Кондиционирование воздуха в помещениях в зависимости от площади

Классификация систем кондиционирования

Системы кондиционирования можно классифицировать следующим образом:

• по степени обеспечения метерологических условий в помещении, обслуживаемом системами кондиционирования они делятся на три класса, – первого, второго и третьего;
• по назначению объекта применения – технологические и комфортные;
• по наличию собственных источников энергии тепла и (или) холода, – автономные и неавтономные;
• за принципом расположения системы относительно обслуживаемого ею объекта – на местные и центральные;
• по количеству помещений, которые они обслуживают – однозональные и многозональные;
• по типу обслуживаемых обьектов – бытовые, промышленные и полупромышленные.

Системы кондиционирования первого класса призваны обеспечить необходимые для техпроцесса параметры, соответствующие нормативным документам; второго класса – требуемые для даного техпроцесса нормы или санитарно-гигиенические нормы; третьего – допустимые параметры, если нет возможности обеспечить их вентиляцией в теплый период года не используя искусственное охлаждение воздуха.Автономные системы кондиционирования воздуха состоят из всего комплекса оборудования, который позволяет произвести требуемую обработку воздуха согласно нормативным требованиям (очистка, нагрев, охлаждение, осушение, увлажнение, перемещение и распределение воздуха), а также из средств управления и автоматического контроля. Для их работы необходимо подать лишь электроэнергию. К таким СКВ можно отнести моноблочные шкафные (руфтопы) и оконные кондиционеры, сплит-системы различных типов.У неавтономных систем кондиционирования нет собственных встроенных агрегатов, которые могли бы быть источниками холода или тепла. К ним теплоноситель подается от других источников холодо- и теплоснабжения.Центральные СКВ являют собой неавтономные агрегаты, расположенные вне обслуживаемых помещений. В агрегатах выполняется соответствующея подготовка воздуха и его последующее распределение в необходимые помещения посредством воздуховодов.Местные системы кондиционирования устанавливаются непосредственно в обслуживаемых помещениях. Выпускаются они на базе неавтономных и автономных кондиционеров.Многозональные СКВ применяются тогда, когда необходимо обслужить много помещений или несколько помещений с неравномерным распределением тепловыделений одной системой.

Расчет мощности охлаждения кондиционера

Существует установленный параметр, согласно которому для охлаждения помещения с объемом в 30 м3 нужен прибор с мощностью в 1 кВт. Если учитывать площадь помещения, то на кондиционер с мощностью в 1кВт может охладить 10 м2. Именно это соотношения используют многие консультанты и люди, которые сталкиваются с выбором сплит системы. Но, это соотношение не является точным вариантом расчета мощности охлаждения кондиционера. Если вы хотите быть уверенными в правильности выбора, то вам необходимо точно рассчитать мощность кондиционера с учетом всех факторов.

Итак, как рассчитать мощность сплит системы, и на какие факторы при этом стоит обратить внимание:

В каком месте будет устанавливаться агрегат. Сегодня их устанавливают и в магазинах, и в офисах, и в квартирах и других жилых и нежилых помещениях

Если вы проживаете в двух комнатной квартире и хотите создать в ней комфортные условия проживания, то лучше обратить внимание на мульти-сплит систему, которая имеет блоки с разной мощностью. Если же вы хотите установить данную технику в спальне, то не стоит рассматривать вариант с напольным моноблочным кондиционером, который в процессе работы издает сильный шум

Конечно, такой техникой можно охладить помещение, но взамен вы нарушите тишину, которая просто необходима для отдыха.
При расчетах и выборе техники стоит учесть ее назначение. Большинство приборов могут не только охлаждать помещение, но и обогревать его. Также есть кондиционеры, которые просто охлаждают помещение. Достоинством такой техники является низкая стоимость. Также стоит обратить внимание на другие функции сплит системы. Некоторые кондиционеры работают с воздухом, который находится внутри комнаты. А есть и такие системы, которые проводят подачу свежего воздуха с улицы.
Для того чтобы точно рассчитать параметры сплит системы, необходимо учесть точную площадь помещения. Даже 1 м2 может повлиять на эффективность выбора. Таким образом, можно подобрать сплит систему по площади квартиры.
На эффективность работы кондиционера влияет и количество комнат в квартире или магазине. Существуют некоторые системы, которые могут обслуживать несколько помещений одновременно. К такой технике относят мульти-сплит системы, которые устанавливаются на стены, а также промышленные кондиционеры, основной особенностью которых является высокая производительность охлаждения. 

