В данной статье детально рассмотрено потребление электроэнергии кондиционером, принцип потребления энергии кондиционером и примеры расчетов для кондиционеров разной мощности.
Коэффициент EER и коэффициент COP по шкале энергоэффективности определяют количество потребления электрической энергии, первый из них представляет зависимость мощности выработки холода агрегатом от потребляемой электроэнергии. Более высокое значение коэффициента соответствует высокому классу энергетической эффективности.
Второй коэффициент выражает зависимость мощности направленной на выработку тепла кондиционером от количества потребленной электроэнергии.
Наибольшие затраты электроэнергии в работе кондиционера отводятся на использовании уличного теплого воздуха для обогрева помещения и на отток воздуха из помещения наружу для охлаждения.
Как показывает практика, использование потребляемой мощности кондиционера втрое меньше чем выдает агрегат на охлаждение и нагрев. К примеру, устройство, использовавшее 700 Вт мощности, 2 кВт затрачивает для охлаждения, происходит это за счет использования фреона или другого хладоносителя, отбирающего тепловую энергию из помещения и выводящее его через теплообменник на улицу.
Потребление электроэнергии кондиционером зависит от некоторых факторов:
- Мощность агрегата.
- Разности температур изнутри и снаружи здания.
- Площадь помещения.
Подсчет энергозатрат определяется по потребляемой мощности агрегата.
Мощность, затраченная на охлаждение воздуха, относится к основным показателям работы устройства и зависит от тепловых притоков от окон, стен и потолка суммируемых с людскими тепловыми притоками и притоками от бытовых устройств. Нельзя забывать, что эффективная работа кондиционера возможна только при условии закрытого окна. Приток воздуха при открытом окне не нормируется, поэтому невозможно рассчитать правильно мощность устройства, с открытым окном кондиционер может не справляться с заданной работой по охлаждению воздуха. Соответственно потребление электроэнергии будет увеличено примерно на 10 – 15%.
Расход электроэнергии определяется по потребляемой мощности и среднему значению времени работы при полной загруженности кондиционера.
- 2 часа при 100% потребляемой мощности.
- 3 часа – 75%.
- 5 часов – 50%.
- 4 часа – при 25%.
Эти рабочие режимы загруженности действительны для кондиционера, работающего в жаркую погоду. После определения суточного потребления электроэнергии производиться умножение этого значения на число дней в определенном месяце и на стоимость за 1 кВт*ч, получаем сколько энергии потребляет кондиционер за месяц.
Среднее значение энергопотребления кондиционера в сутки зависит от заданной устройству значения температуры воздуха в помещении и погодных условий.
Сколько электроэнергии потребляет кондиционер в 1 час
Все кондиционеры подразделяются на несколько типоразмеров в зависимости от мощности.
Так, минимальный типоразмер - это агрегат с мощностью 2 кВт он называется «семерка»
за час работы при полной загруженности потребляет 0,75 кВт.
«Девятка»
— 2,5 кВт расход электроэнергии составляет около 0,78 кВт/час.
«Двенадцатый»
— 3,5 кВт расход электроэнергии составляет примерно 1 кВт/час.
«Восемнадцатый»
— 50 кВт до 1.5 кВт/час.
Сколько киловатт электричества потребляет кондиционер той или иной модели указывается в технических характеристиках эксплуатационной инструкции, и на специальной наклейке на самом агрегате, на ней указывается значение коэффициента по шкале энергоэффективности кондиционера.
Охлаждение внутренних помещений – это основная функция кондиционера, поэтому выбор кондиционера определяется в первую очередь мощностью охлаждения. В свою очередь, необходимая мощность кондиционера напрямую зависит от размеров помещения, которое требуется охлаждать.
С мощностью охлаждения не следует смешивать потребляемую мощность, поскольку это совершенно разные параметры. Мощность охлаждения в несколько раз превышает мощность, потребляемую кондиционером. Например, кондиционер, потребляющий 700 Вт, имеет мощность охлаждения 2 кВт, и это не должно удивлять, поскольку кондиционер работает, также как холодильник, хладоноситель (фреон) отбирает тепло у воздуха в помещении и передает его на улицу через теплообменник (внешний блок кондиционера). Соотношение мощностей называется энергоэффективностью кондиционера (EER). Для бытовых кондиционеров этот параметр будет иметь значения в диапазоне 2,5 – 4.
