Как сделать расчет мощности кондиционера и правильно подобрать агрегат под свои нужды

Грамотный расчет мощности кондиционера – залог эффективной, бесперебойной работы и долговечности климатической техники. Выбор производительности основывается на габаритных размерах помещения и сопутствующих факторах, способствующих накоплению теплового излучения.

Учет всех параметров и нюансов эксплуатации позволяет предусмотреть оптимальный запас мощности, но при этом не переплачивать за сверхпроизводительность сплит-системы.

На какую мощность следует ориентироваться

В технической документации к кондиционерам указывается два или три вида мощности. Показатели характеризуют разные параметры работы: холодо- и теплопроизводительность, а также электрическую мощность, потребляемую сплит-системой.

Разброс показателей может ввести в заблуждение. В нагревательных электроприборах, например, бойлере или радиаторе, мощность тепловыделения соответствует потребляемой энергии. Для кондиционера эти параметры различны.

Сплит-комплекс, в отличие от нагревателя, не преобразует напрямую электроэнергию, а использует ее для работы теплового насоса. Последний способен перекачать теплоэнергии значительно больше, чем затрачено электрической мощности.

Пример отображения мощностных характеристик в паспорте к кондиционеру Lennox GHM09, функционирующего в двух режимах: охлаждение и обогрев

Мощность охлаждения указывается в кВт, диапазон значений бытового оборудования – 2-8 кВт. Кроме того многие производители в технических описаниях используют британскую маркировку – БТЕ (BTU).

Холодопроизводительность – основная техническая характеристика, определяющая способность кондиционера выводить тепло за пределы здания. Электропотребление интересно с точки зрения подбора подводящего кабеля и планирования расходов

Холодильная мощность сплита должна соответствовать условиям службы. В противном случае нормализация микроклимата до заданной температуры станет для кондиционера непосильной задачей и выведет технику из строя. Возможны два сценария:

• малая производительность – работа агрегата на грани возможностей;
• избыток мощности – увеличение количества включений/выключений, что пагубно воздействует на электродвигатель.

Способность обогрева помещения характеризует теплопрозводительность сплита. Мощность отдачи тепла всегда немного выше холодопроизводительности. Разница между показателями – соотношение теплопотерь на трассе прокачки фреона в режимах охлаждение и обогрев.

Показатель тепловой мощности особенно актуален, если кондиционер планируется использовать как межсезонный источник обогрева. Сплит-комплекс в разы эффективней электрообогревателя.

На 1 кВт потребляемой электроэнергии современные кондиционеры производят порядка 3,6-5,5 кВт тепла. Этого объема достаточно для обогрева жилой площади в 36-55 кв.м соответственно

Значение BTU и расшифровка маркировки

BTU/БТЕ – британская термоединица для измерения теплоэнергии. Величина определяет объем тепла, затраченного на подогрев одного фунта воды на 1° Фарингейта.

Именно эта единица выражает холодопроизводительность климатической техники и часто присутствует в маркировке изделий.

Соотношение между Вт и БТЕ/ч:

• 1 БТЕ/ч ≈ 0,2931 Вт, для удобства вычисления используют 0,3 Вт;
• 1 кВт ≈ 3412 БТЕ/ч.

Кондиционер – американское изобретение, где применяется западная система мер. Для практичности и наглядности отображения, холодопроизводительность было решено стандартизировать и выражать в круглых цифрах, например: 7000 БТЕ/ч, 9000 БТЕ/ч и т.д.

Модели сплитов носят соответствующие названия: «семерка», «девятка» и т.д. Так, кондиционер LG GO7АНТ относится к маломощным агрегатам – «семеркам». Его производительность составляет 2,1 кВт

Понимая цифровое обозначение в маркировке техники, получится приблизительно определить, на какое помещение рассчитан кондиционер.

Методики самостоятельного расчета

Существует несколько способов вычисления производительности сплитов. Самый простой, но недостаточно достоверный – расчет по площади. Более точный – теплотехнический метод, учитывающий конструктивные особенности помещения и суммарные тепловые притоки.

Выбор кондиционера по площади обслуживания

Определить ориентировочную мощность агрегата можно без математических расчетов, апеллируя практическим критерием оценки – площадью помещения.

Усредненная холодопроизводительность сплита составляет 1 кВт на 10 кв.м обслуживающей комнаты. Эта норма актуальна для жилых помещений с высотой потолков 2,5-3 м.

Таким образом, при расчете мощности кондиционера площадь обслуживания необходимо разделить на 10. Например, для комнаты в 22 кв.м подойдет модель производительностью 2,2 кВт. Полученная величина соответствует «семерке» по системе БТЕ.

