Расчет и определение мощности кондиционера по площади помещения

Характеристики кондиционера

В технической документации производители указывают несколько показателей мощности: при работе на охлаждение, обогрев и, собственно, расход электроэнергии. Первые две характеристики не берутся при расчете того, сколько будет потреблять кондиционер, на их основании выбирают подходящий агрегат, чтобы он справлялся с поддержкой микроклимата в помещении заданной площади и объема.

Как самостоятельно почистить кондиционер

Кондиционер потребляет приблизительно в 3 раза меньше мощности охлаждения. Вот эту цифру как раз и используют при расчете энергопотребления. В среднем она составляет не 2-3 киловатта, а всего лишь 0,8, что меньше, чем у утюга или электрочайника, но больше, чем у компьютера или плазменного телевизора.

Как рассчитать мощность кондиционера?

Расчет потребления электроэнергии кондиционером зависит от многих показателей, в том числе от:

1. количества квадратных метров в помещении;
2. чиcла людей и домашних питомцев, проживающих в комнате;
3. теплоизоляции помещения;
4. степень поступления солнечных лучей в помещении;
5. объемных характеристик кондиционируемой площади;
6. геометрии и конфигурации;
7. количество и мощность электроприборов в помещении:
8. наличия и количества дверных и оконных проемов.

Для того, чтобы определить требуемую мощность прибора, используются специальные расчетные формулы, которые измеряют тепловую энергию в ваттах.

Специалисты, работающие в данной отрасли, придерживаются мнения, что общий стандарт рекомендуемой мощности воздушного охлаждения на каждые 10 квадратных метров площади составляет 1кВт. Также на каждого проживающего там человека добавляется еще 0,1 кВт.

Способы расчета

Профессионалы различают точный и приблизительный расчет мощности кондиционера. Сначала производят приблизительный расчет, а уже на месте установки делают окончательную доработку. Следует заметить, что корректными расчеты могут считаться только для одного помещения. В том случае, когда устройство должно обслуживать смежные комнаты, неизбежно возникает перекос температурного режима и проветривания: вблизи от кондиционера гуляет сквозняк, а в отдаленных местах сохраняется духота.

Также нужно учитывать, что совершенные вычисления являются актуальными исключительно для средних, до 70-80 квадратных метров, помещений в зданиях капитальной постройки: коттеджей, городских квартир в многоэтажных домах, офисов.

Метод расчета мощности охлаждения содержит показатель Q, который основан на суммировании всех возможных источников тепла:

Q = Q1 + Q2 + Q3,

Первый показатель Q1 — это тепло, входящее в помещение от окна, потолка, стен и пола. Рассчитываем по формуле: Q1 = S * h * q / 1000, где

h — высота помещения (м);

S — площадь помещения (кв. м);

q — вариативный коэффициент, который колеблется между 30 – 40 Вт/ м?:

1. средняя освещенность = 35;
2. затененное помещение — q = 30;
3. светлые помещения с большим количеством солнечных лучей q = 40.

Второй показатель Q2 – это теплопритоки от присутствующих в кондиционируемом помещении людей:

1. пассивное состояние — 0,10 кВт;
2. при ходьбе — 0,13 кВт;
3. при совершении активных действий — 0,20 кВт.

Q3 – это генерируемые бытовой техникой теплопритоки в суммарном выражении:

0,3 кВт — величина, получаемая от персонального настольного компьютера;

0,2 кВт — величина, получаемая от жидкокристаллического телевизора.

Специалисты по установке кондиционеров учитывают все электроприборы, находящиеся в помещении. Считается, что любой агрегат выделяет во внешнюю среду треть потребляемой мощности.

Итак, начинаем расчет мощности кондиционера. Он состоит и нескольких этапов:

• Определяем высоту потолка. Если этот параметр является стандартным 2,50-2,70 метра, то формула не требует корректировки.
• Определяем площадь помещения. Тут все, как всегда: ширину комнаты умножаем на ее длину.

Теперь рассчитываем:

Q (теплопритоки) = S (площадь помещения) * h (высота помещения) * q (средний коэффициент 35 — 40 Вт/кв. м).

Дано: помещение площадью, например, 20 квадратных метров и с потолком на высоте 2,7 метра, окна с южной стороны, проживают или часто бывают 3 человека, при этом в комнате имеется торшер с одной лампочкой и плазменный телевизор, производим расчет:

Q суммарное =20х2,7х40+3х130+200+300= 2100+390+500=2990вт

Ответ: Мощность охлаждения должна равняться 2.99 кВт или 2990 Вт

Чтобы подобрать оптимальную модель техники на данное помещение, следует ориентироваться на мощность несколько выше, например, кондиционер с параметром мощности на 3,5 кВт.

