Как сделать расчет мощности кондиционера

Умелый расчет мощности кондиционера – залог эффективной, бесперебойной работы и долговечности климатической техники. Выбор мощности основывается на габаритных размерах помещения и сопутствующих факторах, способствующих накоплению теплового излучения.

Учет всех параметров и нюансов работы позволяет обеспечить оптимальный запас мощности, но при этом не переплачивать за сверхпроизводительность сплит-системы.

Но как правильно произвести необходимые расчеты? Подробно рассмотрим этот вопрос в нашей статье. Кроме двух способов расчета мощности рассмотрим и другие важные критерии, влияющие на выбор кондиционера.

О чем говорят значения мощности в документации?

В технической документации на кондиционеры указывается два или три типа питания. Показатели характеризуют различные параметры работы: мощность охлаждения и обогрева, а также потребляемую сплит-системой электроэнергию.

Разброс указателей может ввести в заблуждение. В электрических нагревательных устройствах, таких как котел или обогреватель, тепловая мощность соответствует потребляемой энергии. В случае с кондиционером эти параметры другие.

Сплит-комплекс, в отличие от радиатора, не преобразует электричество напрямую, а использует его для работы теплового насоса. Последний способен перекачивать гораздо больше тепловой энергии, чем затрачиваемой электроэнергии.

Холодопроизводительность указана в кВт, диапазон значений для бытовых приборов 2-8 кВт. Кроме того, многие производители в своих технических описаниях используют британское обозначение — БТУ (BTU).

Холодопроизводительность сплита должна соответствовать условиям эксплуатации. В противном случае нормализация микроклимата до нужной температуры станет невыполнимой задачей для кондиционера и отключения техники.

Возможны два сценария:

• низкий КПД – работа агрегата на пределе;
• избыточная мощность – увеличение количества пусков/остановок, что негативно сказывается на электродвигателе.

Способность обогреть помещение характеризует мощность обогрева сплита. Теплопроизводительность всегда немного выше, чем холодопроизводительность. Разница между показателями – это соотношение тепловых потерь по пути прокачки фреона в режиме охлаждения и обогрева.

Показатель тепловой мощности особенно важен, если кондиционер предполагается использовать в качестве источника обогрева в межсезонье. Сплит-комплекс во много раз эффективнее электрического обогревателя. Здесь мы рассказали о функциях сплит-системы отопления.

На 1 кВт потребляемой электроэнергии современные кондиционеры вырабатывают около 3,6-5,5 кВт тепла. Этого объема достаточно для обогрева жилой площади 36-55 кв м соответственно

Значение BTU и расшифровка маркировки

BTU/BTU – британская тепловая единица измерения тепловой энергии. Значение представляет собой количество тепла, используемого для нагревания одного фунта воды на градус Фаренгейта.

Именно эта единица выражает охлаждающую способность технологии кондиционирования воздуха и часто присутствует на этикетках продуктов.

Соотношение между Вт и БТЕ/ч:

• 1 БТЕ/ч ≈ 0,2931 Вт, для удобства расчетов используется 0,3 Вт;
• 1 кВт ≈ 3412 БТЕ/ч.

Кондиционер — американское изобретение, использующее западную систему мер. Для практичности и наглядности отображения было принято решение унифицировать мощность охлаждения и выразить ее круглыми числами, например: 7000 БТЕ/ч, 9000 БТЕ/ч и так далее

Сплит-модели имеют соответствующие названия: «семерка», «девятка» и т д. Таким образом, кондиционер LG GO7ANT относится к маломощным агрегатам — «семеркам». Его мощность составляет 2,1 кВт

Поняв цифровую маркировку в маркировке оборудования, можно будет примерно определить, для какого помещения предназначен кондиционер.

Электропотребление и оценка энергоэффективности

Как было сказано выше, помимо мощности охлаждения и обогрева, в паспорте сплит-системы указывается энергопотребление. Значение определяет потребление энергии. Рекомендуем ознакомиться с правилами расчета потребления электроэнергии и способов ее экономии.

