Пример расчёта необходимой мощности кондиционера

Пример:

Посчитаем теплопоступления для жилой комнаты, расположенной на 4 этаже капитального 12 этажного жилого дома. Два окна 2х1,8 мвыходят на юг, затенены деревьями. Площадь комнаты 4,67х6=28 кв.м., высота потолка 2,7 м, семья из 4 человек.

Пусть это будет зал, в котором семья собирается на обед и для просмотра телевизора.

1. Теплопоступления от солнечной радиации

А) через окна: Q=2х1,8х2х198/1,4=1018 Вт.

Б) Теплопоступления через потолок, пол и стены: 28х2х9+2,7*(4,67*2+6)*9+(6*2,7-2*1,8*2)*36=504+373+324=1201 Вт.

(Если бы соседние комнаты кондиционировались, то теплопоступления от межкомнатных перегородок можно было не учитывать).

Г) Теплопоступления от искусственного освещения

28*30=840 Вт. Они ниже, чем теплопоступления от солнечного освещения, поэтому их не учитываем. (При окнах северной ориентации и малой площади остекления бывает и наоборот)

Д) Необходимо учесть теплоемкость находящегося в помещении воздуха или другими словами объем помещения. (Считаем что 6 куб.м. занимает мебель)

(28*2,7-6)*6=417 Вт

Итого, Q1=1018+1201+417=2636 Вт.

Если рассчитывать поступления от солнечной радиации по упрощенной методике, получим: Q1=28×2,7×35=2646 Вт. Как видим в случае с типовой квартирой расхождения составляют 0,4%. А вот если бы кондиционировалась вся квартира, то подсчет по подробной методике дал бы для рассматриваемой комнаты Q1=2313 Вт, и расхождение с упрощенной методикой составило бы 14,4%. В ряде случаев это может привести к необходимости установки более мощной модели.

Максимальные расхождения при подсчете по двум приведенным методикам получаются для больших помещений с маленькой площадью остекления. Там упрощенная методика может давать ошибки в полтора-два раза.

2. Теперь подсчитаем теплопоступления от людей: Q2=130*4=520 Вт

3-4. И, наконец, теплопоступления от офисной и бытовой техники сводятся к поступлениям тепла от домашнего кинотеатра: Q3-4=300 Вт.

Итого получаем: Q=2636+520+300 Вт=3456 Вт.

    Существуют и еще более точные методики расчета, учитывающие широту и долготу города, для которого производится расчет, материалы из которого сделаны стены здания и толщину этих слоев, облицовку, наличие утепления, тип остекления, наличие штор или жалюзи и многие другие нюансы.

   Пожалуй, наиболее подробной является методика, изложенная в пособии 2.91 к СНиП 2.04.05-91 “Расчет поступления теплоты солнечной радиации в помещениях”, которая базируется на следующих нормативных документах:
СНиП 23-01-99 “Строительная климатология”;
СНиП II-3-79 “Строительная теплотехника”;
СНиП 2.04.05-91 (2000) “Отопление, вентиляция и кондиционирование”.

    После определения необходимой мощности кондиционера из стандартного ряда: 2,0; 2,5; 3,5; 5,0; 7,0 кВт выбирают модель, наиболее близкую по мощности, желательно с небольшим превышением требуемой. В данном случае идеально подходит модель мощностью 3,5 кВт.

    В разговорах модели стандартного ряда называют также “семерка”, “девятка”… “двадцать четверка”, имея в виду их мощность в тысячах БТЕ/ч. Обычно кондиционеры имеют в обозначении модели соответствующие цифры: кондиционер мощностью 18000 БТЕ/ч имеет цифры “18” (например, кондиционер LG модели LS – K 1860 CL, кондиционер Samsung модели AQT 18 A 1 RE и т.д.). В то же время некоторые производители отражают в обозначении модели мощность кондиционера, выраженную в единицах системы СИ, например кондиционер Daikin модели FTY 35 имеет мощность 3,5 кВт.

    Точный выбор мощности кондиционера весьма важен. Кондиционер недостаточной мощности не обеспечит необходимых температурных условий. Например, при +25°С он будет справляться с жарой, а при +30°С, температура в комнате неумолимо поползет вверх. Поэтому если средств на кондиционер необходимой мощности не хватает, покупать менее производительную модель просто нет смысла. Она будет бесполезна, точно также как колеса от легковушки для грузовика. В случае избыточной мощности кондиционер будет работать короткими, но более частыми включениями. А поскольку старт – наиболее тяжелый режим, это приведет к преждевременному износу компрессора.

Заметим, что кондиционер избыточной для данного помещения мощности будет иметь и избыточную цену, а создаваемый им слишком мощный поток холодного воздуха приведет, как минимум, к ощущению дискомфорта.

    В силу сложившихся традиций, кроме единиц системы СИ, для измерения мощности кондиционеров (при работе на охлаждение или нагрев используют также внесистемную единицу “британская тепловая единица/час” (БТЕ/ч), величина которой определяется так: это количество тепла, необходимого для нагрева одного фунта (0,45 кг) воды на один градус Фаренгейта (0,56°С). Единица БТЕ/ч так соотносится с единицей системы СИ (Ватт):

1 Вт = 3,412 БТЕ/ч

    Специалисты часто пользуются значениями производительности кондиционера по холоду (или по теплу), выраженными в БТЕ/ч, например, оконный кондиционер производительностью по холоду 10 000 БТЕ/ч именуется “оконник десятка”.

   Для измерения производительности кондиционера иногда используют такую единицу как “холодильная тонна”, которая представляет собой количество энергии, необходимое для поддержания одной тонны воды в замерзшем состоянии в течение 24 часов. Одна холодильная тонна (ХТ) равна 12 000 БТЕ/ч.

   Таким образом, используемые в климатической технике единицы измерения мощности (производительности) связаны между собой соотношениями:

1 Вт = 3,412 БТЕ/ч
1 Вт = 1,163 ккал/ч
1 БТЕ/ч = 0,293 Вт
1 ккал/ч = 3,968 БТЕ/ч
1 ХТ = 12000 БТЕ/ч

   Другой характеристикой климатической системы служит EER (англ. – Energy Efficiency Rating – коэффициент энергетической эффективности), представляющий собой отношение мощности по холоду (холодопроизводительности) в БТЕ/ч к потребляемой мощности в Ваттах. Например, уже упоминавшийся “оконник десятка” с энергопотреблением 1200 Вт имеет EER, равный 8,3 БТЕ/Вт ч. Чем выше EER кондиционера, тем эффективнее это устройство с точки зрения энергозатрат.

   Показатель СОР (англ. Coefficient of Performance – коэффициент производительности) идентичен коэффициенту EER и отличается от него только тем, что обе входящие в расчет величины (холодопроизводительность и потребляемая мощность) измеряются в одних и тех же единицах – ваттах, а поскольку 1 Вт = 3,412 БТЕ/ч, то EER = 3,412 COP.