Расчет мощности кондиционера
При выборе кондиционера первоначально важно рассчитать необходимую мощность охлаждения. Правильно подобранный по мощности кондиционер работает в режиме климат-контроль. То есть при достижении заданной пользователем температуры компрессор отключается и работает только внутренний блок - вентилятор, жалюзи, дополнительные функции. При некотором повышении температуры воздуха в помещении на компрессор поступает команда от температурных датчиков, и он снова включается. Кондиционеры, работающие по такому принципу, называют иногда –«on-off», то есть «включение-выключение». Если же мощность кондиционера меньше необходимой, то он будет работать не выключаясь, безуспешно пытаясь достигнуть заданной температуры, то есть на износ. Более того, в некоторых случаях, если фактическая мощность кондиционера намного ниже расчётной, то не ощущается вообще никакого эффекта от работы кондиционера и деньги потрачены впустую. Компрессор кондиционера завышенной мощности будет часто включаться, но на короткие промежутки времени, что также приведёт к его быстрому износу. Кроме того более мощный кондиционер имеет большую стоимость и монтаж его обойдётся дороже. Всё вышесказанное во многом справедливо и для инверторных кондиционеров, хотя в них используется другой принцип работы компрессора.
Расчёт необходимой мощности кондиционера сводится к определению суммарных теплоизбытков помещения, оборудования и наличия людей, с учётом теплопроводности строительных конструкций - стен, перекрытий, остекления, а также наличия систем вентиляции и многих других факторов. Такой расчёт достаточно сложен и на практике для небольших помещений можно успешно применять упрощённые методы расчётов.
Способы расчета мощности
В действительности методик определения холодильной мощности для помещения существует не так уж много:
- С помощью специальных калькуляторов, размещенных на интернет-ресурсах производителей или крупных дилеров, продающих холодильную бытовую технику.
- По квадратуре комнаты.
- По формулам с учетом объема помещения и тепловых источников в нем.
- Теплофизический расчет ограждающих конструкций для летнего времени с учетом дополнительных теплопоступлений.
Из 4 перечисленных методов обычному домовладельцу, желающему подобрать кондиционер для комнаты, доступны первые 3, последний способ достаточно сложен и ним пользуются инженеры – проектировщики в своих расчетах.
Расчеты при помощи онлайн – калькуляторов
Суть способа заключается в следующем: на сайтах производителей кондиционеров зачастую размещены онлайн-калькуляторы, с их помощью расчет холодильной мощности очень упрощается. Надо только внести в соответствующие поля исходные данные, характеризующие помещение, желаемую температуру воздуха и прочие параметры на усмотрение производителя, после чего нажать кнопку «рассчитать». На этом всё, полученную цифру можно смело брать за основу. Подробнее о таком расчете рассказано на видео:
Это наиболее легкий и быстрый способ, но в нем кроется один недостаток: мы не видим, каким образом производится расчет и какие значения теплопоступлений от различных источников заложены в программе. Иногда создатели подобных ресурсов закладывают в нее слишком большой запас, за который вам впоследствии придется выложить свои деньги. Поэтому результаты расчетов, выполненных с помощью онлайн–калькулятора, не помешает проверить иными методами.
Вычисление производительности по квадратуре помещения
Второй доступный способ – это расчет мощности кондиционера по площади помещения. Это излюбленная методика торговых представителей, напоминающая подбор отопительной техники по удельному количеству тепла на единицу площади. Суть такова: при высоте потолков до 3 м на 1 м2 комнаты должно выделяться 100 Вт энергии холода. То есть, для помещения 20 м2 потребуется кондиционер мощностью 2 кВт. Если же потолки выше, чем 3 м, то удельная холодопроизводительность принимается не 100 Вт/ м2, а больше, в соответствии с таблицей:
В дополнение к затрачиваемому количеству холода на всю площадь помещения к нему прибавляется мощность на компенсацию тепловых поступлений от постоянно находящихся в комнате людей и бытовой техники. При этом предлагается принять следующие значения выделяющейся теплоты: от 1 человека – 300 Вт, от единицы бытового оборудования – также 300 Вт. Это значит, что если в вышеупомянутом помещении 20 м2 постоянно находится 1 человек, работающий на компьютере, то к полученным 2 кВт надо прибавить еще 600 Вт, итого 2.6 кВт. Подробности можно просмотреть на видео:
На самом деле в соответствии с нормативной документацией количество полной теплоты, выделяемой человеком в состоянии покоя, составляет 100 Вт, при небольшом движении – 130 Вт, при физической работе – 200 Вт. Выходит, что в данном способе вычисления несколько завышены тепловые поступления от людей.
Определение мощности по объему помещения
Наиболее корректно холодильная мощность кондиционеров высчитывается по удельному количеству холода на 1 м3 объема комнаты, особенно если ее площадь лежит в пределах 70 м2. Для расчета рекомендуется принимать значение удельной мощности q, равной:
- 30 Вт/м3 в затененных помещениях;
- 35 Вт/м3 для комнат со средней освещенностью;
- 40 Вт/м3 в помещениях на солнечной стороне здания.
