Calcolatore di carico HVAC | Stima le dimensioni del tuo sistema di riscaldamento/raffreddamento (in BTU)

Come usare il calcolatore di carico termico

MASSIVE UPDATE (24 giugno, 2020): Abbiamo rilasciato un ampio aggiornamento del calcolatore, che ha richiesto più di 150 ore di sviluppo ed è ora più di 900 linee di codice! Questa nuova versione introduce il calcolo dei prezzi e l’algoritmo di raccomandazione delle apparecchiature HVAC, che fornisce suggerimenti in base alla regione climatica, alle dimensioni della casa, alla presenza (o assenza) di condotti d’aria e/o radiatori a battiscopa nella vostra casa.

Mentre il calcolo del carico termico in BTU veniva fatto prima di questo aggiornamento, molti proprietari di casa non erano sicuri di quale sistema di riscaldamento e raffreddamento fosse migliore per loro. È qui che il nostro nuovo algoritmo può fare una raccomandazione intelligente, che include sia la capacità del sistema (per il riscaldamento & raffreddamento), il tipo di sistema appropriato e i costi di energia/combustibile.

Raccomandiamo anche che SE si prevede di utilizzare i risultati di questo calcolo del carico termico per prendere le proprie decisioni di acquisto, si DOVREBBE verificare i risultati con questo estimatore online in forma lunga Manual J.

Sistemi multipli di riscaldamento/raffreddamento: Un’altra importante nuova caratteristica è il calcolo del costo di più sistemi di riscaldamento/raffreddamento installati in case di grandi dimensioni (oltre 3000 piedi quadrati), e specificando il più grande sistema HVAC possibile di piombo BTU e poi il sistema di dimensioni più piccole per il resto del carico totale BTU.

Per esempio, se il carico termico è 150K BTU, e la dimensione massima residenziale centrale AC è 60K BTU (5 Ton) allora avete bisogno di due compressori 60K BTU e un sistema 30K (2,5 Ton). L’algoritmo del calcolatore selezionerà il sistema completo e il sistema più piccolo necessario per coprire il resto del carico di BTU richiesto, per darti la stima più efficiente in termini di costi.

Stima dei costi di installazione: lo strumento stima il prezzo totale dell’installazione per il tuo nuovo sistema HVAC, che si basa sul costo dell’attrezzatura e sulla media nazionale di lavoro + spese generali + profitto, che gli idraulici/imprenditori HVAC fanno pagare per ogni tipo di sistema.

Nuove caratteristiche previste: Ora che il motore di raccomandazione delle attrezzature e i calcoli dei costi sono pienamente funzionali, abbiamo in programma di aggiungere 2 caratteristiche finali:

1) Stima dei costi di installazione di nuovi condotti d’aria (se necessario).
2) Stima dei costi per l’installazione di nuovi radiatori a battiscopa o a parete o di pavimenti radianti (se necessario).

Come calcolare il carico HVAC

È importante che tu inserisca dettagli accurati/appropriati nel calcolatore BTU. Questo strumento ti porta il più vicino possibile a una stima complicata del Manuale J. Altrimenti, potreste ritrovarvi con un sistema troppo grande o troppo piccolo.

Passo 1 (Regione climatica): Seleziona la tua regione climatica, usando la mappa della regione in cima al calcolatore. Per esempio, se vivete a NYC o NJ, selezionate la Regione 3 (giallo). Se vivi in TX, seleziona la Regione 5 (rossa), ecc.

Step 2 (Area Size): Inserisci la metratura della tua casa/edificio o un’area specifica per la quale stai facendo i calcoli.

Questo passo è fondamentale per una stima accurata dei carichi annuali di riscaldamento/raffreddamento dei vostri sistemi HVAC! Se lasci tutte le impostazioni di default, e cambi solo la Regione da 1 a 5 e viceversa, vedrai un enorme cambiamento nel carico di BTU di raffreddamento/riscaldamento.

Step 3 (Stanze/zone): Inserisci il numero di stanze/zone in cui vuoi installare un nuovo sistema di riscaldamento/raffreddamento.

Se si prevede di utilizzare un sistema centrale di aria condizionata + forno ad aria (canalizzato), o una caldaia centrale per il riscaldamento, il numero di zone non è molto importante in termini di stima del carico termico.