Ниже приведена таблица распределения мощностей кондиционеров. По ней можно подобрать типы кондиционеров, наиболее оптимальные в тех или иных условиях. Например, в небольших комнатах или офисах, где требуются маломощные кондиционеры, рациональней устанавливать мобильные, оконные или настенные модели. Кондиционеры других моделей имеют большую мощность и, соответственно, более высокие цены, поэтому их лучше приобретать для охлаждения крупных помещений (торговых залов, складов и т.п.)
| Холодильная мощность, кВт | 1.5 | 2 | 2.5 | 3.5 | 5.5 | 7 | 9 | 10 | 14 | 17 |
| Стандартные типоразмеры модели | 05 | 07 | 09 | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 | 48 | 60 |
| Мобильные кондиционеры (мобильные моноблоки и сплит-системы) | ||||||||||
| Оконные кондиционеры | ||||||||||
| Настенные кондиционеры | ||||||||||
| Кассетные кондиционеры | ||||||||||
| Канальные кондиционеры | ||||||||||
| Колонные кондиционеры | ||||||||||
| Напольно-потолочные кондиционеры |
Единицы измерения мощности
Довольно часто, кроме привычных для нас единиц измерений мощности, используют и другие. Например, британская тепловая единица, которая измеряется в БТЕ/ч. Она определяется количеством теплоты, которое необходимо нагреть для одного фунта воды на градус Фаренгейта.С системой СИ она имеет следующее соотношение:
- 1Вт=3,4 БТЕ/ч или
- 1000 БТЕ/ч=293 Вт
Как рассчитать мощность кондиционера
Мощность (точнее, мощность охлаждения) является основной характеристикой любого кондиционера. Ориентировочный расчет мощности охлаждения Q (в киловаттах) производится по общепринятой методике:
Q = Q1 + Q2 + Q3 , где Q1 теплопритоки от окна, стен, пола и потолка.Q1 = S * h * q / 1000 , где
S площадь помещения (кв. м);
h высота помещения (м);
q коэффициент, равный 30 - 40 Вт/кб. м:
q = 30 для затененного помещения;
q = 35 при средней освещенности;
q = 40 для помещений, в которые попадает много солнечного света.
Если в помещение попадают прямые солнечные лучи, то на окнах должны быть светлые шторы или жалюзи.
Q2 сумма теплопритоков от людей.
Теплопритоки от взрослого человека:
0,1 кВт в спокойном состоянии;
0,13 кВт при легком движении;
0,2 кВт при физической нагрузке;
Q3 сумма теплопритоков от бытовых приборов.
Теплопритоки от бытовых приборов:
0,3 кВт от компьютера;
0,2 кВт от телевизора;
Мощность выбранного кондиционера должна лежать в диапазоне от -5% до +15% расчетной мощности Q . Заметим, что расчет кондиционера по этой методике является не слишком точным и применим только для небольших помещений в капитальных зданиях: квартир, отдельных комнат коттеджей, офисных помещений площадью до 50 - 70 кв. м. Для административных, торговых и промышленных объектов используются другие методики, учитывающие большее количество параметров.
Пример расчета мощности кондиционера
Рассчитаем мощность кондиционера для жилой комнаты площадью 26 кв. м c высотой потолков 2,75 м в которой проживает один человек, а также есть компьютер, телевизор и небольшой холодильник с максимальной потребляемой мощностью 165 Вт. Комната расположена на солнечной стороне. Компьютер и телевизор одновременно не работают, так как ими пользуется один человек.
- Сначала определим теплопритоки от окна, стен, пола и потолка. Коэффициент q
выберем равным 40
, так как комната расположена на солнечной стороне:
Q1 = S * h * q / 1000 = 26 кв. м * 2,75 м * 40 / 1000 = 2,86 кВт .
- Теплопритоки от одного человека в спокойном состоянии составят 0,1 кВт
.