Однако более информативны коэффициент энергоэффективности и класс.

EER и COP — показатели энергоэффективности кондиционера в режиме охлаждения и обогрева соответственно. Значение рассчитывается путем деления мощности охлаждения или обогрева на потребляемую мощность

По сути, коэффициенты EER и COP показывают количество холода/тепла, произведенного с 1 кВт электроэнергии. Чем выше их численное значение, тем выше эффективность климатической системы и ниже уровень энергопотребления.

Это означает, что при EER = 2,5 кондиционер потребляет Q/2,5 электроэнергии при максимальной холодопроизводительности. Умножив результат на период работы, можно узнать суточный расход энергии.

На основе EER сплиты классифицируются по классам энергоэффективности. К категории «А» относятся самые экономичные агрегаты, к группе «Г» относятся кондиционеры с наибольшим энергопотреблением.

Есть три дополнительных класса премиум, которые характеризуют энергосберегающую технологию кондиционирования воздуха. Достойным представителем группы А+++ является комплекс совместного использования МСЗ-ЛН60ВГР производства Mitsubishi Electric

Методики самостоятельного расчета мощности

Существует несколько способов расчета эффективности разделения. Самый простой, но недостаточно надежный – расчет по площади. Более точным является метод теплотехники, учитывающий конструктивные особенности помещения и общую погонную теплоту.

Вариант #1 — выбор кондиционера по площади обслуживания

Определить примерную мощность устройства можно без математических расчетов, ссылаясь на практический критерий оценки – площадь помещения.

средняя холодопроизводительность сплита составляет 1 кВт на 10 м2 служебного помещения. Настоящий стандарт распространяется на жилые помещения с высотой потолков 2,5-3 м.

Так, при расчете мощности кондиционера площадь обслуживания следует разделить на 10. Например, для помещения площадью 22 м2 подойдет модель мощностью 2,2 кВт. Полученное значение соответствует «семи» по системе БТЕ.

Номинальная мощность увеличивается на 20% в следующих случаях:

• расположение комнаты на солнечной стороне дома;
• наличие панорамных окон;
• размещение большого количества оргтехники, электроприборов.

Если в помещении проживает или работает много людей, необходимо предусмотреть резерв холодопроизводительности 20.

При выборе кондиционеров для просторных помещений от 60 м2, промышленных или коммерческих объектов прямая зависимость холодопроизводительности от поверхности уже не работает

Из-за внушительных размеров, возможной угловатости и кривизны воздушные потоки распределяются неравномерно. В этом случае целесообразно устанавливать разделенные многосистемные комплексы.

Вариант #2 — использование теплового расчета

Расчет на теплотехнику считается более точным, учитывающим конструктивные и эксплуатационные особенности здания. Далее рассмотрим типовую формулу, используемую для расчетов.

Определяющие факторы:

• размеры помещения: площадь и точную высоту;
• число людей;
• назначение помещения: спортзал, активная работа, отдых и т.п.;
• источники тепла, бытовая/офисная техника;
• наличие утепленных фасадов и крыш.

Основной упор при оценке мощности кондиционера делается на суммарный прирост тепла.

Предлагаемый метод тепловых расчетов применим для офисов, отдельных помещений в частных домах и квартир в капитальных домах. Ограничения по площади — 70 кв.м

Чем больше тепловой поток, тем выше должна быть раздельная холодопроизводительность.

Типичная формула:

Q = Q1 + Q2 + Q3,

Где: Q — общая холодопроизводительность; Q1 – теплопритоки от конструктивных элементов помещения; Q2 — поступление тепла от людей; Q3 — технология отвода тепла.

Шаг #1 — вычисление Q1

Избыток тепла помещения определяется следующим образом:

Q1 = V * г,

где: V — кубатура обслуживаемых помещений, вычисляемая как произведение площади на высоту потолков; g — расчетный коэффициент теплопередачи.