Questo valore è più utile per capire quale tipo di sistema Ductless Mini-Split utilizzare.

Inoltre, discutiamo i PRO & CONS dell’utilizzo di un multizona rispetto all’installazione di più sistemi Ductless a pompa di calore monozona, nella nostra guida all’installazione Mini Split DIY.

Step 4 (Altezza dello spazio): Seleziona l’altezza media del soffitto della tua casa. Nella maggior parte dei casi questo valore dovrebbe essere uguale a 8 piedi. Tuttavia, se avete soffitti alti, o soffitti a cattedrale/ a volta, il VOLUME del vostro spazio sarà più alto.

Per i soffitti a cattedrale/ a volta, aggiungete l’altezza della parete più bassa + l’altezza del picco, e dividete per 2, per ottenere la media. Per esempio:

Il vostro muro esterno è alto 8 piedi, e il punto più alto del soffitto è alto 12 piedi. In questo caso, l’altezza media del soffitto è di 10 piedi:
(12 + 8) / 2 = 10

Step 5 (grado di isolamento): La maggior parte delle case negli Stati Uniti costruite tra il 1978 e il 2000 avranno borchie da 4″ con isolamento delle pareti R-13, e dovrebbero avere un isolamento del tetto/sottotetto R-38. Se questo corrisponde alla tua casa, lascia questo valore come predefinito (Isolamento medio R-13 pareti).

Se hai una casa più recente con 6″ borchie, avrà un isolamento R-18. In questo caso, seleziona il valore “Più della media”.

Nella maggior parte dei casi non dovresti usare il valore “Molto ben isolato”, a meno che tu non abbia una casa “Super-isolata”.

Se hai una casa parzialmente isolata, seleziona “Meno della media” o “Scarsamente isolata”.

Questi due valori sono più critici in termini di riscaldamento, dove la vostra perdita di calore sarà la più alta. Se la ragione principale per l’installazione di un nuovo sistema HVAC è il raffreddamento, raccomandiamo di usare il valore “Meno della media”, per non sovradimensionare l’attrezzatura di raffreddamento.

Passo 6 (Finestre): Seleziona la quantità media di finestre nella tua casa. Se hai ~1 finestra o meno, per ogni 8 piedi di lunghezza del muro esterno, seleziona “Quantità media”.

Se hai più di 1 finestra, per ogni 8 piedi di lunghezza del muro esterno, seleziona “Più della media”

Step 6 (Tenuta all’aria di finestre/porte): Seleziona il livello appropriato di isolamento di finestre/porte. Nella maggior parte dei casi, lascia questo come valore predefinito “Medio”.

Comprendere i risultati del calcolo del carico HVAC

A differenza di altri calcolatori HVAC online, noi forniamo il carico termico stimato (dimensione del sistema in BTU/h) sia per il riscaldamento & che per il raffreddamento, così come il tipo e la dimensione dell’attrezzatura HVAC raccomandata!

Si ottengono DUE risultati:

1) Carico di raffreddamento & in BTU – questo è il numero effettivo calcolato di BTU per ora & TON necessari per riscaldare/raffreddare il vostro spazio.
2) Il miglior tipo di apparecchiatura di riscaldamento/raffreddamento per le vostre esigenze.

1) Carico termico stimato

Avrai un carico approssimativo di BTU / TONs per la tua casa, basato sulle informazioni che hai inserito nel calcolatore e sulla tua regione. Entrambi i risultati di riscaldamento e raffreddamento BTU, sono calcolati utilizzando il nostro algoritmo di calcolo BTU ottimizzato, che è più “conservativo” della maggior parte degli appaltatori HVAC e dei venditori di attrezzature vi darà.

In media questi valori saranno 20-30% più bassi di “stima dell’appaltatore”. Tuttavia vi raccomandiamo di usare i numeri più bassi, per le ragioni discusse sopra.

2) Raccomandazione dell’attrezzatura HVAC

Il nostro calcolatore cerca di fornire la migliore corrispondenza / raccomandazione per l’attrezzatura da usare nella vostra particolare situazione, basata sulla vostra regione climatica e altri input.

La raccomandazione dell’attrezzatura ha bisogno di ulteriori chiarimenti, poiché la situazione di ogni persona è diversa. Idealmente, questo calcolatore sarebbe perfetto per una casa di nuova costruzione, dove si ha il controllo totale del design e delle specifiche del tipo di apparecchiatura HVAC che verrà utilizzata. Tuttavia, la maggior parte dei proprietari di case negli Stati Uniti hanno a che fare con case esistenti, il che porta alcune limitazioni.