Что касается энергопотребления, то это не значит, что мощность кондиционирующего устройства будет находиться в прямой зависимости к уровню потребляемой электроэнергии. Совсем наоборот, данный прибор съест в два, а то и в четыре раза меньше электричества. Например, подобранная модель с мощностью 3,5 кВт потребует не более 1,5 кВт электричества.

Итак, на помещение в 20 квадратных метров будет оптимальной покупка кондиционера линейки Fujitsu General с указанной мощностью.

В том случае, когда расчет делается для производственного помещения или большого офиса со множеством работников, лучше обращаться к специалистам, потому что там нужно учитывать влияние и других существенных параметров.

Если расчет не получается выполнить самостоятельно, то всегда можно воспользоваться услугами виртуального калькулятора, расчеты которого оказываются верными в 99% случаев. Просто введите туда все требуемые размеры, характеристики и количества единиц, и вы получите результат в виде рекомендации.

Расчет мощности охлаждения кондиционера по объему помещения

Теперь мы рассмотрим более сложные, но в то же время более точные способы расчета. Давайте разберем, каким образом можно подобрать мощность кондиционера, исходя из фактического объема комнаты. В данном случае мы будем использовать уже не квадратные метры, а удельный параметр холода на 1 кубический метр (1 м³). Также задействуется удельная мощность — она обозначается как q. Ее значение может варьироваться в зависимости от световых условий, которые преобладают в помещении. Так, если комната затененная, q составит 30 Вт/м³, если освещенность средняя — 35 Вт/м³, а если окна помещения выходят на солнечную сторону – 40 Вт/м³.

Специфические параметры

Предела совершенству нет — как его не существует и для точности расчетов. Даже проделав все описанные выше манипуляции, вы получите результат с весомой погрешностью. Инженерный подбор климатического оборудования учитывает следующие дополнительные параметры:

• Толщина стен и перекрытий, а также материал, из которого они изготовлены;
• Этаж, на котором расположена комната;
• Фактор наличия нестандартных окон – например, панорамного остекления или стеклянной крыши;
• Типы окон, их энергоэффективность;
• Инфильтрация внешнего воздуха — частота проветривания помещения.

Последний пункт, связанный с поступлением в помещение наружного воздуха, следует разобрать более детально.

Если вы откроете окно жарким летним днем, то, естественно, в комнату будет поступать нагретый солнцем воздух. В случае если кондиционер в этот момент будет работать, он получит дополнительную тепловую нагрузку — фактически, начнет работать на охлаждение улицы. Именно поэтому в инструкциях к сплит-системам вы найдете пункт про необходимость закрывать все окна перед началом работы устройства.

Довольно часто пользователи действуют так: сначала включают кондиционер, затем, выключив его, приоткрывают окно. В помещении снова становится жарко, и тогда они запускают режим вентиляции воздуха. Очевидно, что такой подход не может быть эффективным — помещение постоянно нагревается и охлаждается, и комфортная температура не может быть достигнута.

Еще один популярный пример — работа сплит-системы с открытым окном. Вы можете при этом чувствовать прохладу, однако, стоит только выключить кондиционер — в помещении снова станет жарко и душно. Таким образом оборудование будет эксплуатироваться практически безостановочно, что приведет к его перегреву и ускоренному износу.

Кроме того, неправильное использование кондиционера сводит на нет приведенные выше расчеты — приток наружного воздуха будет всегда разной температуры, поскольку зависит от многих факторов. Вот лишь примерные корректировки и рекомендации:

• Параметр Q1 нужно будет увеличить на 20-25%. Это позволит частично компенсировать дополнительный приток тепла с улицы;
• Энергопотребление кондиционера возрастет на 10-15%.
• При установлении на улице экстремальной жары, окна в помещении все-таки лучше закрывать, чтобы прибор не работал на износ.
• Присмотритесь к инверторным кондиционерам, которые в автоматическом режиме могут изменять свою мощность охлаждения в зависимости от фактических тепловых нагрузок.

На что еще стоит обратить внимание?

