L’aria condizionata, o il raffreddamento, è più complicata del riscaldamento. Invece di usare l’energia per creare calore, i condizionatori d’aria usano l’energia per togliere il calore. Il sistema di climatizzazione più comune utilizza un ciclo di compressore (simile a quello utilizzato dal frigorifero) per trasferire il calore dalla casa all’esterno.
Immagina la tua casa come un frigorifero. C’è un compressore all’esterno riempito con un fluido speciale chiamato refrigerante. Questo fluido può cambiare avanti e indietro tra liquido e gas., Man mano che cambia, assorbe o rilascia calore, quindi viene utilizzato per “trasportare” il calore da un luogo all’altro, ad esempio dall’interno del frigorifero verso l’esterno. Semplice, vero?
Beh, no. E il processo diventa un po ‘ più complicato con tutti i controlli e le valvole coinvolte. Ma il suo effetto è notevole. Un condizionatore d’aria prende il calore da un luogo più fresco e lo scarica in un luogo più caldo, apparentemente lavorando contro le leggi della fisica. Ciò che guida il processo, ovviamente, è l’elettricità-un bel po ‘ di esso, infatti.,
Tipi di sistemi di raffreddamento
Condizionatori d’aria centrali e pompe di calore
I condizionatori d’aria centrali e le pompe di calore sono progettati per raffreddare l’intera casa. In ogni sistema, una grande unità di compressione situata all’esterno guida il processo; una bobina interna riempita di refrigerante raffredda l’aria che viene poi distribuita in tutta la casa tramite condotti. Le pompe di calore sono come condizionatori d’aria centrali, tranne che il ciclo può essere invertito e utilizzato per il riscaldamento durante i mesi invernali. (Le pompe di calore sono descritte più dettagliatamente nella sezione riscaldamento.,) Con un condizionatore d’aria centrale, lo stesso sistema di condotti viene utilizzato con un forno per il riscaldamento ad aria calda forzato. Infatti, il condizionatore d’aria centrale utilizza tipicamente la ventola del forno per distribuire l’aria ai condotti.
Dal 1992 i condizionatori d’aria centrali e le pompe di calore a fonte d’aria funzionanti in modalità di raffreddamento sono classificati in base al loro rapporto di efficienza energetica stagionale (SEER). SEER è l’uscita di raffreddamento stagionale in Btu divisa per l’input di energia stagionale in watt-ora per un clima “medio” degli Stati Uniti., Prima del 1992, venivano utilizzate metriche diverse, ma le prestazioni di molti vecchi condizionatori d’aria centrali equivalevano a valutazioni di VEGGENTI di soli 6 o 7. Il condizionatore centrale medio venduto nel 1988 aveva un VEGGENTE equivalente di circa 9; nel 2002 era salito a 11,1.Lo standard nazionale di efficienza per i condizionatori d’aria centrali e le pompe di calore ad aria richiede ora un VEGGENTE minimo di 13 (dal 2006) e per qualificarsi per ENERGY STAR richiede un VEGGENTE di 14,5 o superiore. I condizionatori d’aria centrali sono inoltre dotati di una valutazione EER (Energy Efficiency Ratio), che indica le prestazioni a temperature più elevate., I modelli qualificati ENERGY STAR devono soddisfare un requisito EER di 12.
I condizionatori d’aria e le pompe di calore utilizzano il ciclo refrigerante per trasferire calore tra un’unità interna e una uint esterna. Le pompe di calore differiscono dai condizionatori d’aria solo nella valvola speciale che consente al ciclo di invertire, fornendo aria calda o fredda all’interno.
I nuovi standard di efficienza per i condizionatori d’aria centrali entrano in vigore nel 2015. Come per i forni, i nuovi standard differiranno per regione, con maggiore rigore nel sud e nel sud-ovest rispetto al Nord., I nuovi condizionatori d’aria centrali venduti per l’installazione nel sud e nel sud-ovest devono soddisfare un minimo 14 SEER; per le unità installate nel Nord, il minimo 13 SEER rimane invariato. Le pompe di calore ad aria devono soddisfare il minimo di 14 VEGGENTI indipendentemente da dove sono installate. Inoltre, i condizionatori d’aria centrali installati nel sud-ovest caldo e asciutto devono soddisfare un minimo di 12,2 EER (o 11,7 EER per i modelli più grandi).
Al contrario, le prestazioni di raffreddamento delle pompe di calore a terra sono misurate dallo stato stazionario EER anziché da una misura stagionale., I requisiti minimi del programma ENERGY STAR per le pompe di calore a terra sono 21,1 EER per i sistemi a circuito aperto, 17,1 EER per i sistemi a circuito chiuso e 16 EER per le unità a espansione diretta (DX).
