Расчет и определение мощности кондиционера по площади помещения

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:

1. Комната расположена на последнем этаже здания.
2. Нестандартные окна с большой площадью остекления или часть светопрозрачной кровли.
3. В помещении постоянно находится большое число людей (офис).
4. Частое проветривание или высокая инфильтрация наружного воздуха внутрь здания.
5. Большое количество бытовой или оргтехники.

В этом случае рекомендуется расчетную холодопроизводительность кондиционера увеличить, применив коэффициент от 1.2 до 1.5.

Что ещё нужно знать для правильного расчёта мощности

Чтобы выбрать оптимальный уровень мощности для прибора, следует прояснить ещё несколько моментов:

• для какого именно помещения приобретается устройство — гостиная, спальня либо детская, так как для каждой комнаты существуют особенности размещения и выбора прибора (например, в спальной комнате или в детской нецелесообразно размещать шумный кондиционер – моноблок);
• для каких целей предполагается использовать прибор: только для охлаждения либо для охлаждения/обогрева; в любом случае следует учесть, что этот прибор не вентилирует комнаты;
• какова площадь жилья, куда предполагается установить кондиционирующее устройство, потому что предстоит вычислить его мощность охлаждения;
• из скольких комнат состоит помещение, потому что только немногие из этих полезных приборов способны поддерживать оптимальный температурный режим сразу в нескольких комнатах; это либо бытовые мультисплит-системы, размещаемые на стене, либо устройства, именуемые  «тяжёлыми кондиционерами»;
• находится ли в квартире какое-либо оборудование, способное выделять тепло в летний сезон, которое необходимо будет учесть при расчёте мощности охлаждения кондиционера; дополнительное выделение тепла некоторыми приборами зимой позволяет компенсировать его включением меньшей мощности обогрева;
• каков приток излучения Солнца, так, например, окно, защищённое жалюзи, уменьшает приток тепла, а значит, не требует дополнительной компенсации увеличением мощности охлаждения;
• на каком этаже расположена ваша квартира; если это верхний этаж, значит, от перегрева крыши следует предусмотреть дополнительную теплоотдачу от потолка, а это опять-таки потребует теплокомпенсации;
• сколько человек проживают в помещении; каждый человек является источником тепла, а это так же следует учесть;
• сколько окон и дверных проёмов в помещении, не связано ли данное помещение с другими открытыми проёмами, в ограниченном пространстве легче поддерживать оптимальный микроклимат.

Общепризнано:

• человек в состоянии покоя выделяет тепло в 0,1 кВт;
• компьютер либо сканер — 0,3 кВт;
• все остальные приборы — 1/3 мощности, указанной в паспорте. Сложив упомянутые показатели тепловыделения, получаем цифру необходимой мощности охлаждения

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:

Расшифровка обозначений:

• 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.

Компрессор домашнего холодильника почти всю потребленную электроэнергию преобразует в тепло, но работает в периодическом режиме 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.

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:

1. Комната расположена на последнем этаже здания.
2. Нестандартные окна с большой площадью остекления или часть светопрозрачной кровли.
3. В помещении постоянно находится большое число людей (офис).
4. Частое проветривание или высокая инфильтрация наружного воздуха внутрь здания.
5. Большое количество бытовой или оргтехники.

В этом случае рекомендуется расчетную холодопроизводительность кондиционера увеличить, применив коэффициент от 1.2 до 1.5.

Применение калькуляторов в интернете

Это самый простой способ. Но у него есть один недочёт. Пользователю неизвестно, как осуществляется расчёт, какие параметры тепловых поступлений от разнообразных источников загружены в расчётную программу. В некоторых случаях в программе может быть заложен слишком значительный резерв. За него в итоге придётся платить.

Но если вас это не смущает, то вы сможете быстро рассчитать нужные параметры. Расчёт идёт с учётом параметров помещения, количества его жильцов, уровня вентиляции и других показателей.

Можно подобрать модель для определённых условий. Так, для офисных помещений и небольших комнат нужны аппараты с небольшой мощностью. Здесь ставят переносные, оконные либо настенные агрегаты.

Модификации с большей мощностью ставят в торговых залах, клубах, складах и т.д.

Пример одного такого калькулятора предложен далее.

В нём для примера указаны некоторые значения, на основе которых происходит калькуляция.

Если вы всё же опасаетесь делать расчет онлайн и полагаете, что здесь накручиваются параметры с целью получения с клиента большей суммы, тогда можете проводить эти арифметические операции самостоятельно.

Потребляемая мощность прибора

В характеристиках кондиционеров указывается два вида мощности: потребляемая и производимая. Они определяют разные параметры работы техники. Потребляемая мощность – это количество энергии необходимой для функционирования прибора. Ее величина зависит от энергоэффективности сплит-системы. Кондиционеры класса A расходуют электричества на 60-70% меньше моделей класса G.

