Главная > Кондиционирование > Как самостоятельно рассчитать мощность бытового кондиционера

Как самостоятельно рассчитать мощность бытового кондиционера

Как самому определить затраты энергии на охлаждение

Задача любой сплит-системы – эффективное и быстрое охлаждение воздуха помещения без лишних затрат электроэнергии. Вывод: при подборе бытовой климатической установки для квартиры либо частного дома важно определить холодильную мощность кондиционера. Расчет выполняется двумя путями – с помощью онлайн-калькулятора или вручную, оба варианта представлены в данном руководстве.

Онлайн-калькулятор расчета холодопроизводительности

Чтобы самостоятельно подобрать мощность домашнего кондиционера, воспользуйтесь упрощенной методикой расчета по площади охлаждаемой комнаты, реализованной в калькуляторе. Нюансы работы онлайн-программы и вводимые параметры описаны ниже в инструкции.

Площадь помещения, кв. м
Высота потолков, м
Освещенность
Количество людей
Число компьютеров
Количество телевизоров
Потребляемая мощность холодильника, Вт
Кратность воздухообмена за 1 час

Примечание. Программа годится для вычисления производительности бытовых охладителей и сплит-систем, устанавливаемых в небольших офисах. Кондиционирование помещений в промышленных зданиях – задача более сложная, решаемая с помощью специализированных программных комплексов либо расчетной методики СНиП.

Инструкция по использованию программы

Теперь объясним пошагово, как рассчитать мощность кондиционера на представленном калькуляторе:

  1. В первые 2 поля введите значения площади комнаты в квадратных метрах и высоту потолка.
  2. Выберите степень освещенности (инсоляции) сквозь оконные проемы. Проникающий внутрь помещения солнечный свет дополнительно нагревает воздух – данный фактор нужно учитывать.
  3. В следующем выпадающем меню выберите количество жильцов, пребывающих в комнате длительное время.
  4. На остальных вкладках сделайте выбор числа телевизоров и персональных компьютеров, находящихся в зоне кондиционирования. В процессе работы указанная бытовая техника тоже выделяет тепло и подлежит учету.
  5. Если в помещении установлен холодильник, введите в предпоследнее поле значение электрической мощности бытового прибора. Характеристику легко узнать из инструкции по эксплуатации изделия.
  6. Последняя вкладка позволяет учесть приточный воздух, поступающий в зону охлаждения благодаря вентиляции. Согласно нормативным документам, рекомендуемая величина кратности для жилых помещений составляет 1—1.5.

Тепловыделения от человека

Для справки. Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в течение одного часа происходит полное обновление воздуха комнаты.

Разъясним некоторые нюансы правильного заполнения полей и выбора вкладок. Указывая число компьютеров и телевизоров, учитывайте одновременность их работы. Например, один жилец редко использует оба электроприбора одновременно.

Соответственно, для определения нужной мощности сплит-системы выбирается единица бытовой техники, которая потребляет больше энергии, — компьютер. Теплоотдача ТВ-приемника не учитывается.

В калькуляторе заложены следующие значения теплоотдачи от домашних приборов:

  • телевизор – 0.2 кВт;
  • персональный компьютер – 0.3 кВт;
  • поскольку холодильник превращает в тепло около 30% потребляемой электроэнергии, программа включает в вычисления 1/3 от введенной цифры.
Тепловыделения от холодильника
Компрессор и радиатор обычного холодильника отдают теплоту окружающему воздуху

Совет. Тепловыделения вашей техники могут отличаться от указанных величин. Пример: потребление игрового компьютера с мощным видеопроцессором достигает 500—600 Вт, ноутбука – 50—150 Вт. Зная заложенные в программе цифры, легко подобрать нужные значения: для игрового ПК выберите 2 стандартных компьютера, вместо ноутбука возьмите 1 ТВ-приемник.

Калькулятор позволяет исключить теплопоступления от приточного воздуха, но выбирать данную вкладку не совсем правильно. Воздушные потоки в любом случае циркулируют по жилищу, принося тепло из других комнат, например, кухни. Лучше перестраховаться и включить их в расчет кондиционера, дабы его производительности хватило на создание комфортной температуры.

Основной результат расчета мощности измеряется в киловаттах, дополнительный – в Британских Тепловых Единицах (BTU). Соотношение следующее: 1 кВт ≈ 3412 BTU или 3.412 kBTU. Как подобрать сплит-систему на основании полученных цифр, читайте далее.

Кондиционирование комнаты

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:

Как высчитать количество холода кондиционера

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.

Важный момент. Исключение из правила – холодильные установки и агрегаты, работающие в режиме старт / стоп. В течение 1 часа компрессор холодильника выделит в помещение количество тепла, равное 1/3 максимального потребления, указанного в инструкции по эксплуатации.

Где стоит компрессор холодильника
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:

Как определить величину теплового потока 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.

Расположение сплит-системы в спальне
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.

