Una guida completa per comprendere i sistemi HVAC

Estate traboccante o gelido inverno, ci affidiamo ai nostri sistemi HVAC per fornire un ambiente confortevole tutto l'anno! Ciò, tuttavia, significa che anche il tuo sistema HVAC consumerà molta energia durante tutto l'anno. Il consumo di energia delle case degli Stati Uniti è di circa il 55% solo per il riscaldamento e il raffreddamento!

La gestione di un condizionatore d'aria è una spesa significativa, il che rende estremamente importante capire come funziona il tuo sistema HVAC e come puoi trarne il meglio in ogni stagione.

Che tu sia un proprietario di casa che cerca di capire il problema da qualche parte nella tua unità HVAC o un nuovo tecnico che apprende le basi, comprendere il sistema può essere piuttosto vantaggioso.

In questa guida parleremo dei sistemi HVAC in dettaglio, tra cui:

• Cos'è un sistema HVAC
• Componenti HVAC essenziali
• Come funziona un sistema HVAC
• Tipi di sistemi HVAC
• Differenza tra HVAC e aria condizionata
• Costo dei sistemi HVAC
• Cos'è un'unità HVAC intelligente
• Come puoi rendere intelligente il tuo HVAC esistente
• Vantaggi di avere un'unità HVAC intelligente
• Quanto durano i sistemi HVAC
• Suggerimenti per la manutenzione dell'unità HVAC

Cos'è un sistema HVAC?

Potresti aver sentito parlare di aria condizionata poiché questo termine è comunemente usato, ma potresti non avere familiarità con l'acronimo HVAC.

HVAC è un termine ampio che sta per riscaldamento, ventilazione e aria condizionata. In estate, l'aria condizionata può mantenerti fresco e rilassato, mentre in inverno puoi contare sul tuo forno o pompa di calore per mantenerti piacevole e accogliente.

Componenti HVAC essenziali

Un sistema HVAC è una combinazione di molte parti che lavorano insieme. Per garantire il corretto funzionamento dell'unità, può essere utile comprendere lo scopo e la funzionalità dei vari componenti.

Quindi, tuffiamoci subito per esplorare alcuni dei componenti di base del tuo sistema HVAC:

1. Refrigerante

Non ci sarebbe aria condizionata senza un refrigerante AC.

È il fluido di lavoro e forse il componente più cruciale della tua unità HVAC. Il refrigerante assorbe il calore e fornisce aria fresca alla tua casa. Se azionato al contrario in inverno, assorbe il calore dall'ambiente esterno e lo espelle in casa. È ciò che trasporta il calore in giro.

Nei modelli moderni, il refrigerante utilizzato è l'R410A. Tuttavia, anche gli idrofluorocarburi R134 (HFC) sono ampiamente utilizzati e ora sono stati vietati. In precedenza, venivano utilizzati l'R-22 e l'R-12, ma i timori sul fatto che contribuissero all'effetto serra hanno portato alla loro graduale eliminazione. I modelli più recenti non contengono cloro e sono considerati sicuri per l'ambiente.

2. Batterie dell'evaporatore

Queste bobine si trovano all'interno dell'unità interna/evaporatore. Il refrigerante scorre attraverso le bobine e assorbe il calore dall'aria interna che passa sopra di essa. Con il calore rimosso, l'aria fresca viene lasciata circolare di nuovo nella tua casa.

3. Compressore

Fa parte dell'unità esterna del tuo HVAC e comprime il refrigerante, convertendolo da uno stato gassoso a uno liquido. Questo passaggio prepara il refrigerante per esaurire il calore che raccoglierà nel condensatore.

4. condensatore

È un'unità esterna, quindi è responsabile della dissipazione del calore assorbito all'esterno durante il processo di raffreddamento. Quando il refrigerante entra nel condensatore, le bobine qui facilitano il trasferimento di energia termica dal refrigerante all'aria esterna.

