Jak vypočítat požadovaný výkon klimatizace?

Pro začátek se vyplatí provést rezervaci hned: člověk, který si hodlá pořídit klimatizaci, ji absolutně nemusí umět spočítat. Všechny slušné specializované firmy mají pro tento účel speciální lidi, kteří přijedou k vám domů nebo do kanceláře a ZDARMA provedou příslušné kalkulace. Pokud je klimatizace vybírána narychlo po telefonu nebo aniž byste opustili pult internetového obchodu, měli byste přemýšlet o výběru zodpovědnějších dodavatelů. A co víc, nikdo po vás nebude chtít, abyste tyto výpočty prováděli sami. Klimatizace není standardní domácí spotřebič, není to pračka ani myčka nádobí – musíte být schopni vybrat a vypočítat klimatizaci a výpočet, a ještě více instalace, musí být provedeny podle klimatu kontrolní specialisté. Proto je tento článek určen výhradně pro zvědavce.

DŮLEŽITÉ: klimatizace se nevybírají podle plochy místnosti, ale podle tepelného příkonu, který musí klimatizace uhasit!

Výběr výkonu klimatizace pouze na základě plochy místnosti v naprosté většině případů dává významnou chybu, ale o tom níže.

Aby bylo možné SPRÁVNĚ vybrat klimatizaci, je nutné vypočítat tepelný příkon, který musí kompenzovat.

Výkon klimatizace musí pokrýt všechny tepelné příkony, které se počítají podle vzorce:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5, kde
Q1 – tepelný zisk ze slunečního záření a při použití elektrického osvětlení i z umělého světla.
Q2 – tepelný zisk od osob v místnosti.
Q3 – tepelné zisky z kancelářského vybavení.
Q4 – tepelný příkon z domácích spotřebičů.
Q5 – tepelný příkon z vytápění.

1. Tepelný zisk ze slunečního záření. V první řadě záleží na ploše a umístění oken. Ve většině případů je to právě to, co představuje lví podíl na veškerém teplu vstupujícím do místnosti. Návrháři, projektanti a stavitelé v tomto případě obvykle používají termín „oslunění“ (z lat. in – „uvnitř“ + sōl – „slunce“).

A) V zeměpisné šířce Moskvy bude sluneční záření přes jeden metr čtvereční zasklení:
Orientace na sever – 31 W/m2
Orientace na jih – 298 W/m2
Jihovýchodní orientace – 244 W/m2
Severozápadní orientace – 302 W/m2
Jihozápadní orientace – 302 W/m2
Severovýchodní orientace – 37 W/m2
Orientace na východ – 37 W/m2
Západní orientace – 395 W/m2
Horizontální zasklení – 576 W/m2

Pokud je okno zastíněno stromy nebo jsou zde silné světlé žaluzie, jsou dané hodnoty vyděleny faktorem 1,4.

B) Sluneční záření ze stěn je výrazně menší, proto se v některých případech zanedbává:
Orientace na sever – 19 W/m2
Severovýchodní orientace – 34 W/m2
Orientace na jih – 36 W/m2
Severozápadní orientace – 30 W/m2
Orientace na východ – 40 W/m2
Jihovýchodní orientace – 40 W/m2
Západní orientace – 43 W/m2
Jihozápadní orientace – 47 W/m2
Vnitřní příčky, strop a podlaha – 2-15 W/m2, průměrně 8-9 W/m2
Strop posledního patra. S podkrovím – 23-70 W/m2, bez podkroví – 47-186 W/m2, v závislosti na provedení střechy a podkroví.

V některých případech se také bere v úvahu kapitálová síla stěn, násobením nebo dělením daných hodnot faktorem 1,2.

C) Dále je nutné počítat s odvětrávaným objemem místnosti (objem mínus zařízení a nábytek) v poměru 6 W na 1 kubický metr. bytový nebo kancelářský prostor a 19 W na 1 metr krychlový. obchod, kavárna nebo restaurace.

D) Pokud je náhle tepelný příkon zasklením menší než tepelný příkon z umělého osvětlení, pak jsou při výpočtu zohledněny tyto druhé hodnoty. Výkon žárovek můžete vypočítat na základě skutečnosti, že tepelný příkon z žárovek se rovná jejich výkonu a pro zářivky se používá koeficient 1,16. Můžete to udělat jinak. Vzhledem k tomu, že existují normy pro osvětlení místností, lze tepelné zisky z umělého světla odebírat rychlostí 25-30 W na 1 mXNUMX.

Je třeba vzít v úvahu, že zde uvedené hodnoty jsou platné pro zeměpisnou šířku Moskvy nebo, s určitou chybou, pro střední Rusko. Někde v Krasnodaru bude tepelný zisk podstatně větší.

