Quando dobbiamo procedere con la ristrutturazione della nostra casa e migliorare l'efficienza dell'impianto di riscaldamento che verrà installato, dovremo necessariamente fare il calcolo del fabbisogno termico. In questo modo sarà molto più semplice individuare, in un mercato in cui le alternative sono innumerevoli, i kW che dovrebbero raggiungere caldaie, pompe di calore o pannelli solari, a seconda dell'impianto che meglio si sposa con le nostre esigenze.
Cos'è il Fabbisogno Termico?
Prima ancora di dedicarci al calcolo del fabbisogno termico, è opportuno dare una definizione precisa del fabbisogno termico di una casa. Come già accennato, la temperatura di un appartamento dipende da tutta una serie di fattori. Se è vero che solo un tecnico specializzato potrà fornire una valutazione più accurata e definitiva (e che tiene conto della maggior parte degli elementi prima elencati), allo stesso modo è possibile svolgere un primo calcolo in autonomia.
Calcolo del Fabbisogno Termico per Mq
Prima di tutto, dobbiamo allora calcolare il fabbisogno termico dell'appartamento per mq. Un calcolo utile a stimare il numero e la potenza dei radiatori che devono essere installati in base ai metri quadri.
Calcolo del Fabbisogno Termico in kW
A questo punto, possiamo procedere con il calcolo del fabbisogno termico in kW. Questo valore va moltiplicato per 40, vale a dire il coefficiente termico scelto per una zona termica particolarmente fredda. Si ottiene così un valore di 9.720 Kcal tramite la formula vista in precedenza. Ora dobbiamo trasformare il valore calcolato in kW, tramite la formula Kcal/862 = Kw.
Potenza Termica: Cos'è e Come si Calcola
In questo articolo analizziamo che cos’è la potenza termica, qual è la formula per calcolarla, cos’è la portata termica, come si determina la potenza termica al focolare nominale, la potenza termica di un radiante o al focolare.
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Definizione di Potenza Termica
La potenza termica è la misura dell’energia per un determinato tempo che occorre per alimentare un apparecchio che produce calore, come ad esempio una caldaia. In fisica è l’energia trasferita nell’unità di tempo. Un macchinario ad alta potenza significa che riesce a trasferire una grande quantità di energia in un intervallo di tempo molto breve. L’unità di misura della potenza termica è il kW.
Formula per il Calcolo della Potenza Termica
Il calcolo della potenza termica presuppone la conoscenza di 3 elementi fondamentali:
- il volume dell’ambiente da riscaldare;
- la differenza di temperatura tra l’esterno e l’interno;
- il coefficiente di dispersione.
Il volume (V) è indicato in m³ e si ottiene moltiplicando le 3 dimensioni: altezza, lunghezza e larghezza. La differenza di temperatura (∆T) si calcola sottraendo la temperatura esterna a quella desiderata all’interno. Il coefficiente di dispersione (K) dipende dall’isolamento dell’edificio.
La formula per il calcolo della potenza termica è la seguente:
V · ∆T · K = [kcal/h]
Leggi anche: Applicazioni Pratiche della Conversione Watt Calorie
La potenza termica si calcola moltiplicando il volume dell’ambiente per il ∆T per il coefficiente di dispersione.
Potenza Termica Utile
La potenza termica nominale o “potenza utile massima” è la potenza termica effettivamente resa all’ambiente, cioè la quantità di calore trasferita nel tempo al fluido termovettore. Ad esempio la potenza termica utile di una caldaia (espressa in kW) è riportata nei dati di targa sull’apparecchio.
Conduttività Termica
La conduttività termica rappresenta la capacità di un materiale di condurre il calore. In particolare, la conduttività termica è il rapporto fra il flusso di calore (cioè la quantità di calore trasferita nell’unità di tempo attraverso l’unità di superficie) e il gradiente di temperatura che provoca il passaggio del calore nel caso della conduzione termica (ovvero quando i contributi al trasferimento di calore per convezione e per irraggiamento termico siano trascurabili).