Q2 = 0,1 кВт
- Далее, найдем теплопритоки от бытовой техники. Поскольку компьютер и телевизор одновременно не работают, то в расчетах необходимо учитывать только один из этих приборов, а именно тот, который выделяет больше тепла. Это компьютер, тепловыделения от которого составляют 0,3 кВт
. Холодильник выделяет в виде тепла около 30% максимальной потребляемой мощности, то есть 0,165 кВт * 30% / 100% ≈ 0,05 кВт
.
Q3 = 0,3 кВт + 0,05 кВт = 0,35 кВт
- Теперь мы можем определить расчетную мощность кондиционера:
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 2,86 кВт + 0,1 кВт + 0,35 кВт = 3,31 кВт
- Рекомендуемый диапазон мощности Q range
(от -5%
до +15%
расчетной мощности Q
):
3,14 кВт < Q range < 3,80 кВт
Нам осталось выбрать модель подходящей мощности. Большинство производителей выпускает сплит-системы с мощностями, близкими к стандартному ряду: 2,0 кВт; 2,6 кВт; 3,5 кВт; 5,3 кВт; 7,0 кВт. Из этого ряда мы выбираем модель мощностью 3,5 кВт.
Интересно, что модели из этого ряда часто называют «7» (семерка), «9» (девятка), «12», «18» «24» и даже маркировка кондиционеров выполняется с использованием этих чисел, которые отражают мощность кондиционера не в привычных киловаттах, а в БТЕ/час . Связано это с тем, что первые кондиционеры появились в США, где до сих пор используется британская система единиц (дюймы, фунты). Для удобства покупателей мощность кондиционера выражалась в круглых цифрах: 7000 BTU/h, 9000 BTU/h и т.д. Эти же цифры использовались при маркировки кондиционера, чтобы по названию можно было легко определить его мощность. Однако некоторые производители, например Daikin, привязывают названия моделей к мощности, выраженной в ваттах, так кондиционер Daikin FTY35 имеет мощность 3,5 кВт.
Дополнительные параметры, которые необходимо учитывать при выборе кондиционера
Существует много факторов, которые оказывают существенное влияние при выборе кондиционера. Прежде всего, необходимо учитывать роль притока свежего воздуха при открытии окна. Упрощенная методика расчета мощности кондиционера не учитывает открытие окон для проветривания. Это связано с тем, что даже в инструкции по эксплуатации системы указано, что кондиционер должен работать только при закрытых окнах. В свою очередь это создает определенные неудобства, поскольку проветривать окна можно только при выключенном устройстве.Решить данную проблему не сложно. Проветривать помещение с включенным кондиционером можно в любое время, но при этом следует не забывать закрывать входную дверь в помещение (чтобы не создавать сквозняков). Также необходимо данный нюанс учесть и при расчете мощности системы. С этой целью Q1 повышаем на 20% для компенсации тепловой нагрузки от приточного воздуха. Необходимо понимать, что с увеличением мощности повысятся и расходы на электроэнергию. По этой причине кондиционеры не рекомендуют использовать во время проветривания помещений. При максимально высокой температуре (летняя жара) кондиционер может и не поддержать заданную температуру, поскольку тепловые притоки могут оказаться слишком сильными.
Если охлаждаемое помещение расположено на верхнем этаже, где нет чердака, то тепло от нагреваемой крыши будет передаваться в помещение. Теплопритоки потолка будут гораздо выше, чем стен, поэтому увеличиваем мощность Q1 на 15%.
Значительную роль играет и большая площадь остекления окон. Проследить за этим довольно просто. Достаточно измерить температуру в солнечной комнате и сравнить ее с остальными. Во время обычного расчета предусмотрено наличие оного окна в комнате, площадью до 2 м2. Если площадь остекления превышает допустимое значение. То на каждый квадратный метр остекления добавляют в среднем 100-200 Вт.
Для работы в широком диапазоне тепловых нагрузок хорошо подходит инверторный кондиционер. Он имеет переменную мощность охлаждения, поэтому способен создать комфортные условия в данном помещении.