Из всего многообразия моделей, представленных на российском рынке, стоит выделить такие варианты:

Инверторные модификации. В них встроена автоматика, определяющая текущую температуру окружающего воздуха и регулирующая количество включений и отключений аппарата в зависимости от ее уровня (чем жарче в помещении, тем чаще это происходит). Такой подход не только позволяет добиться равномерной температуры в комнате, но и заметно сэкономить электроэнергию, потребляться будет ровно столько, сколько надо для достижения заданного уровня).
Модели с режимом подогрева воздуха. Такие разновидности кондиционеров могут обеспечить комфортную атмосферу в то время года, пока на улице нет минусовой температуры, а в помещении уже стало прохладно. Благодаря этому микроклимат поддерживается в течение нескольких сезонов: глубокой весны, всего лета, ранней осени.
Варианты с выделенным режимом осушки воздуха

Считается, что в более сухом помещении легче дышится, поэтому важно следить и за этим параметром воздуха, а не только за его температурой. При охлаждении влага итак уходит из него, но для этого иногда приходится выставлять температуру ниже комфортной

Удаление же влаги без существенного понижения температуры весьма востребовано в домашней обстановке.

Выбираем для холодного межсезонья кондиционер с функцией подогрева воздуха Перечисленные функции обычно идут в стандартной поставке для топовых моделей, так что экономить и при выборе брать в расчет только мощность охлаждения не стоит. Более важным оказывается комплексное влияние аппарата на микроклимат в помещении. Так, заблаговременное уменьшение влажности воздуха снижает потребности в его охлаждении и наоборот, более высокая влажность, например, после дождя и проветривания комнаты с помощью открытия окон, вынуждает кондиционер функционировать дольше.

При подборе также берут во внимание типовые значения мощностей для различных типов кондиционеров:

• Мобильные – от 1,5 до 5 кВт.
• Оконные и настенные – от 1,5 до 7 кВт.
• Потолочные – от 3,5 до 15-17 кВт.

В остальных случаях в расчет берут кубатуру и дополнительные факторы вроде постоянно проживающих людей, размера парка электроники.

Расчет мощности охлаждения кондиционера по площади

Серии бытовых кондиционеров всегда включают несколько вариантов, рассчитанных на разные объемы помещения. Каждая модель маркируется производителем соответствующим образом, чтобы торговые представители, специалисты монтажных бригад и потребители смогли легко сориентироваться.

Основа для такой маркировки — холодопроизводительность, выражающаяся в параметре BTU, одна единица которого в час составляет 293 Вт. Наиболее популярные модели бытовых сплит-систем по производительности холода:

• 07 – мощность оборудования составит 2 кВт. Такое устройство может быть установлено в комнате площадью 18-20 кв. м.
• 09 – соответствует мощности до 2,5/2,6 кВт. Производители рекомендуют их для помещений площадью не более 26 кв. м.
• 12 – еще более мощный вариант, рассчитанный на охлаждение помещений до 35 кв. м.

Однако, когда мы говорим лишь о площади, по сути своей смотрим только на 2D-плоскость, тогда как воздушный поток, естественно, распределяется в 3D-измерении — по всему объему помещения. В зависимости от высоты потолков, объем воздуха в помещении будет различный, и разница для вашего оборудования окажется существенной.

Именно поэтому необходимо учесть следующие факторы:

• Если высота потолка не превышает 3 м, то для эффективного охлаждения комнаты будет достаточно 100 Вт охлаждающей энергии на 1 кв. м.;
• От 3 до 3,4 м: потребуется уже 120 Вт на 1 кв. м.;
• 3,4-4 м – 140 Вт на 1 кв. м.;
• Свыше 4 м – 160 Вт на 1 кв. м.

Как правило, в жилых помещениях не бывает потолков высотой более 4 м, однако, для нестандартных объектов на помощь придут полупромышленные сплит-системы.

Важно! Приведенные параметры рассчитаны на помещение, в котором отсутствуют дополнительные источники тепла — к коим относятся не только бытовые приборы, но и мы с вами — люди, а также домашние животные. Для точного расчета необходимо указать, сколько человек в среднем будут находиться в кондиционируемом помещении, а также добавить теплопритоки от компьютеров, телевизоров, плиты (например, если это квартира-студия) и другой техники.. В среднем на одного человека, а также на один бытовой прибор «выделяют» по 300 Вт тепловой энергии

Такой расчет можно счесть достаточно усредненным, однако он позволяет существенно улучшить результат.

В среднем на одного человека, а также на один бытовой прибор «выделяют» по 300 Вт тепловой энергии. Такой расчет можно счесть достаточно усредненным, однако он позволяет существенно улучшить результат.

