Как рассчитать и выбрать кондиционер по площади помещения

Устройство и принцип работы кондиционера

В любых кондиционерах имеются основные узлы:

• компрессор;
• испаритель;
• терморегулирующий вентиль — трубопроводный дроссель;
• конденсатор;
• вентиляторы;
• четырехходовой клапан, нужен для переключения режимов (охлаждение – обогрев);
• электронная система управления;
• датчики температуры;
• система фильтров.

Конденсатор, компрессор, испаритель и терморегулирующий вентиль соединяются тонкостенными алюминиевыми или медными трубками, образуя холодильный контур. Внутри этого контура циркулирует хладагент (сейчас это фреоны R-22 и R-410A). Весь рабочий процесс подразделяется на несколько шагов:

• Из испарителя в газообразном состоянии хладагент поступает на вход компрессора. В этот момент давление низкое всего 3–5 атмосфер и температура от +10 до +20 °C. Хладагент сжимается с помощью компрессора до давления 15–25 атмосфер, в результате чего тот нагревается до +70—+90 °C, и поступает в конденсатор.
• Конденсатор интенсивно обдувается и хладагент, остыв, переходит из газообразного состояния в жидкое, выделяя дополнительное тепло. И, проходя через конденсатор, воздух нагревается.
• На выходе конденсатора хладагент в теплом жидком состоянии попадает в длинную тонкую медную трубку, свитую в спираль — терморегулирующий вентиль.
• Давление и температура хладагента на выходе терморегулирующего вентиля сильно понижаются, часть хладагента при этом может испариться.
• Смесь жидкого и газообразного хладагента после дросселирующего устройства с низким давлением поступает в испаритель.
• В испарителе хладагент переходит в газообразную фазу и поглощает тепло, соответственно, воздух, проходящий через испаритель, остывает.
• Далее на вход компрессора поступает газообразный хладагент с низким давлением и весь цикл повторяется.

Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его модели, типа или производителя.

Устройство наружного блока

Наружный блок устанавливается вне охлаждаемого помещения. Помимо фасада здания, это могут быть крыша, лестничные марши и т. д. Внешний и внутренний блок соединены фреоновыми магистралями.

Наружный блок включает в себя компрессор, капиллярную трубку, конденсатор, 4-ходовой клапан, фильтр-осушитель или ресивер, вентилятор. Если это сплит-система, то имеются иные сопутствующие элементы — реле силовой коммутации компрессора, плата управления.

Внешний блок неинверторного кондиционера не имеет электронных блоков, здесь все подключено через кабель к электронике внутреннего блока.

Устройство внутреннего блока

Внутренний блок располагается на стенах, потолке, на полу или встраивается в подвесной потолок. Электроника внутреннего блока управляет параметрами кондиционера:

• взаимодействует с пультом дистанционного управления, который также измеряет температуру в помещении;
• в обычном кондиционере, в соответствии с установленной пользователем температурой, управляет цикличностью включения/выключения компрессора и вентилятора внешнего блока;
• управляет направлением воздушного потока;
• при работе на обогрев периодически переводит кондиционер на охлаждение, чтобы не допустить замораживание радиатора внешнего блока;
• взаимодействие внутреннего и внешнего блоков инверторного кондиционера происходит по цифровому каналу.

Способы расчета мощности

В действительности методик определения холодильной мощности для помещения существует не так уж много:

• С помощью специальных калькуляторов, размещенных на интернет-ресурсах производителей или крупных дилеров, продающих холодильную бытовую технику.
• По квадратуре комнаты.
• По формулам с учетом объема помещения и тепловых источников в нем.
• Теплофизический расчет ограждающих конструкций для летнего времени с учетом дополнительных теплопоступлений.

Из 4 перечисленных методов обычному домовладельцу, желающему подобрать кондиционер для комнаты, доступны первые 3, последний способ достаточно сложен и ним пользуются инженеры – проектировщики в своих расчетах.

Расчет мощности для бытового кондиционера

типы кондиционеров

Почему так важно правильно рассчитать и выбрать кондиционер по мощности (холодопроизводительности)?

Недостаточная оптимальная мощность влечет за собой функционирование прибора в режиме non-stop – он будет пытаться дотянуть до необходимой температуры в комнате. При переизбытке оптимальной мощности кондиционер будет функционировать в режиме постоянного старт/стопа и выдавать слишком сильные потоки охлажденного воздуха, которые не смогут нормально распределяться по всему периметру. И тот, и другой варианты моментально изнашивают компрессор.

Произведя правильный расчет мощности кондиционера после достижения заданной температуры компрессор выключается, а дальше функционирует только комнатный модуль. Как только параметры повысились на пару градусов, через температурные датчики на компрессор поступает команда об этом, и он снова включается.