Потребная мощность для компенсации теплопоступлений сквозь строительные конструкции рассчитывается по формуле:
Q1 = q x V, где V – объем комнаты в м3.
Поскольку в здании находятся люди и бытовые приборы, которые также выделяют тепло, к полученной величине Q1 необходимо добавить количество теплоты, выделяемое людьми Q2 (в соответствии с нормами) и от бытовой техники Q3. Последняя величина принимается в зависимости от назначения бытового оборудования:
- От компьютера – 250—300 Вт.
- От домашней или оргтехники – в размере 30% от потребляемой электрической мощности.
Теперь рассчитаем мощность кондиционера по формуле:
Q = Q1 + Q2 + Q3
В нашем примере высота потолков принимается равной 2.7 м, объем получится 20 м2 х 2.7 м = 54 м3. Взяв среднюю величину удельной холодопроизводительности равной 35 Вт/м3, вычислим Q1 = 35 х 54 = 1890 Вт. Теперь сюда следует прибавить теплоту от человека с компьютером, соответственно, Q2 = 130 Вт и Q3 = 300 Вт:
Q = 1890 + 130 + 300 = 2320 Вт.
Особые расчетные условия
Существует ряд факторов, дополнительно влияющих на микроклимат и, соответственно, на требуемую мощность охлаждения. Чтобы впоследствии не попасть в ситуацию, когда установленный агрегат работает не выключаясь круглые сутки, нужно учесть такие условия:
- Комната расположена на последнем этаже здания.
- Нестандартные окна с большой площадью остекления или часть светопрозрачной кровли.
- В помещении постоянно находится большое число людей (офис).
- Частое проветривание или высокая инфильтрация наружного воздуха внутрь здания.
- Большое количество бытовой или оргтехники.
В этом случае рекомендуется расчетную холодопроизводительность кондиционера увеличить, применив коэффициент от 1.2 до 1.5.
Окончательный подбор кондиционера по мощности
В примере мы получили значение 2.32 кВт, но оно не является окончательным. Дело в том, что охладитель не должен работать постоянно на верхнем пределе возможностей. Чтобы рабочий режим был щадящим, а кондиционер прослужил долго, нужно иметь запас мощности. Как правило, его берут в количестве 15—20% от расчетного значения. В данном примере мощность кондиционера для помещения площадью в 20 квадратных метров и высотой потолков 2.7 м с одним человеком и компьютером составит:
2.32+ 15% = 2.67 кВт
Большинство производителей выпускают линейки своих агрегатов в соответствии с принятой в Соединенных Штатах градацией. В ее основе лежит так называемая Британская Единица Теплоты (BTU), чье соотношение с общепринятыми единицами следующее: 1000 BTU/ч = 293 Вт. Параметр, что указывается в технической документации к изделию, обозначает мощность в тысячах Британских единиц, а градация начинается с величины 7, то есть, 7000 BTU или 2.1 кВт. Ниже представлена таблица мощности кондиционеров, по которой можно понять соответствие градации в Британских единицах общепринятым, а также приблизительная квадратура помещений, куда подойдет каждый агрегат из линейки:
Примечание. Этой таблицей также можно пользоваться для укрупненного расчета мощности охладителя.
Осуществляя выбор сплит-системы или другого вида охлаждающего агрегата, следует знать, что в отличие от электроотопительных установок электрическая мощность, потребляемая кондиционером, не соответствует мощности холодильной. И правда, полученная в нашем примере цифра 2.67 кВт на 20 квадратов комнаты, может смутить домовладельца, не владеющего вопросом. Здесь следует разъяснить, что данные холодильные машины весьма эффективны благодаря процессу парообразования и конденсации рабочего тела, то есть, фреона. На самом деле кондиционер использует в 3 раза меньше электроэнергии, для нашего примера это всего лишь 2.67 / 3 = 0.89 кВт.
Вы можете задать закономерный вопрос: если кондиционер потребляет втрое меньше, чем производит, значит, КПД установки тогда составляет 300%? Ответ прост: как известно, КПД не может превышать 100%, а остальные 200% — это тепловая энергия, которую рабочее тело (фреон) отбирает у горячего воздуха комнаты при испарении. Изначально это энергия солнца, нагревшая наше здание и воздух в нем, а основная задача кондиционера – отобрать эту энергию у воздушной среды помещения.
Электроэнергия нужна лишь для вращения роторов электродвигателей компрессора и вентиляторов, вот почему потребляемая мощность кондиционера гораздо меньше его холодопроизводительности.
Заключение
Все описанные методы определения холодопроизводительности весьма приблизительны, хотя и рекомендованы к использованию. Если же вы хотите разместить охладители во всей квартире или частном доме, то лучше за точным расчетом обратиться к специалистам, это поможет сэкономить вам время и средства.
"ИНТЕХ" - инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.
Отзывы о компании ООО "ИНТЕХ":
Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.
