Calcolatore BTU AC - Trova la Dimensione Perfetta del Condizionatore

Calcolatore dei BTU per climatizzatori

Un calcolatore BTU per condizionatori stima la potenza frigorifera, misurata in British thermal unit (BTU) all'ora, di cui ha bisogno un condizionatore d'aria da stanza per un locale di una data dimensione. Un BTU è un'unità di energia termica. Per i condizionatori, indica quanto calore un'unità può sottrarre a un locale in un'ora.

Scegliere la giusta potenza in BTU è importante. Un condizionatore sottodimensionato funziona di continuo e può non raggiungere mai una temperatura confortevole. Uno sovradimensionato raffredda rapidamente il locale e si spegne prima di aver eliminato abbastanza umidità dall'aria, lasciando il locale freddo e umido. ENERGY STAR osserva inoltre che un'unità sovradimensionata costa di più da acquistare e spreca energia.

Come calcolare i BTU per un climatizzatore

Questo calcolatore segue la tabella di dimensionamento dei condizionatori da stanza di ENERGY STAR. ENERGY STAR è un programma del governo statunitense che valuta il consumo energetico degli elettrodomestici. La sua tabella associa la superficie del pavimento di un locale a una potenza frigorifera.

Il calcolo si svolge in tre passaggi:

1. Moltiplicare la lunghezza del locale per la sua larghezza per ottenere la superficie del pavimento in piedi quadrati. Le dimensioni metriche vengono prima convertite in piedi quadrati (1 piede quadrato = 0,09290304 metri quadrati).
2. Trovare la superficie del pavimento nella tabella e leggere la potenza.
3. Correggere la potenza in base a sole, persone e uso della cucina.

ENERGY STAR calcola la propria tabella per un soffitto di 8 piedi. La tabella non usa l'altezza del soffitto, quindi il calcolatore non la richiede. ENERGY STAR suggerisce un'unità di potenza maggiore per i locali con soffitti più alti.

Tabella di dimensionamento ENERGY STAR

Ogni riga include il proprio limite inferiore e si ferma appena sotto il limite superiore. Un locale di esattamente 150 piedi quadrati (13,9 m²) usa la riga da 6.000 BTU. Un locale di esattamente 2.500 piedi quadrati usa l'ultima riga.

Locali fuori dalla tabella

La tabella inizia a 100 piedi quadrati (9,3 m²) e termina a 2.500 piedi quadrati (232 m²). Il calcolatore gestisce le altre dimensioni come segue:

• Sotto 100 piedi quadrati (9,3 m²): il calcolatore mostra 5.000 BTU (5300 kJ), la dimensione più piccola della tabella, con una nota.
• Oltre 2.500 piedi quadrati (232 m²): il calcolatore non fornisce alcuna dimensione e mostra una nota. Un'unità singola da stanza non è pensata per uno spazio così ampio. Gli spazi grandi sono di solito raffreddati da un impianto centralizzato dimensionato da un tecnico HVAC.

Correzioni

ENERGY STAR elenca quattro correzioni alla potenza della tabella. Il calcolatore le applica tutte:

• Stanza molto ombreggiata: sottrarre il 10 per cento.
• Stanza molto soleggiata: aggiungere il 10 per cento.
• Più di due persone: aggiungere 600 BTU (630 kJ) per ogni persona oltre le due che usa regolarmente la stanza.
• Cucina: aggiungere 4.000 BTU (4200 kJ), perché forni e piani cottura aggiungono calore.

ENERGY STAR non indica in quale ordine combinarle. Il calcolatore applica per prima la percentuale del sole alla potenza della tabella. Poi aggiunge gli importi fissi per le persone e la cucina. Il risultato è arrotondato al BTU intero più vicino.

