Progettazione di sistemi di climatizzazione per edifici: sfumature importanti e fasi di sviluppo del progetto

È difficile non essere d'accordo sul fatto che il mantenimento di una temperatura ambiente confortevole e un buon ricambio d'aria sia la base per un normale microclima in un edificio per qualsiasi scopo. La moderna tecnologia di climatizzazione e le apparecchiature per migliorare la ventilazione possono creare in pochi minuti un'atmosfera confortevole in una stanza, con la temperatura desiderata e una soglia di umidità accettabile.

Tuttavia, la semplice installazione del modello di condizionatore che preferisci non sempre risolve il problema della temperatura dell’aria eccessivamente elevata, non sei d’accordo? Pertanto, la progettazione professionale e competente degli impianti di climatizzazione degli edifici è il primo passo prima dell'acquisto di tali apparecchiature. Scegliere l'attrezzatura ottimale e installarla nel posto giusto ti consentirà di raffreddare o riscaldare l'aria con il minor consumo energetico e tenendo conto delle esigenze di tutti i presenti nella stanza.

In questo materiale esamineremo le fasi principali della creazione di un progetto per un efficace sistema di climatizzazione, comprenderemo i calcoli da effettuare in fase di pianificazione e impareremo come creare il corretto schema di termoregolazione dell'aria.

La necessità di aria condizionata

Sistema aria condizionata, nonché ventilazione, svolge un ruolo enorme nel mantenere un'atmosfera confortevole in cui le persone possono vivere e lavorare.L'aria troppo calda influisce seriamente sul benessere e sulle prestazioni di una persona, quindi vale la pena prendersi cura del microclima della stanza e della direzione del movimento delle masse d'aria nella fase di costruzione o ristrutturazione di un edificio.

Oltre all'impatto sulle persone, la temperatura e l'umidità influiscono anche sul funzionamento delle apparecchiature negli uffici o nei laboratori di produzione. Le alte temperature aumentano il carico sulle apparecchiature, il che può causare il guasto di alcuni componenti.

Non sono solo i motori delle macchine a soffrire le alte temperature. Le moderne apparecchiature dotate di elettronica sofisticata sono piuttosto sensibili alle condizioni di temperatura

Mantenere la giusta temperatura può diventare anche la base per la sicurezza. La conservazione di determinati materiali in ambienti con aria eccessivamente riscaldata è semplicemente inaccettabile. Per ridurre la probabilità di un incendio, il sistema di raffreddamento dell'aria deve funzionare correttamente e compensare completamente l'eccesso di calore interno ed esterno.

Perché è necessario creare un progetto?

Il rispetto degli standard necessari e il calcolo accurato del carico sul sistema di climatizzazione evitano agli utenti molti problemi. Il processo di creazione di un piano tiene conto di un numero enorme di fattori che possono influire sull'efficienza del funzionamento delle apparecchiature. Senza tenere conto di queste sfumature, il funzionamento dei componenti del sistema di climatizzazione potrebbe avere un'efficienza inaccettabilmente bassa.

Un approccio competente alla creazione di un progetto consente di implementare compiti chiave, che includono:

• mantenimento della temperatura e dell'umidità ottimali nell'edificio;
• selezione delle apparecchiature climatiche e di ventilazione più adatte;
• possibilità di impostazione della temperatura multizona;
• funzionamento delicato dell'attrezzatura, che contribuisce alla sua resistenza all'usura;
• organizzare la corretta direzione del flusso d'aria;
• consumo energetico estremamente basso per raggiungere le condizioni di temperatura specificate, ecc.

Durante la progettazione, vengono prese in considerazione anche le caratteristiche estetiche dell'installazione del condizionatore d'aria. Un sistema che raffredda l'aria può essere integrato delicatamente negli interni se la sua integrazione nella stanza viene affrontata con competenza ed esperienza.

Un condizionatore montato esteticamente può rimanere praticamente invisibile agli ospiti e non avere alcun impatto sull'idea generale dell'interior design

La fase di progettazione dell'impianto di climatizzazione non può essere saltata, poiché si tratta di un piano chiaro che consente di sviluppare un concetto efficace per raffreddare qualsiasi stanza o un intero edificio, preparare i disegni necessari e compiti specifici per squadre di installazione, elettricisti e altri specialisti .

Tipologie di impianti di climatizzazione

I calcoli e le caratteristiche specifiche della stanza influenzano la scelta del sistema di climatizzazione. Ciascuno di essi utilizza determinati modelli di condizionatori, che possono essere suddivisi in tre grandi tipologie: domestico, industriale e commerciale.