Значение показателя g зависит от ориентации окон и уровня естественной освещенности помещения:

• 40 — солнечная сторона, интенсивное солнечное освещение, характерное для южной, юго-западной и юго-восточной ориентаций;
• 35 — умеренная освещенность восточной, северо-западной и западной сторон;
• 30 – преобладание затенения днем ​​наблюдается в помещениях, окна которых выходят на север или северо-восток.

Как видите, на солнечной стороне будет самый высокий коэффициент теплоотдачи.

Шаг #2 — определение Q2

Теплопродукция человека зависит от его возраста и подвижности.

Для взрослого человека характерны следующие показатели тепловыделения:

• в режиме ожидания — 80 Вт;
• легкая работа, умеренные нагрузки – 125 Вт;
• активная деятельность — 170 Вт.

При тяжелой работе и интенсивных спортивных нагрузках тепловыделение достигает 250 Вт.

Для более достоверной оценки теплопритоки детей до 12 лет принимают с коэффициентом 0,5, до 17 лет — 0,75

Однако такой подход оправдан при выборе сплит-системы для детских учреждений. Кондиционер покупается впрок, поэтому для семьи теплоотдачу детей следует приравнять к показателям «взрослых.

Для квартирной системы охлаждения параметр Q2 определяется произведением количества жителей на среднюю величину тепловыделения — около 110 Вт.

Шаг #3 — расчет Q3

Избыток тепла от электроприборов рассчитывается по формуле:

Q3 = Н*м*я,

Где:

• N – мощность устройства;
• m – количество бытовых приборов;
• и скорость преобразования электричества в тепло.

В расчетах необходимо учитывать частоту использования оборудования в течение суток с учетом круглосуточной работы как агрегата.

В таблице приведены коэффициенты передачи энергии для различных устройств. Дополнительные значения теплопритока: ТВ — 0,2 кВт, ксерокс, компьютер — 0,3 кВт, другие осветительные/бытовые приборы — 30% от номинальной потребляемой мощности

Суммируя общую величину теплопритоков, можно определить мощность кондиционера. Допускается превышение холодопроизводительности аппарата на 15 % от расчетного показателя или ее уменьшение — не более чем на 5%.

Пошаговые вычисления мощности оборудования

Для начала посчитаем требуемую мощность оборудования для конкретного помещения площадью 24 кв.м. А потом рассмотрим, в каких ситуациях применяются исправления.

Расчет мощности для конкретного помещения

Расчетные данные для определения эффективности секционирования:

• площадь комнаты – 24 м2, высота потолков – 2,8 см;
• комната со стандартным окном на юг;
• количество жителей — 2 человека;
• оборудование: компьютер, телевизор, холодильник (0,3 кВт), лампочка (0,1 кВт).

Возможна одновременная работа перечисленных электроприборов.

Шаг 1 — определить поступление тепла от окон, пола, стен и потолка.

Q1 = 24 * 2,7 * 40 = 2592 Вт

Полученное значение можно смело округлять до 2,6 кВт. В расчетах используется коэффициент g = 40, так как помещение хорошо освещено.

Шаг 2 — расчет поступлений тепла от людей. Примем теплопродукцию взрослого человека за 110 Вт.

Q2 = 2 * 110 = 220 Вт или 0,22 кВт

Шаг 3 — рассчитываются теплопоступления от устройств для каждого типа устройств с учетом коэффициента преобразования мощности:

• компьютер — 0,3 кВт;
• тВ — 0,2 кВт;
• электрическая лампа – 90 Вт (100 Вт*0,9);
• холодильник — 100 Вт (300 Вт*0,3).

Q3 = 300 + 200 + 90 + 100 = 600 Вт или 0,6 кВт

Шаг 4 — Рассчитайте холодопроизводительность кондиционера.

Q = 2,6 + 0,22 + 0,6 = 3,42 кВт

Для сравнения можно сделать примерный подбор кондиционера только по поверхности, без учета количества жителей и теплообеспеченности. Для площади 24 м2 ориентировочная холодопроизводительность должна быть 2,4 кВт, с учетом хорошего освещения – 2,4*1,2=2,88 кВт.

