Расчет мощности кондиционера необходим для того ,чтобы знать мощность кондиционера для определенного помещения. Это может быть офис, комната в квартире или частном доме, серверная или какое то другое помещение. При данном расчете мы стремимся найти необходимую мощность охлаждения. Мы рекомендуем изначально выбирать эту величину с запасом, так как, оборудование, рассчитанное по минимуму, как правило, работает на максимальных режимах и выходит из строя гораздо быстрее.
Описание расчета мощности
Мощность охлаждения в формуле расчета обозначается латинской буквой Q и измеряется также, как и потребляемая мощность, в киловаттах. (Не стоит путать эти величины). Расчет мощности охлаждения выглядит так:
Q = Q1 + Q2 + Q3, где
| Q1 — тепловое излучение от окна, стен, пола и потолка. | Q1 = S * h * q / 1000, где S — площадь помещения (м²); h — высота помещения (м); q — коэффициент, равный 30 — 40 Вт/м³: q = 30 для затененного помещения; q = 35 при средней освещенности; q = 40 для помещений, в которые попадает много солнечного света. Если в помещение попадают прямые солнечные лучи, то на окнах должны быть светлые шторы или жалюзи. |
| Q2 — суммарное тепловое излучение от людей. | Тепловое излучение от взрослого человека: 0,1 кВт — в спокойном состоянии; 0,13 кВт — при легком движении; 0,2 кВт — при физической нагрузке; |
| Q3 — суммарное тепловое излучение от бытовых приборов. | Тепловое излучение от бытовых приборов: 0,3 кВт — от компьютера; 0,2 кВт — от телевизора; Для других приборов можно считать, что они выделяют в виде тепла 30% от максимальной потребляемой мощности (то есть предполагается, что средняя потребляемая мощность составляет 30% от максимальной. |
Пример типового расчета мощности кондиционера
Для примера найдем расчетную мощность охлаждения кондиционера для комнаты в квартире. Комната имеет следующие параметры:
- Площадь 26 м²
- Высота потолка 2,75 м
- Постоянно проживает один человек
- 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 размер теплового излучения от окна, стен, пола и потолка. Коэффициент q выбираем равным 40, так как комната находится на солнечной стороне:
Q1 = S * h * q / 1000 = 26 м² * 2,75 м * 40 / 1000 = 2,86 кВт.
Тепловое излучение от одного человека в спокойном состоянии составят 0,1 кВт.
Q2 = 0,1 кВт
Далее, найдем размер теплового излучения от бытовой техники. Поскольку компьютер и телевизор одновременно не работают, то, при расчетах необходимо учитывать только один из этих приборов, тот, который выделяет больше тепла. Это компьютер. Тепловой поток от него составляет 0,3 кВт. Холодильник выделяет в виде тепла около 30% потребляемой мощности, то есть 0,165 кВт * 30% / 100% ≈ 0,05 кВт.
Q3 = 0,3 кВт + 0,05 кВт = 0,35 кВт
Теперь мы можем определить расчетную мощность охлаждения кондиционера:
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 2,86 кВт + 0,1 кВт + 0,35 кВт = 3,31 кВт
Рекомендуемый диапазон мощности Qrange (от -5% до +15% расчетной мощности Q):
3,14 кВт < Qrange < 3,80 кВт
Теперь подбираем модель, которая соответствует рассчитанной величине. Многие известные производители выпускают кондиционеры с мощностями, близкими к стандартному ряду: 2,0 кВт; 2,6 кВт; 3,5 кВт; 5,3 кВт; 7,0 кВт. Выбираем модель мощностью 3,5 кВт.
Модели из этого ряда часто называют «7» (семерка), «9» (девятка), «12», «18» «24» т.
Расчет мощности с использованием дополнительных параметров
Типовой расчет мощности сплит-системы, который мы рассмотрели выше, позволяет достаточно точно определить необходимую по мощности модель кондиционера. Однако, Вам будет полезно знать о тех параметрах, которые, зачастую, игнорируются при расчетах. Они весьма существенно влияют на требуемую мощность кондиционера. Порой, если не учесть их, то рассчитанной производительности недостаточно.
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 мануалах к данному оборудованию рекомендуют эксплуатировать его при закрытых окнах. В противном случае, уличный воздух, попав в комнату, создаст дополнительную тепловую нагрузку. Следуя инструкции, нам приходится периодически отключать кондиционер и проветривать помещение,а потом снова включать его. Это создает некорректные условия для работы электроники автоматических систем кондиционера. Именно поэтому покупатели часто интересуются, можно ли сделать так, чтобы и кондиционер работал, и воздух был свежим.
