Розрахунок потужності кондиціонера як зробити правильно, формули

В останні роки літня спека б'є всі рекорди і все частіше люди змушені набувати кліматичної техніки, щоб хоча б у приміщенні не відчувати на собі наслідки виснажливої спеки. Кондиціонери досить дорогі пристрої і купуються не на один рік, тому щоб їхній термін життя був більш тривалим, а температура в приміщеннях максимально комфортною необхідно перш ніж купити кондиціонер знати, як він працює і вміти робити розрахунок потужності кондиціонера.

Це дозволить не тільки зробити ефективною його роботу, а й збереже деяку суму коштів, адже потужніші агрегати коштують дорожче. А вони не завжди потрібні.

Принцип роботи кондиціонера

Ми всі звикли, що під словом «кондиціонер» мається на увазі прохолодне повітря у приміщенні. Однак його початкове призначення полягало зовсім не в охолодженні повітряних мас, а в їхньому осушенні.

Перші моделі кліматичної техніки використовувалися для зниження підвищеного рівня вологості повітря у друкарських цехах, що покращувала якість друкованих видань. Сама ж назва цих пристроїв бере початок в англійській «condition», що трактується як умова або кондиція. Це означає, що кондиціонери були створені не для створення холоду, а для підтримки необхідних умов у приміщеннях мікроклімату, яким можна керувати за допомогою саме цих пристроїв.

Правильніше було б називати кондиціонерами такі прилади, як зволожувачі повітря чи іонізатори, спираючись з їхньої початкові функції. У кондиціонері відбувається процес, що супроводжується зміною стану холодоагенту.

Але оскільки назва «кондиціонер» вже закріпилася за цимиагрегатами, розберемо їх пристрій.Функція кондиціонера полягає в тому, щоб видаляти з приміщення тепле повітря за допомогою зміни стану різних хімічних речовин і привносити зовні прохолодніше або навпаки, залежно від сезону року. У перших моделях як охолоджувальну речовину використовувався аміак, зараз його замінив фреон.

Охолодження або передача тепла здійснюється шляхом переходу речовини з одного стану до іншого, звані фазовими станами. Всім знайоме первісне відчуття холоду, коли викупавшись у річці чи озері, ви виходите з води на спекотне сонце. Здавалося б, при температурі +30 градусів і вище, ви не повинні відчувати холод.

Але річ у тому, що поверхня вашого тіла мокра і повітря відбувається відривання молекул води, тобто. ваша шкіра сохне, а разом із молекулами води, які з рідкого стану перетворюються на газоподібний, йде й деяка кількість вашого тепла. Тому ви відчуваєте легке озноб, незважаючи на спеку.

Є речовини та рідини, які сильніше охолоджують, тобто швидше змінюють свій стан. Наприклад, бензин, різні розчинники, ацетон та інші леткі сполуки при попаданні на шкіру людини викликають відчуття різкого похолодання, а в зимовий час можуть призвести до обмороження.

Ще один приклад, як переноситься тепло за допомогою переходу речовини з одного стану до іншого. У сильну спеку, якщо голова непокрита, можна легко отримати тепловий удар. Щоб цього не відбулося, потрібно лише намочити будь-який матеріал, що вбирає воду, і покласти на голову. Поки тканина буде сохнути, тобто переходити з однієї фази в іншу, тепло не завдасть шкоди вашій голові.

На такому принципі побудовано роботу кондиціонера. Єдиною відмінністює те, що охолоджувальна рідина, яка переносить тепло, не випаровується як вода, оскільки це було б дуже дорогим задоволенням та шкодою навколишній атмосфері. Процес випаровування протікає усередині випарника, як називається пристрій у вигляді системи трубчастого контуру. У простір йде тепло або холод залежно від вибраного режиму.

Процес охолодження повітря

Робота кондиціонера побудована на замкнутому циклі руху фреону від компресора до конденсатора, далі у випарник і назад у компресор. На кожному етапі фреон зазнає змін свого стану (з рідкого в газоподібний і знову в рідкий), за рахунок чого і відбувається охолодження повітря або його нагрівання, залежно від навколишніх умов і режиму роботи пристрою.