5. Canalizzazioni

Si riferisce alla serie di condotti utilizzati per il trasporto dell'aria. Trasferiscono l'aria dal tuo sistema HVAC a ogni stanza della tua casa.

I condotti ben tenuti e adeguatamente isolati sono un must per un sistema efficiente.

6. Prese d'aria

Mentre l'aria viaggia attraverso i condotti, entra nella tua casa attraverso le prese d'aria. Sono le coperture rettangolari a pavimento, parete o soffitto.

7. Motore del ventilatore

Il motore del ventilatore entra in azione quando l'aria raggiunge la temperatura dettata dal termostato. Pompa l'aria da erogare in tutta la casa.

Vai a questo articolo per saperne di più sui componenti del condizionatore d'aria.

Come funziona un sistema HVAC?

Un sistema HVAC funziona in linea di principio utilizzando il refrigerante per spostare il calore da una parte della casa all'atmosfera esterna. Questo è il caso delle estati. Per gli inverni, il processo viene invertito e il calore viene estratto dall'esterno e trasferito all'interno per fornire riscaldamento.

Il refrigerante viene prima compresso nella sezione del compressore dell'unità esterna. Ora è in forma liquida. Durante questo processo, anche il refrigerante si riscalda e deve essere raffreddato. Questo viene fatto nel condensatore o nella sezione esterna del sistema HVAC. Le ventole soffiano sulle batterie del condensatore che trasportano il refrigerante e lo raffreddano. Il passaggio successivo del processo consiste nel far passare questo refrigerante attraverso una valvola di espansione, che espande rapidamente il refrigerante liquido e lo trasforma in un gas freddo. Attraverso una serie di serpentine, il gas viene fatto passare attraverso l'evaporatore, dove assorbe calore dall'aria interna. Un ventilatore soffia l'aria dalla stanza su queste bobine, raffreddandola così.

Il refrigerante, che ora è caldo a causa dell'assorbimento di calore, ora viene nuovamente fatto passare attraverso il compressore e il ciclo si ripete.

Tipi di sistemi HVAC  

Esistono diversi tipi di sistemi HVAC, ognuno con i propri pro e contro. Puoi scegliere di utilizzare un mini-split senza condotto se abiti in un piccolo appartamento o un'unità geotermica se stai costruendo una nuova casa e stai cercando un'opzione ecologica.

Diamo un'occhiata più da vicino alle varie opzioni: 

1. Sistemi split di raffreddamento e riscaldamento – Centrale

I sistemi split con unità interne ed esterne separate sono il tipo più comune di condizionatori d'aria. Sono ampiamente utilizzati per la loro efficienza energetica e per l'elevata classificazione SEER.

Come suggerisce il nome, forniscono sia funzioni di riscaldamento che di raffreddamento. L'unità esterna del sistema split è composta da un condensatore e un compressore. L'unità interna o un evaporatore è posizionato all'interno, solitamente nascosto in un armadio o in un seminterrato. Le due unità sono collegate con un tubo di rame. Il ventilatore invia aria calda all'evaporatore, dove le bobine dell'evaporatore assorbono il calore, quindi i condotti portano l'aria fredda a casa tua.

Se desideri installare un sistema diviso, può essere facilmente installato con modifiche minime o nulle alle canalizzazioni esistenti della tua casa. Nel caso in cui non ci siano condotti in casa, il processo di installazione diventerà costoso.

2. Sistemi divisi ibridi

Come suggerisce il nome, questi sistemi passano da elettricità a gas come richiesto. Funzionano in modo simile al sistema split ma consumano meno energia grazie alla loro funzionalità ibrida.

Quando è necessario il riscaldamento, il forno si accende e utilizza una diversa fonte di combustibile, come gas naturale o olio, per produrre il calore. Questo riscalda l'aria, che viene poi convogliata attraverso il sistema di condotti da un ventilatore.

Quando è necessario raffreddare, il sistema di climatizzazione si accende e prende il sopravvento, fornendo aria fresca a diverse parti della casa. Inoltre, i sistemi split ibridi possono risparmiare sulle bollette dell'elettricità a lungo termine riducendo al minimo il consumo di energia.

