Вы здесь: Главная

Статьи

Строительство

Кондиционеры

Оглавление

1. Что такое мощность кондиционера.. 1

2. Принципы расчета мощности кондиционера.. 2

3. Приблизительный расчет мощности кондиционера.. 3

4. Модельные ряды кондиционеров по мощности. 3

5. Точный расчет мощности кондиционера.. 4

5.1. Расчет номинальной мощности кондиционера = расчет теплопритока.. 4

5.2. Расчет теплопритока от теплопередачи через стены, пол и потолок. 4

5.3. Расчет теплопритока от солнечного излучения через кровлю.. 4

5.4. Расчет теплопритока от солнечного излучения через стены.. 4

5.5. Расчет теплопритока от вентиляции. 5

5.6. Расчет теплопритока от пребывания людей. 5

5.7. Расчет теплопритока от механического оборудования. 5

5.8. Расчет теплопритока от тепловыделяющего и электронного оборудования. 5

5.9. Расчет теплопритока от открывания дверей. 5

5.10. Расчет теплопритока от электрического освещения. 5

1. Что такое мощность кондиционера

Или, точнее, холодопроизводительность кондиционера. Количество тепла, которое кондиционер удаляет из помещения в единицу времени. Не следует путать мощность кондиционера с потребляемой электрической мощностью. Потребляемая - тратится на перенос определенного количества тепла из помещения на улицу. Холодопроизводительность кондиционера в среднем в 3 раза выше, чем потребляемая мощность. Никакого нарушения закона сохранения энергии здесь нет, потому что тепло из помещения кондиционер не поглощает, а переносит на улицу.

Этим, кстати, объясняется забавный факт, что кондиционер, работающий в режиме теплового насоса - очень эффективный обогреватель. На 1 кВт затраченной электрической мощности кондиционер создает мощность обогрева более 3 кВт. Еще более забавно, что теплопроизводительность кондиционера с реверсивным компрессором выше, чем его же холодопроизводительность. Тепло просто легче переносить из одного места в другое, чем холод.

Для указания номинальной мощности кондиционера традиционно применяется BTU - британская тепловая единица, равная 0.293 ватта. Номинальная мощность кондиционера часто кратна 1000 BTU. Кроме того, холодопроизводительность в BTU почти всегда обозначена в маркировке кондиционера. Так, например, кондиционер с номинальной мощностью охлаждения 9000 BTU имеет в маркировке цифры "9" или "09". Специалисты обычно называют его, соответственно, "девятка". Подробнее о модельных рядах кондиционеров и их номинальных мощностях мы расскажем далее.

1000 BTU = 293 Ватта = 0.293 кВт

2. Принципы расчета мощности кондиционера

Первый и главный фактор, который важен при расчете мощности кондиционера:

Мощность кондиционера считается для уже охлажденного помещения, а не для жаркого

Это может прозвучать немного странно на первый взгляд, но объяснение очень простое.

· Есть жаркое помещение, кондиционер начал его охлаждать. Температуру на улице пока считаем постоянной (пик жары).

· По мере охлаждения воздуха внутри помещения возрастает теплоприток внутрь помещения. Откуда берется теплоприток и как он рассчитывается, мы расскажем далее. Важно, что большая часть теплопритока прямо пропорциональна разности наружной и внутренней температур (tн - tв)

· По мере охлаждения помещения кондиционеру становится все труднее удалять излишки тепла (теплоприток постоянно увеличивается), и постепенно наступает равновесие между притоком тепла в помещение и его удалением с помощью кондиционера.

· Необходимая мощность кондиционера, таким образом, равна по абсолютной величине теплопритоку в уже охлажденное помещение. Кондиционер при этом "справляется со своими прямыми обязанностями" - на улице жарко, а внутри помещения желанные 18С.

· Не следует путать необходимую мощность охлаждения кондиционера со скоростью охлаждения помещения (на сколько градусов жаркое помещение охлаждается за час). Это вещи разные. В любом случае, исходить из скорости охлаждения в расчетах мощности кондиционера нельзя, потому что мы не получим правильного ответа.

· Всегда следует подбирать кондиционер с мощностью, близкой к оптимальной. Слишком мощный кондиционер будет вынужден для поддержания комфортной температуры постоянно включаться и выключаться. А число циклов стоп/старт критически важно для времени жизни компрессора кондиционера (чем их меньше, тем лучше).

