Меню

Как посчитать систему кондиционирования



Расчет мощности кондиционера

Расчет мощности охлаждения

Типовой расчет мощности кондиционера

Типовой расчет позволяет найти мощность кондиционера для небольшого помещения: отдельной комнаты в квартире или коттедже, офиса площадью и других помещений, расположенных в капитальных зданиях. Расчет мощности охлаждения Q (в киловаттах) производится по следующей методике:

Q = Q1 + Q2 + Q3 , где

Мощность кондиционера должна лежать в диапазоне Qrange от –5% до +15% расчетной мощности Q .

Пример типового расчета мощности кондиционера

Рассчитаем мощность кондиционера для жилой комнаты площадью c высотой потолков 2,75 м в которой проживает один человек, а также есть компьютер, телевизор и небольшой холодильник с максимальной потребляемой мощностью 165 Вт. Комната расположена на солнечной стороне. Компьютер и телевизор одновременно не работают, так как ими пользуется один человек.

    Сначала определим теплопритоки от окна, стен, пола и потолка. Коэффициент q выберем равным 40, так как комната расположена на солнечной стороне:

Нам осталось выбрать модель подходящей мощности. Большинство производителей выпускает сплит-системы с мощностями, близкими к стандартному ряду: 2,0 кВт; 2,6 кВт; 3,5 кВт; 5,3 кВт; 7,0 кВт. Из этого ряда мы выбираем модель мощностью 3,5 кВт.

Расчет мощности с использованием дополнительных параметров

Типовой расчет мощности кондиционера, описанный выше, в большинстве случаев дает достаточно точные результаты, однако вам будет полезно знать о некоторых дополнительных параметрах, которые порой не учитываются, но существенным образом влияют на требуемую мощность кондиционера.

Учет притока свежего воздуха от приоткрытого окна

Методика, по которой мы рассчитали мощность кондиционера, предполагает, что кондиционер работает при закрытых окнах и свежий воздух в комнату не поступает. В инструкции к кондиционеру обычно также говорится о том, что эксплуатировать его необходимо при закрытых окнах, иначе наружный воздух, попадая в помещение, будет создавать дополнительную тепловую нагрузку. Следуя инструкции, пользователю приходится периодически отключать кондиционер, проветривать помещение и снова включать его. Это создает определенные неудобства, поэтому покупатели часто интересуются, можно ли сделать так, чтобы и кондиционер работал, и воздух был свежим.

Для ответа на этот вопрос нам нужно разобраться, почему кондиционер может эффективно работать вместе с приточной вентиляцией, но не может — с открытым окном. Дело в том, что система вентиляции имеет вполне определенную производительность и подает в помещение заданный объем воздуха (подробнее об этом рассказывается на странице Вентиляция квартир и коттеджей), поэтому при расчете мощности кондиционера можно легко учесть эту тепловую нагрузку. С открытым окном ситуация иная, ведь объем воздуха, попадающий через него в комнату, никак не нормируется, и дополнительная тепловая нагрузка неизвестна.

Эту проблему можно попробовать решить, установив окно в режим зимнего проветривания (приоткрыв форточку) и закрыв в комнате дверь. Тогда в помещении не будет сквозняков, но небольшое количество свежего воздуха будет постоянно поступать внутрь. Сразу оговоримся, что работа кондиционера с приоткрытым окном не предусмотрена инструкцией, поэтому мы не можем гарантировать нормальную работу кондиционера в таком режиме. Тем не менее, во многих случаях такое техническое решение позволит поддерживать в помещении комфортные условия без периодического проветривания. Если вы планируете использовать кондиционер в таком режиме, то необходимо учесть следующее:

  • Мощность Q1 должна быть увеличена на для компенсации тепловой нагрузки от приточного воздуха. Эта величина получена исходя из однократного дополнительного воздухообмена при температуре / влажности наружного воздуха и температуре внутреннего воздуха В калькуляторе вы можете выбрать другую кратность воздухообмена (рекомендуемое значение для жилых помещений —
  • Потребление электроэнергии возрастет на Заметим, что это является одной из основных причин запрета эксплуатации кондиционеров при открытых окнах в офисах, отелях и других общественных помещениях.
  • В некоторых случаях теплопритоки могут оказаться слишком большими (например, при очень жаркой погоде) и кондиционер не сможет поддерживать заданную температуру. В этом случае окно придется закрыть.