Essa dipende solo dalla natura del materiale, non dalla sua forma. La conduttività termica viene misurata come quantità di calore, espressa in Watt per ora, che attraversa uno strato di spessore pari a 1 metro con un’area di 1 m², quando la differenza di temperatura agli estremi del materiale è di un grado. Questa grandezza viene rappresentata con la lettera greca λ (lambda) e può essere calcolata mediante la seguente formula:
λ = W • h • m / (h • m² • K) - espressa in W/mK
Leggi anche: Formula Conversione Kcal-kW Termici
Dove:
- W = quantità di calore per ora
- h = tempo
- m = spessore
- m² = area
- K = differenza di temperatura misurata in gradi Kelvin
Kelvin è l’unità di misura della temperatura, basata sui gradi Celsius; 0 gradi Kelvin, ossia lo zero assoluto ( -273,15º C), corrispondono alla temperatura più fredda possibile; K = °C + 273,15.
Quanto più il valore di λ è basso, tanto migliore è il potere isolante del materiale. I materiali isolanti tipici hanno all’incirca valori di λ= 0,01 ÷ 0,06 W/m K.
Potenza al Focolare e Rendimento Termico
La potenza al focolare, sempre espressa in kW, è la potenza che si sviluppa nell’unità di tempo durante la combustione. Essa avviene all’interno di una camera di combustione: il “focolare”. Il potenziale energetico del combustibile non viene sfruttato completamente e di conseguenza non viene trasferito del tutto al fluido termovettore (aria o acqua). Il rendimento termico è il rapporto fra la potenza termica “utile” e la potenza termica al focolare: è il rapporto fra il calore che va al fluido termovettore e quello prodotto per combustione. Il resto del calore viene espulso attraverso la canna fumaria (fumi caldi e gas).
Impianto Termico: Cos'è?
Un impianto termico è ciò che provvede a riscaldare nella stagione invernale o a raffreddare nella stagione estiva unità immobiliari o edifici (per approfondimenti, vedere la definizione della legge 90/2013). Perché si abbia in casa un impianto termico non è necessario che il generatore di calore (ad esempio, una caldaia) sia connesso a degli elementi riscaldanti (ad esempio, dei termosifoni).
Il D.Lgs. 48/2020 modifica la definizione di impianto termico prevista del D.Lgs. 192/2005. In particolre viene rimosso il limite sulla potenza minima.
La nuova definizione di impianto è la seguente:
“Impianto termico: impianto tecnologico fisso destinato ai servizi di climatizzazione invernale o estiva degli ambienti, con o senza produzione di acqua calda sanitaria, o destinato alla sola produzione di acqua calda sanitaria, indipendentemente dal vettore energetico utilizzato, comprendente eventuali sistemi di produzione, distribuzione, accumulo e utilizzazione del calore nonché gli organi di regolazione e controllo, eventualmente combinato con impianti di ventilazione. Non sono considerati impianti termici i sistemi dedicati esclusivamente alla produzione di acqua calda sanitaria al servizio di singole unità immobiliari ad uso residenziale ed assimilate…”
Esempi di impianti termici sono dunque i sistemi caldaia e termosifoni, ma anche i semplici condizionatori d’aria (purché fissi!).
Responsabilità dell'Impianto Termico
Il ruolo di responsabile dell’impianto può essere ricoperto da varie figure:
- l’occupante, a qualsiasi titolo, in caso di singole unità immobiliari residenziali;
- il proprietario, in caso di singole unità immobiliari residenziali non locate;
- l’amministratore, in caso di edifici dotati di impianti termici centralizzati amministrati in condominio;
- il proprietario o l’amministratore delegato in caso di edifici di proprietà di soggetti diversi dalle persone fisiche.
