Come effettuare il calcolo della potenza del condizionatore e scegliere correttamente l'unità in base alle proprie esigenze

Un calcolo accurato della potenza del condizionatore è la garanzia di un funzionamento efficiente, ininterrotto e di una lunga durata dell'apparecchio climatico. La scelta delle prestazioni si basa sulle dimensioni dell'ambiente e sui fattori correlati che contribuiscono all'accumulo di radiazione termica.

La considerazione di tutti i parametri e le sfumature di funzionamento consente di prevedere un margine di potenza ottimale, senza però pagare un sovrapprezzo per la sovraperformance del sistema split.

Ma come eseguire correttamente i calcoli necessari? Approfondiremo questa domanda nel nostro articolo. Oltre ai due metodi di calcolo della potenza, ci soffermeremo su altri importanti criteri che influenzano la scelta del condizionatore.

Cosa indicano i valori di potenza nella documentazione?

Nella documentazione tecnica dei condizionatori vengono indicati due o tre tipi di potenza. I parametri caratterizzano diversi aspetti del funzionamento: la capacità di raffreddamento e di riscaldamento, nonché la potenza elettrica consumata dal sistema split.

La dispersione dei valori può trarre in inganno. Negli apparecchi elettrici di riscaldamento, come una caldaia o un radiatore, la potenza di emissione termica corrisponde all'energia consumata. Per il condizionatore, questi parametri sono diversi.

Il sistema split, a differenza di un riscaldatore, non trasforma direttamente l'energia elettrica, ma la utilizza per far funzionare una pompa di calore. Quest'ultima è in grado di pompare una quantità di energia termica significativamente maggiore rispetto alla potenza elettrica consumata.

Esempio di visualizzazione delle caratteristiche di potenza nel libretto del condizionatore Lennox GHM09, che funziona in due modalità: raffreddamento e riscaldamento.

La capacità di raffreddamento è la caratteristica tecnica principale che determina la capacità del condizionatore di espellere il calore all'esterno dell'edificio. Il consumo elettrico è interessante ai fini della scelta del cavo di alimentazione e della pianificazione delle spese.

La potenza di raffreddamento è indicata in kW, il range di valori per le apparecchiature domestiche è 2-8 kW. Inoltre, molti produttori nelle specifiche tecniche utilizzano la marcatura britannica – BTU.

La potenza frigorifera dello split deve corrispondere alle condizioni di servizio. In caso contrario, la normalizzazione del microclima alla temperatura desiderata diventerebbe un compito impossibile per il condizionatore e danneggerebbe l'apparecchiatura.

Sono possibili due scenari:

• bassa potenza – funzionamento dell'unità al limite delle sue capacità;
• eccesso di potenza – aumento del numero di accensioni/spegnimenti, che danneggia il motore elettrico.

La capacità di riscaldamento dell'ambiente è caratterizzata dalla potenza termica dello split. La potenza di emissione termica è sempre leggermente superiore alla potenza frigorifera. La differenza tra i valori è il rapporto delle perdite termiche nel circuito di circolazione del freon nelle modalità di raffreddamento e riscaldamento.

L'indicatore della potenza termica è particolarmente rilevante se il condizionatore è destinato a essere utilizzato come fonte di riscaldamento durante la mezza stagione. Il sistema split è molto più efficiente di un riscaldatore elettrico. Sulle peculiarità del funzionamento del sistema split in modalità riscaldamento abbiamo parlato qui.

Per 1 kW di energia elettrica consumata, i condizionatori moderni producono circa 3,6-5,5 kW di calore. Questa quantità è sufficiente per riscaldare una superficie abitativa rispettivamente di 36-55 mq.

Valore BTU e decodifica della marcatura

BTU – unità termica britannica per la misura dell'energia termica. Il valore determina la quantità di calore necessaria per riscaldare una libbra d'acqua di 1° Fahrenheit.

È proprio questa unità a esprimere la potenza frigorifera degli apparecchi di climatizzazione e spesso è presente nella marcatura dei prodotti.