Расчетная мощность повышается на 20% в следующих случаях:

• расположение комнаты с солнечной стороны дома;
• наличие панорамных окон;
• размещение большого количества оргтехники, электроприборов.

Запас мощности охлаждения в 20% необходимо предусмотреть, если в помещении постоянно проживают или работают много людей.

При выборе климатической техники для просторных помещений от 60-ти кв.м, производственных или торговых зданий прямая зависимость мощности охлаждения от площади уже не работает

За счет внушительных габаритов, возможной угловатости и искривления воздухопотоки распределяются неравномерно. В этом случае целесообразно устанавливать мультисистемные сплит-комплексы.

Тепловой расчет: типовая формула и пояснения

Более точным считается теплотехнический расчет с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей здания. Определяющие факторы:

• габариты помещения: площадь и точная высота;
• численность людей;
• предназначение помещения: спортзал, активная работа, отдых и т.п.;
• тепловые источники, бытовое/офисное оборудование;
• наличие утепленных фасадов и кровли.

Основной упор в оценке мощности кондиционера делается на суммарный теплоприток.

Предложенная методика теплового расчета применима для офисных помещений, обособленных комнат частных домов и квартир в капитальных зданиях. Ограничения по площади – 70 кв.м

Чем больше поток тепла, тем выше должна быть холодопроизводительность сплита.

Типовая формула – Q=Q1+Q2+Q3

Где:

• Q – итоговая мощность охлаждения;
• Q1 – теплопоступления от конструктивных элементов помещения;
• Q2 – теплопритоки от людей;
• Q3 – тепловыделение от техники.

Расчет Q1. Теплоизбыток комнаты определяется следующим образом: Q1=V*g. Трактовка формулы: V – объем обслуживаемого помещения, вычисляемый произведением квадратного метража на высоту потолков; g – расчетный коэффициент теплоотдачи.

Значение показателя g зависят от ориентации окон и уровня естественной освещенности комнаты:

• 40 – солнечная сторона, интенсивная инсоляция характерна для южной, юго-западной, юго-восточной направленности;
• 35 – умеренная освещенность восточной, северо-западной, западной стороны;
• 30 – преобладание затененности в течение дня наблюдается в комнатах, окна которых выходят на север или северо-восток.

Определение Q2. Теплопродукция людей зависит от их возраста и подвижности. Для взрослого человека характерны следующие показатели тепловыделения:

• состояние покоя – 80 Вт;
• легкая работа, умеренные нагрузки – 125 Вт;
• активная деятельность – 170 Вт.

При выполнении тяжелой работы и интенсивных спортивных упражнений теплопродукция достигает 250 Вт.

Для более достоверной оценки теплопритоки детей до 12-ти лет принимают с коэффициентом 0,5, до 17 лет – 0,75

Однако такой подход оправдан при выборе сплит-системы в детские учреждения. Кондиционер приобретается на перспективу, поэтому для семьи теплоотдачу детей следует приравнивать к «взрослым» показателям.

Для квартирной системы охлаждения параметр Q2 определяется произведением количества проживающих на усредненное значение тепловыделения – порядка 110 Вт.

Значение Q3. Теплоизбытки от электрооборудования исчисляются по формуле:

Q3=N*m*i

Где:

• N – мощность единицы техники;
• m – количество бытовых приборов;
• i – коэффициент преобразования электроэнергии в тепловую.

В расчетах необходимо учесть и частоту использования техники в течение дня, приняв круглосуточную работу за единицу.

Коэффициенты перехода энергии для разного оборудования приведены в таблице. Дополнительные значения теплопритока: телевизор – 0,2 кВт, копировальный аппарат, компьютер – 0,3 кВт, иная осветительная/бытовая техника – 30% номинальной потребляемой мощности

Подытожив суммарную величину теплопритоков, можно определиться с мощностью кондиционера. Допустимо превышение холодопроизводительности агрегата на 15% от расчетного показателя или его снижение – максимум на 5%.

Пошаговый пример вычисления

Расчетные данные для определения производительности сплита:

• площадь помещения – 24 кв.м, высота потолков – 2,8 см;
• комната со стандартным окном, выходящим на юг;
• количество проживающих – 2 человека;
• оснащенность техникой: компьютер, телевизор, холодильник (0,3 кВт), лампа накаливания (0,1 кВт).

Возможна одновременная работа перечисленных электроприборов.

Шаг 1. Определение теплопоступлений от окон, пола, стен и потолка.

Q1=24*2,7*40=2592 Вт.

Полученное значение можно смело округлить до 2,6 кВт. В расчете используется коэффициент g=40, так как комната хорошо освещается.