При прочих равных нужно выбирать кондиционер с частотным преобразователем (инвертором), потому что вместо включения/выключения компрессора используется плавное регулирование его мощности. Компрессор, подключенный к электрической сети (а она, как известно, имеет постоянную частоту), имеет только две градации мощности - включен и выключен. Дело в том, что регулирование частоты вращения - единственный приемлемый способ изменения мощности компрессора кондиционера.

Итак:

· Оптимальная мощность кондиционера равна по величине теплопритоку в уже охлажденное помещение в жаркий (и солнечный) день, при расчетном максимальном количестве людей в помещении, при активно используемой технике, и часто открываемых дверях.

· Номинальная мощность устанавливаемого кондиционера должна быть как можно ближе к оптимальной мощности

· Лучше выбирать кондиционер с инвертором, потому что он работает в более широком диапазоне мощностей и при очень низком количестве стоп/стартов компрессора.

Последовательность расчета мощности кондиционера:

· Считаем максимальный теплоприток в охлажденное помещение

· Оптимальная мощность равна по величине теплопритоку

· Из модельного ряда кондиционеров с дискретными номинальными мощностями выбираем тот, у которого мощность больше или равна оптимальной мощности

3. Приблизительный расчет мощности кондиционера

При приблизительном расчете мощности кондиционера следует руководствоваться следующими основными правилами:

1. На охлаждение 10 кв.м. площади требуется 1 кВт мощности охлаждения

2. Никогда не следует считать мощность кондиционера самостоятельно. Расчет теплопритоков должен производить специалист. Эта услуга у любой уважающей себя климатической фирмы бесплатна.

Именно так. Несмотря на то, что номинальная мощность кондиционера - значение дискретное (7, 9, 12, 18, 24 и т.п. тысяч BTU), и, казалось бы, особой точности не требуется. Дело в том, что правило "на 10 кв.м - 1 кВт" - значение среднее, для среднего помещения. То есть средняя температура по больнице. А помещения все разные. И неспециалист просто пропустит пару-тройку важных факторов, и ошибется, скажем, раза в два.

Теплоприток, а значит, и оптимальная мощность кондиционера, от площади помещения зависит лишь опосредовано. При точном расчете мощности аккуратно и по порядку перебираются все способы поступления тепла в помещение, для каждого способа считается его тепловая мощность, и полученные значения складываются. Правило приблизительного расчета, таким образом, дает хорошие результаты в таких случаях, как среднестатистическая комната в квартире и среднестатистический кабинет в офисе, а в остальных случаях - врет.

4. Модельные ряды кондиционеров по мощности

У разных производителей кондиционеров существует традиция, практически не нарушаемая, выстраивать модельные ряды бытовых кондиционеров из совершенно определенных значений номинальной мощности. Эти значения кратны 1000 BTU.

Тип кондиционера	Стандартные мощности	Нестандартные мощности
Настенные сплит-системы	7, 9, 12, 18, 24	8, 10, 13, 28, 30, 36
Напольные мобильные	7, 9, 12
Оконные	5, 7, 9, 12, 18, 24
Кассетные	18, 24, 28, 36, 48, 60	28, 34, 43, 50, 54
Напольно-потолочные	18, 24, 28, 36, 48, 60	28, 34, 43, 50, 54
Колонные	30, 50, 80
Канальные	12 ÷ 200 и выше

Как можно легко заметить, у каждого типа кондиционеров существует своя "экологическая ниша" в диапазоне мощностей. Это, в общем-то, не случайно. Выбор диапазона и конкретных значений номинальных мощностей обусловлен тремя факторами:

· В помещениях какой площади обычно устанавливают кондиционеры такого типа

· Насколько мелкий требуется задавать шаг по мощности (точность подбора)

· Производителю выгоднее выпускать как можно меньше наименований (стандартизация)

Настенные кондиционеры: устанавливаются в комнаты маленькой и средней площади, желательна высокая точность подбора, самый высокий спрос. Диапазон номинальных мощностей 7-24 тысячи BTU, но большое количество градаций. Колонные кондиционеры, напротив, устанавливаются в большие помещения (ресторан, зал вокзала). И здесь все выглядит наоборот: высокая степень стандартизации, и большие мощности.