Rapporto tra W e BTU/h:

• 1 BTU/h ≈ 0,2931 W, per comodità di calcolo si usa 0,3 W;
• 1 kW ≈ 3412 BTU/h.

Il condizionatore è un'invenzione americana, dove viene utilizzato il sistema di misura occidentale. Per praticità e chiarezza di visualizzazione, si è deciso di standardizzare la potenza frigorifera ed esprimerla in cifre tonde, ad esempio: 7000 BTU/h, 9000 BTU/h, ecc.

I modelli di split portano nomi corrispondenti: 'sette', 'nove', ecc. Ad esempio, il condizionatore LG GO7ANT appartiene agli apparecchi a bassa potenza – i 'sette'. La sua potenza è di 2,1 kW.

Comprendendo la designazione numerica nella marcatura dell'apparecchio, si può determinare approssimativamente per quale ambiente è progettato il condizionatore.

Consumo elettrico e valutazione dell'efficienza energetica

Come accennato sopra, oltre alla capacità di raffreddamento e riscaldamento, nella scheda tecnica del sistema split viene indicata la potenza assorbita. Questo valore determina il consumo di energia elettrica. Le consigliamo di consultare le regole per il calcolo del consumo energetico e i modi per risparmiare.

Tuttavia, più informativi sono il coefficiente e la classe di efficienza energetica.

EER e COP sono indicatori di efficienza energetica del condizionatore rispettivamente in modalità raffreddamento e riscaldamento. Il valore si calcola dividendo la potenza frigorifera o termica per la potenza assorbita.

In sostanza, i coefficienti EER e COP indicano la quantità di freddo/calore prodotto consumando 1 kW di potenza elettrica. Maggiore è il loro valore numerico, maggiore è l'efficienza del sistema di climatizzazione e minore è il consumo energetico.

Cioè, con EER=2,5 il condizionatore alla massima potenza di raffreddamento consuma elettricità Q/2,5. Moltiplicando il risultato per il periodo di funzionamento, si può conoscere il consumo giornaliero di elettricità.

Sulla base dell'EER si effettua la classificazione degli split in classi di efficienza energetica. Alla categoria «A» appartengono gli esemplari più economici, mentre il gruppo «G» rappresenta i condizionatori con il maggior consumo di elettricità.

Si distinguono tre classi premium aggiuntive che caratterizzano la tecnologia climatica a risparmio energetico. Un degno rappresentante del gruppo A+++ – lo split MSZ-LN60VGR di Mitsubishi Electric

Metodi di calcolo autonomo della potenza

Esistono diversi modi per calcolare la potenza degli split. Il più semplice, ma non abbastanza affidabile, è il calcolo per superficie. Più preciso è il metodo termotecnico, che tiene conto delle caratteristiche costruttive del locale e degli apporti termici totali.

Opzione #1 — scelta del condizionatore in base alla superficie servita

Si può determinare la potenza indicativa dell'unità senza calcoli matematici, appellandosi a un criterio pratico di valutazione: la superficie del locale.

La potenza frigorifera media di uno split è di 1 kW per 10 mq di stanza servita. Questa norma è valida per locali residenziali con altezza del soffitto di 2,5-3 m.

Pertanto, nel calcolare la potenza del condizionatore, la superficie servita va divisa per 10. Ad esempio, per una stanza di 22 mq è adatto un modello con potenza di 2,2 kW. Il valore ottenuto corrisponde al «sette» secondo il sistema BTU.

La potenza calcolata aumenta del 20% nei seguenti casi:

• ubicazione della stanza sul lato soleggiato della casa;
• presenza di finestre panoramiche;
• presenza di un gran numero di apparecchiature per ufficio e apparecchi elettrici.

È necessario prevedere un margine di potenza di raffreddamento del 20% se nella stanza vivono o lavorano permanentemente molte persone.