Гарантированные

Многих покупателей волнует вопрос: не опасен ли кондиционер для здоровья? В Ответах на Часто задаваемые вопросы приводится несколько простых правил, выполняя которые вы обезопасите себя от риска простуды. Одно из этих правил заключается в том, что перепад температур воздуха снаружи и внутри помещения не должен быть слишком большим. Так, если на улице 35 – , то в помещении желательно поддерживать температуру не ниже 25 – . Но такие рекомендации подходят не всем, ведь для некоторых людей комфортная температура не превышает . Проблема в том, что типовой расчет мощности кондиционера производится в соответствии со Строительными Нормами и Правилами, а в СНиП указано, что для Москвы расчетная температура воздуха в теплый период года составляет . Соответственно, поддержание в помещение минимально возможной температуры на уровне гарантируется только при температуре наружного воздуха не выше .

Поскольку типовой расчет делается с небольшим запасом, то на практике кондиционер сможет эффективно охлаждать помещение при температуре наружного воздуха до 30 – , однако при увеличении температуры до 35 – его мощности уже будет недостаточно. Поэтому тем, кто «любит похолоднее» можно посоветовать увеличить мощность Q1 на 20 – 30% (в калькуляторе используется среднее значение – 25%).

Верхний этаж

Если квартира расположена на последнем этаже и сверху нет чердака или технического этажа, то тепло от нагретой крыши будет передаваться в помещение. Крыша, расположенная горизонтально, да еще темного цвета, получает в несколько раз больше тепла, чем светлые стены (для примера сравните в солнечный день температуру асфальта и стены снаружи помещения). Вследствие этого теплопритоки от потолка будут выше, чем учтено в типовом расчете, и мощность Q1 необходимо будет увеличить на 10 – 20% (точное значение зависит от фактического нагрева потолка, в калькуляторе используется среднее значение – 15%).

Большая площадь остекления

Насколько сильно влияет большая площадь остекления на поступление тепла? Самый простой способ понять это без сложных расчетов — обратиться к аналогии и рассмотреть обогрев помещения в зимний период. Эта аналогия уместна, поскольку теплоизоляция здания не зависит от того, где теплее — внутри или снаружи, а теплопритоки или теплопотери определяются только перепадом температур. Зимой перепад температур между наружным и внутренним воздухом может длительное время превышать ( ). Летом же перепад в два раза меньше ( ). Несмотря на то, что теплопотери зимой в два раза больше, чем теплопритоки летом, для расчета мощности обогревателей используется та же формула, что и для расчета кондиционера — 1 кВт на 10 м².

Объясняется это как раз влиянием солнечного излучения, проникающего в комнату через окно. Зимой солнце помогает обогревать помещение (вы, наверно, замечали, что в морозный солнечный день в квартире заметно теплее, чем в пасмурную погоду). А летом кондиционеру приходится тратить до 50% своей мощности на компенсацию теплопритоков от Солнца.

При типовом расчете предполагается, что в комнате есть одно окно стандартного размера (с площадью остекления 1,5 – 2,0 м²). В зависимости от инсоляции (степени освещенности солнечными лучами) мощность кондиционера изменяется на 15% в большую или меньшую сторону от среднего значения. Если площадь остекления больше стандартного значения, то мощность кондиционера необходимо увеличить. Поскольку в типовом расчете уже учтена стандартная площадь остекления то для компенсации дополнительных теплопритоков на каждый квадратный метр площади остекления свыше нужно прибавить при сильной инсоляции, при средней освещенности и для затененного помещения.

Если в течение дня в помещение заглядывает Солнце, на окне обязательно должны быть светлые шторы или жалюзи — они позволяют снизить теплопритоки от солнечного излучения.

На что еще обратить внимание?

Если учет дополнительных параметров привел к увеличению мощности, то мы рекомендуем выбрать инверторный кондиционер, который имеет переменную мощность охлаждения и поэтому будет эффективно работать в широком диапазоне тепловых нагрузок. Обычный (не инверторный) кондиционер увеличенной мощности специфики своей работы может создавать некомфортные условия, особенно в небольшом помещении.

Расчет потребляемой мощности и затрат на электроэнергию

Значение потребляемой кондиционером мощности позволяет определить, можно ли его подключать к обычной розетке или же нужно тянуть отдельный кабель к электрощиту. В современных домах электропроводка и розетки рассчитаны на ток до 16А, но если дом старый, то максимальный ток не должен превышать 10А. Для безопасной работы потребляемый сплит-системой ток должен быть на 30% меньше максимально допустимого, то есть в розетку можно включать оборудование, рабочий ток которого не превышает , что соответствует потребляемой мощности (заметим, что при таком энергопотреблении мощность охлаждения кондиционера будет лежать в диапазоне 4,5–9 кВт). Необходимо учитывать, что в квартирах к одному кабелю подключается несколько розеток, поэтому для расчета фактической нагрузки нужно суммировать мощности всех электроприборов, подключенных к розеткам одной линии.

