Calcolo del carico termico estivo · stima rapida HVAC
Una stima rapida per le prime fasi di progetto, i preventivi e l'esercitazione. Destinazione d'uso e superficie danno carichi sensibile e latente, SHF ambiente e portata di mandata; «Apri nel diagramma psicrometrico» traccia nel calcolatore il punto ambiente, la retta SHF e il punto esterno.
Base di calcolo
I carichi ambiente sono somme di valori unitari per voce; il carico dell'aria esterna è lo stesso calcolo psicrometrico della scheda della trasformazione del calcolatore. Il raffrescamento conta come positivo il calore da asportare, il riscaldamento il calore da fornire.
| Voce | Equazione | Note · base |
|---|---|---|
| Persone | qs = N·s, ql = N·l | s e l dalla tabella delle persone qui sotto (W per persona). N = densità × A / 100, oppure un numero di persone |
| Illuminazione, apparecchiature | q = L·A, q = E·A | Tutto sensibile, tutto subito (senza contemporaneità né accumulo). I valori unitari sono di riferimento |
| Involucro (semplificato) | q = U·Ae·(t_o − t_r) + S·A | Conduzione solo dalla differenza di bulbo secco; apporti solari e altri come unico valore per superficie in pianta. Il riscaldamento usa U·Ae·(t_r − t_o) |
| Portata d'aria esterna | Q = (Rp·N + Ra·A)/Ez × 3,6 | Procedura della portata di ventilazione di ASHRAE 62.1. Ez dalla tabella 62.1 dell'efficacia di distribuzione dell'aria nella zona: 1,0 per default in raffrescamento (immissione di aria fredda dall'alto), 0,8 in riscaldamento (immissione di aria calda dall'alto, ripresa dall'alto). Oppure Q = n·A·H, o un valore diretto |
| Aria esterna, sensibile | qs = ṁ·(1,006 + 1,86 ω_o)·(t_o − t_r) | ṁ = Q / (3600·v_o) al volume specifico esterno; stessa definizione della scheda della trasformazione (da esterno ad ambiente) |
| Aria esterna, latente | ql = ṁ·(h_o − h_r) − qs | Totale meno sensibile (come nella scheda della trasformazione); umidità ṁ·(ω_o − ω_r) |
| SHF ambiente | SHF = Σqs / (Σqs + Σql) | Solo carichi ambiente, senza aria esterna; traccia la retta SHF sul diagramma |
| Portata di mandata (raffrescamento) | ṁ_s = q_r / (h_r − h_s), Q_s = ṁ_s·v_s | t_s = t_r − ΔT; lo stato di mandata rende l'SHF mandata → ambiente uguale all'SHF dell'ambiente (come nel pannello di raffreddamento del calcolatore) |
| Portata di mandata (riscaldamento) | ṁ_s = q_r / ((1,006 + 1,86 ω_s)·ΔT) | t_s = t_r + ΔT, ω_s = ω_r (come nel pannello di riscaldamento del calcolatore) |
| Unità | 1 RT = 3,517 kW, 1 kcal = 4,1868 kJ | Tonnellata di refrigerazione USA, caloria IT |
Apporto di calore degli occupanti (ASHRAE Fundamentals capitolo 18, Tabella 1)
Valori corretti per la normale composizione di uomini, donne e bambini in un ambiente a 24 °C (W per persona, bassa velocità dell'aria). In un ambiente più caldo lo stesso totale si sposta verso il calore latente. Il valore del ristorante include il calore dei cibi. Le edizioni differiscono leggermente, quindi controllare quella in uso.