Nella scelta della tecnologia climatica per ambienti spaziosi da 60 mq in su, edifici industriali o commerciali, la dipendenza diretta della potenza di raffreddamento dalla superficie non è più valida.

A causa delle sue dimensioni imponenti, della possibile angolosità e della curvatura, i flussi d'aria vengono distribuiti in modo non uniforme. In questo caso è opportuno installare sistemi split multi-sistema.

Opzione #2 — utilizzo del calcolo termico

Un calcolo termotecnico che tenga conto delle caratteristiche costruttive e operative dell'edificio è considerato più accurato. Di seguito esamineremo una formula tipica utilizzata per i calcoli.

Fattori determinanti:

• dimensioni dell'ambiente: superficie e altezza esatta;
• numero di persone;
• destinazione dell'ambiente: palestra, lavoro attivo, riposo, ecc.;
• sorgenti di calore, apparecchiature domestiche/d'ufficio;
• presenza di facciate e tetto coibentati.

L'enfasi principale nella valutazione della potenza del condizionatore è posta sull'apporto termico totale.

Il metodo di calcolo termico proposto è applicabile a uffici, stanze indipendenti di case private e appartamenti in edifici permanenti. Limite di superficie – 70 m²

Maggiore è il flusso di calore, maggiore deve essere la capacità di raffreddamento dello split.

Formula tipica:

Q=Q1+Q2+Q3,

Dove: Q – potenza di raffreddamento totale; Q1 – apporti termici dagli elementi costruttivi dell'ambiente; Q2 – apporti termici dalle persone; Q3 – emissione di calore dalle apparecchiature.

Passo #1 – calcolo di Q1

Il surplus termico dell'ambiente viene determinato come segue:

Q1=V*g,

dove: V – volume dell'ambiente servito, calcolato come prodotto della superficie in metri quadrati per l'altezza del soffitto; g – coefficiente di trasmissione termica di calcolo.

Il valore del coefficiente g dipende dall'orientamento delle finestre e dal livello di illuminazione naturale dell'ambiente:

• 40 – lato esposto al sole, insolazione intensa tipica per le esposizioni sud, sud-ovest, sud-est;
• 35 – illuminazione moderata per i lati est, nord-ovest, ovest;
• 30 – prevalenza di ombreggiatura durante il giorno nelle stanze con finestre a nord o nord-est.

Come si vede, per il lato soleggiato si avrà il coefficiente di trasmissione termica più alto.

Passo #2 – determinazione di Q2

La produzione di calore delle persone dipende dalla loro età e mobilità.

Per un adulto sono caratteristici i seguenti valori di emissione termica:

• stato di riposo – 80 W;
• lavoro leggero, carichi moderati – 125 W;
• attività intensa – 170 W.

Durante l'esecuzione di lavori pesanti ed esercizi sportivi intensi, la produzione di calore raggiunge 250 W.

Per una valutazione più accurata, gli apporti termici dei bambini fino a 12 anni vengono considerati con un coefficiente di 0,5, fino a 17 anni – 0,75

Tuttavia, questo approccio è giustificato quando si sceglie un sistema split per istituti per bambini. Il condizionatore viene acquistato in prospettiva, quindi per una famiglia l'emissione termica dei bambini dovrebbe essere equiparata ai valori «adulti».

Per un sistema di raffreddamento domestico, il parametro Q2 è determinato dal prodotto del numero di occupanti per il valore medio di emissione termica – circa 110 W.

Passo #3 – calcolo di Q3

Gli apporti termici dalle apparecchiature elettriche si calcolano con la formula:

Q3=N*m*i,

Dove:

• N – potenza di un singolo apparecchio;
• m – numero di elettrodomestici;
• i – coefficiente di conversione dell'energia elettrica in calore.

Nei calcoli è necessario considerare anche la frequenza di utilizzo degli apparecchi durante il giorno, assumendo il funzionamento 24 ore su 24 come unità.