Uvádí řada zdrojů zjednodušená technika odhady tepelného příkonu ze slunečního záření: Q1 = Shq

kde: S je plocha místnosti (m 2), h je výška místnosti (m), q je koeficient rovný:
30 W/m3, pokud není místnost vystavena slunečnímu záření (severní strana budovy);
35 W/m3 pro normální podmínky;
40 W/m3, pokud má místnost velké prosklení na slunné straně.

Výpočet pomocí této metody je použitelný pro byty a malé kanceláře, v ostatních případech mohou být chyby příliš velké.

2. Tepelný zisk od lidí v místnosti. Jedna osoba v závislosti na svém povolání identifikuje:
Odpočinek v sedě – 120 W
Lehká práce v sedě – 130 W
Středně aktivní práce v kanceláři – 140 W
Lehká stojící práce – 160 W
Lehké průmyslové práce – 240W
Pomalý tanec – 260 W
Střední průmyslová práce – 290W
Vysoká zátěž – 440 W

3. Tepelné zisky z vybavení kanceláře. Obvykle se odebírají ve výši 30 % elektrické energie spotřebované zařízením. Například:
Počítač, i docela moderní a ne jako na fotce – 300-400W
Laserová tiskárna – 400W
Kopírka – 500-600W

4. Tepelné zisky z domácích kuchyňských spotřebičů.
Kávovar s topnou plochou – 300W
Kávovar a rychlovarná konvice – 900-1500W
Elektrický sporák – 900-1500 W na 1 m 2 horní plochy.
Plynový sporák – 1800-3000 W 1 m2 horní plochy.
Fritéza – 2750-4050 W
Toustovač – 1100-1250W
Vaflovač – 850 W
Gril – 13500 W na 1 m2 horní plochy.

Pokud je k dispozici digestoř, tepelný příkon z kamen se dělí 1,4.

Při výpočtu tepelného příkonu z domácích kuchyňských spotřebičů je třeba vzít v úvahu, že nikdy nejsou všechny spotřebiče zapnuty najednou. Proto se bere nejvyšší kombinace pro danou kuchyni. Například dva ze čtyř hořáků na sporáku a rychlovarná konvice.

5. V některých případech ve vysokých budovách s velkou prosklenou plochou může být klimatizace nutná již v březnu, kdy topná sezóna ještě neskončila. V tomto případě je při výpočtu nutné vzít v úvahu přebytek tepla z topného systému, který může být roven 80-125 W na 1 m18. plocha. V tomto případě je nutné počítat nikoli s tepelným ziskem z vnějších stěn, ale s tepelnou ztrátou, která se může rovnat 1 W na XNUMX mXNUMX.

Příklad výpočtu

Vypočítejme tepelný příkon pro obývací pokoj umístěný ve 4. patře trvalého 12patrového obytného domu. Dvě okna 2×1,8 m2 orientována na jih, stíněna stromy. Plocha pokoje 4,67×6=28 m2,7, výška stropu 4 m, XNUMXčlenná rodina.

Ať je to místnost, kde se rodina schází k večeři a sledování televize.

1. Tepelný zisk ze slunečního záření

A) okny: Q=2×1,8x2x198/1,4=1018 W.

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.

(Pokud by přilehlé místnosti byly klimatizovány, pak by se tepelný zisk z vnitřních příček nedal zohlednit).

D) Tepelný zisk z umělého osvětlení: 28*30=840W. Jsou nižší než tepelný zisk ze solárního osvětlení, proto je nebereme v úvahu. (U oken orientovaných na sever a malé prosklené plochy je tomu naopak)

D) Je nutné vzít v úvahu tepelnou kapacitu vzduchu v místnosti nebo jinak řečeno objem místnosti. (Předpokládáme, že nábytek zabírá 6 metrů krychlových): (28*2,7-6)*6=417 W

Celkem: Q1=1018+1201+417=2636 Вт.

Pokud spočítáme příjem ze slunečního záření zjednodušenou metodou, dostaneme: Q1=28×2,7×35=2646 W. Jak vidíte, v případě typického bytu jsou nesrovnalosti 0,4 %. Pokud by ale byl celý byt klimatizován, pak by výpočet pomocí podrobné metody dal pro danou místnost Q1 = 2313 W a nesoulad se zjednodušenou metodou by byl 14,4 %. V některých případech to může vést k nutnosti instalace výkonnějšího modelu.

Maximální nesrovnalosti při výpočtu pomocí dvou uvedených metod se získají pro velké místnosti s malou plochou zasklení. Zde může zjednodušená technika způsobit chyby jeden a půl až dvakrát.

2. Nyní spočítejme tepelný zisk od lidí: Q2=130*4=520 W

3-4. A konečně, tepelné zisky z kancelářských a domácích spotřebičů jsou redukovány na tepelné zisky z domácího kina: Q3-4 = 300 W.

Celkem dostaneme: Q=2636+520+300 W=3456 W.