3. Mini-split senza condotto

I mini-split senza condotto stanno rapidamente diventando popolari grazie alla loro facilità di installazione:non hanno bisogno di condotti per raffreddare o riscaldare la tua casa. Inoltre, la mancanza di condotti elimina la possibilità di perdita di energia legata al condotto. Gli ultimi modelli forniscono riscaldamento e raffrescamento, tutto in uno. Sono un sistema altamente efficiente, perfetto per piccole aree.

I mini-split senza condotto sono costituiti da un'unità interna che è insolitamente montata a parete e da un'unità esterna posizionata all'esterno a terra o fissata al muro. Entrambe le unità sono collegate tramite un piccolo tubo. L'unità interna funziona in modo simile all'unità evaporatore di un sistema AC centralizzato. Assorbe il calore dalla stanza e lo trasferisce all'unità di compressione esterna. Questo processo viene invertito negli inverni per riscaldare la casa.

Ci sono molti diversi tipi di mini-split disponibili sul mercato, come mini-split a parete, mini-split a pavimento, mini-split multizona, mini-split a cassetta da soffitto e mini-split a canale nascosto.

4. Sistemi HVAC preconfezionati

In questi sistemi, tutti i componenti, condensatore, compressore ed evaporatore sono racchiusi in un'unica unità. Di solito sono tenuti fuori, accanto al muro o in soffitta.

I sistemi confezionati contengono un ventilatore per forzare l'aria fredda/calda all'interno della casa e aspirare aria non trattata nell'unità. La canalizzazione viene utilizzata per far circolare l'aria dall'unità di trattamento aria all'interno dell'abitazione e la ridistribuisce.

Sono meno efficienti dal punto di vista energetico rispetto ad altri condizionatori d'aria ma sono adatti per case con meno spazio.

5. HVAC geotermico

I proprietari di case negli Stati Uniti preferiscono i sistemi geotermici perché sono ecologici:non utilizzano combustibili fossili e sono più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai tradizionali sistemi HVAC. Aiutano anche a ridurre il carico della rete elettrica, soprattutto durante le ore di punta in estate.

I sistemi di riscaldamento e raffrescamento geotermici forniscono riscaldamento e raffrescamento scambiando calore con il suolo. Durante l'estate, trasferisce il calore dalla tua casa al terreno e viceversa in inverno. Può farlo utilizzando lunghi tubi posati sottoterra, che sono riempiti con un refrigerante refrigerante. Inoltre, gli anelli sono agganciati a una pompa di calore della tua casa, che funge sia da forno che da condizionatore.

Differenza tra HVAC e aria condizionata 

Un sistema HVAC è progettato per soddisfare i requisiti di riscaldamento/raffreddamento della tua casa. Inoltre, fornisce anche la ventilazione per mantenere la qualità dell'aria interna. L'aspetto del riscaldamento in un sistema HVAC è fornito da un'unità di riscaldamento dedicata, come un forno. I sistemi HVAC sono progettati per mantenere l'aria fresca in casa e rimuovere inquinanti, polvere e allergeni.

Con AC si intendono invece principalmente impianti che possono svolgere solo la funzione di raffrescamento o riscaldamento ma non di ventilazione. In genere, l'aria condizionata viene utilizzata solo per la funzione di raffreddamento, ma non è così. Se azionati al contrario, possono anche riscaldare la stanza. Un impianto di climatizzazione non ha un forno o un sistema di ventilazione ad esso associato.

Sebbene tutti i sistemi HVAC svolgano la funzione di condizionamento dell'aria, non tutti i condizionatori d'aria offrono funzioni di riscaldamento e ventilazione dedicate.

Quanto costa un nuovo sistema HVAC?

