Esempio di calcolo del carico termico per la scelta della potenza del climatizza

Per creare le migliori condizioni termoigrometriche un impianto di climatizzazione deve essere in grado di raffreddare e di deumidificare l’ambiente. Nelle grandi strutture dove si presentano specifiche necessita di controllo dell’umidità relativa, bisogna calcolare il carico termico totale tenendo conto sia del carico termico dovuto al calore sensibile sia di quello dovuto al calore latente:

• Il carico termico sensibile influisce sulla temperatura dell’ambiente da climatizzare (ad esempio il calore che si trasmette attraverso la struttura, quello prodotto da apparecchi elettrici interni, quello dovuto alla presenza di persone e all’aria di rinnovo);
  
  
• Il carico termico latente influisce sull’umidità relativa ambiente (respirazione e sudorazione delle persone, aria di rinnovo, sorgenti di umidità interna).

Negli ambienti residenziali o commerciali non è generalmente necessario suddividere il carico termico in sensibile e latente perché nella maggior parte dei casi è sufficiente fare una stima del carico termico totale.

Il calcolo deve essere riferito alle condizioni esterne di temperatura e umidità relativa del periodo estivo della zona di installazione dell’impianto (indicazioni relative alle condizioni termoigrometriche sono fornite dalla norma UNI 10339). Di seguito sono riportati alcuni esempi di calcolo semplificato relativo ad una stanza da letto di un appartamento tipo (fig. 2.10).

Tab. 2.1 - Tabella per la stima del carico termico per la scelta della potenza del climatizzatore
	Descrizione	Dimensioni		Carico termico (Watt)	Carico termico totale (Watt)
A	Persone presenti
	Lavoro sedentario	numero		x140 =
B	Finestre o vetrine
	Esposte a Nord	m2		x29=
	Esposte a Sud sole	m2		x140=
	Esposte a Sud ombra	m2		x58=
	Esposte a Est sole	m2		x98=
	Esposte a Est ombra	m2		x29=
	Esposte a Ovest sole	m2		x210=
	Esposte a Ovest ombra	m2		x70=
C	Pareti esterne (detratta la superficie di finestre o vetrine)
	Esposte a Nord o Est	m2		x12=
	Esposte a Sud sole	m2		x29=
	Esposte a Sud ombra	m2		x17=
	Esposte a Ovest sole	m2		x35=
	Esposte a Ovest ombra	m2		x17=
D	Pareti interne
	Pareti che si affacciano verso locali non climatizzati	m2		x9=
	Soffitti (solo quando il locale superiore non è climatizzato)
	Sotto locale abitato	m2		x9=
	Sotto solaio	m2		x29=
	Sotto tetto o terrazza con buon isolamento	m2		x41=
	Sotto tetto o terrazza con scarso isolamento	m2		x93=
F	Pavimenti
	Pavimento che si affaccia su altro pavimento sottostante non climatizzato	m2		x12=
G	Carico elettrico dovuto ad apparecchi che emettono calore (lampade, macchine per ufficio, apparecchi elettrici o a gas, ecc..)
	Tipo di apparecchio	Watt		x1=
Totale				A+B+C+D+E+F+G=
Condizioni ambientali di riferimento: temperatura interna 27 °C - umidità relativa 50% temperatura esterna 35 °C - umidità relativa 60%

 

Tab. 2.2 – Stanza da letto di appartamento situato in piano intermedio (appartamento A)
Appartamento A
Descrizione	Struttura disperdente				Carichi termici interni		Carico termico
	Dimensioni (m)	Superficie lorda (m2)	Superficie finestre (m2)	Superficie netta (m2)	Persone presenti (numero)	Apparecchi (W)	Unitario (W)	Totale (W)
Parete nord	3 x 3	9	-1,5	7,5	---	---	12	7,5 X 12 = 90
Pavimento	4 x 3	12	---	12	---	---	12	12 X 12 = 144
Soffitto	4 x 3	12	---	12	---	---	9	12 X 9 = 108
Finestra Nord	1 x 1,5	---	---	1,5	---	---	129	1,5 X 29 = 43,5
Illuminazione	---	---		---	---	300	31	300 X 1 = 300
Persone - lavoro sedentario	---	---	---	---	2	---	140	2 X 140 = 280
Totale								926,5