5. Точный расчет мощности кондиционера

5.1. Расчет номинальной мощности кондиционера = расчет теплопритока

Методика расчета теплопритока заключается в аккуратном суммировании тепловой мощности по всем путям и способам поступления тепла в помещение:

1. Теплоприток от теплопередачи - через стены, пол и потолок

2. Теплоприток от солнечного излучения через кровлю

3. Теплоприток от солнечного излучения через стены

4. Теплоприток от вентиляции

5. Теплоприток от пребывания людей

6. Теплоприток от механического оборудования

7. Теплоприток от тепловыделяющего и электронного оборудования

8. Теплоприток при открывании дверей

9. Теплоприток от освещения

Многие из путей поступления тепла прямо пропорциональны разности наружной и внутренней температур tн - tв. Мы ее обозначим для простоты как "разность температур". Для каждого из компонент теплопритока существует значение разности температур по умолчанию, получаемое из разности средней температуры в жаркий день (30.5С) и комфортной температуры (20С). Все коэффициенты, используемые при расчетах, являются заранее рассчитанными табличными значениями.

5.2. Расчет теплопритока от теплопередачи через стены, пол и потолок

Отдельные слагаемые выглядят как:

· "коэффициент теплопроводности материала" * "площадь поверхности" *"разность температур"

· Коэффициент теплопроводности высокий, например, для бетона (~2), ниже для кирпича, и совсем низкий для сэнвич-панелей (~0.25). Поэтому хороший специалист, проводя для Вас расчет кондиционера, всегда упомянет о важности теплоизоляции.

Разность температур по умолчанию 10.5 = 30.5 – 20

5.3. Расчет теплопритока от солнечного излучения через кровлю

· "коэффициент теплопроводности материала" *"площадь поверхности" *"разность температур"

Разность температур по умолчанию 18.5 = 38.5 - 20 (крыша нагревается сильнее)

5.4. Расчет теплопритока от солнечного излучения через стены

· Отдельные слагаемые выглядят как: "коэффициент теплопроводности материала" *"площадь поверхности" *"разность температур" *"корректирующий коэффициент"

· Площадь поверхности стен считается вместе с окнами. При других методиках расчета это не так, то есть стены и окна считаются отдельно. Мы же предполагаем, что при попадании прямых солнечных лучей используются шторы или жалюзи, просто потому, что прямой солнечный свет через окно - слишком сильная тепловая нагрузка, никакой кондиционер не справится. Еще более важно то, что мы считаем не максимальную мощность кондиционера, а оптимальную, поэтому предполагаем, что окна закрыты, и занавешены с солнечной стороны.

· Корректирующий коэффициент - табличное значение. Зависит от ориентации стены по сторонам света (Ю, ЮВ, ЮЗ, В, З, СВ, СЗ) и от материала поверхности стены (бетон, кирпич, побелка, белая плитка и т.д.).

5.5. Расчет теплопритока от вентиляции

· "Количество воздуха" *"Разность температур" * 1.2

· 1.2 - коэффициент, учитывающий теплоемкость воздуха

· Количество воздуха считается в куб.м/час

· Разность температур по умолчанию - 10.5С

5.6. Расчет теплопритока от пребывания людей

· Слагаемые выглядят как:

"Коэффициент вида деятельности" *"Число человек"

· Коэффициент вида деятельности:

o Активной - 200

o Средней активности - 150

o Низкой активности – 100

5.7. Расчет теплопритока от механического оборудования

· "Суммарная электрическая потребляемая мощность" *"Число приборов" * 0.5 * 0.6

· 0.5 - коэффициент перевода механической энергии в тепловую. То есть, в среднем для механического оборудования из 1 кВт потребляемой мощности 0.5 кВт переходит в тепло

· 0.6 - коэффициент одновременности. То есть в среднем в каждый момент времени работает 60% механического оборудования. Этот коэффициент следует откорректировать с учетом индивидуальных особенностей эксплуатации оборудования.

5.8. Расчет теплопритока от тепловыделяющего и электронного оборудования

Теплоприток от тепловыделяющего (обогревательного) и электронного оборудования равен электрической потребляемой мощности. То есть, вся та мощность, которую потребляет телевизор, компьютер, монитор, принтер, ксерокс и т.п. переходит в тепло полностью.