Пример расчета

Предположим, у нас есть комната площадью 20 кв. м., в которой постоянно находятся 2 человека. Один из них — активный пользователь компьютера, а другой предпочитает проводить время на диване с книгой. Высота потолков в помещении не превышает 3 м — значит, берем по 100 Вт на единицу площади. Итого получим 2 кВт от площади комнаты, и 900 Вт — от людей и компьютера (2,9 кВт). Таким образом, нам потребуется кондиционер холодопроизводительностью от 09 BTU.

Основные определения и требования

Под определением серверной понимают помещения, в которых могут располагаться:

• мощные серверные станции,
• блоки хранения баз данных,
• основные телекоммуникационные устройства,
• распределительные пункты,
• различное пассивное оборудование, такое как кросс-блоки, патч-панели, распределительные шкафы.

Стандартного определения для серверной не существует, как и четкого понятия температурных режимов, поэтому при расчетах необходимого руководствоваться значениями, которые указываются в паспортных данных от производителя оборудования.

Единственное официально существующее на сегодняшний день руководство – это «Инструкция по проектированию зданий и помещений для электронно-вычислительных машин», которое приводит лишь общие значения температуры и влажности для помещений, где установлено высокотехнологичное серверное оборудование.

Так, согласно данным, которые приводятся в данном руководстве СН 512-78, устанавливаются основные температурные режимы, а также влажность и скорость движения воздуха в помещениях с вычислительным и коммуникационным оборудованием. Таким образом, допускается, чтобы:

• в холодное время года температура в помещении должна быть от 18 до 25⁰C, влажность не более 75% при скорости движения воздух не больше 0,3 м/сек;
• в теплое время года значение температуры воздуха в помещении не должно превышать +28⁰C при влажности от 50 до 70% со скоростью передвижения воздушных масс не более 0,5 м/сек.

Зависит ли алгоритм расчета от вида воздухоохладителя

В системах вентиляции и кондиционирования применяются, как правило, охладители воздуха двух типов: фреоновые и водяные. Источником холода для первых являются ККБ (компрессорно-конденсаторные блоки), а для вторых – чиллеры (холодильные машины).

Алгоритм расчета мощности фреонового и водяного воздухоохладителя ничем не отличается. Однако есть один нюанс. Дело в том, что в расчете учитываются параметры воздухоохладителя – температура его поверхности и влажность воздуха вблизи неё. Влажность обычно принимают 90-95%, а вот температура может изменяться.

Чаще всего температура поверхности воздухоохладителя принимается равной +9°С. В чиллерных системах она равна среднему арифметическому между прямым и обратным потоками воды. Если температурный график холодоносителя 7/12, то температуру поверхности можно принять +9,5°С. Но встречаются системы и с графиком холодоносителя 10/15 или 12/17. В них температуру поверхности следует принимать 12,5°С и 14,5°С соответственно. Наша программа позволяет учесть эти факторы.

Поделиться

Копировать ссылку: Копировать

Дополнительные материалы

Разновидности конструктивного исполнения

Внутренний блок кондиционера

По конструктивному исполнению различаются два типа кондиционеров – моноблочные и состоящие из двух блоков. Двухблочный вариант также именуют сплит-системой.

Моноблочные устройства 

Моноблочный кондиционер выглядит как цельный корпус, внутри которого размещены все компоненты, необходимые для работы оборудования. К ним относится компрессор, фильтр для очистки поступающего снаружи воздуха, вентилятор, испаритель и конденсатор. Органы управления устройством располагаются на корпусе моноблока.

Напольный моноблок

Различаются моноблоки:

• оконные (встраивают непосредственно в проем окна)
• напольные (располагают вблизи окна на полу, гофрированными трубами подсоединяют к каналам, врезанным в окно, или просто трубы выводят на улицу через открытую створку)

Напольные модели также именуют мобильными – их легко отсоединить от каналов и установить на новом месте. Конденсат из таких моноблоков требуется удалять вручную.

Моноблочные кондиционеры недороги, просты в установке – смонтировать оборудование можно своими силами. При этом спрос на такую технику неуклонно падает – она имеет низкую производительность и заметно шумит при работе.

Двухблочные устройства

Внешний блок кондиционера

В составе сплит-системы два блока: внешний (с конденсатором и компрессором) монтируется снаружи строения на стене, а внутренний (с испарителем) размещается в помещении. Блоки соединены магистралью, предназначенной для циркуляции хладагента.

К кондиционерам данного типа относится мультисплит-система, состоящая из внешнего блока повышенной мощности и нескольких внутренних, которые можно установить в разных помещениях.