Сравнивая значения мощности потребления и выработки, легко заметить, что расходуется энергии меньше, чем получается. На пример, кондиционер на 700 Вт выдает холод на 2000 Вт (2 кВт). КПД установки оказывается 300%.

Отношение потребляемой мощности к холодопроизводительности является главным показателем энергоэффективности климатической техники. Оно обозначается коэффициентом EER. В бытовых приборах его значение 2,5-4. Для обогрева выведена аналогичная формула и коэффициент COP. Его параметры в диапазоне 2,8-5.

Производительность техники также имеет два параметра: охлаждение и обогрев. Режим понижения температуры используется чаще, поэтому ориентируются на него. Теплопроизводительность сплита составляет 3,6-5,5 кВт на 1 кВт израсходованного электричества. Показатель выше, чем по холоду. Разница объясняется отсутствием теплопотерь на магистрали.

Большинство моделей не рассчитаны на работу при температуре на улице ниже -5°. В межсезонье отопление помещения кондиционером обойдется дешевле электрообогревателя.

Маркировка от производителей

Сплит-система одной и той же модели производится на различную площадь (соответственно разной мощности). Производители маркируют устройства по холодопроизводительности выраженной в кBTU (1000 BTU/h = 293 Вт). Исходя из этой маркировки, можно судить, подходит ли данный кондиционер под нужды будущего владельца или нет:

• 07 – мощность составляет 2 кВт. В среднем, такое устройство можно поставить в комнату площадью 18-20 м.кв.;
• 09 – кондиционеры на 2,5-2,6 кВт. Подходят для помещений площадью до 26 м.кв.;
• 12 – наиболее мощный вариант среди бытовых кондиционеров (3,5 кВт). Такую сплит-систему можно установить в комнатах до 35 м.кв. Маркировка 12 – кондиционер рассчитан на площадь большой комнаты с высокими потолками.

Некоторые производители используют другие значения – например, Toshiba маркируют так же в BTU цифрами 10 и 13 (они чуть мощнее «девяток» и «двенашек» соответственно). А, например Mitsubishi в маркировке применяют цифры соответствующие площади помещения – 20, 25, 35 (что аналогично «семеркам», «девяткам» и «двенашкам» соответственно).

Ниже приведена таблица, в которой указана необходимая холодопроизводительность на определенную площадь комнаты

Обратите внимание, что данная таблица учитывает только стандартную высоту потолков, малую освещенность, минимальное количество техники и людей

Если кондиционер недостаточно мощный, то владельца ждет:

• некачественное охлаждение;
• перегрев и поломка устройства;
• дополнительные траты на ремонт и обслуживание.

Недостаточно мощное устройство просто не сможет выполнять свои функции в слишком большом и теплом помещении.

Если кондиционер слишком мощный, то:

• стоимость прибора и монтажа будет выше;
• шум от «сплита» будет громче;
• потенциал устройства будет использоваться не полностью.

Повышенная мощность не приведет к преждевременной поломке устройства, но владельцы будут вынуждены переплатить за «кондёр» и привыкнут к «излишнему» шуму.

https://youtube.com/watch?v=oZTcVmFHj5k

Выбор кондиционера в производственное помещение

По сути, процесс того, как рассчитывают кондиционер по площади помещения для производства или склада, не отличается от процесса подбора для серверной комнаты. Просто вместо серверного оборудования здесь имеются различные производственные установки (в зависимости от того, что выпускается или хранится). Их суммарный теплоприток вычисляют предыдущим способом.

В данной области наилучшим образом себя зарекомендовали прецизионные кондиционеры. Возможны также варианты монтажа систем VRV и VRF, чиллер и фанкойл, центрального кондиционера.

1 Организация серверной комнаты

Серверные помещения оборудуют в зданиях, где функционирует большое количество техники (например, в офисных центрах). В них устанавливают такие приборы, как элементы бесперебойного питания, распределительные пункты, кроссы, патч-панели, коммуникационные стойки и многое другое. Исходя из количества необходимого оборудования рассчитываются размеры серверной комнаты. Минимально допустимой считается площадь 14 кв. м. В некоторых случаях может использоваться несколько таких комнат.

Требования к оборудованию специального помещения перечислены в стандарте TIA 569. Согласно этому документу, высота потолка в серверной должна достигать 2,5 м. Такая величина обусловлена тем, что большинство стоек для крепления аппаратов имеют высоту 2 м. Для обеспечения эффективного отвода тепла расстояние от их верхней точки до потолка должно быть минимум 0,5 м.

Для обустройства серверной следует выбирать комнаты без окон. Иначе через них в летнее время будет попадать большое количество солнечного тепла, негативно влияющего на работу современной техники.

