Calcolo BTU

Calcolo potenza condizionatori

Per effettuare il calcolo della potenza dei condizionatori che andrete ad installare in una casa, in un negozio o in un impianto produttivo sono necessari alcuni accorgimenti. Ogni locale ha bisogno di un punto di emissione di aria condizionata pertanto, più sono i locali che si vogliono raffrescare e riscaldare, più alto sarà il bisogno di potenza totale e, quindi, più alta deve essere la potenza elettrica disponibile al contatore, che generalmente nelle case è di 3kW. La formula potrà aiutarvi a fare una stima della potenza necessaria in base alle vostre esigenze. Per trovare il valore stimato in BTU/h abbiamo bisogno delle seguenti misure:
Lato x del locale da climatizzare
Lato y del locale da climatizzare
Altezza h del locale da climatizzare
Coefficiente K che di default è 25 per un ambiente "caldo", ma si può aumentare fino a 40

Calcolo dei btu

Per calcolare la potenza termica in raffreddamento dovremo agire con molto scrupolo e riguardo. Sia nel caso in cui comprassimo un condizionatore sotto dimensionato che nelle situazioni in cui ci trovassimo ad usarne uno sovradimensionato, non potremmo sentirci appagati ed affermare con orgoglio che abbiamo saputo scegliere il giusto condizionatore. Anche se convenzionalmente si parla di mq, in realtà, la valutazione che occorrerà fare riguarderà il volume complessivo della casa e quindi i metri cubi, convenzionalmente indicati con il simbolo m³. La potenza refrigerante media di un qualunque condizionatore d'aria è calcolabile in maniera molto semplice, utilizzando questa formula:
P = K x latoX x latoY x h
Si ricorda come latoX e latoY sono il primo ed il secondo lato della stanza espresso in metri e h è l'altezza dello stesso ambiente, espressa sempre in metri. Il parametro K è invece un valore standard, convenzionalmente riconosciuto con un moltiplicatore 25. Volendo fare un esempio concreto, per rinfrescare adeguatamente una stanza lunga 3 metri, larga 4 metri ed alta 2,9 metri, dovremo fare un calcolo di questo tipo:
P= 25 x 3 x 4 x 2,9
Di conseguenza, in questo caso, sarà necessario disporre di una macchina di almeno 870 Watt. Considerato il fatto che 1 watt corrisponde a 3,4 Btu / h, avremo bisogno di un condizionatore che generi almeno 2958 Btu / h. Si precisa come il numero appena ottenuto rappresenta un valore approssimativo (calcolo a spanne), perchè non tiene conto delle tantissime varianti che possono influire sulla maggiore necessità di btu. La presenza di finestre, persone, particolare esposizione al sole e altri fonti di calore, possono sfasare notevolmente il calcolo.

Potenza del condizionatore

La potenza è il dato fondamentale da valutare al momento dell’acquisto. Per avere un dimensionamento adeguato, è importante considerare l’ampiezza dei locali, la superficie finestrata e l’esposizione; variabili, appunto, che influenzeranno notevolmente la resa del condizionatore. Una macchina sottodimensionata, con potenza non sufficiente, al contrario di una adeguatamente dimensionata, può rivelarsi poco conveniente in termini di costi, perché, per raggiungere la temperatura desiderata, sarà continuamente in funzione, procurando maggiori consumi elettrici e arrecando un più rapido deterioramento della macchina di condizionamento. Al contrario, un condizionatore sovradimensionato, oltre a originare maggiori costi di acquisto delle unità interne ed esterne, è incapace di deumidificare l’ambiente, perché raggiunge la temperatura impostata troppo velocemente, senza eliminare tutta l’umidità.

Unità di misura della potenza di condizionamento

Per indicare la potenza refrigerante di un climatizzatore si usano solitamente tre unità di misura:

1. Fr: Frigoria – è un’unità di misura della quantità di calore. È equivalente alla chilocaloria, in simboli: 1 Fr = 1 kcal; infatti viene definita come la quantità di calore che deve essere sottratta da un chilogrammo d’acqua per abbassarne la temperatura da 15,5 °C a 14,5 °C alla pressione di 1 atmosfera.
2. BTU: British Thermal Unit – è un’unità di misura dell’energia che rappresenta la quantità di calore per innalzare di 1 °F la temperatura di una libbra d’acqua, in determinate condizioni iniziali. Le BTU sono solitamente utilizzate nella definizione del potere potere refrigerante dei sistemi di condizionamento.
3. W: Watt – è l’unità di misura della potenza del Sistema Internazionale ed esprime la potenza istantanea erogata.