Точное значение потребляемой кондиционером мощности и его рабочий ток указывается в каталоге. Поскольку мы не знаем, какая модель будет выбрана, то рассчитываем эти параметры исходя из среднего значения коэффициента ERR.

Зная потребляемую мощность, мы можем оценить расходы на электроэнергию. Для этого нужно задать среднее время работы кондиционера в сутки при опредленной мощности, например, 2 часа при 100%, 3 часа при 75%, 5 часов при 50% и 4 часа при 25% (такой режим работы характерен для жаркой погоды). После этого можно определить среднее потребление энергии в сутки и, умножив его на количество дней в месяце и стоимость получить стоимость потребляемой за месяц электроэнергии. Среднесуточное энергопотребление кондиционера зависит от устанавливаемой пользователем температуры воздуха, характера погоды и других трудно учитываемых факторов, поэтому наш расчет не претендует на высокую точность.

После выбора определенной модели вы сможете уточнить предполагаемый расход электроэнергии (о том, как это сделать рассказывается в разделе Потребляемая мощность).

Источник

Как самостоятельно рассчитать мощность бытового кондиционера

Задача любой сплит-системы – эффективное и быстрое охлаждение воздуха помещения без лишних затрат электроэнергии. Вывод: при подборе бытовой климатической установки для квартиры либо частного дома важно определить холодильную мощность кондиционера. Расчет выполняется двумя путями – с помощью онлайн-калькулятора или вручную, оба варианта представлены в данном руководстве.

Онлайн-калькулятор расчета холодопроизводительности

Чтобы самостоятельно подобрать мощность домашнего кондиционера, воспользуйтесь упрощенной методикой расчета по площади охлаждаемой комнаты, реализованной в калькуляторе. Нюансы работы онлайн-программы и вводимые параметры описаны ниже в инструкции.
[wpcc >

Примечание. Программа годится для вычисления производительности бытовых охладителей и сплит-систем, устанавливаемых в небольших офисах. Кондиционирование помещений в промышленных зданиях – задача более сложная, решаемая с помощью специализированных программных комплексов либо расчетной методики СНиП.

Инструкция по использованию программы

Теперь объясним пошагово, как рассчитать мощность кондиционера на представленном калькуляторе:

  1. В первые 2 поля введите значения площади комнаты в квадратных метрах и высоту потолка.
  2. Выберите степень освещенности (инсоляции) сквозь оконные проемы. Проникающий внутрь помещения солнечный свет дополнительно нагревает воздух – данный фактор нужно учитывать.
  3. В следующем выпадающем меню выберите количество жильцов, пребывающих в комнате длительное время.
  4. На остальных вкладках сделайте выбор числа телевизоров и персональных компьютеров, находящихся в зоне кондиционирования. В процессе работы указанная бытовая техника тоже выделяет тепло и подлежит учету.
  5. Если в помещении установлен холодильник, введите в предпоследнее поле значение электрической мощности бытового прибора. Характеристику легко узнать из инструкции по эксплуатации изделия.
  6. Последняя вкладка позволяет учесть приточный воздух, поступающий в зону охлаждения благодаря вентиляции. Согласно нормативным документам, рекомендуемая величина кратности для жилых помещений составляет 1—1.5.

Для справки. Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в течение одного часа происходит полное обновление воздуха комнаты.

Разъясним некоторые нюансы правильного заполнения полей и выбора вкладок. Указывая число компьютеров и телевизоров, учитывайте одновременность их работы. Например, один жилец редко использует оба электроприбора одновременно.

Соответственно, для определения нужной мощности сплит-системы выбирается единица бытовой техники, которая потребляет больше энергии, — компьютер. Теплоотдача ТВ-приемника не учитывается.

В калькуляторе заложены следующие значения теплоотдачи от домашних приборов:

  • телевизор – 0.2 кВт;
  • персональный компьютер – 0.3 кВт;
  • поскольку холодильник превращает в тепло около 30% потребляемой электроэнергии, программа включает в вычисления 1/3 от введенной цифры.