Condizionatori d’aria ambiente
I condizionatori d’aria ambiente sono disponibili per il montaggio in finestre o attraverso pareti, ma in ogni caso funzionano allo stesso modo, con il compressore situato all’esterno. I condizionatori d’aria della stanza sono dimensionati per raffreddare solo una stanza, quindi potrebbe essere necessario un certo numero di essi per un’intera casa. Le singole unità costano meno da acquistare rispetto ai sistemi centrali.,
I condizionatori d’aria della stanza sono valutati soltanto dall’EER, che sta raffreddando l’uscita divisa dal consumo di energia. Più alto è l’EER, più efficiente è il condizionatore d’aria. Gli standard federali di efficienza minima rivisti per i condizionatori d’aria adottati nel 2011 entreranno in vigore nel giugno 2014; i requisiti riveduti di ENERGY STAR entreranno in vigore nell’ottobre 2013. La tabella 5.2 elenca i requisiti per le unità con lati a feritoia—il tipo più comune.,
Refrigeratori evaporativi
I refrigeratori evaporativi, a volte chiamati refrigeratori di palude, sono meno comuni dei condizionatori d’aria a compressione di vapore (refrigerante), ma sono un’alternativa pratica in aree molto asciutte, come il sud-ovest. Lavorano tirando aria esterna fresca attraverso tamponi umidi dove l’aria viene raffreddata per evaporazione. L’aria più fredda viene quindi fatta circolare attraverso una casa. Questo processo è molto simile all’esperienza di sentirsi freddo quando si esce da una piscina nella brezza. Un dispositivo di raffreddamento evaporativo può abbassare la temperatura dell’aria esterna di ben 30 gradi.,
Possono risparmiare fino al 75% sui costi di raffreddamento durante l’estate perché l’unico componente meccanico che utilizza l’elettricità è il ventilatore. Inoltre, poiché la tecnologia è più semplice, può anche costare molto meno per l’acquisto di un condizionatore d’aria centrale-spesso circa la metà.
Un dispositivo di raffreddamento evaporativo diretto aggiunge umidità a una casa, che potrebbe essere considerato un vantaggio in climi molto secchi. Un dispositivo di raffreddamento evaporativo indiretto è un po ‘ diverso in quanto l’evaporazione dell’acqua avviene su un lato di uno scambiatore di calore., L’aria della casa è forzata attraverso l’altro lato dello scambiatore di calore dove si raffredda ma non raccoglie l’umidità. Entrambi i tipi iniziano a perdere la loro efficacia con l’aumentare dell’umidità, perché l’aria umida è meno in grado di trasportare ulteriore umidità.
Affinché i refrigeratori evaporativi svolgano il loro lavoro, devono avere le dimensioni giuste. La capacità di raffreddamento di un dispositivo di raffreddamento evaporativo è misurata non nella quantità di calore che può rimuovere (Btu), ma nella pressione del ventilatore necessaria per far circolare l’aria fresca in tutta la casa, in piedi cubi al minuto (cfm)., Una buona regola è quella di calcolare la metratura cubica della tua casa e dividere per 2. Ad esempio, una casa di 1.500 piedi quadrati con soffitti alti 8 piedi richiederebbe un dispositivo di raffreddamento cfm 6.000.
Condizionatori d’aria Ductless Mini-Split
I sistemi mini-split, molto popolari in altri paesi, possono essere un’interessante opzione di retrofit per le aggiunte di stanze e per le case senza canalizzazione, come quelle che utilizzano il calore idronico (vedere la sezione riscaldamento). Come i condizionatori d’aria centrali convenzionali, i mini-split utilizzano un compressore / condensatore esterno e unità di trattamento dell’aria interna., La differenza è che ogni stanza o zona da raffreddare ha il proprio gestore d’aria. Ogni unità interna è collegata all’unità esterna tramite un condotto che trasporta le linee di alimentazione e refrigerante. Le unità interne sono tipicamente montate a parete o soffitto.
Il principale vantaggio di un mini-split senza condotti è la sua flessibilità nel raffreddamento di singole stanze o zone. Fornendo unità dedicate ad ogni spazio, è più facile soddisfare le diverse esigenze di comfort delle diverse stanze.
Evitando l’uso di canalizzazioni, le mini-spaccature senza canalizzazione evitano anche le perdite di energia associate ai sistemi ad aria forzata centrali.,
Lo svantaggio principale dei mini-split è il costo. Costano molto di più di un tipico condizionatore centrale della stessa dimensione, dove la canalizzazione è già in atto. Ma, se si considerano i costi e le perdite di energia associate all’installazione di nuove canalizzazioni per un condizionatore d’aria centrale, l’acquisto di un mini-split senza condotti potrebbe non essere un cattivo affare, soprattutto considerando il risparmio energetico a lungo termine. Parlare con il vostro appaltatore su quale opzione sarebbe più conveniente per voi.,
Raffreddamento all’avanguardia
Night Breeze è una nuova tecnologia di controllo del clima domestico progettata per risparmiare energia in climi caldi e asciutti. Si tratta essenzialmente di un ventilatore per tutta la casa alimentato, condizionatore d’aria e scaldabagno indiretto integrato in un unico sistema di controllo. In estate, il sistema attira più aria fresca possibile per soddisfare le esigenze di raffreddamento – il condizionatore si accende solo se assolutamente necessario. In inverno, uno scambiatore di calore acqua-aria che si estende dallo scaldabagno fornisce aria calda al sistema.,
Contatto: Davis Energy Group
Adatto anche per climi secchi, il Coolerado Cooler è una tecnologia di raffreddamento evaporativo che è 100% indiretta. Può offrire da quattro a sei tonnellate di raffreddamento con un consumo energetico di 1.200 watt. Il suo rapporto di efficienza energetica (EER) è 40 o superiore, rendendolo due o tre volte più efficiente dei migliori condizionatori d’aria convenzionali.
Contatto: Coolerado, LLC
Lo stoccaggio di energia termica è una tecnologia che è la migliore per spostare semplicemente l’uso di energia dalle ore di punta a quelle non di punta., Funziona immagazzinando energia nel ghiaccio-di notte, l’elettricità viene utilizzata per congelare l’acqua, e durante il giorno, il ghiaccio può raffreddare l’aria che circola in tutta la casa. Più conveniente per le persone che vivono in climi che rinfrescano di notte e pagano di più per l’uso di energia elettrica di picco (ad esempio, in California), questa tecnologia è ora disponibile per uso residenziale.
Contatto: Ice Energy, LLC