 

Tab. 2.3– Stanza da letto di appartamento situato all’ultimo piano con soffitto rivolto verso sottotetto con buon isolamento (appartamento B)
Appartamento B
Descrizione	Struttura disperdente				Carichi termici interni		Carico termico
	Dimensioni (m)	Superficie lorda (m2)	Superficie finestre (m2)	Superficie netta (m2)	Persone presenti (numero)	Apparecchi (W)	Unitario (W)	Totale (W)
Parete nord	3 x 3	9	-1,5	7,5	---	---	12	7, 5X 12 = 90
Pavimento	4 x 3	12	---	12	---	---	12	12 X 12 = 144
Soffitto	4 x 3	12	---		---	---	41	12 X 41 = 492
Finestra Nord	1 x 1,5	---	---	1,5	---	---	129	1,5 X 29 = 43,5
Illuminazione	---	---		---	---	300	31	300 X 1 = 300
Persone - lavoro sedentario	---	---	---	---	2	---	140	2 X 140 = 280
Totale								1349,5

 

Tab. 2.4 – Stanza da letto di appartamento situato all’ultimo piano con soffitto rivolto verso terrazzo con scarso isolamento (appartamento C)
Appartamento C
Descrizione	Struttura disperdente				Carichi termici interni		Carico termico
	Dimensioni (m)	Superficie lorda (m2)	Superficie finestre (m2)	Superficie netta (m2)	Persone presenti (numero)	Apparecchi (W)	Unitario (W)	Totale (W)
Parete nord	3 x 3	9	-1,5	7,5	---	---	12	7,5 X 12 = 90
Pavimento	4 x 3	12	---	12	---	---	12	12 X 12 = 144
Soffitto	4 x 3	12	---	12	---	---	93	12 X 93 = 1116
Finestra Nord	1 x 1,5	---	---	1,5	---	---	129	1,5 X 29 = 43,5
Illuminazione	---	---		---	---	300	31	300 X 1 = 300
Persone - lavoro sedentario	---	---	---	---	2	---	140	2 X 140 = 280
Totale								1973,5

Dai tre esempi emerge ovviamente l’importanza che assume la coibentazione degli edifici: il terzo caso, appartamento C, relativo al locale situato sotto il terrazzo scarsamente isolato, richiede infatti una potenza quasi doppia rispetto a quella prevista per l’appartamento situato in posizione intermedia.

Se rapportiamo i carichi termici al volume del locale che nel caso specifico vale 4x3x3=12 m3 si ottiene:

• Appartamento A - 926,5/36=25,7 W/m³
• Appartamento B - 1349,5/36=37,4 W/m³
• Appartamento C - 1973,5/36=54,8 W/m³

Frequentemente si fornisce come carico termico medio di un locale il valore di 35 W/m3. Dal risultato degli esempi precedenti si può notare che questa stima può essere riferita con una certa approssimazione ad un locale di tipo residenziale ma che potrebbe condurre a grossolani errori di valutazione se utilizzato anche in situazioni atipiche.

Il metodo semplificato proposto deve quindi essere utilizzato con attenzione e non in modo indiscriminato anche in considerazione delle approssimazioni adottate nella valutazione di:

• Coefficiente K delle pareti;
• Coefficiente di esposizione e di colore;
• Carico termico fornito dalle persone (in particolare per quanto riguarda il tipo di attività fisica);
• Condizioni esterne.

Oltre a questo, nella scelta della macchina, occorre tener presente che le potenze nominali sono fornite a condizioni di funzionamento normali e che temperature esterne molto elevate (ad esempio su di un terrazzo esposto al sole) determino una resa notevolmente inferiore (10% e oltre). Da quanto detto si può quindi concludere che è bene scegliere la macchina con una potenza nominale superiore del 15-20% rispetto al valore calcolato.

Allegati scaricabili

Guida agli impianti di climatizzazione

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