Impianti Termici | Riscaldamento a Pavimento
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Ricerche scientifiche e pubblicazioni sui sistemi radianti negli ultimi anni

I sistemi radianti, la loro integrazione con altri terminali di impianti, il comfort e la modellazione dinamica sono tematiche da molti decenni oggetto di ricerche scientifiche. Nel presente articolo sono stati selezionati i più recenti articoli di letteratura pubblicati su riviste scientifiche internazionali.

Le tematiche oggetto delle più recenti pubblicazioni sui sistemi radianti

Sono riassunti di seguito le tematiche oggetto delle ricerche di letteratura.

  • Analisi e potenzialità delle diverse tipologie: pavimento, parete e soffitto;
  • Applicazioni e integrazioni con altri sistemi impiantistici (emissione oppure ventilazione);
  • Valutazione delle prestazioni in opera;
  • Simulazioni (dell’edifico con sistemi radianti – mediante EnergyPlus oppure TRNSYS oppure agli elementi finiti - FEM);
  • Ottimizzazione delle strategie di regolazione;
  • Valutazione dei potenziali risparmi energetici;
  • Valutazione del comfort degli utenti (focus comfort termico);
  • Valutazione dei coefficienti di scambio termico;
  • Accoppiamento con materiali innovativi;
  • Sistemi radianti nelle ristrutturazioni;
  • Applicazioni in tipologie di ambienti e contesti speciali: open space, climi estremi;
  • Revisioni della letteratura.

Sistemi Radianti: raccolta dettagliata delle più recenti pubblicazioni scientifiche in materia

Le parole chiave nella letteratura sono rappresentate nell’immagine di seguito. La più frequente è comfort termico, seguono riscaldamento e raffrescamento radiante, esperimenti, pannelli a soffitto, sistemi a parete, sistemi ad attivazione termica della massa (TABS), performance e consumi energetici.

Sono di seguito elencati i riferimenti di letteratura datati 2021 e 2022 pubblicati su rivista scientifica e al convegno CLIMA2022 (pubblicazioni con l’asterisco alla fine del titolo). La lista completa degli articoli è disponibile a questo LINK.

Ogni articolo è datato e viene indicata la provenienza degli autori (in caso di più affiliazioni sono riportate una di seguito all’altra).

Gli articoli più importanti e i relativi contenuti sono dettagliati, mentre di alcuni è riportato solo il titolo e la traduzione in italiano.

  • Influence of different building transparent envelopes on energy consumption and thermal environment of radiant ceiling heating and cooling systems. 2022. Cina

L’articolo ha come oggetto l’analisi dell’influenza di diversi involucri trasparenti dell'edificio sul consumo energetico e sull'ambiente termico dei sistemi di riscaldamento e raffrescamento con soffitto radiante.

  • Thermal performance of a radiant wall heating and cooling system with pipes attached to thermally insulating bricks. 2021. Repubblica Ceca

Lo studio analizza le prestazioni termiche di un impianto di riscaldamento e raffrescamento a parete radiante con tubazioni fissate a laterizi termoisolanti.

  • Analysis on the thermal performance of low-temperature radiant floor coupled with intermittent stratum ventilation (LTR-ISV) for space heating. 2023. Cina

Nella ricerca sono state analizzate le prestazioni termiche di un pavimento radiante a bassa temperatura accoppiato a ventilazione intermittente (LTR-ISV) per il riscaldamento degli ambienti.

  • A novel adaptive predictive control strategy of hybrid radiant-air cooling systems operating in desert climates. 2022. Egitto

Nello studio viene presentata una innovativa strategia di controllo-regolazione predittivo e adattivo dei sistemi ibridi di raffreddamento radiante e ad aria nei climi desertici.

I risultati mostrano che la strategia proposta migliora sostanzialmente l'ambiente termico interno, dove la percentuale di ore confortevoli occupate è aumentata del 25,1%. La strategia di regolazione proposta ha anche ridotto il consumo di elettricità di picco del 18,8%. Tuttavia, il consumo energetico totale della stagione estiva è stato solo del 2,7% a causa delle ore di funzionamento più lunghe dei refrigeratori e delle pompe di circolazione.

  • Parametric study on the effect of radiant heating system on indoor thermal comfort with/without external thermal disturbance. 2022. Cina
    Studio parametrico sull'effetto del sistema radiante in riscaldamento sul comfort termico interno con/senza disturbo termico esterno

Nello studio viene analizzata l'applicazione del sistema di riscaldamento radiante con temperatura fissa di mandata dell'acqua in due diverse tipologie di edifici mediante simulazione con il software TRNSYS.