Компрессор и радиатор обычного холодильника отдают теплоту окружающему воздуху

Совет. Тепловыделения вашей техники могут отличаться от указанных величин. Пример: потребление игрового компьютера с мощным видеопроцессором достигает 500—600 Вт, ноутбука – 50—150 Вт. Зная заложенные в программе цифры, легко подобрать нужные значения: для игрового ПК выберите 2 стандартных компьютера, вместо ноутбука возьмите 1 ТВ-приемник.

Калькулятор позволяет исключить теплопоступления от приточного воздуха, но выбирать данную вкладку не совсем правильно. Воздушные потоки в любом случае циркулируют по жилищу, принося тепло из других комнат, например, кухни. Лучше перестраховаться и включить их в расчет кондиционера, дабы его производительности хватило на создание комфортной температуры.

Основной результат расчета мощности измеряется в киловаттах, дополнительный – в Британских Тепловых Единицах (BTU). Соотношение следующее: 1 кВт ≈ 3412 BTU или 3.412 kBTU. Как подобрать сплит-систему на основании полученных цифр, читайте далее.

Расчетная методика и формулы

Со стороны скрупулезного пользователя вполне логично не доверять цифрам, полученным на онлайн-калькуляторе. Чтобы проверить результат расчета мощности агрегата, воспользуйтесь упрощенной методикой, предлагаемой изготовителями холодильного оборудования.

Итак, требуемая производительность бытового кондиционера по холоду рассчитывается по формуле:

  • Qтп – тепловой поток, проникающий в комнату с улицы через строительные конструкции (стены, полы и потолки), кВт;
  • Qл – тепловыделения от жильцов квартиры, кВт;
  • Qбп – теплопоступления от бытовой техники, кВт.

Теплоотдачу домашних электроприборов выяснить просто – загляните в паспорт изделия и отыщите характеристику потребляемой электрической мощности. Практически вся израсходованная энергия преобразуется в тепло.

Важный момент. Исключение из правила – холодильные установки и агрегаты, работающие в режиме старт / стоп. В течение 1 часа компрессор холодильника выделит в помещение количество тепла, равное 1/3 максимального потребления, указанного в инструкции по эксплуатации.

Теплопоступления от людей определены нормативными документами:

  • 100 Вт/ч от человека, находящегося в состоянии покоя;
  • 130 Вт/ч — в процессе ходьбы либо выполнения легкой работы;
  • 200 Вт/ч — при тяжелых физических нагрузках.

Для вычислений принимается первая величина – 0.1 кВт. Остается определить количество теплоты, проникающей снаружи через стены по формуле:

  • S – квадратура охлаждаемой комнаты, м²;
  • h – высота перекрытия, м;
  • q – удельная тепловая характеристика, отнесенная к объему помещения, Вт/м³.

Формула позволяет выполнить укрупненный расчет теплопритоков через наружные ограждения частного дома либо квартиры с использованием удельной характеристики q. Ее значения принимаются следующим образом:

  1. Комната расположена с теневой стороны здания, площадь окон не превышает 2 м², q = 30 Вт/м³.
  2. При средней освещенности и площади остекления берется удельная характеристика 35 Вт/м³.
  3. Помещение находится на солнечной стороне либо имеет множество светопрозрачных конструкций, q = 40 Вт/м³.

Определив теплопоступления от всех источников, сложите полученные цифры, используя первую формулу. Сравните результаты ручного вычисления с показателями онлайн-калькулятора.

Большая площадь остекления предполагает увеличение холодильной мощности кондиционера

Когда необходимо учесть поступление тепла от вентиляционного воздуха, холодопроизводительность агрегата увеличивается на 15—30% в зависимости от кратности обмена. При обновлении воздушной среды 1 раз в течение часа умножьте результат вычисления на коэффициент 1.16—1.2.

Пример для комнаты 20 кв. м

Покажем расчет мощности для кондиционирования небольшой квартиры – студии площадью 20 м² с высотой потолков 2.7 м. Остальные исходные данные:

  • освещенность – средняя;
  • число жильцов – 2;
  • плазменная ТВ-панель – 1 шт.;
  • компьютер – 1 шт.;
  • потребление электроэнергии холодильником – 200 Вт;
  • кратность воздухообмена без учета периодически работающей кухонной вытяжки – 1.

Тепловыделения от жильцов составляют 2 х 0.1 = 0.2 кВт, от бытовой техники с учетом одновременности – 0.3 + 0.2 = 0.5 кВт, со стороны холодильника – 200 х 30% = 60 Вт = 0.06 кВт. Комната средней освещенности, удельная характеристика q = 35 Вт/м³. Считаем приток теплоты от стен:

Qтп = 20 х 2.7 х 35 / 1000 = 1.89 кВт.