Чтобы ответить на этот вопрос нам нужно разобраться, почему кондиционер может эффективно работать вместе с приточной вентиляцией , но не может — с открытым окном. Смысл в том, что система вентиляции имеет вполне определенную производительность и подает в помещение заданный объем воздуха ,поэтому, при расчете мощности кондиционера можно легко учесть эту тепловую нагрузку. При открытом окне, объем воздуха, попадающий через форточки в комнату, никак не измерить, и дополнительная тепловая нагрузка неизвестна.
Вопрос можно попробовать решить, поставив окно в режим 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 никто не может гарантировать нормальную производительность кондиционера в таком режиме. Но, так или иначе, в большинстве случаев такое техническое решение позволит поддерживать в комнате комфортные условия без постоянного открывания-закрывания форточки. Если вы хотите эксплуатировать кондиционер в таком режиме, то нужно принять во внимание:
- Мощность Q1 должна быть увеличена на 20 – 25% для компенсации нагрузки теплового потока от приточного воздуха. Величина получена эмпирическим путем, исходя из однократного дополнительного воздухообмена при температуре / влажности наружного воздуха 33°С / 50% и температуре внутреннего воздуха 22°С. В калькуляторе вы можете выбрать другую кратность воздухообмена (рекомендуемое значение для жилых помещений — от 1 до 2).
- Потребление электроэнергии возрастет на 10 – 15%. Заметим, что это является одной из основных причин запрета эксплуатации кондиционеров при открытых окнах в офисах, отелях и других общественных помещениях.
- В некоторых случаях приток тепла может оказаться слишком большим (например, при очень жаркой погоде) и кондиционер не сможет поддерживать заданную температуру. В этом случае окно придется закрыть.
Пересмотр норм СНиП
Вполне естественно, что людей волнует вопрос: не опасен ли кондиционер для здоровья? В инструкции по эксплуатации кондиционера приводится несколько простых правил, выполняя которые вы оградите себя от риска простудиться. 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 – 40°С, то в помещении желательно поддерживать температуру не ниже 25 – 27°С. Но такие рекомендации подходят не всем, ведь для некоторых людей комфортная температура не превышает 20°С. Проблема в том, что типовой расчет мощности кондиционера производится в соответствии со Строительными Нормами и Правилами, а в СНиП 2.04.05-91 указано, что для Москвы, например, расчетная температура воздуха в теплый период года составляет 28,5°С. Соответственно, поддержание в помещении минимально возможной температуры на уровне 18°С гарантируется только при температуре наружного воздуха не выше 28,5°С.
Поскольку типовой расчет делается с небольшим запасом, то, на практике, кондиционер сможет эффективно охлаждать помещение при температуре наружного воздуха до 30 – 33°С, однако при увеличении температуры до 35 – 40°С его мощности уже будет недостаточно. Поэтому тем, кто «любит похолоднее» можно посоветовать увеличить мощность Q1 на 20 – 30% (в калькуляторе используется среднее значение – 25%). Следует учитывать также фактор глобального потепления. Это опять же дает супертепло в районе +38 градусов по Цельсию. При подборе модели кондиционера обязательно принимайте во внимание, что летние температуры выросли, и теперь, для оптимальной работы необходимы модели кондиционеров с большей производительностью.
Верхний этаж
Если помещение находится на верхних этажах и сверху нет чердака или технического этажа, то тепло от нагретой крыши будет передаваться в помещение. Темная горизонтальная крыша получает тепла в несколько раз больше, чем белые стены (можете сравнить в солнечный день температуру тротуара и стены снаружи помещения). Вследствие этого тепловое излучение от потолка будет выше, чем учтено в стандартном расчете, и мощность Q1 необходимо будет увеличить на 10 – 20%.
Площадь остекления. Увеличенная инсоляция.
Как влияет площадь остекления на приток тепла? Самый простой и понятный способ узнать это — обратиться к расчету обогрева помещения в зимний период. Зимой перепад температур между наружным и внутренним воздухом может длительное время превышать 40°С (от -20°С до +20°С). Летом же перепад в два раза меньше (от +40°С до +20°С). 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.(Это справедливо при высоте потолков не более 2,5 метров и средней инсоляции. Прим автора)
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 теплового излучения от Солнца.
Стандартный расчет предполагает, 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. Так как в стандартном расчете уже учтена площадь остекления (2.0 м²), то для компенсации дополнительного тепла на каждый квадратный метр площади остекления свыше 2,0 м² нужно прибавить 200 – 300 Вт при сильной инсоляции, 100 – 200 Вт при средней освещенности и 50 – 100 Вт для затененного помещения.
Если, в течение дня, в помещение попадает Солнце, то на окнах обязательно должны быть светлые занавески или жалюзи — они позволяют снизить тепловой приток от солнечного излучения.