto Student: Alternativa Pro-link

El objetivo de este proyecto ha sido el de diseñar un sistema de suspensión englobado en el ámbito de la competición interuniversitaria MotoStudent. Además de la normativa de la competición, dicha suspensión debe cumplir una serie de requisitos extra impuestos por el equipo de MotoStudent de la ETSI de Bilbao. Las características principales de la suspensión en cuestión deben ser las siguientes:  La rigidez del sistema de suspensión debe ser progresiva, de forma que se comporte como una suspensión blanda a bajas solicitaciones, y como una suspensión dura a altas solicitaciones.  A fin de poder adaptar la suspensión de la moto a diferentes circuitos, el esta deberá estar dotada de un sistema de regulación. Para ello el sistema de suspensión elegido es el sistema por bieletas tipo Pro- Link, cuya principal característica es que, en dicha solución, el balancín no solo tiene movimiento angular, sino que tiene también movimiento lineal, de forma que es mucho más versátil a la hora de diseñar. Figura[

Suspensión trasera regulable pra una moto de competición: altenrativa full-floater

[ES] El objeto de este estudio consiste en el diseño de un sistema de suspensión trasera regulable y progresiva, así como el prediseño de un basculante, para una motocicleta de competición. La motocicleta compite dentro de la categoría MotoStudent, por lo que se ha realizado el estudio de acuerdo con las normas de la Organización y las especificaciones del equipo de la ETSI.

Diseño de tijas y acople de pinza de freno para moto de competición.

[ES]Este trabajo pretende realizar el diseño de las tijas y del acople de freno para una moto de competición. El objetivo principal es conseguir un diseño óptimo de las tijas y del acople del freno. Para ello se realiza una investigación previa, se estudian las solicitaciones a las que se ven sometidas las piezas y se diseñan con un programa de CAD/MEF (PTC Creo 2.0) con su respectivo análisis de resultados. Con todo esto se pretende la posibilidad de aportar un diseño novedoso y eficaz de las tres piezas para el proyecto MotoStudent o para cualquier otro proyecto.

Diseño y fabricación de un conjunto de estriberas y semimanillares para moto de competición.

[ES]El objeto del presente trabajo consiste en diseñar un conjunto de estriberas y semimanillares para una moto de competición, que cumplan con una serie de requerimientos geométricos y que garanticen las mejores prestaciones posibles en cuanto a competición, entre las que destacan la seguridad y comodidad del piloto. A continuación se procederá a elegir los procesos más adecuados para la fabricación de los mismos, teniendo en cuenta requisitos económicos y de calidad, para sacar al mercado un producto lo más competitivo posible. El estudio se basa principalmente en el análisis de diferentes alternativas que se pueden adoptar para obtener el diseño de los productos y posterior fabricación. Para ello se estudiarán los objetivos y condiciones que se deben cumplir. Cabe destacar que la idea de desarrollo de este proyecto surgió dentro de otro de mayor envergadura, la competición MotoStudent. MotoStudent es una competición internacional entre universidades de todo el mundo en la que los equipos de estudiantes se enfrentan al desafío de diseñar y desarrollar un prototipo de motocicleta de competición similar a la categoría mundialista de Moto3.

Diseño del sistema de tensor de cadena y acople de pinza de freno trasero para moto de competición.

[ES]En este documento se propone el diseño de dos sistemas imprescindibles en el tren trasero de una moto de competición, el sistema de tensor de cadena y el del acople de pinza de freno trasero. Junto a estos sistemas se diseñará, dada su relevancia, el basculante de la moto. Estos diseños se realizarán de tal manera que cumplan una serie de requisitos geométricos y de resistencia, garantizando en todo momento la estabilidad y seguridad del piloto. Se realizará también el estudio de la fabricación de cada uno de los elementos que componen los sistemas, con el fin de realizar diseños viables, que resulten económicamente factibles y mantengan un alto grado de calidad. En el proyecto se analizarán las diferentes alternativas de los sistemas que se puedan adoptar, sus ventajas y desventajas, para así poder escoger, con un alto grado de seguridad, la opción que mejor cumpla los objetivos y condiciones establecidos. Cabe destacar que este proyecto se encuentra dentro de otro de mayor envergadura consistente en el diseño y la fabricación de una motocicleta de competición para participar en el campeonato internacional llamado “MotoStudent”. Esta competición se realiza entre universidades de todo el mundo y en ella los equipos de estudiantes se enfrentan al desafío de diseñar y desarrollar un prototipo de motocicleta de competición similar a la categoría mundialista de “Moto3”.