Наличие определенной техники, которая выделяет тепловую энергию в процессе эксплуатации. К такой технике можно отнести кухонную плиту, компьютер, электрочайник и другие. Наличие дополнительных источников тепла приводит к повышению мощности охлаждения. Таким образом, повышение продуктивности агрегата компенсирует наличие источников тепловой энергии.
Особого внимания нужно уделить и окнам. Большую роль в охлаждении комнаты играет количество окон, их размеры, а также то, на какую сторону они выходят. Особенно этот фактор стоит учесть тогда, когда в комнате установлены обычные деревянные окна без стеклопакета. Ока являются основной конструкцией, через которую в помещение поступает тепло. Поэтому, при расчете необходимо учесть все, что связано с окнами.
Количество проживающих в комнате людей. Человеческое тело выделяет близко 100 Вт. Поэтому, необходимо учесть этот фактор, для того чтобы компенсировать данный источник тепловой энергии.

Зная все эти факторы можно точно рассчитать производительность данной техники, и выбрать оптимальный вариант для себя.

Помещения детских дошкольных организаций

Обеспечение требуемых норм воздухообмена в дошкольных организациях является базовым условием здоровья и нормальной умственной активности малышей. Однако при обеспечении вентиляции необходимо исключать возможность возникновения сквозняков, учитывая это требование, проветривание в детских дошкольных организациях осуществляется в соответствии с распорядком дня учреждения.

Согласно нормам, обозначенным в СНиП 41.21-2003, для обеспечения проветривания кратность воздухообмена в классе для занятий, раздевалке, игровой комнате и в спальне для детей в возрасте до 2 лет должна составлять 1,5 ед/час. Более строгие требования предъявляются при обеспечении полной замены в области умывальника, туалета, медицинского пункта и кухни, для которых этот показатель составляет 2-3 ед/час.

Формула типового расчета мощности кондиционера

Типовой расчет позволяет рассчитать мощность кондиционера для помещений не больше до 50 – 70 кв. м

Расчет производится по формуле:

Q = Q1 + Q2 + Q3, где

Q — Мощность охлаждения (Киловатт)
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.
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; Для остальных приборов, берется в расчете 30% от максимальной потребляемой мощности.

Мощность кондиционера должна лежать в диапазоне Q_range от –5% до +15% расчетной мощности Q.

Пример

На примере жилой комнаты рассчитаем необходимую мощность кондиционера, площадь комнаты 20 кв. м. (S), высота потолков 3 метра (h). Проживает в комнате 1 человек (Q2), окно выходит на солнечную сторону (q). Из бытовых приборов в комнате телевизор и персональный компьютер (Q3).

• Рассчитаем, чему равны теплопритоки от стен, крыши. То есть Q1.

  Q1 = S * h * q ÷ 1000S= 20 кв. мh = 3 мq = 40 Вт/кв. м (так как в условиях у нас солнечная сторона).

  Подставляем данные в формулу и получаем:Q1 = 20 кв. м * 3 м * 40 Вт/кв. м ÷ 1000 = 2,4 кВт

• Теплопритоки (Q2) от одного человека будут из расчета «при легком движении»Q2 = 0,1 кВт
• Осталось рассчитать теплоприток от бытовых приборов (Q3). У нас в комнате есть: телевизор (0,2 кВт) и персональный компьютер(0,3 кВт). Будем рассчитывать с учетом того, что приборы работают одновременно и берем суммарный теплоприток от двух приборов. Если компьютер и телевизор не работают одновременно, то теплопритоки берутся только от наибольшего значения, то есть от компьютера.Q3 = 0,3 кВт+0,2 кВт=0,5 кВт
• Теперь подставим все показатели в формулу Q = Q1 + Q2 + Q3 и найдем расчетную мощность кондиционера.Q =2,4 кВт + 0,13 кВт + 0,5 кВт =3,03 кВт
• Рекомендуемый диапазон мощности Q_range (от -5% до +15% расчетной мощности Q):2,9 кВт  <  Q_range  <  3,50 кВт