Prima di tutto, se avete un sistema di condotti nella vostra casa, un AC centrale + forno ad aria calda sarà il sistema più conveniente per voi. Nei climi molto caldi, una fornace può essere sostituita da una batteria elettrica di riscaldamento, che fornirebbe aria calda nei rari giorni/notte freddi.

Se non avete condotti d’aria, e vivete nelle zone climatiche 1, 2 o 3 – il miglior sistema di riscaldamento è una caldaia ad acqua calda forzata (con battiscopa, radiatori a muro o riscaldamento a pavimento radiante), e il miglior sistema di raffreddamento è un condizionatore multizona senza condotti (mini-split), che sono economici ed estremamente efficienti.

Nelle regioni 3, 4 & 5, raramente si ha tempo molto freddo. In queste zone, gli inverni sono molto miti, e le temperature basse medie sono superiori a 0F gradi. Pertanto, un sistema a pompa di calore Ductless (mini-split) ad alta efficienza può (e dovrebbe) essere utilizzato sia per il riscaldamento & che per il raffreddamento. È il tipo più economico* di riscaldamento/raffreddamento che puoi ottenere.

Le pompe di calore senza conduttura possono sia riscaldare che raffreddare la tua casa, con temperature ambiente fino a -15 gradi F, e sono piuttosto brave a fare entrambe le cose. Dal momento che possono fornire il riscaldamento, e lo fanno utilizzando una quantità abbastanza bassa di energia elettrica (3-4 volte meno di riscaldatori elettrici), potrebbe non essere necessario installare un sistema di riscaldamento aggiuntivo, sia esso un forno o una caldaia, risparmiando circa $ 7.000-12.000+ nei costi di installazione.

Tuttavia, queste non dovrebbero essere la vostra UNICA fonte di riscaldamento nella zona climatica 1 & 2, dove le temperature diventano molto fredde in inverno, e le interruzioni di corrente sono frequenti, poiché le pompe di calore ductless funzionano a elettricità. Se si dispone di un sistema di riscaldamento di backup (come una vecchia caldaia o una stufa a gas/pellet, e può durare qualche giorno senza elettricità in caso di interruzione di corrente, allora è possibile utilizzare le pompe di calore come fonte primaria di riscaldamento anche nelle regioni più fredde.

Un grande vantaggio è che i sistemi ductless sono “modulari” e operano a livello di zona. Quindi, se passate la maggior parte della giornata nel soggiorno, non c’è bisogno di raffreddare o riscaldare l’intera casa! Avete solo bisogno di far funzionare 1 zona. Di notte, potete spegnere la zona del soggiorno e accendere le zone in camera da letto.

Inoltre, i sistemi ductless sono anche circa 2 volte più efficienti anche dei moderni sistemi AC centrali ad alta efficienza, il che significa che la vostra bolletta elettrica sarà 2 volte più bassa! In realtà anche più di 2x, a causa della suddivisione in zone, che è quasi impossibile da fare con i sistemi centrali di aria condizionata.

* Mentre la maggior parte degli stati del sud hanno costi di elettricità molto bassi (circa $0.10-$0.13 per kWh), luoghi come la California, dove i costi elettrici spesso superano i $0.30 per kWh, e i prezzi PEAK possono arrivare fino a $0.50 per kWh, un sistema di AC/riscaldamento senza canalizzazione è l’ideale, poiché questi sono spesso 2 volte più efficienti di un AC centrale, e puoi condizionare solo le parti della tua casa dove hai effettivamente bisogno di aria fresca o calda, invece di raffreddare/riscaldare l’intera casa, mentre sei seduto in salotto!

Pro Tip: Se la tua casa non ha attualmente condotti d’aria, e la tua casa è a un solo livello (ranch/capanna), allora i condotti dell’aria e l’AC + la fornace potrebbero essere installati nel tuo sottotetto, utilizzando condotti flessibili isolati. Questo è molto più economico dei tradizionali condotti in lamiera che devono essere installati dal seminterrato ed estesi in tutte le stanze, specialmente se la vostra casa è composta da più livelli.