У компресорі фреон стискується під тиском 15-20 атм. і виходить у конденсатор, де внаслідок різкого падіння тиску швидко перетворюється на пару. Охолоджуючись у конденсаторі, фреон знову набуває рідкої форми, виділяючи при цьому велику кількість тепла. Пара перетворюється на рідину, оскільки конденсатор знаходиться в безпосередньому контакті із зовнішнім повітрям, яке має нижчу температуру, ніж фреон у пароподібному стані.

При надходженні фреону у випарник тиск в останньому знижено, тому фреон переходить у газоподібний стан і при цьому вже не віддає, а поглинає тепло, що надходить із нагрітого приміщення. Після цього фреон надходить знову компресор, звідки цикл повторюється нескінченно, поки працює кондиціонер.

Типи кондиціонерів

Все вищеописане є лише важливою схемою роботи кліматичного устрою. Фактично кожен тип подібних агрегатів має у своєму складі різні елементи, що дозволяють відстежувати його роботу,систему управління, вентилятори та фільтри, трубопроводи для циркуляції холодоагенту та відведення надлишків конденсату, різні датчики та ще багато різного обладнання. Саме від наявності всього цього, його конструкції, розташування і визначається тип кондиціонера.Однак, незважаючи на тип і потужність кондиціонера в кВт, принцип його роботи, побудований на циркуляції холодоагенту, у всіх однаковий.

Не варто думати, що кондиціонери – це останнє досягнення науки та техніки. Ще в минулому столітті вікна заводських цехів та адміністративних будівель «прикрашалися» негарними ящиками. У деяких місцях вони існують і досі. Подібні шедеври є віконними типами кондиціонерів. Ці моноблоки, що включають випарник, компресор і конденсатор сьогодні вже не користуються попитом, через високий рівень шуму, непривабливості і зниження площі освітлення.

На сучасному ринку спочатку з'явилися спліт системи, що випускаються в Японії з 1961 компанією Тошиба (Toshiba). А тепер уже є і багато спліт системи. Ці пристрої сьогодні є двома блоками, в одному з яких розміщується все галасливе і громіздке оснащення, в іншому, який виглядає цілком у дусі часу, все інше.

Якщо зовні вішається блок, який гримить і шумить, то в будинку знаходиться приємний на вигляд невеликий блок, який можна встановити в будь-якому приміщенні. А мульти спліт системи дозволяють встановлювати кілька блоків усередині будинку і приєднувати їх до одного зовнішнього.

Тепер ви знаєте дещо про кондиціонерів, і настав час перейти до того, як розрахувати потужність кондиціонера.

На що впливає потужність

Насамперед від потужності кліматичного обладнання залежить підтримка комфортного мікроклімату в приміщенні. Якщо ви купитемалопотужний агрегат, він просто може не впоратися з поставленим завданням, а придбаний надпотужний кондиціонер «з'їсть» усі фінанси тільки на електроенергії, та й вартість його може значно відрізнятися від менш сильних побратимів.

Однак, збираючись дізнатися, який потужності потрібен кондиціонер для вашого будинку, офісу чи підприємства, слід зрозуміти, з чого складається сам розрахунок, і що насправді розуміється під словом «потужність» у нашому випадку. Оскільки кондиціонер служить для охолодження повітряних мас, потрібно зробити розрахунок потужності охолодження.

На відміну від тієї потужності агрегату, яку він споживає для своєї роботи (електроенергіі), потужність охолодження передбачає, скільки кіловат теплової енергії цей агрегат може вивести з певного приміщення.

Споживана потужність – це кількість електроенергії, яка потрібна приладу для роботи. Вона повинна бути меншою за охолоджувальну потужність, оскільки потрібно не для самого процесу охолодження, а лише для переміщення тепла.

Полегшений розрахунок

Спрощений розрахунок потужності кондиціонера площею використовується тоді, коли необхідно прикинути вартість кондиціонера чи його кількість, якщо потрібно підібрати кілька агрегатів для величезного приміщення.