Соответствие модельных рядов и мощности кондиционера в BTU и кВт
| Модельный ряд | BTU | кВт |
| 7 | 7000 BTU | 2.1 кВт |
| 9 | 9000 BTU | 2.6 кВт |
| 12 | 12000 BTU | 3.5 кВт |
| 18 | 18000 BTU | 5.3 кВт |
| 24 | 24000 BTU | 7.0 кВт |
| 28 | 28000 BTU | 8.2 кВт |
| 36 | 36000 BTU | 10.6 кВт |
| 42 | 42000 BTU | 12.3 кВт |
| 48 | 48000 BTU | 14.0 кВт |
| 54 | 54000 BTU | 15.8 кВт |
| 56 | 56000 BTU | 16.4 кВт |
| 60 | 60000 BTU | 17.6 кВт |
При покупке кондиционера сразу же встает вопрос о том, какая у него должна быть мощность. Определить этот параметр не так просто, как кажется. На него напрямую влияет площадь и объем сооружения, а также другие параметры. Что же это значит? Ответы на эти и другие вопросы вы найдете в нашей статье.
Что представляет собой мощность агрегата?
Прежде всего, нужно различать понятие потребляемой электрической мощности кондиционера и так называемой мощности охлаждения. Обычно оба эти параметра указаны на упаковке, а также на корпусе устройства. Они взаимосвязаны, но не равны между собой. При обсуждении вопроса о мощности охлаждающего аппарата обязательно уточняйте, о какой именно мощности идет речь.
Итак, в чем же состоит эта разница между этими мощностями, разберемся далее.
Электрическая мощность кондиционера
Это та энергия, которую кондиционер потребляет из электрической сети вашего дома. Иными словами, эта та мощность, которая выражается в киловаттах в час (кВт/ч). Именно за нее вам придется заплатить по счетам коммунальной организации.
Следует понимать, что указываемая электрическая мощность описывает расход электроэнергии при непрерывной работе охлаждающего агрегата в течение часа. В реальности же кондиционеры расходуют намного меньше энергии, потому что работают с перерывами. Когда температура в комнате достигает определенной отметки – прибор выключается и перестает потреблять электричество. Если термоизоляция здания хорошая, то прохлада продержится еще долго.
Это тот показатель, с которым кондиционер охлаждает ваше жилище. Она измеряется в так называемых Британских Тепловых Единицах (БТЕ) или British Thermal Unit (BTU). Одна БТЕ приравнивается к 0,3 обычного электрического ватта (Вт). Как правило, в индексе указывается число тысяч BTU. Например, если на упаковке написано «BTU 5», это значит, что данный агрегат потребляет из электросети 5000 * 0,3 = 1,5 киловатта за час непрерывной работы, что не так уж много.
Чем больше показатель BTU, тем больше энергии нужно для работы вашего девайса, и этот показатель растет в линейной зависимости, но и степень охлаждения помещения также увеличивается.
Для кондиционера с указанной мощностью до «12 BTU» не потребуется дополнительного отдельного электропитания, потому что он потребляет из сети около 3,5 кВт. Это можно приравнять к работе ТЭНов современной стиральной машины или мощного бойлера. Обычной квартирной проводки должно быть достаточно.
Конечно же, не стоит нагружать одну линию (розетку) одновременно кондиционером, микроволновкой и электродуховкой, например. Провода в стене от такой нагрузки могут перегреться и просто перегореть. Найти место обрыва будет очень непросто, а устранить обрыв – еще сложнее. Придется срывать обои либо вскрывать плитку, разбивать часть стены, соединять провода, а потом всё восстанавливать обратно.
Необходимая мощность бытового кондиционера
Для бытовых нужд обычно достаточно агрегата мощностью 30 BTU, что приравнивается к 8 киловаттам. Такой монстр способен эффективно охладить площадь приблизительно в 80 кв. м. Аппараты большей мощности считаются промышленными и обладают большим набором параметров, влияющих на определение эффективной охлаждающей мощности.
Так как бытовые аппараты, чаще всего, представлены сплит-системами, наименьшая возможная мощность – 2 кВт. Оконный вариант может быть еще более экономным, мощностью в 1,5 кВт, но он подойдет только для очень небольшой комнаты.
Расчет мощности кондиционера по площади помещения
При подсчете энергопотребления во внимание принимается площадь, а не объем охлаждаемого здания. Это связано с тем, что холодный воздух всё равно опускается. Какая бы ни была высота потолков, все равно остуженный воздух будет скапливаться у пола помещения.
