Расчет мощности кондиционера

Представленная далее формула может применяться, чтобы вычислить требуемую мощность устанавливаемого кондиционного оборудования для различных офисных, жилых, технических и других видах помещений. Мощность охлаждения Q (кВт) рассчитывается по определенной схеме:

Q = Q1+Q2+Q3, где:

Q1 – притоки тепла от потолочного и напольного перекрытия, стен, окна. Q1= S*h*q/100, где:

S – площадь помещения в м2.

h – его высота (м).

q – коэффициент, равный значению от 30 до 40 Вт/м2. Коэффициент берется так: 30 (плохо освещенные комнаты), 35 (средне освещенные), 40 (хорошо освещенные). Если окно постоянно в течение дня освещается солнцем, то необходимо использование жалюзи, штор светлых оттенков.

Q2 – объем притоков тепла от людей. Показатели теплопритоков для взрослых людей следующие: 0,1 кВт (полное спокойствие), 0,13 кВт (незначительные нагрузки, передвижения), 0,2 кВт (значительные физнагрузки, занятия спортом).

Q3 – объем притоков тепла от установленного оборудования, устройств. От телевизора – 0,2, от ПК – 0,3 кВт. Расчет притока тепла от других видов техники можно взять с учетом того, что она выделяет тепло в объеме 30% от предельно используемой мощности (иными словами, в расчете принимается во внимание, что на среднюю используемую мощность будет приходится только 30% от наиболее высокой).

Мощность кондиционера чаще всего находится в диапазоне Qrangeот -5% до +15% расчетной мощности Q.

Как правильно рассчитать требуемую мощность кондиционера?

Произведем расчет мощности кондиционного оборудования для жилого помещения площадью 26 кв.м., с высотой – 275 см. Постоянно в нём находится один человек. В качестве дополнительного оборудования установлены: компьютер, телевизор, холодильник с потребляемой мощностью 165 Вт. Комната располагается на хорошо освещенной солнцем стороне. ПК и телевизор вместе не запускаются, потому что технику использует один человек.

• Первым делом надо произвести расчет притоков тепла от окна, стеновой, потолочной поверхностей, пола. Коэффициент q можно взять 40, потому что комната освещается солнцем.

Q1=S*h*q/1000=26 кв.м.*2,75*40/1000=2,86 кВт.

• Объем притока тепла от одного человека, когда он не находится в движении – 0,1 кВт.

Q2=0,1 кВт.

• После этого надо вычислить притоки тепла от установленной техники. Принимаем во внимание то, что ПК и телевизор не запускаются вместе, поэтому надо учесть только одну единицу техники (ту, которая выделит при работе больше тепла). У ПК уровень выделения – 0,3 кВт. У холодильника тепловыделение – 30% от предельной потребляемой мощности – 0,165 кВт*30%/100%=0,05 кВт.

Q3=0,3 + 0,05 = 0,35 кВт.

• Затем необходимо высчитать расчетную мощность кондиционера:

Q=Q1+Q2+Q3=2,86+0,1+0,35=3,31 кВт.

• Рекомендуемый диапазон мощности Qrange  (от -5% до +15% рассчитанного показателя Q):

3,14 кВт < Qrange< 3,80 кВт.

После проведенных расчетов необходимо подобрать кондиционное оборудование требуемой мощности. В магазинах продаются модели огромного диапазона показателей мощности, но для нашего помещения выберем технику на 3,5 кВт.

Важно понимать, что кондиционеры зачастую обозначаются специальными цифрами – 7, 9, 12, 18, 24. Многие модели имеют обозначения на упаковке с применением этих цифр, отображающих мощность кондиционной техники в БТЕ/час. Это обусловлено тем, что изначально кондиционеры устанавливались и активно эксплуатировались только в США, (а уже затем в других странах мира), где ранее и сегодня применяется британская система мер. Поэтому мощность обозначали в округленных числах – 12000 БТЕ/час, 24000 БТЕ/час. Этими же числами кондиционеры маркировались, чтобы по наименованию модели потребители смогли сразу узнать мощностные показатели техники. Вместе с этим многие современные производители постепенно отказываются от БТЕ/час, применяя для обозначения кВт. В частности, так делает бренд Daikin.

Нужно ли использовать вспомогательные параметры при расчете мощности?

Если требуется рассчитать мощность кондиционера, то вполне можно использовать приведенные выше типовые формулы, что позволит обеспечить высокую точность расчетов. При этом могут применяться и вспомогательные параметры, которые часто не принимаются во внимание, но оказывают заметное влияние на необходимую мощность сплит-системы.