По исходным параметрам рекомендуется выбирать кондиционер мощностью в пределах 3,3-3,9 кВт. Это значение соответствует «двенадцати» делениям — их КПД составляет 3,5-3,5 кВт

В этой ситуации результаты расчетов двумя методами различаются. Приоритет — «тепловой» расчет. Холодопроизводительность кондиционера должна компенсировать любые возможные поступления тепла.

Учет особых условий эксплуатации

Описанный выше метод в большинстве случаев не требует коррекции и дает точный результат.

Особого внимания заслуживают:

• необходимость регулярного проветривания;
• расположение помещения на верхнем этаже;
• жаркий климат региона;
• большая площадь остекления.

Рассмотрим все эти случаи более подробно.

Приток свежего воздуха

В документации для общих систем обычно указано, что работа устройства с открытыми окнами нежелательна.

Приток наружного воздушного потока, поступающего в помещение, вызывает непредвиденную тепловую нагрузку на климатические устройства. Объем свежего воздуха не нормируется и заранее сложно предсказать оптимальный запас мощности

Для поддержания нормального микроклимата без постоянного перемещения створки можно оставить окно для микропроветривания или установить приточный клапан. Оба варианта не провоцируют сквозняков при закрытой входной двери.

При эксплуатации дровокольного станка в условиях слабой вентиляции необходимо учитывать следующее:

1. Для компенсации дополнительной тепловой нагрузки увеличьте коэффициент Q1 на 20% при расчете мощности кондиционера%.
2. Потребление электроэнергии в сплит-режиме увеличится до 15%.

В жаркую погоду не надейтесь на свой запас хода. При значительных теплопритоках кондиционер не будет обеспечивать нужную температуру.

Верхний этаж жилого помещения

В мансардах и квартирах на верхних этажах без чердака тепло отапливаемой кровли передается внутрь помещений. Ситуация усугубляется наличием плоских крыш темного цвета.

Для компенсации теплопритоков с кровли предусмотрен резерв холодопроизводительности – при определении мощности кондиционера значение Q1 умножается на коэффициент 1,15-1,2

Жаркий климат региона

Одним из принципов безопасного использования кондиционера является соблюдение допустимой разницы температур внутри и снаружи здания. Предельное значение 10°С. Например, если за окном 35°С, рекомендуемая температура в помещении не ниже 25°С.

Номинальная мощность сплит-комплексов указана с учетом эксплуатации в условиях до 31-33°С. При увеличении показателя до 40°С и более охлаждающей способности прибора недостаточно для поддержания желаемых 18-20°С.

С учетом климатической предрасположенности к жаркому лету и собственных предпочтений по уровню холода расчеты должны дополнительно увеличить показатель Q1 на 20-30%.

Большие окна в помещении

Типовая формула предполагает наличие в комнате одного окна стандартных размеров – до 2 кв.м. Несколько оконных проемов или панорамная конструкция увеличивают неучтенные поступления тепла.

Из-за повышенного влияния светового потока, протекающего через окна, в теплое время года климатическая техника использует половину своей мощности для компенсации солнечного тепла

Холодопроизводительность регулируется из расчета на каждый квадратный метр дополнительного остекления:

• + 200-300 Вт — на солнечной стороне;
• +100-200 Вт – умеренное солнечное освещение в помещении;
• +50-100 Вт — преимущество затенения.

Легкие жалюзи или занавески помогут уменьшить нагрев от солнца.

Дополнительные критерии выбора кондиционера

Помимо мощностных характеристик системы и класса энергоэффективности перед покупкой следует определиться со следующими параметрами:

• тип кондиционера;
• принцип работы агрегата;
• функциональность;
• компания производителя.

Рассмотрим подробнее каждый из этих критериев.

Критерий #1 — вид кондиционера

Для домашнего использования используются моноблоки и сплит-системы. К первой категории относятся оконные модели и компактные портативные устройства. Кондиционеры, встроенные в окно, утратили былую популярность.