Для расчета мощности кондиционера хорошо подходит такая таблица:
| кв. м | 16 | 20 | 26 | 35 | 37 | 30 | 52 | 70 | 80 |
| тыс. BTU | 5 | 7 | 9 | 12 | 13 | 14 | 18 | 24 | 30 |
| кВт | 1.6 | 2 | 2.6 | 3.5 | 3.7 | 4 | 5.2 | 7 | 8 |
Однако обязательно следует учесть и большое количество сопутствующих факторов и коэффициентов:
- размер семьи или другой группы людей, находящихся в комнате;
- количество тепла, выделяемого самими людьми в помещении (это зависит от количества и интенсивности физического труда, а также от того, носят ли люди верхнюю одежду);
- расстояние от пола до потолка;
- наличие других тепловыделяющих приборов и аппаратов (телевизор, компьютер);
- количество тепла, попадающего в окна со светом солнца.
В большинстве онлайн-калькуляторов для подбора мощности кондиционера эти параметры учитываются.
- коэффициент от 30 до 40 Вт/куб. м для учета выделения тепла самим помещением за счет площади стен, потолка и пола, а также в зависимости от наличия солнечного излучения;
- тепло, выделяемые хозяевами дома, от 0,1 кВт до 0,2 кВт (для взрослого человека) в зависимости от физической нагрузки.
Попробуем для примера подобрать охлаждающий аппарат при таких параметрах:
- жилая площадь – 25 кв. м;
- высота потолков – 2,55 м;
- семья из 3 человек;
- компьютер и телевизор в одной комнате;
- окна выходят на северную сторону.
Вот инструкция к расчетам:
- Сначала посчитаем тепловыделение самого помещения по формуле: Площадь x Высота x Коэффициент собственного тепловыделения здания. Вот расчет: 25 x 2,55 x 30 = 1,9 кВт.
- Далее предположим, что все обитатели охлаждаемого пространства ведут себя спокойно и дома в основном отдыхают: 0,1 x 3 = 0,3 кВт.
- Теперь включим в расчеты тепловыделение от компьютера и телевизора. ПК имеет блок питания номинальной мощностью 0,3 кВт, а телевизор – 0,2 кВт. Будем считать, что вполне возможна ситуация, когда один из членов семьи смотрит телевизор, а кто-то другой пользуется компьютером: 0,3 + 0,2 = 0,5 кВт.
- Складываем все полученные величины: 1,9 + 0,3 + 0,5 = 2,7 кВт.
Вывод: нам подойдет кондиционер с заявленной потребляемой мощностью 2,6 кВт или «девятка», если использовать величины BTU.
Мощность кондиционера 9, 12 и 24
Из ранее приведенной таблицы видно, что наиболее распространенные бытовые модели кондиционеров – «девятка» (9), «дюжина» (12) и «две дюжины» (24). Они предназначены для помещений площадью 26 кв. м, 35 кв. м и 70 кв. м соответственно. Остальные разновидности со значениями BTU встречаются нечасто, хотя их вполне можно встретить в старых домах с крохотными квартирами либо в особняках с большой жилой площадью.
Правильно подобрать кондиционер по мощности – нетривиальная задача, ведь как ее излишек, так и недостаток является нежелательными. Так, зная принцип работы , выявив разницу между мощностью охлаждения и потребляемой, а далее изучив таблицу определения мощности агрегата исходя из размеров комнаты, вы сможете успешно справиться с постановленной задачей.
Вконтакте
Первая и основная техническая характеристика, на которую обращают внимание при покупке любого кондиционера – это его мощность. Следует различать мощность потребления энергии и производительность в режимах охлаждения и обогрева. Второй показатель, если говорить условно, интерпретируется как количество холода или тепла, которое производит климатическое устройство в определенную единицу времени. Обозначается данная величина обычно либо в кВт, либо в тысячах БТЕ/час. Именно по ней делают выбор мощности кондиционера, совершая приобретение.
Мощность потребления и холодопроизводительность
Мощность потребления – расход электричества в единицу времени (тоже в кВт). Потребляемая энергия тратится на вывод некоторого количества тепла из помещения наружу. Величина холодопроизводительности обычно выше в несколько раз мощности потребления именно потому, что тепло не поглощается прибором, а удаляется на улицу.