| Attività | Applicazione tipica | Sensibile W | Latente W |
|---|---|---|---|
| Seduti a teatro | Teatro | 65 | 30 |
| Seduti, lavoro molto leggero | Uffici, alberghi, appartamenti | 70 | 45 |
| Lavoro d'ufficio moderatamente attivo | Uffici, alberghi, appartamenti | 75 | 55 |
| In piedi, lavoro leggero; camminando | Grandi magazzini, negozi | 75 | 55 |
| Camminando, in piedi | Farmacia, banca | 75 | 70 |
| Pasto seduti (ristorante) | Ristorante | 80 | 80 |
| Lavoro leggero al banco | Fabbrica | 80 | 140 |
Portate di aria esterna (ASHRAE 62.1 Tabella 6-1)
Aria esterna per persona e per superficie e densità di occupazione predefinita dalla procedura della portata di ventilazione. L'aria esterna nella zona di respirazione Vbz = Rp·Pz + Ra·Az è divisa per Ez dalla tabella 62.1 dell'efficacia di distribuzione dell'aria nella zona (1,0 per immissione di aria fredda dall'alto, 0,8 per immissione di aria calda dall'alto con ripresa dall'alto; il calcolatore parte da 1,0 in raffrescamento e 0,8 in riscaldamento, ed entrambi si possono scegliere). I valori cambiano tra le edizioni, quindi controllare quella applicabile. Le portate minime di ventilazione previste dalle normative locali non sono incluse perché non è stato possibile verificarne il testo.
| Destinazione | Rp L/s·persona | Ra L/s·m² | Densità /100 m² | m³/h per persona |
|---|---|---|---|---|
| Uffici | 2.5 | 0.3 | 5 | 30.6 |
| Sale riunioni | 2.5 | 0.3 | 50 | 11.2 |
| Vendita (negozi) | 3.8 | 0.6 | 15 | 28.1 |
| Sale da pranzo di ristoranti | 3.8 | 0.9 | 70 | 18.3 |
| Aule (9 anni e oltre) | 5 | 0.6 | 35 | 24.2 |
| Aula per lezioni frontali | 3.8 | 0.3 | 65 | 15.3 |
Valori iniziali per destinazione d'uso
Solo i valori con una fonte nella colonna della base sono documentati; quelli indicati come riferimento sono valori iniziali generosi che non è stato possibile verificare su una fonte. Inserire i propri.
| Destinazione d'uso | Occupanti, calore | Aria esterna | Illuminazione, apparecchiature W/m² |
|---|---|---|---|
| Ufficio | 5 /100 m² (62.1), 75/55 W | Rp 2.5, Ra 0.3 (62.1) | 10 · 15 (riferimento) |
| Sala riunioni | 50 /100 m² (62.1), 70/45 W | Rp 2.5, Ra 0.3 (62.1) | 10 · 5 (riferimento) |
| Negozio (area vendita) | 15 /100 m² (62.1), 75/55 W | Rp 3.8, Ra 0.6 (62.1) | 15 · 5 (riferimento) |
| Ristorazione (sala) | 70 /100 m² (62.1), 80/80 W | Rp 3.8, Ra 0.9 (62.1) | 12 · 10 (riferimento) |
| Aula | 35 /100 m² (62.1), 70/45 W | Rp 5, Ra 0.6 (62.1) | 10 · 5 (riferimento) |
| Residenziale (appartamento) | Persone: 4 (riferimento), 70/45 W | 0.5 ric/h (riferimento) | 6 · 5 (riferimento) |
| Sala server | Persone: 2 (riferimento), 70/45 W | 100 m³/h (riferimento) | 10 · 500 (riferimento) |
Limiti del metodo rapido
Questo metodo somma valori unitari per voce, quindi non calcola l'apporto solare (orientamento, ora, ombreggiamento dei vetri), lo sfasamento dovuto all'accumulo di pareti e locale, l'ora di punta, le infiltrazioni, gli apporti di canali e ventilatori, il post-riscaldamento né i fattori di sicurezza. Usarlo per il predimensionamento, i preventivi e l'esercitazione; prima di scegliere le apparecchiature eseguire un calcolo di carico dettagliato (HAP, TRACE e altri programmi basati sul metodo ASHRAE RTS).
Il riscaldamento trascura gli apporti interni e solari e conta solo la conduzione dell'involucro e l'aria esterna, a favore della sicurezza. L'umidificazione riguarda solo l'aria esterna; l'umidità emessa nell'ambiente (persone e così via) non è considerata.