I sistemi stessi sono suddivisi nelle seguenti tipologie:

• complessi multizonali;
• sistemi split e multisplit;
• raffreddamento centrale;
• condizionamento di precisione;
• sistemi chiller-fan coil;
• impianti con condizionatori canalizzabili o a tetto, ecc.

Per uso domestico, multizona, sistemi divisi e sistemi multisplit. La principale differenza tra tali complessi è il numero di unità di attrezzatura interna.

Sistema diviso implica la presenza di un'unità di raffreddamento interna, multidivisione - cinque e dentro complesso multizonale Sono integrati da 10 a 15 collegamenti, che funzionano grazie ad un'unità esterna estremamente potente.

Un impianto di climatizzazione multizona è uno dei modi più efficaci per rinfrescare l'aria di ambienti adibiti a diverse finalità grazie al funzionamento indipendente delle unità interne e alla potenza dell'unità esterna

L'elaborazione di un progetto per un efficace sistema di climatizzazione si basa sul calcolo del bilancio aria-calore, tenendo conto di tutti i fattori chiave che influenzano il microclima all'interno dell'edificio.

La progettazione è inoltre soggetta a documenti normativi e tiene conto dei requisiti sanitari, architettonici, antincendio e di altro tipo.

Calcoli per l'elaborazione di un piano di sistema

Per selezionare la potenza ottimale di un'unità esterna funzionante e calcolare il numero di unità interne, viene preso in considerazione il carico termico interno ed esterno dell'edificio.

I carichi termici interni hanno sempre valore positivo e rappresentano il rilascio di calore da parte delle persone che abitano la casa, la produzione di energia termica da parte degli elettrodomestici e delle fonti di illuminazione. Nei locali commerciali o negli uffici, a questo carico sul sistema di condizionamento dell'aria viene aggiunto il calore proveniente da apparecchiature ad alta intensità energetica; negli edifici industriali - trasferimento di calore da liquidi caldi, apparecchiature, nonché calore generato durante le reazioni chimiche.

I carichi termici esterni possono avere caratteristiche sia negative che positive. Pertanto, il carico esterno rappresenta un guadagno o una perdita di calore.

I conduttori di perdita di calore e guadagno di calore sono chiaramente mostrati nel diagramma sopra. Le frecce rosse indicano i flussi di perdita di calore, le frecce blu indicano la penetrazione del freddo nell'edificio.

Le fonti di tale carico termico sono:

• luce solare che penetra attraverso finestre con doppi vetri;
• caldo o freddo, i cui conduttori sono pareti, strutture di finestre, pavimenti, tetti e soffitti;
• perdita di calore e guadagno di calore dalla ventilazione di mandata.

Gli indicatori quantitativi dello stesso tipo di carico termico esterno possono cambiare da carichi positivi a negativi durante il giorno, ad esempio, con una grande ampiezza della differenza tra la temperatura dell'aria diurna e notturna e da stagione a stagione. Ad esempio, in estate la differenza di temperatura tra la strada e la stanza è insignificante, quindi il calore penetra più facilmente nell'edificio. In inverno avviene il processo inverso, in cui il calore lascia la struttura più velocemente.

Il calcolo del bilancio aria-calore consente di selezionare l'attrezzatura necessaria e pianificare un luogo adatto per l'installazione del condizionatore d'aria.

I moderni condizionatori sono in grado di riscaldare l’aria quando necessario. Pertanto, quando si progetta un sistema di climatizzazione, è importante tenere conto delle principali aree in cui si osservano elevate perdite di calore.

Quando si effettuano i calcoli, è necessario tenere conto dei fattori chiave che influenzano l'aumento e la perdita di calore:

• caratteristiche climatiche della zona;
• materiali con cui è costruito l'edificio;
• spessore delle pareti e presenza di isolamento;
• il numero di telecamere in una finestra con doppi vetri e l'efficienza energetica complessiva della struttura della finestra;
• orientamento dell'edificio rispetto ai punti cardinali;
• disponibilità di attrezzature e macchinari che producono calore durante il funzionamento;
• il numero di persone che vivono o soggiornano abitualmente nei locali;
• numero di stanze in un appartamento o in una casa, ecc.

Sulla base di ciò, non è difficile capire che solo un professionista esperto può avvicinarsi al progetto di un futuro sistema di climatizzazione nel modo più accurato e competente possibile, poiché nel processo di preparazione del progetto è necessario prevedere troppe sfumature specifiche .

Fasi di progettazione

L'elaborazione di un piano per il lavoro necessario viene effettuata in due fasi successive, compresa la preparazione di tutti i calcoli, le stime, le specifiche tecniche necessarie per gli specialisti nei settori correlati e la selezione di una gamma di modelli adeguati di attrezzature.