Через суммарное соотношение этих двух величин можно судить об энергоэффективности (EER) кондиционера, то есть о его экономичности в плане потребления энергии. Производители выделяют семь классов энергоэффективности, среди которых самым выгодным оборудованием считают приборы, соответствующие классу A. Они меньше всего затрачивают энергии на свою работу. Важным показателем в данном случае станет потребление за год.
Но говоря о подборе мощности кондиционера, специалисты имеют в виду именно его холодопроизводительность, значения которой соответствуют суммарному количеству тепла всех теплоисточников в помещении.
Как уже упоминалось, эта величина имеет два обозначения: БТЕ (BTU) и кВт. Первая является британской тепловой единицей, соответствующей 0,293 ватта. В маркировке разные торговые марки по-разному обозначают эту характеристику. Обычно номинальные значения мощности в БТЕ кратны 1000. Если в коде маркировки или в технической документации встречаются цифры 7 (07), 9 (09), 12, 18 и так далее, то это и есть значения номинальной мощности, где 7=7000 БТЕ, 9=9000 БТЕ и далее по списку. Специалисты, соответственно, называют их «семерка», «девятка», «двенашка», «восемнадцатый».
Номинальная и оптимальная мощность кондиционера
Под номинальной мощностью понимают усредненные показатели кондиционера по работе на холод. Но в каждом отдельном случае надо высчитывать оптимальную мощность, которая в идеале должна максимально совпадать с первой.
Номинальные значения подобраны производителями под каждый тип охлаждающего устройства:
- Оконные блоки обычно имеют такие стандартные позиции: 5, 7, 9, 12, 18, 24;
- Настенные сплиты соответствуют модельному ряду в таком варианте: 7, 9, 12, 18, 24. Иногда некоторые торговые марки выпускают нестандартные модели с такими номинальными значениями: 8, 10, 13, 28, 30;
- Кассеты идут в таком порядке: 18, 24, 28, 36, 48, 60. Нестандартный ряд: 34, 43, 50, 54;
- Канальные сплиты начинают мощностной ряд с 12 модели и заканчивают порой 200;
- Консольные установки имеют следующее разнообразие: 18, 24, 28, 36, 48, 60. В нестандартном варианте: 28, 34, 43, 50, 54;
- Колонники начинают от 30 и доходят до 100 и более.
Такой список не случаен. Здесь уже учтен подбор кондиционера и его мощности по площади помещения, и по высоте потолков, и по теплопритокам от бытового оборудования, электрического освещения, людей, кровли со стенами, открытых окон и вентиляции.
Расчет мощности для бытового кондиционера
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.
В идеале оборудование климат-контроля должно работать так, чтобы не было лишней тепловой нагрузки, ведь любой кондиционер может компенсировать лишь ограниченное количество тепла.
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.
Следует учесть, что это приблизительный подсчет, который имеет погрешности. Даже при подборе кондиционера малой мощности в квартиру или офис желательно воспользоваться услугами профессионалов и рассчитать все наверняка, так как упрощенный метод расчета мощности предусматривает минимальное количество техники, высоту потолка и количество народа.
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.
Расчет холодопроизводительности мультизональных систем и центральных кондиционеров
При покупке и установке многозональных систем кондиционирования в любом случае придется обратиться к представителям фирм климатической техники, так как сделать это самостоятельно невозможно. Что обычно берут во внимание при расчете мощности центральных кондиционеров или мульти-сплит систем? Это:
- установленная производителем наибольшая величина, при которой прибор может работать длительное время при максимальной нагрузке без перебоев;
- разрешенная мощность, которую позволяют потребителям присоединить к своим коммуникациям;
- максимальная длина и высота подъема трубопровода.
Из этих трех пунктов уже выводят суммарную мощность, с которой могут работать VRV или VRF установки.
Сначала в центральной системе кондиционирования всегда производят расчет мощности для каждого отдельного внутреннего модуля по принципу, описанному выше для сплит-систем или моноблоков, устанавливаемых в небольших помещениях. Здесь, соответственно, будет больший теплоприток от приборов, людей, стен, крыши и окон. Все зависит от конструкции здания, его назначения и напичканности техникой.