Получив нужное значение мощности кондиционера, переходим к выбору модели кондиционера с учетом полученных результатов. У большинства производителей модели кондиционеров делятся по мощности следующим образом: 2,0 кВт; 2,6 кВт; 3,5 кВт; 5,3 кВт; 7, 0кВт. Из этого мы выбираем модель мощностью 3,5 кВт.

БТЕ (BTU) — Британская Тепловая Единица (British Thermal Unit).
1000 БТЕ/час = 293 Вт.

Очень часто модели из этого ряда называют «7», «9», «12», «18», «24», а также эти номера присутствуют в маркировке моделей, у ряда производителей. Например, у «General Fujitsu» у модели «AWHZ24L» (24=24000 БТЕ/ч=7кВт). Эти числа показывают мощность моделей, не как мы все привыкли в киловаттах, а в БТЕ/час. А связанно это с тем, что первые кондиционеры появились в Соединенных Штатах Америки. И там до сих пор используется британская система измерения. Но, к примеру, производители «Daikin», «Mitsubishi heavy industries,LTD», используют в названиях своих моделей («FLXS35B», «SRK35ZJX») кондиционеров мощность в ваттах. Например, «35» соответствует мощности равной 3,5 кВт.

Методики расчета мощности кондиционера

Основной функцией кондиционера является охлаждение воздуха в помещениях. Главным критерием потребительского выбора становится холодопроизводительность. Помочь найти нужное значение мощности охлаждения помогут параметры комнаты, где устанавливается внутренний блок. К учету стоит принять:

• квадратуру,
• высоту потолков,
• характеристики теплоизоляции стен,
• наличие оконных проемов и другие факторы.

Расчет кондиционера по площади помещения

Холодопроизводительность прибора зависит от нескольких факторов, и площадь помещения — главный из них. Соотношение между квадратурой и необходимою мощностью кондиционера выглядит следующим образом — 1 кв.м. соответствует 100 Вт производительности.

Если устанавливать внутренний блок в комнате площадью 15 кв.м., то для нормального функционирования системы нужно выбирать модель с показателем мощности 15х100, т.е. 1500 Вт. Однако это значение будет закономерным лишь для помещений, расположенных на затененной стороне здания, а также не сильно заставленных техникой. Также нарушить баланс мощности в сторону ее увеличения может постоянное пребывание в помещении большого количества людей.

Даже для нестандартного объекта расчет мощности не представляет сложности. Но высокие потолки, большое скопление людей и техники могут увеличивать количество тепла в помещении. В таком случае автоматика прибора не станет его отключать на паузы при достижении нужной температуры, а оборудование в условиях постоянных нагрузок будет работать на износ. Конечно, это отразится на долговечности кондиционера, для которого была неправильно рассчитана холодопроизводительность.

Поэтому, используя метод расчета мощности климатического устройства по мощности, учитывайте следующие параметры:

• Высота потолков не должна превышать 2,70 м.
• В помещении есть сплошные стены и дверь.
• Установка будет проводиться в жилом помещении.
• В комнате установлено минимальное количество бытовой техники (допускается один компьютер и один телевизор).

Расчет мощности кондиционера по объему помещения

В соответствии с данным методом сперва следует высчитать объем комнаты, а далее подобрать значение теплоизбытков на 1 куб.м.:

• 30 Вт/куб.м — при плохом проникновении солнечных лучей в комнату;
• 35 Вт/куб.м — при нормальном проникновении;
• 40 Вт/куб.м — при размещении комнаты на солнечной стороне.

Мощность прибора будет равна объему помещения, умноженному на значение теплоизбытка. Рассмотрим на реальном примере.