Приток воздуха с улицы от открытого окна

При использовании представленного выше метода расчета предполагается, что установленный кондиционер функционирует при закрытом окне, поэтому дополнительных воздушных притоков помещение не получает. В технической документации к кондиционерам обычно сказано, что рекомендуется эксплуатация техники при закрытом окне – в противном случае уличных воздух начнет формировать дополнительную тепловую нагрузку. Поэтому при необходимости проветривания комнаты надо выключать кондиционер, а затем снова включать. Для потребителей этой крайне неудобно, поэтому многие из них интересуются, как обеспечить беспрерывность работы кондиционера и одновременный приток свежего воздуха.

Чтобы ответить на представленный вопрос, надо понять, почему сплит-системы показывают высокую эффективность работы с приточной вентиляционной системой, но не с открытыми окнами. Суть в том, что вентиляционная система имеет конкретный уровень производительности, поэтому через трубопровод вентиляции в помещении не проникнет больше воздуха, чем задано изначально конструкцией. В связи с этим, рассчитывая мощность кондиционера, данный параметр можно учесть, вставив в формулу.

Если говорить про открытые окна, то об объемах поступающего свежего воздуха говорить нельзя, потому что их практически невозможно рассчитать.

Отчасти проблема разрешается выставлением окна в режим проветривания и закрытием двери в помещение. В этом случае в комнате не будут формироваться сквозняки, а сравнительно малый приток уличного воздуха будет беспрерывно поступать внутрь. Важно отметить, что производители настоятельно не рекомендуют одновременно включать сплит-систему и проветривать комнату, потому что в этой ситуации не гарантируется нормальное функционирование кондиционного оборудования. Если предполагается эксплуатация сплит-системы вместе с приоткрытым окном, то надо учитывать некоторые дополнительные моменты:

• Показатели мощности Q1 необходимо повысить на 20-25%, что позволит компенсировать тепловую нагрузку от уличного воздуха. Показатель в 20-25% получается с учетом однократного вспомогательного обмена воздухом при температуре и влажности уличного воздуха, которые равны 33 градуса и 50% соответственно, и температуре воздуха в помещении в 22 градуса. С помощью калькулятора можно подобрать иную кратность воздухообмена (для жилых комнат надо выбирать значение от 1 до 2).
• Обязательно увеличится электропотребление сплит-системы – примерно 10-15%. Именно из-за увеличенного электропотребления запрещено включать кондиционеры в проветриваемых общественных, административных, торговых и других видах помещений.
• В ряде ситуаций притоки тепла при открытом окне будут чрезмерными (к примеру, если на улице высокая температура воздуха), в связи с чем установленная на определенный температурный режим сплит-система не сможет его поддерживать.

Гарантированные 18-20 градусов

Потребители часто задаются вопросом о том, безопасна ли в принципе эксплуатация кондиционера? Да, это полностью безопасно, но для гарантии сохранения своего здоровья требуется соблюдение некоторых важных правил. В частности, нельзя делать так, чтобы была слишком большая разница между уличной температурой и температурой воздуха в комнате. К примеру, если температура окружающей среды около 36-38 градусов, то в комнате кондиционер надо выставлять на показатели в 26-28 градусов. Но что делать в тех ситуациях, когда нужно в помещении обеспечить меньшую температуру?

В соответствующих СНиП сказано, что в Минске температура воздуха, которую надо брать в расчет летом для использования кондиционеров, составляет 28,5 градусов. Поэтому, если в комнате надо поддержать температуру примерно в 19-20 градусов, то крайне важно, чтобы температура на улице составляла не более 29-30 градусов.

В виду того, что расчеты выполняются с соответствующим запасом, в реальности сплит-система будет с высоким уровнем эффективности поддерживать в комнате нужную температуру в 19-20 градусов, даже если на улице будет 31-32 градуса. Но в тех ситуациях, когда на улице будет действительно жарко (к примеру, вплоть до 40 градусов), мощность сплит-системы для поддержки заданного температурного режима явно не хватит. В связи с этим, всем людям, которые любят прохладу, при расчете мощности кондиционера необходимо повышать рассчитанный ранее показатель Q1 вплоть до 30% (либо меньше).

Последний этаж

В тех случаях, когда помещение располагается на верхнем этаже здания, а над ним не предусмотрено чердачного или иного специального помещения, то тепло от прогретой под солнцем кровли будет поступать непосредственно в комнату. Если кровельная система располагается в горизонтальной плоскости, имеет темный оттенок, то помещение получит еще больше тепла при достаточном солнечном.