Formula

$\text{BTU} = \text{Potenza della tabella} \times \text{Fattore sole} + 600 \times \max(0,\ \text{Persone} - 2) + \text{Cucina}$

Variabili

• Potenza della tabella: il valore della tabella di dimensionamento per la superficie del pavimento del locale.
• Fattore sole: 0,9 per una stanza molto ombreggiata, 1,0 per un'esposizione solare media, 1,1 per una stanza molto soleggiata.
• Persone: il numero di persone che usano regolarmente la stanza. Le frazioni vengono arrotondate per difetto.
• Cucina: 4.000 se l'unità raffredda una cucina, altrimenti 0.

Esempi

Camera da letto. Una camera da letto misura 12 piedi (3,66 m) per 10 piedi (3 m), con sole medio e due persone.

• Superficie del pavimento = 12 × 10 = 120 piedi quadrati (11,1 m²).
• La riga della tabella da 100 a meno di 150 piedi quadrati (13,9 m²) indica 5.000 BTU (5300 kJ).
• Non si applica alcuna correzione. Il risultato è 5.000 BTU (5300 kJ).

Soggiorno soleggiato. Un soggiorno misura 15 piedi (4,57 m) per 20 piedi (6,1 m). È molto soleggiato e lo usano quattro persone.

• Superficie del pavimento = 15 × 20 = 300 piedi quadrati (28 m²), che rientra nella riga da 300 a meno di 350: 8.000 BTU (8400 kJ).
• Sole: 8.000 × 1,1 = 8.800 BTU (9280 kJ).
• Persone: 2 persone in più × 600 = 1.200 BTU (1270 kJ).
• Risultato: 8.800 + 1.200 = 10.000 BTU (11.000 kJ).

Cucina ombreggiata. Una cucina misura 12 piedi (3,66 m) per 14 piedi (4,27 m) ed è molto ombreggiata, con due persone.

• Superficie del pavimento = 12 × 14 = 168 piedi quadrati (15,6 m²), nella riga da 150 a meno di 250: 6.000 BTU (6300 kJ).
• Ombra: 6.000 × 0,9 = 5.400 BTU (5700 kJ).
• Cucina: 5.400 + 4.000 = 9.400 BTU (9920 kJ).

Locale con misure metriche. Un locale misura 4 metri per 5 metri, senza correzioni.

• Superficie del pavimento = 20 metri quadrati, ovvero circa 215,3 piedi quadrati (20 m²).
• La riga da 150 a meno di 250 indica 6.000 BTU (6300 kJ).

Categorie di potenza dei climatizzatori

Dopo il valore in BTU, il calcolatore indica una categoria di dimensione:

• Piccola (5.000-8.000 BTU): camere da letto, piccoli uffici domestici, camere in dormitori.
• Media (8.000-12.000 BTU): camere da letto principali, monolocali.
• Grande (12.000-18.000 BTU): soggiorni, camere da letto più grandi.
• Extra grande (18.000-24.000 BTU): soggiorni ampi, seminterrati rifiniti.
• Molto grande (24.000+ BTU): planimetrie aperte e altri spazi ampi.

Un risultato esattamente sul limite rientra nella categoria superiore. Per esempio, 8.000 BTU (8400 kJ) è Media.

Origine della regola dei BTU

Il BTU è il calore necessario per aumentare di un grado Fahrenheit la temperatura di una libbra d'acqua. Nacque come unità per il riscaldamento e fu poi adottata anche per il condizionamento.

Il condizionamento dell'aria moderno risale a Willis Carrier. Nel 1902 progettò un sistema per controllare l'umidità in una tipografia di Brooklyn, non per il comfort. I condizionatori da finestra andarono in vendita nel 1932 ma erano costosi. Le vendite crebbero dopo la Seconda guerra mondiale e alla fine degli anni 1960 la maggior parte delle nuove case statunitensi aveva l'aria condizionata centralizzata.

Una tabella come quella di ENERGY STAR è una scorciatoia per un singolo locale. Per un'intera casa, i tecnici HVAC usano un metodo più dettagliato chiamato Manual J, pubblicato dalla Air Conditioning Contractors of America. Tiene conto dell'isolamento di pareti e finestre, dell'orientamento delle finestre, del clima locale e delle perdite dei condotti.