Окончательный расчет мощности кондиционера выглядит так:

Q = 1.89 + 0.2 + 0.56 = 2.65 кВт, плюс расход холода на вентиляцию 2.65 х 1.16 = 3.08 кВт.

Движение воздушных потоков по дому в процессе проветривания

Важно! Не путайте общеобменную вентиляцию с проветриванием жилища. Воздушный поток, поступающий через открытые окна, слишком велик и меняется от порывов ветра. Охладитель не должен и не может нормально кондиционировать комнату, куда свободно проходит неконтролируемый объем уличного воздуха.

Выбор кондиционера по мощности

Сплит-системы и охлаждающие агрегаты других типов выпускаются в виде модельных рядов с изделиями стандартной производительности – 2.1, 2.6, 3.5 кВт и так далее. Часть производителей обозначает мощность моделей в тысячах Британских Тепловых Единиц (kBTU) – 07, 09, 12, 18 и т. д. Соответствие климатических установок, выраженных в киловаттах и BTU, показано в таблице.

Справка. От обозначений в kBTU пошли народные названия охлаждающих блоков различной холодопроизводительности – «семерка», «девятка» и прочие.

Зная требуемую производительность в киловаттах и британских единицах, подбирайте сплит-систему в соответствии с рекомендациями:

  1. Оптимальная мощность бытового кондиционера лежит в диапазоне —5…+15% от расчетной величины.
  2. Лучше дать небольшой запас и округлить полученный результат в сторону увеличения – до ближайшего в модельном ряду изделия.
  3. Если определенная расчетом холодопроизводительность превышает мощность охладителя из стандартного ряда на сотую долю киловатта, округлять в большую сторону не следует.

Пример. Результат вычислений – 2.13 кВт, первая модель в ряду развивает холодильную мощность 2.1 кВт, вторая – 2.6 кВт. Выбираем вариант №1 – кондиционер на 2.1 кВт, что соответствует 7 kBTU.

Пример второй. В предыдущем разделе мы посчитали производительность агрегата для квартиры – студии – 3.08 кВт и попали между модификациями 2.6—3.5 кВт. Выбираем сплит-систему большей производительности (3.5 кВт или 12 kBTU), поскольку откат к меньшей не уложится в 5%.

Для справки. Заметьте, что потребление электроэнергии любым кондиционером втрое меньше его холодильной мощности. Агрегат на 3.5 кВт «потянет» из сети порядка 1200 Вт электричества в максимальном режиме. Причина кроется в принципе действия холодильной машины – «сплит» не вырабатывает холод, а переносит тепло на улицу.

Подавляющее большинство климатических систем способно работать в 2 режимах – охлаждение и нагрев в холодный период года. Причем производительность по теплу выше, поскольку двигатель компрессора, потребляющий электричество, дополнительно подогревает фреоновый контур. Разница мощности в режиме охлаждения и нагрева показана выше в таблице.

В заключение о промышленных помещениях

Приведенный выше укрупненный расчет не годится для производственных зданий из-за несоответствия удельной тепловой характеристики q различным типам строительных конструкций. Хотя методика, предлагаемая СНиП, тоже основана на суммировании всех теплопоступлений.

Алгоритм определения холодильной мощности для кондиционирования производственного помещения выглядит так:

  1. Определите величину теплового потока сквозь внешние ограждения, вычислив термическое сопротивление стен, крыши и пола. Подробно методика изложена в публикации о расчете тепловой нагрузки на отопление – с точки зрения теплотехники разницы нет.
  2. Узнайте количество персонала, сосчитайте тепловыделения от оргтехники и людей в зависимости от интенсивности работы.
  3. Суммируйте теплоотдачу всех электродвигателей и другого оборудования, учитывая одновременность и периодичность включения.
  4. Если в цехах расположены горячие технологические резервуары, печи либо детали, понадобится определить величину теплового потока от нагретых поверхностей.
  5. Выясните количество приточного воздуха, подаваемого вентиляционными установками, подсчитайте расход энергии на его охлаждение.

Кондиционирование некоторых промышленных помещений (серверные, большие офисы, кафе) рассчитать проще – там меньше теплопоступлений. О подобной методике расскажет мастер – установщик в своем видео.

Источник

Читайте также:  Чем чистить внутренний блок кондиционера

Вентилиция и кондиционирование © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.