I coefficienti di conversione dell'energia per le diverse apparecchiature sono riportati in tabella. Valori aggiuntivi di apporto termico: televisore – 0,2 kW, fotocopiatore, computer – 0,3 kW, altri apparecchi di illuminazione/elettrodomestici – 30% della potenza nominale assorbita.

Riassumendo il valore totale degli apporti termici, è possibile determinare la potenza del condizionatore. È consentito un eccesso della capacità di raffreddamento dell'unità rispetto al valore calcolato fino al 15% o una riduzione massima del 5%.

Calcoli passo-passo della potenza dell'apparecchiatura

Per iniziare, eseguiamo il calcolo della potenza necessaria dell'apparecchiatura per un ambiente specifico di 24 mq. Successivamente, vedremo in quali situazioni vengono applicate le correzioni.

Calcolo della potenza per un ambiente specifico

Dati di calcolo per determinare la potenza dello split:

• superficie dell'ambiente – 24 mq, altezza dei soffitti – 2,8 cm;
• stanza con finestra standard esposta a sud;
• numero di occupanti – 2 persone;
• dotazione di apparecchi: computer, televisore, frigorifero (0,3 kW), lampada a incandescenza (0,1 kW).

È possibile il funzionamento simultaneo degli apparecchi elettrici elencati.

Passo 1 – determinazione degli apporti termici da finestre, pavimento, pareti e soffitto.

Q1=24*2,7*40=2592 W

Il valore ottenuto può essere tranquillamente arrotondato a 2,6 kW. Nel calcolo viene utilizzato il coefficiente g=40, poiché la stanza è ben illuminata.

Passo 2 – calcolo dell'apporto termico delle persone. Assumiamo la produzione di calore di un adulto pari a 110 W.

Q2=2*110=220 W o 0,22 kW

Passo 3 – gli apporti termici dalle apparecchiature vengono calcolati per ogni tipo di apparecchio tenendo conto del coefficiente di conversione dell'energia elettrica:

• computer – 0,3 kW;
• televisore – 0,2 kW;
• lampada elettrica – 90 W (100 W*0,9);
• frigorifero – 100 W (300 W*0,3).

Q3=300+200+90+100=600 W o 0,6 kW

Passo 4 – calcolo della capacità di raffreddamento del condizionatore.

Q=2,6+0,22+0,6=3,42 kW

Per confronto, è possibile effettuare una selezione approssimativa del condizionatore basata esclusivamente sulla superficie, senza considerare il numero di occupanti e gli apporti termici. Per una superficie di 24 mq, la capacità di raffreddamento indicativa dovrebbe essere di 2,4 kW; considerando una buona illuminazione, 2,4*1,2=2,88 kW.

In base ai parametri iniziali, si consiglia di scegliere un condizionatore con potenza compresa tra 3,3 e 3,9 kW. A questo valore corrispondono gli split «dodici» – la loro resa è di 3,5-3,5 kW.

In questa situazione, i risultati dei calcoli secondo due metodi differiscono. Priorità – il calcolo «termico». La potenza di raffreddamento del condizionatore deve compensare tutti i possibili apporti termici.

Considerazione di condizioni operative speciali

Il metodo sopra descritto nella maggior parte dei casi non necessita di correzioni e fornisce un risultato preciso.

Merita particolare attenzione:

• la necessità di una regolare ventilazione;
• la posizione della stanza all'ultimo piano;
• il clima caldo della regione;
• una grande superficie vetrata.

Esaminiamo tutti questi casi più in dettaglio.

Apporto di aria fresca

Nei documenti dei sistemi split si specifica solitamente che l'uso dell'apparecchio con finestre aperte è sconsigliato.

L'afflusso di aria esterna, entrando nella stanza, crea un carico termico imprevisto per l'apparecchiatura climatica. Il volume di aria fresca non è standardizzato ed è difficile prevedere in anticipo la riserva di potenza ottimale.

Per mantenere un microclima normale senza spostare continuamente l'anta, è possibile lasciare la finestra in posizione di microventilazione o installare una valvola di ventilazione. Entrambe le opzioni non provocano correnti d'aria quando la porta d'ingresso è chiusa.