Fase n. 1: preparazione di calcoli e attività

La preparazione implica acquisire familiarità con l'edificio, la sua ubicazione, le caratteristiche costruttive e altri fattori.

Gli specialisti redigono uno studio di fattibilità, sulla base del quale viene selezionato approssimativamente il tipo di sistema di climatizzazione. Quest'ultimo è descritto in maniera semplificata.

Uno schema semplificato mostra i componenti chiave del sistema di climatizzazione, delle unità di distribuzione del refrigerante e delle principali unità di controllo delle apparecchiature di climatizzazione

Il master offre attrezzature potenzialmente efficaci che soddisfano le esigenze della stanza in base alle caratteristiche di base:

• energia;
• capacità di raffreddamento, riscaldamento e aria.

Successivamente viene redatta una stima del lavoro futuro. Se il progetto dello studio di fattibilità soddisfa il proprietario dell'edificio o dell'appartamento, dalla fase preparatoria si passa alla fase esecutiva.

Fase n. 2: selezione dell'attrezzatura adeguata

In questa fase, la progettazione si basa su calcoli accurati che tengono conto del carico termico interno ed esterno, delle caratteristiche termiche dell'oggetto. I calcoli vengono eseguiti individualmente per ogni stanza, dopodiché si conosce con precisione il calore in eccesso in ciascuna zona. Sulla base di questi dati, viene selezionata l'attrezzatura necessaria per compensare i carichi termici.

Dopo aver selezionato l'attrezzatura, inizia la progettazione dei luoghi di installazione dei condizionatori d'aria, viene fornito uno schema della disposizione dei condotti dell'aria e viene preparato un piano di lavoro tecnico per la squadra di installazione e gli elettricisti.

Tutti i materiali preparati vengono trasferiti al cliente e al fornitore di apparecchiature di climatizzazione. Dopo l'installazione, si consiglia di eseguire lavori di messa in servizio che aiuteranno a impostare il funzionamento dell'apparecchiatura.

Quali sono i rischi della progettazione indipendente?

Senza la giusta esperienza e conoscenza, è abbastanza difficile elaborare personalmente un progetto per un complesso di climatizzazione.

Se non si tiene conto di almeno un fattore, ad esempio l'orientamento dell'appartamento verso il lato nord o la presenza di finestre con doppi vetri con bassa efficienza di ritenzione del calore, l'intero sistema di climatizzazione funzionerà in modo inefficace.

Gli indicatori di risparmio energetico delle finestre in metallo-plastica dipendono da molti fattori: il numero di camere, la presenza di spruzzature speciali, ecc. Pertanto, è abbastanza difficile calcolare in modo indipendente la perdita di calore e il guadagno di calore

Inoltre, le apparecchiature di climatizzazione possono essere soggette a carichi maggiori, poiché durante il processo di climatizzazione le apparecchiature dovranno costantemente compensare apporti termici non presi in considerazione dal progettista.

In generale, qualsiasi difetto nella bozza può portare a seri problemi:

• funzionamento ingiustificato del condizionatore d'aria in una stanza mentre la maggior parte dei membri della famiglia si trova in altre stanze;
• spesa eccessiva elettricità, che viene speso per eliminare il calore non contabilizzato derivante dall'illuminazione o dalle apparecchiature;
• impossibilità di controllo della temperatura zonale;
• acquistare apparecchiature troppo potenti o poco performanti;
• usura rapida o guasto unità di sistema divise a causa di carico eccessivo, ecc.

Pertanto, la realizzazione di uno schema di climatizzazione anche per una piccola casa o ufficio dovrebbe essere affidata a professionisti.

Risparmiare denaro sulla progettazione può comportare costi irragionevoli durante il funzionamento dell'apparecchiatura.

Conclusioni e video utile sull'argomento

I cinque tipi di sistemi di climatizzazione più comuni, le loro caratteristiche, differenze e capacità sono descritti in dettaglio dal docente nel seguente video:

La progettazione di base dei sistemi di condizionamento dell'aria e le raccomandazioni per la scelta del tipo appropriato sono fornite da un ingegnere HVAC:

Un approccio professionale alla climatizzazione degli edifici ci consente di garantire la temperatura, la pulizia, l'umidità e la mobilità dell'aria necessarie, da cui dipendono il benessere e le prestazioni delle persone, il funzionamento di apparecchiature complesse e la sicurezza dei mobili o di alcuni materiali.

Il processo di progettazione è piuttosto complesso e richiede molto tempo, quindi deve essere affrontato in modo estremamente responsabile. Ecco perché non dovresti pianificare da solo, ma scegliere in anticipo un team di professionisti che abbiano esperienza, una reputazione positiva e il permesso per effettuare tali calcoli.

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