In questo caso, l’installazione dell’aria centrale è significativamente più economica delle pompe di calore senza condotto. Tuttavia, a causa dell’enorme differenza di efficienza, un sistema ductless coprirà rapidamente la differenza di costo iniziale, risparmiando una media del 40% nei costi operativi!

Guida al dimensionamento HVAC

Il dimensionamento del sistema HVAC per la vostra casa/edificio è essenziale per fornire abbastanza capacità per riscaldare o raffreddare il vostro spazio vitale. Se il vostro sistema di riscaldamento o raffreddamento è troppo piccolo, non otterrete abbastanza BTU, e lo spazio non sarà confortevole.

Se avete un sistema troppo grande, pagherete troppo per la capacità extra: Sistema più grande = costo di installazione più alto. Pagherete anche troppo in costi operativi (che si tratti di gas, elettricità o petrolio) in futuro.

La maggior parte degli appaltatori HVAC/Plumbing residenziali non vogliono spendere il tempo per calcolare correttamente (usando il metodo Manual J) il carico termico & della vostra casa (o delle singole stanze). Così invece per coprire le loro “basi”, il 99% dei professionisti specificano sistemi sovradimensionati (che, come spiegato sopra, costano di più da installare e gestire).

NOTA: La maggior parte degli appaltatori e dei distributori di apparecchiature utilizzano valori BTU/h gonfiati quando calcolano il carico termico e le dimensioni dell’unità (in tonnellate/BTU), principalmente per coprirsi le spalle.
Il nostro calcolatore utilizza valori BTU/h più bassi sia per il riscaldamento & che per il raffreddamento, per fornire una stima più “reale” del carico termico. Tuttavia, raccomandiamo vivamente che voi (o il vostro appaltatore) facciate un calcolo del carico termico Manual J della vostra casa o di una zona specifica, prima di prendere qualsiasi decisione di acquisto!
Questo calcolatore dovrebbe essere usato ed è inteso solo per scopi informativi!

I costi di installazione dell’HVAC

I costi di installazione dell’HVAC variano tra le regioni, a seconda del costo locale della vita. Tuttavia, i prezzi delle attrezzature sono circa uguali nella maggior parte degli stati. Qui ci sono i prezzi tipici per l’aria centrale (AC centrale + forno ad aria calda), caldaie ad acqua calda, o sistemi Mini-Split Ductless.

Nota che l’aria condizionata centrale e il forno ad aria calda possono essere installati insieme o separatamente. Tuttavia, se avete solo il condizionatore centrale, avete anche bisogno di un sistema di riscaldamento. Dal momento che l’aria centrale e la fornace sono impilabili, funzionano perfettamente in congiunzione l’uno con l’altro.

Utilizziamo una casa di 2300 piedi quadrati (media USA per case monofamiliari esistenti) per fornire le nostre stime di costo.

• COSTO DELL’AC CENTRALE: Un 4-Ton, 14 SEER Central Air costa circa $5,595 a $7,837. Il sistema viene fornito con bobina di riscaldamento elettrico. Include la rimozione del vecchio condensatore e della bobina dell’aria centrale, & riutilizzando le linee di rame esistenti e i collegamenti elettrici. L’aggiornamento a 16 SEER costerà circa $800-$1,200 in più.
• ARIA CENTRALE (AC + FORNO): Combinazione sistema di aria centrale costa $ 7.976 a $ 11.171 per una tonnellata 4, 14 SEER centrale AC con un 80K BTU, 96% forno a gas efficiente. Include la rimozione del vecchio condensatore e della bobina dell’AC centrale, & riutilizzando le linee di rame esistenti e i collegamenti elettrici.
• CALDAIA (calore radiante): Le caldaie ad acqua calda forzata partono da $4.683 – $6.130 per una caldaia convenzionale a gas/petrolio o $6.934 – $10.623 per una caldaia a condensazione con scaldabagno senza serbatoio incorporato, come Navien, Bosch, Viessmann. Include la rimozione della vecchia caldaia, e il riutilizzo dei radiatori esistenti / linee d’acqua.
• POMPE DI CALORE DUCTLESS: un sistema mini-split per tutta la casa a 4-5 zone costerà $13.876 – $18.058. Questi sistemi possono sia riscaldare che raffreddare la vostra casa in modo molto efficiente. Include l’installazione di nuove linee del refrigerante in rame e la connessione elettrica a 240V, con 1 compressore esterno e 4-5 unità interne montate a muro. Le unità interne montate a pavimento, i condotti sottili e le cassette a soffitto costeranno $300-$400 in più per ogni zona. Stima il costo del mini-split nella tua zona.