Множество различных установок, собранных в одном месте, имеют внушительный вес. Поэтому для обеспечения безопасности пол должен выдерживать большую нагрузку (минимум 1200 кг на 1 кв. м.). Чтобы оборудование не вышло из строя из-за действия влаги, потолок требуется покрыть слоем гидроизоляционного материала. Температурный режим следует постоянно поддерживать в диапазоне 18−24 градуса, влажность — на уровне 30−50%

В комнате обязательно наличие телекоммуникационной шины, выполняющей роль основного заземлителя. К ней присоединяют заземляющие проводники металлических кабелей, приборов и прочих конструкций. Освещение запитывают от разных распределительных электрощитов, световые приборы размещают на потолке, выключатели для них монтируют на высоте 1,5 м от пола.

Обязательным требованием к серверной является постоянное поддержание чистоты и отсутствие пожароопасных предметов. Доступ в неё должен быть строго ограничен, двери — закрыты на замок, ключи от которого может иметь собственник здания и лицо, ответственное за обслуживание помещения.

Классический вариант (см. рисунок 2).

1. На J-d диаграмме из точки приточного воздуха — (•) П, проводим линию постоянного влагосодержания d = const, до пересечения с линией относительной влажности φ = 90% . Это стабильный вариант работы оросительной камеры.

Получаем точку (•) О, которая характеризует параметры увлажнённого и охлаждённого воздуха в оросительной камере.

2. Соединяем прямой линией точку с параметрами наружного воздуха — (•) Н, с точкой с параметрами увлажнённого и охлаждённого воздуха — (•) О. Эта прямая линия на J-d диаграмме характеризует политропический процесс, при котором все параметры обрабатываемого воздуха изменяются.

Для получения политропического процесса вода, поступающая из системы хозяйственно – питьевого водопровода, подаётся на форсунки оросительной камеры, где подвергается мелко — дисперсному распылению.

Часть влаги уносится с приточным воздухом, увлажняя и охлаждая его, а оставшаяся часть влаги стекает в дренажный поддон оросительной камеры и удаляется системой дренажных трубопроводов в хозяйственно – фекальную канализацию.

Таким образом, температура воды, которая идёт на увлажнение приточного воздуха, остаётся всегда неизменной. Это обязательное условие при увлажнении воздуха по политропному процессу.

3. Линия НО — политропический процесс, который процесс увлажнения и охлаждения приточного воздуха. Линия ОП характеризует процесс нагрева воздуха в теплообменнике 2-го подогрева.

4. Подобная обработка наружного приточного воздуха не является идеальной и имеет ряд недостатков:

• сначала воздух увлажняется и охлаждается в оросительной камере в тёплый период года — ТП, а затем нагревается в теплообменнике 2-го подогрева;
• политропический процесс требует постоянного увеличенного водопотребления, так как вода, которая не пошла на увлажнение приточного воздуха, удаляется в систему хозяйственно – фекальной канализации;
• в тёплый период года — ТП, в системе теплоснабжения калорифера 2-го подогрева будет являться теплоноситель из открытой системы горячего водоснабжения — ГВС, который по своим параметрам — температурному перепаду и по располагаемому давлению нестабилен.

Возможно, осуществить нагрев увлажнённого и охлаждённого воздуха в электрическом калорифере, но это повлечёт значительное увеличение энергетических затрат.

Принципиальная схема обработки приточного воздуха в тёплый период года – ТП для 1-го варианта – классического, смотри на рисунок 3.

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.

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.

Мощность кондиционера 9, 12 и 24

Из ранее приведенной таблицы видно, что наиболее распространенные бытовые модели кондиционеров – «девятка» (9), «дюжина» (12) и «две дюжины» (24). Они предназначены для помещений площадью 26 кв. м, 35 кв. м и 70 кв. м соответственно. Остальные разновидности со значениями BTU встречаются нечасто, хотя их вполне можно встретить в старых домах с крохотными квартирами либо в особняках с большой жилой площадью.

Правильно подобрать кондиционер по мощности – нетривиальная задача, ведь как ее излишек, так и недостаток является нежелательными. Так, зная принцип работы, выявив разницу между мощностью охлаждения и потребляемой, а далее изучив таблицу определения мощности агрегата исходя из размеров комнаты, вы сможете успешно справиться с постановленной задачей.

Типы и виды кондиционеров

Подбор кондиционера для дома, офиса или промышленного предприятия начинается с выбора подходящего типа прибора

Это важно, чтобы достичь нужной температуры и продлить срок службы прибора. Основные виды кондиционеров:

• Настенные сплит-системы – имеют два блока, отличаются высокой надёжностью;
• Мультисплит-системы – несколько внутренних блоков объединено в общую систему, охлаждаются сразу несколько помещений;

Домашняя мультисплит-системаИсточник gaudisp.ru

• Мобильные кондиционеры – не закрепляются, можно переносить;
• Оконные кондиционеры – крепятся на окно.

Перечисленные системы относятся к бытовым кондиционерам – их можно использовать дома или в небольшом офисе. Для помещений большой площади применяются другие виды кондиционеров, их называют промышленными и коммерческими.