Пример для комнаты 20 кв. м

Покажем расчет мощности для кондиционирования небольшой квартиры – студии площадью 20 м² с высотой потолков 2.7 м. Остальные исходные данные:

  • освещенность – средняя;
  • число жильцов – 2;
  • плазменная ТВ-панель – 1 шт.;
  • компьютер – 1 шт.;
  • потребление электроэнергии холодильником – 200 Вт;
  • кратность воздухообмена без учета периодически работающей кухонной вытяжки – 1.

Тепловыделения от жильцов составляют 2 х 0.1 = 0.2 кВт, от бытовой техники с учетом одновременности – 0.3 + 0.2 = 0.5 кВт, со стороны холодильника – 200 х 30% = 60 Вт = 0.06 кВт. Комната средней освещенности, удельная характеристика q = 35 Вт/м³. Считаем приток теплоты от стен:

Qтп = 20 х 2.7 х 35 / 1000 = 1.89 кВт.

Окончательный расчет мощности кондиционера выглядит так:

Q = 1.89 + 0.2 + 0.56 = 2.65 кВт, плюс расход холода на вентиляцию 2.65 х 1.16 = 3.08 кВт.

Приточная вентиляция частного дома
Движение воздушных потоков по дому в процессе проветривания

Важно! Не путайте общеобменную вентиляцию с проветриванием жилища. Воздушный поток, поступающий через открытые окна, слишком велик и меняется от порывов ветра. Охладитель не должен и не может нормально кондиционировать комнату, куда свободно проходит неконтролируемый объем уличного воздуха.

Выбор кондиционера по мощности

Сплит-системы и охлаждающие агрегаты других типов выпускаются в виде модельных рядов с изделиями стандартной производительности – 2.1, 2.6, 3.5 кВт и так далее. Часть производителей обозначает мощность моделей в тысячах Британских Тепловых Единиц (kBTU) – 07, 09, 12, 18 и т. д. Соответствие модельных рядов климатических установок, выраженных в киловаттах и BTU, показано в таблице.

Модельный ряд сплит-систем таблица

Справка. От обозначений в британских единицах пошли народные названия охлаждающих блоков различной холодопроизводительности – «семерка», «девятка» и прочие.

Зная требуемую производительность в киловаттах и британских единицах, подбирайте сплит-систему в соответствии с рекомендациями:

  1. Оптимальная мощность бытового кондиционера лежит в диапазоне —5…+15% от расчетной величины.
  2. Лучше дать небольшой запас и округлить полученный результат в сторону увеличения – до ближайшего в модельном ряду изделия.
  3. Если определенная расчетом холодопроизводительность превышает мощность охладителя из стандартного ряда на сотую долю киловатта, округлять в большую сторону не следует.

Пример. Результат вычислений – 2.13 кВт, первая модель в ряду развивает холодильную мощность 2.1 кВт, вторая – 2.6 кВт. Выбираем вариант №1 – кондиционер на 2.1 кВт, что соответствует 7 kBTU.

Таблица производительности по холоду и теплу

Пример второй. В предыдущем разделе мы посчитали производительность агрегата для квартиры – студии – 3.08 кВт и попали между модификациями 2.6—3.5 кВт. Выбираем сплит-систему большей производительности (3.5 кВт или 12 kBTU), поскольку откат к меньшей не уложится в 5%.

Для справки. Заметьте, что потребление электроэнергии любым кондиционером втрое меньше его холодильной мощности. Агрегат на 3.5 кВт «потянет» из сети порядка 1200 Вт электричества в максимальном режиме. Причина кроется в принципе действия холодильной машины – «сплит» не вырабатывает холод, а переносит тепло на улицу.

Подавляющее большинство климатических систем способно работать в 2 режимах – охлаждение и нагрев в холодный период года. Причем производительность по теплу выше, поскольку двигатель компрессора, потребляющий электричество, дополнительно подогревает фреоновый контур. Разница мощности в режиме охлаждения и нагрева показана выше в таблице.

В заключение о промышленных помещениях

Приведенный выше укрупненный расчет не годится для производственных зданий из-за несоответствия удельной тепловой характеристики q различным типам строительных конструкций. Хотя методика, предлагаемая СНиП, тоже основана на суммировании всех теплопоступлений.

Алгоритм определения холодильной мощности для кондиционирования производственного помещения выглядит так:

  1. Определите величину теплового потока сквозь внешние ограждения, вычислив термическое сопротивление стен, крыши и пола. Подробно методика изложена в публикации о расчете тепловой нагрузки на отопление – с точки зрения теплотехники разницы нет.
  2. Узнайте количество персонала, сосчитайте тепловыделения от оргтехники и людей в зависимости от интенсивности работы.
  3. Суммируйте теплоотдачу всех электродвигателей и другого оборудования, учитывая одновременность и периодичность включения.
  4. Если в цехах расположены горячие технологические резервуары, печи либо детали, понадобится определить величину теплового потока от нагретых поверхностей.
  5. Выясните количество приточного воздуха, подаваемого вентиляционными установками, подсчитайте расход энергии на его охлаждение.

Кондиционирование некоторых промышленных помещений (серверные, большие офисы, кафе) рассчитать проще – там меньше теплопоступлений. О подобной методике расскажет мастер – установщик в своем видео.