Potenza termica, cos’è e come si calcola

Che cos’è la potenza termica e come si calcola. Potenza termica al focolare, impianto termico e conduttività. Concetti di base

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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Potenza termica cos’è

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.

Potenza termica formula

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]

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.

Targhetta caldaia

La 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

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.

Conduttività termica

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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).

Che cos’è un impianto termico?

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 dlgs 48/2020 modifica la definizione di impianto termico prevista del dlgs 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!).

Chi è il responsabile di un 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.

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Indirizzo articolo: https://biblus.acca.it/potenza-termica/