Поэтому притоки тепла от потолочной поверхности помещения будут заметно больше, чем учитывается в расчетах. В таком случае надо повышать рассчитанный показатель Q1 вплоть до 20% (процентное значение будет зависеть от уровня нагрева потолочного перекрытия).

Большая площадь остекления

Если помещение имеет множество больших окон и других видов остекления, насколько сильно данное обстоятельство влияет на увеличение или уменьшение количества притоков тепла? Чтобы получить ответ на этот вопрос без проведения дополнительных подсчетов, необходимо учесть особенности обогрева такой комнаты зимой, когда за окном отрицательная температура. Подобное сравнение может использоваться, потому что при изоляции строения не учитывается, где холоднее – на улице или во внутренних помещениях, а притоки и потери тепла определяются исключительно температурными перепадами. В зимнее время температурные перепады между улицей и внутренними помещениями могут составлять около 35-45 градусов. В летнее время перепады значительно меньше – до 15-20 градусов. Потери тепла в зимнее время в 2 раза выше, чем притоки тепла в летние месяцы, но, даже с учетом этом, чтобы рассчитать мощность обогревательного оборудования применяется та же формула, которая используется для расчета мощности сплит-системы – 1 кВт на 10 кв.м.

Это обусловлено тем, что под воздействием солнечного света, который проникает в помещение через остекление, зимой он оказывает помощь в обогреве комнаты, а в летние месяцы сплит-системы затрачивают около половины мощности лишь для того, чтобы компенсировать притоки тепла от солнечного света.

В случае использования типового расчета предполагается, что в помещении установлено только одно стандартное окно с размером остекления не более 2 кв.м. Учитывая уровень освещенности комнаты солнцем, мощность устанавливаемой сплит-системы может варьироваться на 10-15% в разные стороны от средних показателей. Если остекления в комнате много и через него проникает множество солнечных лучей, то показатели рассчитанной мощности кондиционной техники надо увеличивать. В частности, необходимо добавлять следующие значения, чтобы компенсировать наличие дополнительных притоков тепла на каждый м2 площади остекления больше 2 м2:

• при значительном уровне освещенности – 200-300 Вт;
• при среднем уровне освещенности – 100-200 Вт;
• при малом уровне освещенности – 50-100 Вт.

Если помещение располагается на солнечной стороне, то настоятельно рекомендуется повесить шторы светлого оттенка или поставить жалюзи, которые будут уменьшать притки тепла от солнечного света.

Если после изучения вспомогательных параметров было принято решение о значительном повышении мощности приобретаемого кондиционного оборудования, то рекомендуется подобрать подходящую инверторную модель. В подобной технике есть переменная мощность охлаждения, в связи с чем она будет с высоким уровне эффективности функционировать в большом диапазоне теплонагрузок. Стандартные сплит-системы повышенной мощности из-за особенностей работы не смогут сформировать комфортный микроклимат.

Расчет потребляемой мощности и финансовых трат на оплату электричества

После того как будет принято решение о мощности выбранного кондиционера, сразу можно будет определиться с тем, можно ли будет его подключить к стандартной розетке 220 В, либо потребуется протяжка отдельного провода к электрическому щиту. В новостройках проводка и установленные розетки работают с током до 16 А, а в старом жилом фонде – не более 10 А. Чтобы обеспечить максимальную безопасность функционирования кондиционера, требуется, чтобы ток, который он будет потребляться в процессе работы, был примерно на треть меньше предельного возможного. Иными словами, к розетке можно протянуть провод модели, рабочий ток которой составляет не более 11 А. Если к одной линии розеток выполняется подключение сразу двух или нескольких приборов, единиц бытовой техники, то, чтобы рассчитать реальную нагрузку, необходимо сложить мощности всей техники, которая подключена к розеткам одной линии.

Исходный параметр мощности, которая будет потребляться сплит-системой, а также его рабочий ток, указаны в технической документации к оборудованию.

Учитывая потребляемую мощность, можно выполнить расчет расходов на оплату электричества от работы кондиционера. Первый параметр, который надо определить – примерное время работы сплит-системы в день на определенном уровне мощности (к примеру, два часа на полной мощности, три часа на 75% мощности и т. д.). Затем можно высчитать примерное потребление электроэнергии в день, перемножив получившееся значение с общим числом дней в месяце и со стоимостью электричества кВт.ч. Это позволит определить затраты на электричество от работы кондиционера.

Уровень потребления электричества кондиционером находится в зависимости от ряда факторов: установленной потребителем температуры, уровня освещенности комнаты, разницы между уличной и внутренней температурой и т. д.