1W = 3,4Btu/h
1kcal/h = 4Btu/h
1frig/h = 4Btu/h

On-off o inverter sono i due sistemi che i climatizzatori usano per modulare la potenza e mantenere costante la temperatura all’interno del locale dove sono installati. Queste due tecnologie possono essere installate sia sui condizionatori mobili sia su quelli fissi, siano essi monoblocco o split. I climatizzatori on-off hanno una tecnologia molto semplice ed economica, ma hanno un elevato consumo di energia. Il climatizzatore on-off, appena acceso, va subito alla massima potenza e vi resta fino a quando nel locale si è raggiunta la temperatura desiderata. A quel punto si ferma completamente, per poi ripartire alla massima potenza quando la temperatura è cambiata di alcuni gradi centigradi rispetto a quella impostata. I climatizzatori con Inverter, invece, hanno una tecnologia detta “modulante”. Il climatizzatore parte alla massima potenza, per poi diminuirla quando ha raggiunto un valore di temperatura prossimo a quello fissato. Da quel momento in poi il climatizzatore impiega solo la minima potenza necessaria a mantenere costante la temperatura, senza però fermarsi. La tecnologie inverter consente di eliminare i continui “attacca e stacca” del motore, riuscendo a mantenere costante la temperatura dell’ambiente, che varierà solo di circa 0,5°C rispetto a quella impostata, contro i 2°C dei classici condizionatori on-off. I climatizzatori inverter sono più costosi rispetto ai climatizzatori on-off, ma consumano molta energia elettrica in meno. Sono da preferire nel caso in cui è previsto un funzionamento per molte ore di seguito .

Come funzionano i condizionatori?

Sfruttando le proprietà che hanno particolari gas si riesce ad asportare calore da un ambiente, la cella frigorifera o la nostra camera da letto, per cederlo ad un altro ambiente; nel caso del frigorifero il calore è ceduto alla cucina e nel caso del condizionatore all’ambiente esterno. Il climatizzatore è costituito da due parti collegate tra loro da tubi di rame, dove circola un fluido refrigerante, e da cavi elettrici. La parte che “cede il freddo” è costituita da uno scambiatore di calore, l’evaporatore, e da un ventilatore. La parte che “genera il freddo” è costituita da un compressore, uno scambiatore di calore, il condensatore, e un ventilatore. Il compressore comprime il fluido refrigerante a circa 20 bar e gli fa raggiungere la temperatura di circa 80°C. A questa temperatura il gas arriva al condensatore esterno e cede parte del suo calore all’aria aiutato dal ventilatore. Il gas, quindi, si raffredda e diventa liquido e viene costretto a passare attraverso un piccolo foro. Attraversato questo foro il liquido ritorna in parte allo stato gassoso e si raffredda scendendo a circa 5°C. Il gas passa poi all’evaporatore posto all’interno dell’ambiente e aiutato dal suo ventilatore cede il freddo all’aria. A questo punto il gas tornerà al compressore pronto a iniziare un nuovo ciclo. Quando riscalda, invece, la pompa di calore riesce a trasformare il calore a bassa temperatura contenuto nell’ambiente esterno, in calore ad alta temperatura che cede ai locali da riscaldare, seguendo un ciclo esattamente contrario a quello di un frigorifero. Continuamente grazie al calore terrestre, alla radiazione solare e alle precipitazioni atmosferiche. Con l’aiuto di un compressore, la pompa di calore può portare questa energia a una temperatura tale da renderla utilizzabile a scopo di riscaldamento. La pompa di calore è costituita da un circuito chiuso, costituito da un compressore, un condensatore, una valvola di espansione e un evaporatore, nel quale circola un fluido frigorigeno come R-134a, R125, R-507, NH3, CO2, ecc. Il ciclo di funzionamento è esattamente il contrario di quello di un frigorifero. Con la compressione il fluido aumenta di pressione e temperatura. Il fluido così riscaldato attraversa uno scambiatore di calore (il condensatore). È in questa fase che il fluido cede calore al pozzo caldo passando dallo stato vapore a quello liquido. Il fluido liquefatto e raffreddato attraversa una valvola di espansione da cui ne esce ad una pressione e temperatura molto più bassa. A questo punto il fluido che si trova a temperature molto basse è in grado di assorbire il calore dalla sorgente fredda. Questo avviene nell’evaporatore dove il fluido assorbendo calore passa dallo stato liquido a quello vapore. A questo punto il fluido è pronto a ricominciare il ciclo passando nel compressore.