Domande frequenti

Di quanti BTU ha bisogno un ambiente di 10 per 10 piedi?

La superficie del pavimento è di 100 piedi quadrati (9,3 m²). È la prima riga della tabella ENERGY STAR, quindi il locale richiede 5.000 BTU (5300 kJ). Un locale soleggiato richiederebbe 5.500 BTU (5800 kJ).

Quali dimensioni può avere un ambiente raffreddato da un climatizzatore da 12.000 BTU?

La tabella ENERGY STAR associa 12.000 BTU (12.700 kJ) a una superficie da 450 a meno di 550 piedi quadrati (51,1 m²). Sole, persone in più o una cucina riducono la superficie che un'unità da 12.000 BTU (12.700 kJ) può coprire.

L'altezza del soffitto cambia il risultato?

Il calcolatore non usa l'altezza del soffitto. ENERGY STAR basa la propria tabella su un soffitto di 8 piedi. Per un soffitto più alto, suggerisce di scegliere un'unità più grande.

Cosa succede se un climatizzatore ha troppo pochi BTU?

Funziona continuamente e nelle giornate calde potrebbe non raggiungere mai la temperatura desiderata. Il funzionamento continuo sottopone inoltre il compressore a uno sforzo maggiore.

È un problema acquistare un apparecchio con troppi BTU?

Sì. Un'unità sovradimensionata raffredda rapidamente il locale e si spegne prima di aver eliminato abbastanza umidità dall'aria. Il locale risulta quindi freddo e umido.

Che cos'è una «tonnellata» di climatizzazione?

Una tonnellata di raffreddamento equivale a 12.000 BTU (12.700 kJ) all'ora. Il termine risale a prima della refrigerazione meccanica, quando gli edifici venivano raffreddati con blocchi di ghiaccio. La fusione di una tonnellata di ghiaccio in 24 ore assorbe calore a un ritmo di circa 12.000 BTU (12.700 kJ) all'ora.

Formula nel codice

1const CHART = [
2  [100, 5000], [150, 6000], [250, 7000], [300, 8000], [350, 9000],
3  [400, 10000], [450, 12000], [550, 14000], [700, 18000], [1000, 21000],
4  [1200, 23000], [1400, 24000], [1500, 30000], [2000, 34000],
5];
6
7function sizeRoomAC(areaSqFt, sun = 'average', people = 2, kitchen = false) {
8  if (areaSqFt > 2500) return null; // beyond the chart
9  let btu = 5000; // also used below 100 sq ft
10  for (const [minArea, capacity] of CHART) {
11    if (areaSqFt >= minArea) btu = capacity;
12  }
13  if (sun === 'shaded') btu *= 0.9;
14  if (sun === 'sunny') btu *= 1.1;
15  btu += Math.max(0, Math.floor(people) - 2) * 600;
16  if (kitchen) btu += 4000;
17  return Math.round(btu);
18}
19

Riferimenti

1. ENERGY STAR (U.S. EPA). Room Air Conditioners. Condizionatori da stanza ENERGY STAR — tabella di dimensionamento da 100 a 2.500 piedi quadrati (232 m²), basata su un soffitto di 8 piedi; correzioni per ombra, sole, occupanti in più e cucine; le unità sovradimensionate lasciano i locali umidi e sprecano energia.
2. U.S. Energy Information Administration. British thermal units (Btu). EIA: British thermal unit — definizione del Btu.
3. U.S. Department of Energy. History of Air Conditioning. DOE: storia del condizionamento dell'aria — il sistema di controllo dell'umidità di Willis Carrier del 1902 a Brooklyn; diffusione del condizionamento domestico.
4. Air Conditioning Contractors of America. Technical Manuals. Manuali tecnici ACCA — calcolo del carico residenziale Manual J.
5. Air Conditioning Contractors of America. A Little History Behind "Tons" of Air Conditioner Capacity. Blog HVAC dell'ACCA — una tonnellata di raffreddamento equivale a 12.000 BTU (12.700 kJ) all'ora, dalla fusione di una tonnellata di ghiaccio in 24 ore.