Нужно установить кондиционер в помещении, площадью 15 кв.м, с высотой потолка 3 м, окна которого выходят на юг. В таком случае объем помещения равен 45 куб.м, а теплоизбытки — 40 Вт/куб.м.

Умножив эти значения получаем необходимую мощность настенного оборудования 40 Вт/куб.м.х45 куб.м= 1800 Вт.

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.

Движение воздушных потоков по дому в процессе проветривания

Маркировка мощности кондиционеров от производителей

Сплит-система одной и той же модели производится на различную площадь (соответственно разной мощности); производители маркируют устройства по холодопроизводительности выраженной в кBTU (1000 BTU/h = 293 Вт). Исходя из этой маркировки, можно судить, подходит ли данный кондиционер под нужды будущего владельца или нет:

• 07 – мощность составляет 2 кВт. В среднем, такое устройство можно поставить в комнату площадью 18-20 м.кв.;
• 09 – кондиционеры на 2,5-2,6 кВт. Подходят для помещений площадью до 26 м.кв.;
• 12 – наиболее мощный вариант среди бытовых кондиционеров (3,5 кВт). Такую сплит-систему можно установить в комнатах до 35 м.кв. Маркировка 12 – кондиционер рассчитан на площадь большой комнаты с высокими потолками.

Некоторые производители используют другие значения – например, Toshiba маркируют так же в BTU цифрами 10 и 13 (они чуть мощнее «девяток» и «двенашек» соответственно). А, например Mitsubishi в маркировке применяют цифры соответствующие площади помещения – 20, 25, 35 (что аналогично «семеркам», «девяткам» и «двенашкам» соответственно).

Ниже приведена таблица, в которой указана необходимая холодопроизводительность на определенную площадь комнаты

Обратите внимание, что данная таблица учитывает только стандартную высоту потолков, малую освещенность, минимальное количество техники и людей

Хочу добавить, что для квартир подходят сплит-системы мощностью меньше 4 кВт. Устройства большей мощностью (18, 24, 36, 48 кBTU) чаще используются для промышленных зданий, спортивных залов, офисов с огромным количеством тепловыделяющей техники.

Производительность кондиционера

Кондиционер, 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.

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. Об особенностях работы сплит-системы на тепло мы говорили здесь.

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 кондиционера

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.

Что ещё нужно знать для правильного расчёта мощности

Чтобы выбрать оптимальный уровень мощности для прибора, следует прояснить ещё несколько моментов:

• для какого именно помещения приобретается устройство — гостиная, спальня либо детская, так как для каждой комнаты существуют особенности размещения и выбора прибора (например, в спальной комнате или в детской нецелесообразно размещать шумный кондиционер – моноблок);
• для каких целей предполагается использовать прибор: только для охлаждения либо для охлаждения/обогрева; в любом случае следует учесть, что этот прибор не вентилирует комнаты;
• какова площадь жилья, куда предполагается установить кондиционирующее устройство, потому что предстоит вычислить его мощность охлаждения;
• из скольких комнат состоит помещение, потому что только немногие из этих полезных приборов способны поддерживать оптимальный температурный режим сразу в нескольких комнатах; это либо бытовые мультисплит-системы, размещаемые на стене, либо устройства, именуемые  «тяжёлыми кондиционерами»;
• находится ли в квартире какое-либо оборудование, способное выделять тепло в летний сезон, которое необходимо будет учесть при расчёте мощности охлаждения кондиционера; дополнительное выделение тепла некоторыми приборами зимой позволяет компенсировать его включением меньшей мощности обогрева;
• каков приток излучения Солнца, так, например, окно, защищённое жалюзи, уменьшает приток тепла, а значит, не требует дополнительной компенсации увеличением мощности охлаждения;
• на каком этаже расположена ваша квартира; если это верхний этаж, значит, от перегрева крыши следует предусмотреть дополнительную теплоотдачу от потолка, а это опять-таки потребует теплокомпенсации;
• сколько человек проживают в помещении; каждый человек является источником тепла, а это так же следует учесть;
• сколько окон и дверных проёмов в помещении, не связано ли данное помещение с другими открытыми проёмами, в ограниченном пространстве легче поддерживать оптимальный микроклимат.