На смену им приходят более современные модификации, лишенные недостатков предшественников: громкая работа, пониженное освещение из-за захламленности окон, ограниченный выбор локаций

Неоспоримые преимущества «оконных кулеров»: дешевизна и простота обслуживания. Такой агрегат больше подходит для сезонного использования на даче, чем для жилья.

Мобильные моноблоки оснащены гибким воздуховодом, отводящим тепло на улицу. Мобильный кондиционер – лучшее решение для съемного помещения. В этой статье мы дали оценку лучшим мобильным моделям.

Преимущества мобильного моноблока: возможность транспортировки, простота установки. Минусы: большие габариты, высокий уровень шума, «привязка» к выходному каналу

Сплит-системы, безусловно, занимают лидирующие позиции среди домашних климатических комплексов.

В зависимости от формы исполнения выделяют две категории деления:

1. Дуплексная конструкция. Пара модулей соединена замкнутой линией фреона. Комплекс прост в эксплуатации и практически бесшумен. Возможны различные варианты конструкции внутреннего блока, корпус не занимает полезную площадь в помещении.
2. Мультисистема. Наружный модуль обеспечивает работу от двух до пяти внутренних блоков.

Использование мультикомплекса позволяет задавать разные параметры кондиционирования в отдельных помещениях.

Недостатком системы отопления является зависимость внутренних блоков от одного наружного блока. В случае поломки все помещения останутся без охлаждения

Критерий #2 — принцип работы

Существуют обычные и инверторные модели.

Порядок действий для традиционной сплит-системы:

1. При повышении температуры включается кондиционер.
2. После остывания до обозначенного коридора прибор выключается.
3. Рабочий цикл включения/выключения повторяется непрерывно.

А вот инверторный кондиционер работает более «плавно». После запуска помещение остывает, но прибор продолжает работать на пониженной мощности, поддерживая нужную температуру.

Инверторный вариант сплиттера на 30-40% экономичнее обычного кондиционера. Значение энергоэффективности EER некоторых моделей достигает значений до 4-5,15

Благодаря отсутствию «резкой» цикличности инверторные кондиционеры тихие и долговечные.

Вы тоже не знаете, что лучше выбрать – инвертор или обычный кондиционер? В таком случае рекомендуем ознакомиться с их основными отличиями, а также преимуществами и недостатками каждого варианта.

Критерий #3 — функции и бренд

Производители, стремясь завоевать расположение покупателей, оснащают сплит-системы дополнительными опциями.

Хорошо, если кондиционер имеет следующие функции:

• распределение воздушного потока через вентилятор;
• автоматическое восстановление настроек устройства;
• удаленный;
• встроенные часы.

Еще одна желаемая пользователями функция кондиционера – приток свежего воздуха. Многие производители предлагают такие модели.

К

ондиционеры популярных брендов представлены широким модельным рядом в различных ценовых категориях – от бюджетных эконом-класса до систем деления премиум-сегмента

Немалую роль в выборе играет производитель оборудования – чем лучше репутация бренда, тем выше показатели качества и надежности оборудования.

В рейтинге ведущих производителей доминируют иностранные компании: Daikin, LG, Sharp, Hitachi, Panasonic и General Climat. В следующей статье мы рассмотрели лучшие модели кондиционеров.

Выводы и полезное видео по теме

Практические рекомендации специалиста помогут определить мощностные характеристики кондиционера:

Поняв принципы расчета эффективности систем кондиционирования, можно будет самостоятельно определить диапазон допустимой мощности.

Окончательный расчет соответствующих параметров лучше доверить профессионалам – опытный специалист учтет все нюансы эксплуатации и подберет оптимальную модель кондиционера.

Вам нужен кондиционер, но вы не хотите перебарщивать с мощностью и выбирать недостаточно эффективное оборудование для своей квартиры/дома? Может быть, у вас остались вопросы по расчетам или вы хотите уточнить какие-то нюансы? Спрашивайте совета в комментариях — наши специалисты и компетентные посетители сайта постараются разъяснить все моменты.