  • Simplified calculation and control method of floor surface temperature for radiant floor and fresh air coupled cooling systems in steady-state. 2021. Cina
    Metodo di calcolo e controllo semplificato della temperatura superficiale del pavimento per sistemi di raffrescamento accoppiati a pavimento radiante e ad aria esterna in condizioni stazionarie
  • Experimental examination of heat transfer coefficients in hydronic radiant wall cooling systems. 2022. Turchia
    Valutazione sperimentale dei coefficienti di scambio termico nei sistemi idronici radianti in raffrescamento a parete.
  • Recent energy simulation model enhancements for radiant systems. 2022. USA
    Recenti miglioramenti del modello di simulazione energetica per i sistemi radianti.

L'industria HVAC e la tecnologia di simulazione utilizzata per informarla sono in continua evoluzione per affrontare nuove sfide e tecnologie e strategie migliorate. A volte, la tecnologia di simulazione, per una serie di motivi, non ha tenuto il passo con gli sviluppi nel settore.

Questo è stato il caso del modello di sistema radiante a bassa temperatura in EnergyPlus. Dalla sua inclusione nel programma nei primi anni 2000, il modello per i sistemi radianti a bassa temperatura ha visto alcuni miglioramenti, ma non ci sono state aggiunte alle capacità di modellazione per oltre 10 anni.

Con il recente lavoro sul programma, sono state apportate diverse nuove funzionalità e miglioramenti per aumentare l’utilizzo del programma mentre architetti e ingegneri cercano di modellare meglio il consumo energetico degli edifici.

I recenti miglioramenti al modello in EnergyPlus includono l'aggiunta di controlli della temperatura superficiale e interna, il miglioramento dell'interpretazione dei set-point, l'implementazione dei controlli della temperatura dell'aria esterna on-off e di temperatura media, la definizione di un ritardo temporale tra i passaggi dal riscaldamento al raffrescamento o viceversa, la descrizione di sistemi radianti multizona, e l'inserimento di un nuovo algoritmo di scambio termico tra il fluido e il sistema radiante stesso.

Tutte queste nuove funzionalità sono descritte e dimostrate attraverso i risultati della simulazione.

  • Incorporating two-dimensional conduction modeling techniques into an energy simulation program: The EnergyPlus radiant system example. 2022. USA
    Incorporare tecniche di modellazione della conduzione bidimensionale in un programma di simulazione energetica
    : l'esempio del sistema radiante nel programma EnergyPlus.

L’articolo dimostra la potenziale perdita di accuratezza associata ai modelli di sistema radiante monodimensionali fornendo un confronto tra soluzioni monodimensionali e bidimensionali utilizzando il software EnergyPlus.

  • Machine learning approach to predict the heat transfer coefficients pertaining to a radiant cooling system coupled with mixed and forced convection. 2022. Turchia
    Approccio con machine learning per prevedere i coefficienti di scambio termico
    relativi a un sistema di raffrescamento radiante accoppiato a convezione mista e forzata.
  • Adjusting the design of a radiant heating system for office retrofit. 2022. Slovacchia, Turchia*
    Adeguamento del progetto di un sistema di riscaldamento radiante
    per il retrofit di un ufficio.
  • A study of the sensible and latent heat flux of a ceiling radiant cooling panel with superhydrophobic treatment. 2022. Cina*
    Studio del flusso termico sensibile e latente di un pannello radiante a soffitto con trattamento superidrofobico
    .
  • Overview and assessment of radiant systems in three administrative buildings. 2022. Slovacchia*
    Panoramica e valutazione dei sistemi radianti in tre edifici amministrativi.
  • Experimental assessment of radiant panel for thermal conditioning of open spaces. 2022. Spagna*
    Valutazione sperimentale di pannelli radianti per il condizionamento termico degli open spaces.
  • Room-side and Plenum-side Cooling Prediction of Suspended Radiant Ceiling Panels. 2022. Danimarca, Giappone*
    Previsione del raffrescamento lato ambiente e lato plenum di pannelli radianti a soffitto sospesi.
  • Development of Heat Recovery Radiant Heating System using Dynamic Insulation. 2022. Giappone*
    Sviluppo del sistema di riscaldamento radiante a recupero di calore utilizzando l'isolamento dinamico.

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