Шаг 2. Вычисление теплопритока от людей. Теплопродукцию взрослого человека примем за 110 Вт.

Q2=2*110=220 Вт или 0,22 кВт.

Шаг 3. Тепловые притоки от оборудования рассчитываются для каждого вида техники с учетом коэффициента преобразования электроэнергии:

• компьютер – 0,3 кВт;
• телевизор – 0,2 кВт;
• электролампа – 90 Вт (100 Вт*0,9);
• холодильник – 100 Вт (300 Вт*0,3).

Q3=300+200+90+100=600 Вт или 0,6 кВт.

Шаг 4. Вычисление холодопроизводительности кондиционера.

Q=2,6+0,22+0,6=3,42 кВт.

Для сравнения, можно осуществить приблизительный подбор кондиционера исключительно по площади без учета численности проживающих и тепловых притоков. Для площади 24 кв.м ориентировочная холодопроизводительность должна составлять 2,4 кВт, с учетом хорошей освещенности – 2,4*1,2=2,88 кВт.

По исходным параметрам рекомендуется подобрать кондиционер мощностью в диапазоне 3,3-3,9 кВт. Этой величине соответствуют сплиты «двенадцатки» – их производительность составляет 3,5-3,5 кВт

В данной ситуации результаты расчетов по двум методикам отличаются. Приоритет – «тепловое» вычисление. Мощность охлаждения кондиционера должна погасить все возможные теплопоступления.

Учет особых условий эксплуатации

Описанная выше методика в большинстве случаев не нуждается в корректировке и дает точный результат. Отдельного внимания заслуживает:

• необходимость регулярного проветривания;
• расположение помещения на верхнем этаже;
• жаркий климат региона;
• большая площадь остекления.

Приток свежего воздуха. В документации к сплит-системам обычно оговаривается, что эксплуатация прибора при открытых окнах нежелательна.

Приток наружного воздухопотока, поступая в комнату, создает для климатической техники непредусмотренную тепловую нагрузку. Объем свежего воздуха не нормирован, и сложно заранее предвидеть оптимальный запас мощности

Чтобы поддерживать нормальный микроклимат без постоянного перемещения створки, можно оставить окно на микропроветривании или вмонтировать приточный клапан. Оба вариант не провоцируют сквозняков при закрытой входной двери.

При эксплуатации сплита в условиях щадящего проветривания следует учесть:

1. С целью компенсации дополнительной теплонагрузки показатель Q1 при расчете мощности кондиционера надо увеличить на 20%.
2. Расход электроэнергии при работе сплита возрастет до 15%.

В жаркую погоду не стоит полагаться на запас мощности. При значительных теплопритоках кондиционер не обеспечит заданную температуру.

Верхний этаж. В мансардах и квартирах последних этажей без чердака тепло нагретой кровли передается вовнутрь помещения. Ситуация усугубляется при наличии плоских крыш темного цвета.

Чтобы компенсировать теплопритоки от крыши предусматривают запас холодопроизводительности – при определении мощности кондиционера величину Q1 умножают на коэффициент 1,15-1,2

Жаркий климат региона. Одно из правил безопасного пользования кондиционером заключается в соблюдении допустимого температурного перепада снаружи и внутри здания. Предел значения – 10°С. Например, если за окном 35°С, то рекомендованная температура в помещении – не ниже 25°С.

Номинальная мощность сплит-комплексов указывается с учетом эксплуатации в условиях до 31-33°С. При увеличении показателя до 40°С и более, холодопроизводительности агрегата недостаточно для поддержания заветных 18-20°С.

Учитывая предрасположенность климата к знойному лету и собственные предпочтения уровня прохлады, при расчетах показатель Q1 дополнительно следует повысить на 20-30%.

Большие окна. Типовая формула предполагает наличие в комнате одного окна стандартных габаритов – до 2 кв.м. Несколько оконных проемов или панорамная конструкция увеличивает неучтенные теплопритоки.

За счет усиленного воздействия светового потока, поступающего через окна, в теплое время года климатическая техника затрачивает половину мощности на компенсацию солнечного тепла

Корректировка мощности охлаждения осуществляется из расчета на каждый квадратный метр дополнительного остекления:

• + 200-300 Вт – для солнечной стороны;
• + 100-200 Вт – умеренная инсоляция помещения;
• + 50-100 Вт – преобладание затененности.

Снизить солнечные теплопритоки помогут светлые жалюзи или шторы.

Электропотребление и оценка энергоэффективности

Как было отмечено выше, помимо холодо- и теплопроизводительности в  паспорте сплит-системы указывается потребляемая мощность. Величина определяет расход электроэнергии. Однако более информативными являются коэффициент и класс энергоэффективности.

