CFD SIMULAZIONI

Energo, impiega da oltre otto anni, tecnologie avanzate di simulazione CFD (Computational Fluid Dynamics) fornendo a Imprese, Clienti Finali, Produttori, Architetti e Studi di progettazione soluzioni complete ed affidabili in grado di consentire un'immediata valutazione da un punto di vista termofluidodinamico di un prodotto, di un ambiente o di un edificio. 

General Electric (Firenze Italia), simulazione CFD

                           Padiglione Italia, Expo Milano 2015 - Linee di percorso dei flussi d'aria

Queste analisi, grazie alla "visualizzazione" dei fenomeni termofluidodinamici, consentono un'immediata determinazione delle prestazioni di un prototipo, sia esso virtuale o reale, permettendo quindi lo sviluppo e l'ottimizzazione di prodotti ancor prima della loro effettiva costruzione, riducendo al minimo le modifiche post produzione o la valutazione e l'affinamento di prodotti esistenti. 

 
Sempre mediante l'ausilio di tecniche CFD, anche la progettazione dei sistemi HVAC si rivela molto più efficace e flessibile rispetto all'utilizzo dei soli metodi tradizionali in quanto in grado di fornire una previsione altamente affidabile del comportamento degli impianti (anche in più scenari o varianti contemporaneamente) e del grado di comfort raggiungibile in ambiente. 

Tale approccio, consente quindi di effettuare le scelte più appropriate ed apportare tutte le ottimizzazioni agli impianti ancora in fase di progetto a garanzia di una migliore realizzazione e con evidente risparmio di tempi e costi. 


I VANTAGGI DELLE SIMULAZIONI CFD 

  • Diagnosi e Visualizzazione delle problematiche - La modellazione mediante CFD consente di conseguire una dettagliata descrizione dei flussi, degli scambi di calore, della diffusione di particelle e di molte altre variabili fluidotermodinamiche in un sistema hvac o in un componente, in questo modo si ottiene un immediata comprensione numerica ma anche e soprattutto visiva) di tutti i fenomeni fisici che molto difficilmente sarebbero evidenziabili da una prova di laboratorio. Attraverso le simulazioni CFD, si minimizza quindi il rischio di dover spendere tempo e denaro per individuare e risolvere eventuali problemi prestazionali una volta mandato in esecuzione l'impianto o il singolo componente. 

  • Riduzione dei costi di Primo Impianto - Le simulazioni CFD consentono l'ottimizzazione dei sistemi HVAC preveendo il reale funzionamento e prevenendo i sovradimensionamenti tipici di una metodologia di progettazione che non impiega questo tipo di ausilio. 

  • Ripetitività delle esperienze - Una delle caratteristiche principali è la ripetitività degli esperimenti virtuali ovvero delle simulazioni variando qualsivoglia parametro di interesse, cosa che in laboratorio sarebbe pressoché impossibile se non a fronte di costi di allestimento e tempi proibitivi.  

  • Riduzione dei tempi e dei costi di progettazione - Le simulazioni cfd consentono sensibili riduzioni nei tempi e nei costi di progettazione:Per un componente, attraverso l'evidente diminuzione del numero di prototipi propedeutici alla realizzazione di serie in tal senso, la modellazione è senza ombra di dubbio molto più rapida ed economicamente vantaggiosa di qualsiasi campagna di prova in laboratorio. Per un sistema HVAC attraverso la prevenzione di costose modifiche attuata mediante una serie di simulazioni di funzionamento eseguibili già in fase di progettazione.

  • Miglioramento delle prestazioni - Le simulazioni cfd consentono di prevedere il comportamento di un componente o di un sistema. mediante tali applicazioni, è possibile studiare innumerevoli scenari virtuali promuovendo quindi le scelte più efficaci che contribuiscono al miglioramento complessivo delle prestazioni

I SISTEMI HVAC CON L'AUSILIO DELLE SIMULAZIONI

  • Canali - Le simulazioni CFD grazie alla loro alta affidabilità consentono l'eliminazione di qualsiasi ipotesi circa le perdite  di carico nei canali; come ben noto, tali perdite di carico, direttamente hanno una notevole importanza sul dimensionamento dei componenti del sistema ed indirettamente sulle sue richieste di energia. La simulazione consente inoltre di prevenire i sovradimensionamenti conseguenti all'eccessiva conservatività  del progettista.   

  • UTA, Elementi distributivi e componenti aeraulici - L'applicazione di simulazioni cfd per i terminali ed i componenti aeraulici consente la valutazione di tutti i  parametri termofluidodinamici coinvolti nella distribuzione dell'aria.  Le simulazioni oltre a permettere una verifica di funzionamento e di prestazioni del terminale o del  componente offre tutti gli elementi per individuare eventuali malfunzionamenti o spunti per il miglioramento  del prodotto stesso.   