При покупке бытовой сплит-системы или моноблока можно производить облегченный расчет мощности, учитывая лишь площадь помещения.

Принято считать, что в среднем 1 кВт = 10 м². Следовательно, комната с площадью 17 м² требует холодопроизводительности в 1,7 кВт. Выпускаются кондиционеры с мощностью от 1,5 кВт, но далеко не все производители имеют такие маломощные модели. А следующая величина обычно равняется 2 кВт. Если сторона солнечная, помещение оборудовано большим количеством техники, и регулярно находятся там несколько человек, то лучше отдать предпочтение в сторону больших значений – 2 кВт или 7 БТЕ.

Кондиционеры малой мощности соответствуют следующей таблице значений:

Площадь, м²	Мощность, кВт	Мощность, БТЕ/ч
15	1,5	5
20	2	7
25	2,5	9
35	3,5	12
45	4,5	14-15
50	5,0	18
60	6,0	21
70	7,0	24

Типовой расчет мощности по площади помещения делают по общепринятой схеме:

Q1 = S * h * q / 1000

где Q — мощность при работе на холод (кВт), S — площадь (м²), h — высота потолков (м), q — коэффициент, равный 30 — 40 Вт/м³:

q = 30 для теневой стороны;

q = 35 для нормального попадания света;

q = 40 для солнечной стороны.

Q2 — суммарная величина теплоизбытков от людей.

Теплоизбытки от взрослого человека:

0,1 кВт — при минимальной активности;

0,13 кВт — при небольшой или средней активности;

0,2 кВт — при повышенной активности;

Q3 — суммарная величина теплопритоков от бытовой техники.

Теплоизбытки от бытовых приборов:

0,3 кВт — от ПК;

0,2 кВт — от ТВ;

Для других приборов идет величина в расчете 30% от максимально потребляемой мощности.

Мощность климат-контроля должна быть в диапазоне Qrange от -5% до +15% расчетной мощности Q.

Для чего нужен онлайн калькулятор

Сегодня многие интернет-витрины предлагают такую услугу, как калькулятор расчета мощности кондиционера, по которой легко определяется точная величина хладопроизводительности с учетом всех особенностей помещения. Это очень удобно – даже простой обыватель сможет им воспользоваться без особых знаний в области систем кондиционирования воздуха. Для чего такое умение может понадобиться? Чтобы недобросовестный продавец не пытался ввести в заблуждение человека, пытаясь продать ему залежавшийся на складе прибор не походящей мощности.

В конце статьи можно будет посмотреть видеоматериал с подробной инструкцией о том, как пользоваться калькулятором расчета мощности кондиционера обычному покупателю.

Стоит запомнить, что такие виды типовых подсчетов пригодны только для бытовых и административных помещений с площадью не более 70-80 м², без дополнительного технического оборудования и большой скученности людей на территории

Немаловажное значение еще имеет и виды/типы компрессора. Это тоже учитывают при подборе системы кондиционирования в квартиру или офис

Таким образом, с расчетом мощности кондиционера по площади помещения все ясно – его результаты достаточно условны, а для мульти-систем или централизованных систем кондиционирования в зданиях промышленного назначения они непригодны.

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

Как высчитать мощность при помощи калькуляторов

Если расчетами заниматься у вас нет ни желания, ни времени, то можете воспользоваться услугами некоторых интернет ресурсов, на которых располагаются специальные калькуляторы. По идее, из всех способов этот должен сочетать в себе оптимальное соотношение простота/точность, но на практике не все так однозначно. Мы ведь не знаем, какие алгоритмы заложены в программном коде, не знаем, какие источники тепла учитываются, а какие нет. Некоторые ресурсы по результатам проверки выдают показатели с существенным запасом, что заставит вас переплатить при покупке.

Калькулятор расчета мощности кондиционера по площади помещения

Перейти к расчётам По этим причинам, мы советуем пользоваться калькуляторами только для приблизительных подсчетов. Если вас не «пугает» запас мощности, то калькуляторы помогут вам быстро рассчитать и уровень вентиляции и прочие характеристики, о которых вы и не задумывались.

Также эти ресурсы помогут выбрать тип кондиционера в зависимости от помещения, в котором он будет установлен.

Мощность охлаждения кондиционеров

Для определения площади охлаждения агрегата используется такой параметр, как мощность охлаждения, сокращенно МО. Очень часто потребители путают его с потребляемой мощностью, что и приводит к заблуждениям при выборе техники. Обычно мощность охлаждения превышает потребление энергии в несколько раз. Соотношение этих параметров выражает EER – энергетическую эффективность кондиционера. Стандарт для устройств бытового назначения может варьироваться в пределах 2,5-4.