Seguendo le procedure previste dalla normativa, il responsabile può delegare la responsabilità ad un “terzo” (che prende il nome di “terzo responsabile”): tale delega, però, non è consentita nel caso di singole unità immobiliari residenziali in cui il/i generatori non siano installati in locale tecnico esclusivamente dedicato.
Sono a cura del responsabile dell’impianto vari aspetti dell’impianto termico, quali:
- l’esercizio;
- la conduzione;
- il controllo;
- la manutenzione;
- il rispetto delle disposizioni di legge in materia di efficienza energetica.
Correlazione tra kJ e Kcal
Esiste una stretta correlazione tra kJ (lavoro nel tempo) e Kcal (energia alimentare richiesta per svolgere il suddetto lavoro). 1 Kcal equivale a 4,186 kJ.
A questo punto, però, entra in gioco un altro concetto chiave, ovvero quello dell’efficienza energetica. Gran parte di quest’ultima, infatti, viene “dispersa” in calore o viene usata per le funzioni vitali dell'organismo (respirare, pompare il sangue, ecc.) L’efficienza varia da individuo a individuo ed è influenzata da molti fattori, tra cui la genetica e il livello di allenamento.
Calcolo della Potenza dei Termosifoni
Come calcolo la potenza dei miei termosifoni? Come definisco quanti elementi mi servono per scaldare adeguatamente gli ambienti?
Riassumendo con una metafora, i radiatori rappresentano per il tuo impianto di riscaldamento quello che le ruote rappresentano per la tua automobile. Allo stesso modo installare dei radiatori sottodimensionati renderà perfettamente inutile la potenza del tuo impianto. Di contro, se esageri con il dimensionamento butterai un sacco di soldi dalla finestra, occuperai spazio nelle stanze inutilmente e avrai un’impianto sbilanciato.
Devi sapere che il Termosifone ha un merito storico enorme, tu lo dai ormai per scontato ma ricordati che il Termosifone ha una sua nobiltà. Per millenni l’uomo non ha trovato metodi migliori per scaldarsi che il nudo fuoco nel caminetto. Ad interrompere questo monopolio millenario è arrivato nel 1855 un polacco di origini (guarda caso) italiane, tale Joseph Sangalli. In questo secolo e mezzo di storia ha avuto molte evoluzioni, sia nella forma che nelle dimensioni, nell’estetica come nella funzionalità.
Esistono anche altri materiali che definirei “esotici” sui quali non vale la pena soffermarsi visto che comunque non hanno una diffusione degna di nota, nel 99,999% dei casi ti troverai a dover maneggiare Termosifoni in ghisa, alluminio o acciaio. Queste tre tipologie di Termosifoni si differenziano a loro volta per forma, colori, dimensioni e finitura.
Per Calcolare la potenza di un termosifone basta moltiplicare il volume della stanza in cui va installato per 30. In realtà il 30, amico segreto di tutti gli idraulici, è un’approssimazione. Molto plausibile ma pur sempre un’approssimazione frutto di migliaia di impianti realizzati e collaudati in giro per lo stivale. Nei bagni ad esempio utilizzare il 35 è raccomandabile, in primis perché in quella stanza ci starai nudo e quindi sarai molto più sensibile alla temperatura dell’ambiente.
La Formula mi dice che hai bisogno di 1215 calorie. Il calcolo termico appena fatto ci dà la dimensione che il tuo Termosifone deve avere. Prendiamo gli ottimi Tesi della Irsap, forse i radiatori più versatili in commercio. Hanno una gamma molto ampia che risolve praticamente tutte le problematiche legate al posizionamento dei radiatori.
Mettiamo il caso che si voglia utilizzare la misura 600, magari per motivi estetici oppure perché hai una mensola sotto la quale devi stare. Ci sono cinque tipi di radiatori Tesi che hanno la stessa altezza, e sono il Tesi 2, il Tesi 3, il Tesi 4, il Tesi 5 e il Tesi 6. E qui entra in gioco la nostra tabellina magica, ogni produttore ha la sua.
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