  • Trasmissione di calore - La progettazione di sistemi di scambio termico, siano essi costituiti da un semplicissimo radiatore per il  riscaldamento, da un pannello a pavimento o da un complicato scambiatore di calore, ha come fine ultimo l'ottenimento del massimo scambio termico. Tale fenomenologia dipende come noto da una serie di fenomeni fisici che possono essere indagati e visualizzati mediante una simulazione CFD      

  • Flussi, Ventilazione, Evacuazione Fumi  -  Partendo dalla geometria di un locale, o di un intero edificio, posizionando ventilatori, diffusori e quant'altro  influente sui flussi stessi è possibile mediante una simulazione CFD predeterminare le distribuzioni di velocità e  temperatura dell'aria. Naturalmente le simulazioni sono in grado di considerare tutte le variabili incidenti sul modello quali ad esempio: condizioni al contorno, irraggiamento, ecc..  Sempre in tale ambito sono posizionate alcune applicazione altamente specialistiche quali le simulazioni di  evacuazione fumi o agenti inquinanti. ENERGO sta supportando con le proprie simulazioni MP3 Italia produttore leader di terminali aeraulici e molti produttori di macchine e componenti

CFD APPLICAZIONI SPECIALI

L'azienda MP3 produttore leader italiano nei terminali aeraulici, nel proprio settore ricerca e sviluppo ha avviato da oltre sei anni un innovativo filone di ricerca per l'ottenimento e la pubblicazione dei dati tecnici per la selezione dei propri prodotti. 

Prima in Italia e forse al mondo, MP3 ha scelto ENERGO per sviluppare un metodo di analisi del comportamento aeraulico dei prodotti di diffusione con l'uso di programmi integrati CFD.

Tali programmi, basandosi sul principio degli elementi finiti, consentono di creare modellazioni matematiche atte a descrivere perfettamente il moto dell'aria in ogni condizione e di fornire informazioni su velocità, pressione e temperatura dell'aria in ogni punto dell'ambiente come pure all'interno dei diffusori, dei canali e di tutti i vari organi che compongono un impianto di trattamento aria.In questo grande piano di sviluppo si è avuta l'unione di due grandi esperienze nel campo del trattamento aria.  

  • La camera di prova virtuale -  L'uso dei programmi integrati CFD consente di simulare la distribuzione della velocità dell'aria immessa dai diffusori all'interno di una camera di qualunque forma o dimensione. Particolarmente interessante è l'analisi su di un piano di sezione posto a distanza crescente dal diffusore. Le tradizionali camere di prova, oltre ad avere dimensioni fisse, consentono di misurare la velocità dell'aria in un numero limitato di punti, mentre con la camera di prova è come se si avesse un numero infinito di sonde. Si possono simulare inoltre fonti di calore, zone di dispersione termica, arredi ed ogni altra variabile che influenzi il moto dell'aria.  

  • Studiare gli aspetti sconosciuti -  L'uso dei programmi integrati CFD consente di verificare la distribuzione della velocità dell'aria all'interno dei plenum dei diffusori, e quindi di individuare le dimensioni ottimali per una perfetta omogeneità della velocità di uscita dal diffusore, superando i tradizionali metodi empirici ed approssimati in favore di un metodo riproducibile, veloce e preciso.

  • Analisi vettoriale delle velocita' - L'uso dei programmi integrati CFD consente anche l'analisi vettoriale della velocità, permettendo così di definire direzione e verso dell'aria in movimento come se si ponesse nella camera di prova un numero illimitato di sonde a 360°. Tale analisi è di fondamentale importanza quando si hanno più diffusori nello stesso ambiente ed è l'unica che consenta di descrivere con esattezza la condizione creata dall'incontro dei flussi d'aria.     

  • L'interno del diffusore - Lo studio della distribuzione delle velocità all'interno dei diffusori è di fondamentale importanza per individuare le soluzioni atte a ridurre perdite di carico e rumore. L'uso dei programmi integrati CFD consente di analizzare il moto dell'aria in qualunque forma di condotto e dunque anche all'interno dei diffusori. Questo rende possibile l'ottimizzazione di ogni nuovo progetto ed il puntuale confronto tra soluzioni alternative.Consente inoltre di determinare con esattezza la velocità di uscita dell'aria, normalmente indicata come Vk, e dunque la sezione efficace di uscita normalmente indicata come Ak. La conoscenza esatta di questi valori consentirà all'installatore la perfetta taratura dei diffusori e dell'impianto nel  suo complesso. 

  • Non solo diffusori - I programmi integrati CFD costituiscono un ottimo supporto per la progettazione di componenti aeraulici di ogni tipo.  Ottimo esempio è il progetto, della nuova serranda tagliafuoco europea serie WK omologata secondo EN 1366-2.  Solo con uno strumento come i programmi integrati CFD è possibile conoscere l'esatto effetto del flusso d'aria degli  ostacoli all'interno del condotto, come la pala della serranda, le battute meccaniche ed il termofusibile.  Questo ha permesso di realizzare un prodotto che non solo soddisfi i severi requisiti di resistenza al fuoco prescritti  dalla norma, ma che garantisca l'ottimizzazione delle perdite di carico e la massima riduzione del rumore generato.    

  • Analisi degli ambienti - I programmi integrati CFD permettono di costruire modelli di diffusione in ogni tipo di ambiente.  ENERGO può quindi realizzare studi personalizzati con simulazione dell'esatto ambiente di  installazione dei prodotti e considerando ogni tipo di variabile necessaria come disposizione dei punti di ripresa,  influenza degli arredi, presenza di fonti di calore, conduzione delle superfici vetrate, alternanza stagionale.  Questo studio è infinitamente più preciso rispetto a quanto ottenibile con i comuni programmi di selezione emessi dalle diverse case costruttrici in quanto non pone vincoli alla definizione dell'ambiente e non attinge i risultati da  archivi più o meno sviluppati di risultati standard, ma calcola caso per caso il comportamento dell'aria sulla base  delle leggi fisiche della fluidodinamica e della termodinamica.