Общепризнано:

• человек в состоянии покоя выделяет тепло в 0,1 кВт;
• компьютер либо сканер — 0,3 кВт;
• все остальные приборы — 1/3 мощности, указанной в паспорте. Сложив упомянутые показатели тепловыделения, получаем цифру необходимой мощности охлаждения

Расчет мощности охлаждения кондиционера по площади

Серии бытовых кондиционеров всегда включают несколько вариантов, рассчитанных на разные объемы помещения. Каждая модель маркируется производителем соответствующим образом, чтобы торговые представители, специалисты монтажных бригад и потребители смогли легко сориентироваться.

Основа для такой маркировки — холодопроизводительность, выражающаяся в параметре BTU, одна единица которого в час составляет 293 Вт. Наиболее популярные модели бытовых сплит-систем по производительности холода:

• 07 – мощность оборудования составит 2 кВт. Такое устройство может быть установлено в комнате площадью 18-20 кв. м.
• 09 – соответствует мощности до 2,5/2,6 кВт. Производители рекомендуют их для помещений площадью не более 26 кв. м.
• 12 – еще более мощный вариант, рассчитанный на охлаждение помещений до 35 кв. м.

Однако, когда мы говорим лишь о площади, по сути своей смотрим только на 2D-плоскость, тогда как воздушный поток, естественно, распределяется в 3D-измерении — по всему объему помещения. В зависимости от высоты потолков, объем воздуха в помещении будет различный, и разница для вашего оборудования окажется существенной.

Именно поэтому необходимо учесть следующие факторы:

• Если высота потолка не превышает 3 м, то для эффективного охлаждения комнаты будет достаточно 100 Вт охлаждающей энергии на 1 кв. м.;
• От 3 до 3,4 м: потребуется уже 120 Вт на 1 кв. м.;
• 3,4-4 м – 140 Вт на 1 кв. м.;
• Свыше 4 м – 160 Вт на 1 кв. м.

Как правило, в жилых помещениях не бывает потолков высотой более 4 м, однако, для нестандартных объектов на помощь придут полупромышленные сплит-системы.

Важно! Приведенные параметры рассчитаны на помещение, в котором отсутствуют дополнительные источники тепла — к коим относятся не только бытовые приборы, но и мы с вами — люди, а также домашние животные. Для точного расчета необходимо указать, сколько человек в среднем будут находиться в кондиционируемом помещении, а также добавить теплопритоки от компьютеров, телевизоров, плиты (например, если это квартира-студия) и другой техники.

В среднем на одного человека, а также на один бытовой прибор «выделяют» по 300 Вт тепловой энергии

Такой расчет можно счесть достаточно усредненным, однако он позволяет существенно улучшить результат.

В среднем на одного человека, а также на один бытовой прибор «выделяют» по 300 Вт тепловой энергии. Такой расчет можно счесть достаточно усредненным, однако он позволяет существенно улучшить результат.

Пример расчета

Предположим, у нас есть комната площадью 20 кв. м., в которой постоянно находятся 2 человека. Один из них — активный пользователь компьютера, а другой предпочитает проводить время на диване с книгой. Высота потолков в помещении не превышает 3 м — значит, берем по 100 Вт на единицу площади. Итого получим 2 кВт от площади комнаты, и 900 Вт — от людей и компьютера (2,9 кВт). Таким образом, нам потребуется кондиционер холодопроизводительностью от 09 BTU.

Расчет по кратностям

Кратность воздухообмена – это величина, значение которой показывает, сколько раз в течение одного часа воздух в помещении полностью заменяется на новый. Она напрямую зависит от конкретного помещения (его объема). То есть, однократный воздухообмен это когда в течение часа в помещение подали свежий и удалили «отработанный» воздух в количестве равном одному объему помещения; 0,5 -кранный воздухообмен – половину объема помещения.

В нормативном документе ДБН В.2.2-15-2005 «Жилые здания» есть таблица с приведенными кратностями по помещениям. Рассмотрим на примере, как производится рассчет по данной методике.