Разнообразие видов кондиционеров

Определить МО можно несколькими способами:

1. Самый простой – изучить маркировку от производителя, сопоставив данные с параметрами комнаты (площадь), о чем мы расскажем чуть позже;
2. Не более сложный вариант – применить специальный калькулятор, который можно отыскать в интернете;
3. Используя формулы, учесть все источники тепла в помещении, сопоставив их с объемом;
4. И самый сложный метод, близкий к научному подходу – учесть источники тепла, дающие энергию в комнату извне, а также теплофизические свойства предметов, находящихся в помещении.

Конечно, никто не будет пользоваться последним способом в виду его сложности, да и не требуется нам такая точность – а вот сопоставить данные прибора не с площадью, а объемом помещения будет в самый раз. Методологию расчета мы разберем далее.

Если кондиционер не справляется с охлаждением, это начинает доставлять кучу неудобств

Что же будет, если мощность кондиционера подобрать неправильно? Тут все зависит от того, в какую сторону вы ошиблись. Если мощности недостаточно, то аппарат не будет справляться с охлаждением, нужной температуры так может и не установиться, так как источники тепла активно противодействуют процессу. Сам кондиционер при этом будет работать на износ – он перегревается, что чревато преждевременными поломками. Все это приводит к дополнительным тратам на ремонт и обслуживание устройства.

Когда кондиционер, наоборот, мощнее, чем нужно, он не будет использоваться на весь его потенциал. Соответственно, вы переплатите за покупку и установку. Такой прибор в небольшом помещении будет создавать много шума. Последствия не такие, как в первом случае, но неприятные моменты всегда остаются таковыми.

Важно подобрать кондиционер правильно

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.

Способы подсчета

Методов для расчета есть несколько.

1. Рассчитать мощность кондиционера можно, воспользовавшись специальным калькулятором, который находится на интернет-ресурсе разработчика.
2. Расчет осуществляется по квадратуре помещения.
3. Рассчитать мощность техники можно по формуле с применением данных площади комнаты и источника теплого воздуха в нем.
4. Расчет теплопритока защитного построения для летнего периода с применением дополнительного поступления теплого воздуха.

Последним обычно пользуются инженеры, которые занимаются строительными проектами.

Необходимые условия

Во время расчета мощности кондиционера учитываются такие факторы:

• этаж дома;
• присутствие окон нестандартной формы;
• местонахождение устройства;
• частота проветривания помещения;
• число бытовой техники в доме или офисе;
• высота потолка, перекосы и т. д.

Расчет по квадратуре

Суть этого расчета силы кондиционера такова: если высота потолков в здании до 3 м, то на 1 квадратный метр должно выходить 100 Вт энергии холода. Поэтому для площади в 20 м2 необходим кондиционер мощностью 2 кВт. Когда потолки выше, чем 3 м, производительность холода берется не 100 Вт, а больше. Наглядная таблица:

Размер потолка	Холодильная сила
От 3 до 3,4 м	120 Вт/м2
3,4–4 м	140 Вт/м2
Больше 4 м	160 Вт/м2

Кроме этого, необходимо добавить к числу холода на весь размер помещения силу восполнения теплового прихода от людей, которые часто бывают в помещении, а также — от работающей техники. Рекомендовано принять число поступления теплоты:

• 1 человек – 300 Вт;
• 1 единица техники – 300 Вт.

Это означает, что в здании на 20 м2 всегда есть 1 человек, который трудится целый день за компьютером, и поэтому к приобретенным 2 кВт добавляют 600 Вт. В результате получается 2,6 кВт.

Расчет мощности по квадратуре и количеству людей

Расчет по объему

Расчет мощности кондиционера можно подсчитать по отдельному числу холода при параметрах помещения от 1 м3. Для правильного расчета силы кондиционера нужно брать отдельные данные, которые равны:

• в темных комнатах – 30 Вт/м3;
• среднего освещения в здании – 35 Вт/м3;
• светлый участок здания – 40 Вт/м3.

Потребная мощность для восполнения поступления тепла через строительные строения рассчитывается по такой формуле: Q1 = q x V, где V – параметры помещения в м3.

Насчет техники, то здесь цифра зависит от ее особенностей. Если это компьютер, то нужно прибавить 250–300 Вт. От любой другой техники — в размере 30% от количества потребляемой энергии. После этого можно все подсчитать по формуле. Для того чтобы определить необходимое значение, к объему помещения добавляют число людей и техники (Q = Q1 + Q2 + Q3).