Se vuoi ottenere preventivi HVAC nella tua zona, chiama alcuni degli installatori HVAC locali che conosci, o la tua famiglia/amici possono raccomandarti o richiedere stime gratuite attraverso il nostro programma di referral.

Scegliere il miglior sistema HVAC per la tua casa

Usa le seguenti linee guida per scegliere il miglior sistema di riscaldamento/raffreddamento per la tua casa.

Come detto sopra, se vivete in regioni a clima nordico, vi raccomandiamo una caldaia a gas per il riscaldamento e un’aria condizionata Ductless (mini-split) per il raffreddamento. Se hai già dei condotti, sarà più economico a breve termine andare con l’AC centrale + la fornace ad aria calda.

Tuttavia, in alcuni casi ti verrà consigliato un Mini Split sia per il raffreddamento che per il riscaldamento, ma la dimensione BTU sarà diversa.

Sappiamo che questa parte confonde. Quindi guardiamo in profondità:

La maggior parte dei Mini-Split sono valutati in base alla loro capacità di RAFFREDDAMENTO. Un mini split da 12000 BTU (1-TON) avrà una capacità nominale vicina ai 12000 BTU/h. Tuttavia queste stesse unità possono anche RISCALDARE! E la maggior parte delle unità Mini Split di fascia alta avranno una capacità di riscaldamento molto più alta!

Esempio: un Fujitsu RLS3H da 9000 BTU (zona singola) ha una capacità massima di riscaldamento di 21000 BTU! Pertanto, se vivete nelle zone 3,4 & 5, e avete intenzione di ottenere un sistema ductless per tutta la vostra casa, utilizzate la dimensione di RAFFREDDAMENTO quando scegliete l’attrezzatura. Nella maggior parte dei casi ci saranno più che sufficienti BTU di riscaldamento disponibili!

Nella regione 1 & 2, è necessario dare un’occhiata più da vicino alle specifiche della vostra unità. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, nei sistemi più grandi (2-8 installazioni multizona) la differenza in BTU di riscaldamento e raffreddamento non è così grande come nell’esempio precedente. Perciò, dovrai sovradimensionare un po’, o installare più unità monozona in tutta la casa, per ottenere la massima efficienza e capacità disponibile.

Se non sei sicuro di quale tipo di sistema di riscaldamento o raffreddamento installare nella tua casa, ottieni 3-4 stime gratuite dai professionisti HVAC locali.

Mini split per il clima freddo: riscaldano bene?

Molti proprietari di casa che cercano di aggiungere un sistema di riscaldamento efficiente che può essere utilizzato durante i mesi freddi dell’anno sono molto scettici sull’installazione di una pompa di calore mini split. Dopo tutto, sono utilizzati principalmente per scopi di raffreddamento. Tuttavia, la realtà è che se si ottiene una pompa di calore mini split PROGETTATA per il freddo, essa riscalderà il vostro spazio in un modo che vi sorprenderà – sarete molto caldi e felici!

Invece di elencare tutti i pro & contro, e i potenziali scenari, farò un esempio. Cinque anni fa, la scuola elementare New Brook a Newfane, Vermont ha installato pompe di calore Ductless + pannelli solari per il RISCALDAMENTO e il raffreddamento dell’edificio, con una caldaia a propano di riserva (solo per i giorni con temperature inferiori a -4F). Questa è stata una scelta di riscaldamento senza precedenti per un edificio scolastico in questa zona, e molte persone erano contrarie. Tuttavia, l’aggiornamento è stato finalmente approvato e funziona in modo molto efficiente fino ad oggi.

Questo significa che le pompe di calore possono produrre abbastanza calore in climi freddi ed essere efficienti dal punto di vista dei costi! Accoppiate questo con il solare sul tetto, e avrete il riscaldamento gratuito in 5-8 anni.

Tuttavia, se il vostro potere va giù, si può essere lasciato senza calore! Quindi è importante avere un piano di backup, se si vive in climi nordici e si desidera utilizzare mini-split pompe di calore per il riscaldamento!