Quando si utilizza lo split in condizioni di ventilazione moderata, occorre considerare:

1. Per compensare il carico termico aggiuntivo, il valore Q1 nel calcolo della potenza del condizionatore deve essere aumentato del 20%.
2. Il consumo di elettricità durante il funzionamento dello split aumenterà fino al 15%.

In caso di clima caldo, non bisogna fare affidamento sulla riserva di potenza. Con apporti termici significativi, il condizionatore non garantirà la temperatura impostata.

Ultimo piano dell'abitazione

Nei mansarda e negli appartamenti degli ultimi piani senza sottotetto, il calore del tetto riscaldato si trasmette all'interno. La situazione è aggravata in presenza di tetti piani di colore scuro.

Per compensare gli apporti termici dal tetto, si prevede una riserva di capacità di raffreddamento – nel determinare la potenza del condizionatore, il valore Q1 viene moltiplicato per un coefficiente di 1,15-1,2

Clima caldo della regione

Una delle regole per l'uso sicuro del condizionatore è rispettare il delta termico consentito tra esterno e interno dell'edificio. Il limite è di 10 °C. Ad esempio, se fuori ci sono 35 °C, la temperatura consigliata in ambiente è non inferiore a 25 °C.

La potenza nominale dei sistemi split è indicata considerando l'uso in condizioni fino a 31-33 °C. Quando il valore aumenta a 40 °C o più, la capacità di raffreddamento dell'unità non è sufficiente per mantenere i tanto desiderati 18-20 °C.

Considerando la predisposizione del clima a estati torride e le proprie preferenze di livello di frescura, nei calcoli l'indice Q1 dovrebbe essere ulteriormente aumentato del 20-30%.

Grandi finestre nell'ambiente

La formula tipica presuppone la presenza di una finestra di dimensioni standard nella stanza – fino a 2 mq. Diversi vani finestra o una struttura panoramica aumentano gli apporti termici non contabilizzati.

A causa dell'intensificato flusso luminoso che entra dalle finestre, durante la stagione calda il climatizzatore consuma metà della potenza per compensare il calore solare.

La regolazione della potenza di raffreddamento viene effettuata in base a ogni metro quadrato di vetratura aggiuntiva:

• + 200-300 W – per il lato soleggiato;
• + 100-200 W – irraggiamento solare moderato dell'ambiente;
• + 50-100 W – prevalenza di ombreggiatura.

Per ridurre gli apporti termici solari possono aiutare tende o persiane di colore chiaro.

Criteri aggiuntivi per la scelta del condizionatore

Oltre alle caratteristiche di potenza del sistema e alla classe di efficienza energetica, prima dell'acquisto è necessario decidere i seguenti parametri:

• tipo di condizionatore;
• principio di funzionamento dell'unità;
• funzionalità;
• marca produttrice.

Di seguito esamineremo più in dettaglio ciascuno di questi criteri.

Criterio #1 — tipo di condizionatore

Per uso domestico vengono utilizzati i monoblocco e i sistemi split. Alla prima categoria appartengono i modelli da finestra e i dispositivi portatili compatti. I condizionatori installati nella finestra hanno perso la loro popolarità.

Vengono sostituiti da modifiche più moderne, prive dei difetti dei predecessori: rumorosità, riduzione dell'illuminazione a causa dell'ingombro della finestra, limitata scelta di posizionamento.

I vantaggi indiscutibili dei 'raffreddatori' da finestra: basso costo e riparabilità. Questo apparecchio è più adatto per l'uso stagionale in una casa di campagna che per un appartamento.

I monoblocco mobili sono dotati di un condotto flessibile che convoglia il calore all'esterno. Il condizionatore portatile è la soluzione ottimale per un ambiente in affitto. La classifica dei migliori modelli mobili l'abbiamo presentata in questo articolo.