Il costo di un sistema HVAC varia a seconda del tipo di unità, delle dimensioni dell'unità, dei costi di manutenzione e dei costi di installazione, che possono aumentare nel caso di installazione di condotti. Inoltre, un'unità HVAC più efficiente dal punto di vista energetico e con una maggiore capacità di raffreddamento costerà di più.

Per i condizionatori d'aria centralizzati, puoi aspettarti di pagare da $ 3.811 a $ 7.476. I mini-split senza condotto costano da $ 2.000 a $ 14.500, con una media di circa $ 3.500, compresi i costi di installazione. I condizionatori d'aria a finestra hanno un prezzo compreso tra $ 150 e $ 1.000, inclusi i costi di installazione. Inoltre, un condizionatore portatile ha un prezzo compreso tra $ 250 e $ 700.

L'acquisto di un'unità HVAC è un investimento costoso, quindi fai una ricerca approfondita prima di prendere una decisione.

Che cos'è un'unità HVAC intelligente?

Un'unità HVAC intelligente, come qualsiasi altro dispositivo intelligente, ha la capacità di connettersi a Internet. Ciò ti consente di avere una gamma di comandi e l'accesso remoto al tuo condizionatore d'aria che non viene fornito con un telecomando tradizionale.

Collegando il tuo smartphone alla tua unità HVAC intelligente, puoi utilizzare il tuo AC utilizzando il tuo smartphone da qualsiasi luogo e in qualsiasi momento. Puoi persino collegare il tuo impianto di climatizzazione intelligente a un sistema di casa intelligente come Google Home o Amazon Alexa e il tuo condizionatore funzionerà insieme a tutti i tuoi dispositivi intelligenti.

Tuttavia, i condizionatori d'aria intelligenti sono molto costosi. Possono variare da $ 300 a $ 3.000 o anche più. Ecco un elenco dei migliori condizionatori d'aria intelligenti per te.

Inoltre, se questo sembra fuori dalla tua portata, allora ti portiamo una buona notizia. Puoi rendere intelligente qualsiasi condizionatore d'aria convenzionale. Come? Scopriamolo!

Come puoi rendere intelligente il tuo HVAC?

Se desideri automazione e maggiore flessibilità con il tuo sistema HVAC, considera di rendere intelligente la tua unità.

Per i condizionatori d'aria mini-split, portatili oa finestra senza condotto, puoi scegliere i controller AC intelligenti. Per i sistemi canalizzati, puoi investire in termostati intelligenti. Associando la tua unità HVAC convenzionale a questi dispositivi intelligenti, otterrai tutti i controlli che un AC intelligente ha da offrire.

Questi dispositivi non si limitano solo ai controlli di temperatura e umidità. Possono farti fare molto di più!

Puoi monitorare l'utilizzo dell'aria condizionata, impostare programmi settimanali in base alle previsioni del tempo o collegarli al tuo sistema di casa intelligente. Inoltre, puoi modificare le impostazioni dell'aria condizionata da qualsiasi parte del mondo utilizzando solo il tuo smartphone.

Con questi dispositivi intelligenti, il tuo sistema HVAC si raffredda/riscalda quando necessario, riducendo al minimo lo spreco di energia. Questa funzione può aiutarti a ridurre le bollette elettriche nel tempo.

Vantaggi di avere un'unità HVAC intelligente

Tuttavia, se ritieni ancora che il telecomando del tuo condizionatore ti dia abbastanza opzioni di impostazione e quali altri vantaggi offrirà un'unità HVAC intelligente, diamo una rapida occhiata ad alcuni di essi.