Светлые комнаты требуют большей мощности прибора

Завершающий этап выбора

Число, которое получилось по формуле выше, является неокончательным. Согласно инструкции использования устройства, его запрещено держать включенным целый день. Чтобы сила работы была минимальной, а прибор смог прослужить еще долгие годы, необходимо запастись вспомогательной мощностью кондиционера.

Практически всегда она берется в числе 15–20% от расчетной величины кондиционера. Большинство разработчиков изготовляют линейки приборов согласно правилам градации, которую приняли в США. Они указываются в БТЕ. Поскольку градация стартует с отметки 7, значит это 7000 БТЕ или 2,1 мощность кондиционера в кВт.При помощи таблицы ниже можно выбрать кондиционер с подходящей мощностью для определенных параметров площади помещения.

БТЕ	7	9	12	18	24
Расчет мощности кондиционера	2,1	2,6	3,5	5,2	7
Площадь здания м2	До 20	20–25	25–35	35–50	Больше 50

Прежде чем покупать систему кондиционирования, необходимо знать, что, в отличие от других отопительных и охладительных систем, используемая энергетическая мощность кондиционера не отвечает силе холодильной. В момент расчета силы кондиционера неопытных людей полученная цифра может сильно смутить. Поэтому стоит знать, что сведения холодильных устройств действенны из-за формирования парообразования и конденсата фреона. Сплит-системы затрачивают в несколько раз меньше мощности, чем указано у производителя на упаковке, поэтому не стоит удивляться полученным маленьким цифрам.

Что лучше: мобильный кондиционер или сплит-система?

Обычно под словом «кондиционер» подразумевают сплит-систему, устройство из внутреннего и наружного блока, которые соединены между собой трубами с газообразным хладагентом. Именно этот вариант наиболее популярен из-за своей высокой эффективности.

Пожалуй, основной минус сплит-системы — сложность монтажа. Для ее установки надо вызывать специалиста, а в пик сезона его ожидание может занять около месяца, а то и больше. Кроме того, может понадобиться согласование установки внешнего блока на доме и вывод дренажа в ливневую канализацию. Установка обойдется в круглую сумму, а иногда потребует даже выезда промышленных альпинистов. 

Зато сплит-система тихо работает, быстро охлаждает воздух и поддерживает выбранную температуру в помещении.

Сплит-система Royal Clima RC-G25HN

Мобильный кондиционер или моноблок больше подходит для загородного дома или офиса. Вызывать специалистов для его установки не потребуется – устройство можно поставить куда нужно и вывесить воздуховод в открытое окно. Но если на улице шумно, понадобятся специальные накладки на окна, которые зимой пропускают в дом холод.

Мобильный кондиционер Ballu BPHS-08H

А еще из открытого окна в помещение летом попадает теплый воздух, за счет чего эффективность охлаждения снижается, а  расход электроэнергии увеличивается. Так что для дома этот вариант хорош только при невозможности поставить сплит-систему, например, в съемной квартире или историческом здании.

В остальных случаях мы рекомендуем всё-таки озаботиться покупкой и установкой сплит системы — о таком кондиционере дальше и пойдет речь.

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.

Примеры расчета и подбора кондиционера

Ниже приведен простой пример расчета МО кондиционера.

Исходные данные:.

• Площадь помещения составляет 30 кв. м.
• Один человек живет в комнате, и
• оборудован бытовой техникой (компьютер, телевизор, холодильник) с потребляемой мощностью 165 Вт.
• Комната тускло освещена.

• Q1 = S * h * q / 1000 = 30 кв. м * 2,70 м * 30/1000 = 2,45 кВт
• Рассчитайте тепловую отдачу устройства. Компьютеры и телевизоры работают в разное время, поэтому мы берем тот, который выделяет больше всего тепла. Например, компьютер — 0,3 кВт. расчет: 0,165 кВт х 0,3 = 0,05 кВт.
• Потребление тепла одним человеком — Q2 = 0,1 кВт.
• Теперь рассчитайте общее количество тепла, потребляемого приборами. Прибавим к максимальному энергопотреблению холодильника тепло, выделяемое компьютером. Расчет: 0,05 кВт + 0,3 кВт = 0,35 кВт, что означает, что Q3 = 0,35 кВт.
• Далее рассчитайте оптимальную мощность оборудования, используя следующее уравнение: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 2,45 кВт + 0,1 кВт + 0,35 кВт = 2,9 кВт.

В этом случае оптимальная мощность кондиционера составляет 2,9 кВт. Выберите наиболее близкий вариант с помощью стандартного набора отдельных блоков с различными параметрами МО.