Esempio svolto
Ufficio di 100 m², ambiente 26 °C e UR 50%, esterno 32 °C e UR 60%, densità 5 ogni 100 m² (cioè 5 persone), lavoro d'ufficio moderatamente attivo 75/55 W, illuminazione 10, apparecchiature 15 e apporti solari 20 W/m², U 1,0 W/m²K × 50 m², aria esterna 62.1 (2,5 × 5 + 0,3 × 100) × 3,6 = 153 m³/h, differenza di mandata 10 K.
Ambiente: persone 0,375/0,275 kW, illuminazione 1,000, apparecchiature 1,500, involucro 1,0 × 50 × 6 = 0,300, apporti solari 2,000 kW, quindi sensibile 5,175, latente 0,275, SHF = 5,175 / 5,450 = 0,950.
Aria esterna: ω_o 18,033, ω_r 10,496 g/kg, h_o 78,37, h_r 52,91 kJ/kg, v_o 0,8895 m³/kg, quindi ṁ = 153 / (3600 × 0,8895) = 0,04778 kg/s, sensibile 0,04778 × 1,0395 × 6 = 0,298 kW, totale 0,04778 × 25,45 = 1,216 kW, latente 0,918 kW, umidità 1,30 kg/h.
Totale: sensibile 5,473, latente 1,193, totale 6,666 kW = 1,90 RT = 5732 kcal/h. Mandata 16 °C e 10,282 g/kg, ṁ = 5,450 / (52,91 − 42,12) × 3600 = 1817 kg/h, quindi 1513 m³/h (la scorciatoia con ρ = 1,2 e cp = 1,006, 5,175 kW / (1,2 × 1,006 × 10), dà 1543 m³/h, con una differenza del 2%).
Lo scarto del 2% deriva dal fatto che la scorciatoia fissa ρ·cp a 1,2 kg/m³ e 1,006 kJ/kgK; questo calcolo usa il calore specifico dell'aria umida 1,006 + 1,86·ω (1,025) e il volume specifico di mandata (0,833 m³/kg per kg di aria secca).
Fonti
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), capitolo 18, Nonresidential Cooling and Heating Load Calculations, Tabella 1: apporto di calore degli occupanti per attività
- ANSI/ASHRAE Standard 62.1, Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality: Tabella 6-1 delle portate minime di ventilazione, tabella dell'efficacia di distribuzione dell'aria nella zona (Ez)
- Normativa locale sul numero minimo di ricambi d'aria (il valore predefinito di 0,5 ric/h per gli appartamenti è un riferimento, da adattare alla normativa del luogo)
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), capitolo 1, Psychrometrics: equazioni dell'aria umida (motore del calcolatore)
Domande frequenti
Come si calcola il carico frigorifero?
Sommare il carico sensibile dell'ambiente (persone, luci, apparecchiature, conduzione dell'involucro, sole) e il carico latente dell'ambiente (persone), poi il carico dell'aria esterna per portarla alle condizioni dell'ambiente. Questo calcolatore compila ogni voce da un valore predefinito per destinazione d'uso e dalla superficie, suddiviso in sensibile e latente in kW, tonnellate e kcal/h. Gli effetti orari del sole e dell'accumulo non sono modellati.
Come si ricava la portata di mandata?
Formula rapida: portata (m³/h) = sensibile ambiente (kW) × 3600 ÷ (1,2 × 1,006 × differenza di temperatura di mandata). 10 kW e 10 K danno circa 2980 m³/h. Il calcolatore ottiene la stessa grandezza in modo più preciso dalla differenza di entalpia e dal volume specifico del punto di mandata sulla retta SHF dell'ambiente.
Come si converte un carico frigorifero da kW a tonnellate o kcal/h?
1 USRT = 3,517 kW e 1 kW = 860 kcal/h, quindi 35 kW sono circa 9,95 RT o 30.100 kcal/h. Tabelle complete e tonnellata giapponese su https://psychart.kr/it/tools/units/rt-kw/
Ultimo aggiornamento: 2026-10-12.