После уже подбирают внешние установки с учетом мощности всех внутренних блоков и абсолютным максимумом наружной температуры, который установлен производителем в технической документации. Если значения превышены в силу особенностей установки внешнего модуля, то используют защитные экраны и заслоны.
У некоторых производителей премиум-класса есть возможность превышать допустимую мощность внешнего модуля примерно на 30%. При этом функциональность всей компоновки никак от этого не страдает.
По выбранной мощности определяют рабочий ток и его максимальные рабочие значения с некоторым запасом. Это необходимо для подбора номинального значения автоматического выключателя. Защита должна сработать при превышении допустимых величин по давлению, току и другим параметрам.
Для центрального кондиционирования всегда разумнее воспользоваться расчетом мощности кондиционера онлайн и советом специалиста, так как подбор агрегата по мощности охлаждения не дает точных гарантий относительно обслуживаемой площади без учета всей тепловой нагрузки. А это может определить только профессионал.
Расчет мощности компрессора кондиционера
Если мощность была подсчитана неверно, или прибор был уже слишком старый, и произошла поломка компрессора, то придется его заменить на новый. Встает вопрос о том, как узнать мощность компрессора кондиционера, чтобы не повторять ошибок.
За все процессы, связанные с движением охлаждающей жидкости по холодильному контуру, в приборах кондиционирования воздуха отвечает компрессор – главный элемент внутреннего устройства (конструкции) внешнего модуля. Он также ответственен за хладопроизводительность, поэтому при ненормированной нагрузке выходит из строя.
Как правило, мощностные характеристики этой детали определяют еще на заводе-изготовителе, поэтому необходимо отталкиваться от данных в мануале. Совершенно нет необходимости рассчитывать мощность компрессора кондиционера, чтобы подобрать новый. Какую величину имел старый агрегат, такую необходимо и брать за основу. Но это применимо в ситуации с поломкой из-за окончания эксплуатационного срока прибора.
Если неисправность связана с неправильным подбором допустимых значений холодопроизводительности, то необходимо обратиться к специалистам. Не стоит пытаться у компрессора кондиционера рассчитать самостоятельно мощность, которая будет зависеть от множества факторов:
- тип компрессора;
- количество и диаметр цилиндров;
- используемый хладоноситель.
Лучше сделать расчет мощности кондиционера онлайн для установки нового прибора, так как замена компрессора рентабельна лишь в бытовых системах с характеристиками по холоду от 10 кВт и у полупромышленных моделей.
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
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
Приблизительный расчет мощности кондиционера
При приблизительном расчете мощности кондиционера следует руководствоваться следующими основными правилами:
- На охлаждение 10 кв.м. площади требуется 1 кВт мощности охлаждения
- 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.
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.
Точный расчет мощности кондиционера
Расчет номинальной мощности кондиционера = расчет теплопритока
Методика расчета теплопритока заключается в аккуратном суммировании тепловой мощности по всем путям и способам поступления тепла в помещение:
- Теплоприток от теплопередачи - через стены, пол и потолок
- Теплоприток от солнечного излучения через кровлю
- Теплоприток от солнечного излучения через стены
- Теплоприток от вентиляции
- Теплоприток от пребывания людей
- Теплоприток от механического оборудования
- Теплоприток от тепловыделяющего и электронного оборудования
- Теплоприток при открывании дверей
- 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.
Расчет теплопритока от теплопередачи через стены, пол и потолок
-
"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
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)
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.).
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
Расчет теплопритока от пребывания людей
- Слагаемые выглядят как:
"Коэффициент вида деятельности" *
"Число человек" - Коэффициент вида деятельности:
- Активной - 200
- Средней активности - 150
- Низкой активности - 100
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.
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.
Расчет теплопритока от открывания дверей
- "Суммарная площадь дверей" *
"Коэффициент от площади помещения" - Чем больше площадь помещения, тем меньше теплоприток от открывания дверей. Для приблизительных расчетов можно принять этот коэффициент равным:
- 47 - для помещений до 50 кв.м
- 23 - для помещений от 50 до 150 кв.м.
- 12 - для помещений от 150 кв.м.
Расчет теплопритока от электрического освещения
- "Площадь помещения" * 4.5
- 4.5 - коэффициент, учитывающий теплопотери от электрических лампочек, создающих нормальное освещение.