1. Puoi controllare il tuo condizionatore da qualsiasi parte del mondo. Dimentica di spegnerlo prima di partire per lavoro? Esci a fare la spesa e hai animali domestici in casa? I tuoi bambini dormono in casa mentre tu sei via? O sei andato in vacanza ma sei preoccupato per il congelamento dei tubi? Tutti questi problemi possono essere risolti poiché puoi accedere al tuo condizionatore tramite un'app.
2. Puoi creare zone utilizzando un controller intelligente e controllare la temperatura di stanze diverse secondo le esigenze individuali invece di mantenere la temperatura a un setpoint.
3. Con l'arrivo dell'estate e le temperature in aumento di giorno in giorno, stai già mettendo da parte un budget per i costi dell'aria condizionata? Bene, con un'unità HVAC intelligente, puoi risparmiare un'ampia quantità di energia. E se hai un controller intelligente, puoi risparmiare fino al 25% di energia.
4. L'efficienza del tuo condizionatore sarà aumentata dai collettori. Si accende e si spegne prima del tuo arrivo e dopo che te ne vai da solo. Non dovrai mai tornare a casa in un ambiente caldo e umido. Sarà sempre mantenuto sulle tue punture preferite.
5. I condizionatori d'aria intelligenti aiutano anche a ridurre la tua impronta di carbonio funzionando in modo intelligente per tutto il giorno.

Inoltre, leggi questo articolo per conoscere in dettaglio i vantaggi e le caratteristiche di un'unità HVAC intelligente.

Quanto durano i sistemi HVAC?

I sistemi HVAC in genere durano dai 10 ai 15 anni, ma dipende molto dal tipo di sistema e da altri fattori come manutenzione, dimensioni, utilizzo, clima e così via.

Tuttavia, una scarsa manutenzione può accelerare notevolmente l'usura e può ridurre drasticamente la durata dell'unità. Il sovradimensionamento può far girare il sistema troppo velocemente, causando guasti al motore. Allo stesso modo, il sottodimensionamento può far lavorare di più la tua unità, riducendone la durata. Inoltre, le unità HVAC installate nelle zone costiere tendono ad avere una durata di vita più breve poiché l'esposizione regolare al sale aumenta la corrosione.

Con le regolazioni regolari, l'utilizzo di un filtro dell'aria pulita e la riduzione del carico dell'aria condizionata, puoi prolungare la vita della tua unità.

Suggerimenti per la manutenzione dell'unità HVAC

Esistono suggerimenti specifici per la manutenzione dell'HVAC che puoi utilizzare per prolungare la vita del tuo sistema assicurandoti allo stesso tempo che continui a funzionare in modo ottimale. Continua a leggere per scoprirlo!

1. La pulizia dei filtri dell'aria dovrebbe essere il tuo obiettivo principale. Inoltre, dovresti pulire il filtro dell'aria della tua unità HVAC ogni mese e tenere un controllo costante in estate e in inverno quando il sistema funziona per un periodo più lungo. I filtri dell'aria sporchi riducono l'efficienza dell'unità e sprecano energia, con conseguente aumento delle bollette.
2. Particelle di sporco, foglie e ramoscelli possono soffocare la tua unità esterna e impedirne il corretto funzionamento. Assicurati di pulire i detriti raccolti intorno all'unità.
3. Prendi l'abitudine di controllare il termostato ogni settimana. Dovrebbe essere calibrato correttamente per un funzionamento ottimale e per ridurre al minimo lo spreco di energia.
4. La tua linea di scarico della condensa può ostruirsi nel tempo a causa dell'elevato accumulo di umidità, che impedisce al tuo sistema di rimuovere adeguatamente l'umidità dalla tua casa. Quindi, assicurati di mantenere libera la linea di condensazione.
5. È estremamente importante programmare messe a punto regolari per il tuo sistema HVAC. Un tipico servizio di manutenzione HVAC includerà la pulizia approfondita delle bobine e la lubrificazione dei componenti mobili. Ciò contribuirà a ridurre l'usura. Durante le ispezioni, il tecnico vedrà anche il funzionamento delle altre parti e le regolerà secondo necessità.

Ora che hai compreso tutto sui tuoi sistemi HVAC, sui loro vari componenti e tipi, sarai meglio preparato per la manutenzione del tuo sistema. Determinare la causa quando si verifica un problema relativo all'HVAC e prendere una decisione informata quando arriva il momento di investire in una nuova unità.