Зазвичай береться значення 1кВт /10Квм з умовою, що висота стелі вбирається у трьох метрів.

Такий алгоритм розрахунку швидше та простіше, ніж вираховувати обсяг приміщення, оскільки всі напам'ять знають площу свого будинку, хоч би з рахунків за комунальні послуги.

Однак, при цьому методі на результат може впливати такі фактори, як:

ступінь освітленості приміщення сонцем;
квадратуру вікон;
кількість приладів, що випромінюють тепло;
кількість людей, які постійно перебувають у приміщенні.

Якщо всі позиції присутні у розрахунках, кожна додасть до отриманого результату розрахунку площею ще 20% потрібної потужності.

Але якщо потрібен точний розрахунок, який потрібен у тому випадку, якщо потрібно оснастити кондиціонерами нестандартні приміщення, або мають надто велику площу, то слід уже користуватися спеціальними методиками розрахунку. І тут формула розрахунку потужності кондиціонера включає вже вузькоспеціальні символи та поняття.

Потужність, що розраховується за формулою, має на увазі не саму потужність агрегату, а ту, що здатна нагріти повітря всередині приміщення. Це так звана потужність надходження тепла. Це значення впливає вибір потужності кондиціонера, оскільки з отриманих значень вибирається те, що відповідає здатності агрегату виводити тепло, що надходить. Простіше кажучи, потужність охолодження приблизно повинна дорівнювати потужності надходження тепла, яка вираховується за такою формулою:

Q = S х h х q

ЛітераQ позначає теплову потужність, що вимірюється в кіловатах.

ЛітераS, як відомо зі шкільного курсу геометрії, позначає площу приміщення, і вимірюється у квадратних метрах.
Літераh - це висота стелі в метрах.
q - коефіцієнт, що визначає ступінь освітленості, вимірюється в кіловатах на кубічний метр. Для стандартних приміщень приймається рівним 0,035.

На кожного присутнього в приміщенні людини додається 0,1 кВт. На кожен побутовий прилад випромінюючий тепло додається 0,3 кВт. Для холодильника це значення дорівнюватиме 0,5. А у разі розрахунку, що виробляється для продуктового магазину, наприклад, вітрина-холодильник ужедаватиме значення від 1,5 до 2 Квт. Отримана в результаті розрахунків потужність (значення для Q) дає визначення потужності кондиціонера, яка не може бути меншою від отриманого розрахункового значення.

Однак, коли йдеться про кондиціонери, вироблені в деяких західноєвропейських країнах, звичні нам кіловати замінюються просто цифрами – 24, 7, 9, 12 або 18.Пристрої, призначені для житлових приміщень та невеликих офісів, зазвичай маркуються цифрами 7 і 9. Продавці так їх і називають коротко «сімка» або «дев'ятка».

Що означають ці цифри та на що вони вказують? Справа в тому, що в деяких країнах застосовується інша метрична система, де мірою довжини є фут. Тому потужність там обчислюється в тисячах британських теплових одиниць за годину і позначається так - BTU/h або BTUph. Щоб перевести ці значення кіловати, слід вважати, що 1000 BTU/h дорівнює приблизно 0,3 Квт.

Орієнтовний розрахунок нестандартного приміщення

площа приміщення дорівнює 30 кв.
висота -5 м;
кількість людей –5 осіб;
працюючих, цілий день комп'ютера - 3;
Умовимося, що освітленість у межах норми.

Підставляємо значення у формулу та отримуємо результат:

Q= 30*5*0.035+5*0.1+3*0.3=6.65 кВт

Для такого приміщення потрібно придбати кондиціонер потужністю не менше 6.65квт, а якщо трапиться вибирати з європейських, де інше обчислення – у BTUph, то 6,65 потрібно розділити на 0,3 і отримаємо значення 22.

Як бачите, можна і самотужки вирахувати, який кондиціонер потрібен у кожному окремо взятому випадку.