• Настенные. Внутренний блок крепится на стену, с внешней стороны которой смонтирована наружная часть двухблочного кондиционера
• Напольно-потолочные. Если остекление занимает значительную площадь стены, используется внутренний блок, который можно закрепить около стены на потолке или установить на полу
• Кассетные. Блок рассчитан на скрытый монтаж в навесном потолке. Такие модели больше подходят для помещений большой площади в зданиях общественного назначения
• Канальные. Внутренние блоки также монтируются в подвесном потолке. Такие системы принято устанавливать на промышленных, торговых и спортивных объектах с большими площадями

К достоинствам сплит-систем относятся широкие функциональные возможности и экономный расход электроэнергии. Благодаря небольшому уровню шума, акустический комфорт в квартире будет обеспечен даже в ночное время, когда посторонние звуки особенно слышны и могут мешать сну. Стоит отметить и богатый набор функций оборудования, удобство дистанционного управления.

Недостатком такой климатической техники является высокая цена, а также необходимость обращаться к мастерам для монтажа и обслуживания системы кондиционирования.  Перед покупкой сплит-системы необходимо удостовериться, что местные власти не запрещают монтировать внешние блоки кондиционеров на фасаде дома.

Веранда пристроенная к дому – расширяем жизненное пространство: проекты, советы как создать своими руками (200 оригинальных фото идей)

Особые расчетные условия

Существует ряд факторов, дополнительно влияющих на микроклимат и, соответственно, на требуемую мощность охлаждения. Для этого 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 техники.

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

Как рассчитать мощность потребления кондиционера для комнаты

Рассчитать, мощность кондиционера как для комнаты, так и для любого бытового помещения, можно самостоятельно.

Возьмем комнату: площадь 20 кв. м, высота потолков 3 м, проживает 1 человек, есть компьютер, телевизор и холодильник. Комната солнечная, оргтехника работает поочередно.

Расчет:

• Тепловые притоки в комнату складываются от стен и потолка Q1, от человека Q2 и от техники, выделяющей тепло Q 3.
• В солнечной комнате для определения Q1 применяется q 20х3х40/1000 = 2,4 кВт. Q2 принято в спокойном состоянии 0,1 кВт. Q3 определяем суммой тепловыделения компьютера, как наиболее затратного – 0,3 кВт и холодильника 30% от мощности в 150 Вт – 0,05 кВт. Тепловыделение – 2,4 кВт + 0,1 Квт + 0,35 кВт =2,85 кВт.
• Используя Q range (-5~+15)% нужно искать кондиционер с мощностью охлаждения 2,7 – 3,3 кВт.
• Выбираем по таблице модель подходящей мощности.

Самостоятельно выбирая климатическую систему по мощности охлаждения, необходимо учитывать, что мощность кондиционера может быть не в киловаттах , а в единицах BTU/час, этот показатель отвечает британской системе измерения дюймы/фунты. Можно воспользоваться табличкой, которая связывает модельный ряд с мощностью кондиционера, по британской и международной системам.

Ряд	BTU	кВт	Ряд	BTU	кВт
7	7000	2,1	36	36000	10,6
9	9000	2,6	42	42000	12,3
12	12000	3,5	48	48000	14,0
18	18000	5,3	54	54000	15,8
24	24000	7,0	56	56000	16,4
28	28000	8,2	60	60000	17,6

Зная охладительную способность, всегда можно определить сколько мощности в единицах измерения потребляет кондиционер.

Важно правильно выбрать сплит систему, оконный или напольный кондиционер. Излишняя потребляемая мощность может привести к нарушению режима

Так, расчеты по небольшой комнате позволяют подобрать мобильный блок, настенный и оконный кондиционер. Напольно- потолочные и канальные fggfhfns используются если площадь больше 26 кв. метров.

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.

Осуществляя выбор сплит-системы или другого вида охлаждающего агрегата, следует знать, что в отличие от электроотопительных установок электрическая мощность, потребляемая кондиционером, не соответствует мощности холодильной. И правда, полученная в нашем примере цифра 2.67 кВт на 20 квадратов комнаты, может смутить домовладельца, не владеющего вопросом. Здесь следует разъяснить, что данные холодильные машины весьма эффективны благодаря процессу парообразования и конденсации рабочего тела, то есть, фреона. На самом деле кондиционер использует в 3 раза меньше электроэнергии, для нашего примера это всего лишь 2.67 / 3 = 0.89 кВт.

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.