Vantaggi del monoblocco mobile: possibilità di trasporto, facilità di installazione. Svantaggi: dimensioni ingombranti, elevato livello di rumorosità, 'dipendenza' dal canale di scarico.

I sistemi split occupano saldamente una posizione di leader tra i complessi di condizionamento domestici.

In base alla forma costruttiva si distinguono due categorie di split:

1. Costruzione a due blocchi. Una coppia di moduli è collegata da un circuito chiuso di freon. Il complesso è semplice da usare e praticamente silenzioso. Sono disponibili diverse opzioni di design per l'unità interna, il corpo non occupa spazio utile nella stanza.
2. Multisistema. Il modulo esterno garantisce il funzionamento di due-cinque unità interne.

L'impiego di un multisistema permette di impostare diversi parametri di climatizzazione in ambienti separati.

Lo svantaggio del sistema climatico è la dipendenza delle unità interne da un'unica unità esterna. In caso di guasto, tutte le stanze rimarranno senza raffreddamento.

Criterio #2 — principio di funzionamento

Si distinguono modelli tradizionali e inverter.

Procedura operativa di un sistema split tradizionale:

1. Quando la temperatura aumenta, il condizionatore si accende.
2. Dopo il raffreddamento fino al limite impostato, l'unità si spegne.
3. Il ciclo di lavoro di accensione/spegnimento si ripete continuamente.

Invece un condizionatore inverter funziona in modo più 'morbido'. Dopo l'avvio, l'ambiente si raffredda, ma l'apparecchio continua a funzionare a potenza ridotta, mantenendo la temperatura desiderata.

La versione inverter del sistema split è più economica del condizionatore tradizionale del 30-40%. Il valore di efficienza energetica EER di alcuni modelli raggiunge fino a 4-5,15.

Grazie all'assenza di una ciclicità 'brusca', i condizionatori inverter sono silenziosi e durevoli.

Anche Lei non sa cosa scegliere – un condizionatore inverter o uno normale? In tal caso, Le consigliamo di prendere visione delle loro principali differenze, nonché dei pro e contro di ciascuna opzione.

Criterio #3 — funzioni e marca

I produttori, nel tentativo di conquistare il favore degli acquirenti, dotano i sistemi split di opzioni aggiuntive.

Bene, se il condizionatore dispone delle seguenti funzioni:

• distribuzione a ventaglio del flusso d'aria;
• ripristino automatico delle impostazioni dell'apparecchio;
• telecomando;
• timer integrato.

Un'altra delle funzioni del condizionatore più richieste dagli utenti è l'apporto di aria fresca. Molti produttori offrono tali modelli.

I condizionatori delle marche commerciali più popolari sono rappresentati da un'ampia gamma di modelli di diverse categorie di prezzo – dalla classe economica ai sistemi split del segmento premium.

Un ruolo non trascurabile nella scelta è giocato dal produttore dell'apparecchiatura – migliore è la reputazione del marchio, più elevati sono gli indicatori di qualità e affidabilità dell'apparecchiatura.

Nella classifica dei principali produttori predominano aziende straniere: Daikin, LG, Sharp, Hitachi, Panasonic e General Climat. I migliori modelli di condizionatori li abbiamo esaminati nel seguente articolo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

I consigli pratici di un esperto aiuteranno a determinare le caratteristiche di potenza del condizionatore:

Comprendendo i principi di calcolo della prestazione dei sistemi di climatizzazione, si riuscirà a determinare autonomamente l'intervallo di potenza ammissibile.

È meglio affidare il calcolo finale dei parametri adatti ai professionisti: uno specialista esperto terrà conto di tutte le sfumature operative e selezionerà il modello di condizionatore ottimale.

Ha bisogno di un condizionatore, ma non vuole sbagliare con la potenza e scegliere un'apparecchiatura insufficientemente performante per l'appartamento/casa? Forse ha ancora domande sui calcoli o vuole chiarire alcuni dettagli? Chieda consiglio nei commenti – i nostri esperti e i competenti visitatori del sito cercheranno di chiarire tutti i punti.