Il calcolo di isolamento di un frigorifero, di una custodia o di un componente edilizio si fa di solito come area per conducibilità. La perdita reale è quasi sempre più alta, e la differenza viene dai ponti termici.
Che cos'è un ponte termico
Qualsiasi percorso ad alta conducibilità che perfori o aggiri lo strato isolante: profili strutturali, fissaggi, cerniere, passaggi di tubi e cavi, giunzioni d'angolo.
L'area occupata da questi percorsi è piccola, ma la loro conducibilità è centinaia di volte quella dell'isolante. Il risultato è una perdita totale nettamente superiore all'atteso — e un calcolo di resistenza monodimensionale non lo vede affatto, perché lì il flusso di calore è bi- o tridimensionale.
La seconda conseguenza: la temperatura superficiale
Un ponte termico non perde solo energia; crea un punto freddo locale sulla superficie interna. Se quel punto scende sotto il punto di rugiada, inizia la condensa, seguita da muffa o corrosione.
Nei frigoriferi lo stesso meccanismo compare come brina attorno alla guarnizione della porta. In quel caso il criterio di accettazione non è la perdita totale ma la temperatura superficiale minima.
Modellazione
Il problema è di pura conduzione e si può trattare senza risolvere il flusso, ma le condizioni al contorno devono essere giuste. Sulla superficie esterna, se c'è vento è convezione forzata; se non c'è, sono convezione naturale e irraggiamento insieme.
Attenzione nel semplificare la geometria: scartare viti, profili e ferramenta come «dettaglio insignificante» cancella proprio l'effetto che state cercando. Si veda la nota sulla preparazione della geometria.
Che cosa va nella relazione
La perdita totale, la perdita dell'isolamento ideale, e quali ponti spiegano la differenza. Quella scomposizione mostra direttamente dove va fatto il miglioramento.
Riferimenti
- Modest, M. F. & Mazumder, S. (2021). Radiative Heat Transfer, 4th ed. Academic Press. ISBN 978-0-323-98406-5.
- Churchill, S. W. & Chu, H. H. S. (1975). Correlating equations for laminar and turbulent free convection from a vertical plate. International Journal of Heat and Mass Transfer, 18(11), 1323–1329. DOI: 10.1016/0017-9310(75)90243-4