EER и COP – показатели энергоэффективности кондиционера в режиме охлаждения и обогрева соответственно. Величина рассчитывается путем деления холодо- или теплопроизводительности на потребляемую мощность

По сути, коэффициенты EER и COP показывают количество произведенного холода/тепла при расходовании 1 кВт электрической мощности. Чем больше их числовое значение, тем выше КПД климат-системы и ниже уровень энергозатрат.

То есть, при EER=2,5 кондиционер на максимальной мощности охлаждения потребляет электричества Q/2,5. Умножив результат на период работы, можно узнать суточный расход электроэнергии.

На основании ERR осуществляется классификация сплитов на классы энергоэффективности. К категории «А» причислены наиболее экономичные экземпляры, группу «G» представляют кондиционеры с наибольшим потреблением электричества.

Выделяют три дополнительных премиум-класса, характеризующих энергосберигающую климатическую технику. Достойный представитель группы А+++ – сплит-комплекс MSZ-LN60VGR от Mitsubishi Electric

Дополнительные критерии выбора кондиционера

Кроме мощностных характеристик системы и класса энергоэффективности перед покупкой следует определиться с такими параметрами:

• типом кондиционера;
• принципом работы агрегата;
• функциональными возможностями;
• фирмой производителем.

Вид кондиционера. Для бытового применения используются моноблоки и сплит-системы. К первой категории относятся оконные модели и компактные переносные приборы. Встраиваемые в окно кондиционеры утратили былую популярность.

Их вытесняют более современные модификации, лишенные недостатков предшественников: шумности работы, снижения освещенности из-за загромождения окна, ограниченности выбора месторасположения

Неоспоримые плюсы оконных «охладителей»: низкая стоимость и ремонтопригодность. Такой агрегат больше подойдет для сезонного дачного использования, чем для квартиры.

Мобильные моноблоки оснащены гибким воздуховодом, отводящим тепло на улицу. Переносной кондиционер – оптимальное решение для арендованного помещения.

Плюсы мобильного моноблока: возможность транспортировки, простота монтажа. Минусы: крупные габариты, высокий уровень шума, «привязка» к выводящему каналу

Сплит-системы уверенно занимают лидирующие позиции среди бытовых комплексов кондиционирования. По форме исполнения различают две категории сплитов:

1. Двухблочная конструкция. Пара модулей соединена фреоновой замкнутой магистралью. Комплекс прост в эксплуатации и практически бесшумен. Доступны разные варианты оформления внутреннего блока, корпус не занимает полезную площадь в комнате.
2. Мульти-система. Внешний модуль обеспечивает работу двух-пяти внутренних блоков.

Применение мульти-комплекса позволяет установить различные параметры кондиционирования в отдельных помещениях.

Недостаток климатической системы – зависимость внутренних блоков от единого уличного. При его поломке все комнаты останутся без охлаждения

Принцип работы. Различают обычные и инверторные модели. Порядок действия традиционной сплит-системы:

1. При повышении температуры кондиционер включается.
2. После охлаждения до обозначенного придела агрегат отключается.
3. Рабочий цикл включения/выключения повторяется непрерывно.

Инверторный кондиционер функционирует более «плавно». После запуска помещение охлаждается, но прибор продолжает работать с пониженной мощностью, поддерживая нужную температуру.

Инверторная версия сплита экономичней обычного кондиционера на 30-40%. Значение энергоэффективности EER некоторых моделей достигает величины до 4-5,15

Благодаря отсутствию «резкой» цикличности работы инверторные кондиционеры малошумны и долговечны.

Функциональные возможности. Производители, в стремлении завоевать расположение покупателей, оснащают сплит-системы дополнительными опциями. Хорошо, если кондиционер обладает следующими функциями:

• веерное распределение воздухопотока;
• автоматическое восстановление настроек прибора;
• дистанционное управление;
• встроенный таймер.

Бренд. В рейтинге ведущих производителей преобладают зарубежные компании: Daikin, LG, Sharp, Hitachi, Panasonic и General Climat.

Кондиционеры популярных торговых марок представлены широким типорядом моделей разной ценовой категории – от бюджетного эконом-класса до сплит-систем премиум-сегмента

Выводы и полезное видео по теме

Практические рекомендации специалиста помогут определиться с мощностными характеристиками кондиционера:

Подробный видео-обзор о видах климатической техники, сопоставление преимуществ и недостатков каждого решения:

Понимая принципы исчисления производительности систем кондиционирования, получится самостоятельно определить диапазон допустимой мощности. Окончательный расчет подходящих параметров лучше доверить профессионалам – опытный специалист учтет все эксплуатационные нюансы и подберет оптимальную модель кондиционера.