Existují ještě přesnější metody výpočtu, které berou v úvahu zeměpisnou šířku a délku města, pro které se výpočet provádí, materiály, ze kterých jsou vyrobeny stěny budovy a tloušťku těchto vrstev, opláštění, přítomnost izolace , typ zasklení, přítomnost závěsů nebo žaluzií a mnoho dalších nuancí.

Snad nejpodrobnější metoda je uvedena v příručce 2.91 až SNiP 2.04.05-91 „Výpočet tepelného zisku slunečním zářením v prostorách“, která je založena na následujících regulačních dokumentech:
SNiP 23-01-99 „Stavební klimatologie“;
SNiP II-3-79 „Stavební topná technika“;
SNiP 2.04.05-91 (2000) „Vytápění, větrání a klimatizace.“

Po určení požadovaného výkonu klimatizace ze standardního rozsahu: 2,0; 2,5; 3,5; 5,0; 7,0 kW zvolte model, který je výkonově nejblíže, nejlépe s nějakým přebytkem požadovaného. V tomto případě je ideální 3,5 kW model.

V rozhovorech se standardní sériové modely také nazývají „sedm“, „devět“. „dvacet čtyři“, což znamená jejich výkon v tisících BTU/h. Klimatizace mají obvykle v označení modelu odpovídající čísla: klimatizace s kapacitou 18000 18 BTU/h má čísla „1860“ (například model klimatizace LG LS – K 18 CL, model klimatizace Samsung AQT 1 A 35 RE atd.). Někteří výrobci přitom do modelového označení promítají výkon klimatizace vyjádřený v jednotkách SI, například model klimatizace Daikin FTY 3,5 má výkon XNUMX kW.

Přesná volba výkonu klimatizace je velmi důležitá. Klimatizace s nedostatečným výkonem nezajistí požadované teplotní podmínky. Například při +25 °C si poradí s horkem a při +30 °C se teplota v místnosti neúprosně zvýší. Pokud tedy není dost peněz na klimatizaci s požadovaným výkonem, nemá prostě smysl kupovat méně účinný model. Bude to k ničemu, stejně jako kola z auta na náklaďák. Pokud dojde k přebytku výkonu, bude klimatizace pracovat v kratších, častějších cyklech. A protože startování je nejobtížnější režim, povede to k předčasnému opotřebení kompresoru.

Všimněte si, že klimatizace s nadměrným výkonem pro danou místnost bude mít také nepřiměřenou cenu a příliš silný proud studeného vzduchu, který vytváří, povede minimálně k pocitu nepohodlí.

Vzhledem k zavedeným tradicím, kromě jednotek SI, k měření výkonu klimatizací (při provozu pro chlazení nebo vytápění používají také nesystémovou jednotku „British Thermal Unit/hod“ (BTU/h), hodnota který je definován následovně: toto je množství tepla potřebné k ohřevu jedné libry (0,45 kg) vody na stupeň Fahrenheita (0,56 °C).

Jednotka BTU/h odpovídá jednotce SI (Watt): 1 W = 3,412 BTU/h

Odborníci často používají hodnoty studeného (nebo teplého) výkonu klimatizace vyjádřené v BTU/h, například nástěnný dělený systém s chladnou kapacitou 9 000 BTU/h se nazývá „devítka“.

K měření výkonu klimatizace se někdy používá jednotka nazývaná „tuna chlazení“, což je množství energie potřebné k udržení jedné tuny vody zmrzlé po dobu 24 hodin. Jedna chlazená tuna (RT) se rovná 12 000 BTU/hod.

Jednotky měření výkonu (výkonu) používané v technologii klimatizace jsou tedy propojeny následujícími poměry:
1 W = 3,412 BTU/h
1 W = 1,163 kcal/h
1 BTU/h = 0,293 W
1 kcal/h = 3,968 BTU/h
1 HT = 12000 BTU/h

Další charakteristikou klimatického systému je EER (Energy Efficiency Rating), což je poměr chladicího výkonu (chladícího výkonu) v BTU/h ke spotřebě energie ve Wattech. Například již zmíněné „okno deseti“ se spotřebou energie 1200 W má EER rovných 8,3 BTU/Wh Čím vyšší je EER klimatizace, tím je toto zařízení z hlediska spotřeby energie efektivnější.

Ukazatel COP (Coefficient of Performance) je shodný s koeficientem EER a liší se od něj pouze tím, že obě veličiny zahrnuté do výpočtu (chladicí výkon a příkon) jsou měřeny ve stejných jednotkách – wattech, a protože 1 W = 3,412 BTU /h, pak EER = 3,412 COP.

Aby se klimatizace co nejúčinněji vyrovnala s regulací mikroklimatu v místnosti chlazením vzduchu, je důležité umět správně vypočítat výkon klimatizace před jeho zakoupením.

Čím větší místnost, tím větší by měl být chladicí výkon zařízení.

Pro výpočet výkonu vaší klimatizace můžete použít kalkulačku výkonu klimatizace.

Existuje obecně uznávaná metoda, pomocí které se přibližuje výpočet chladicího výkonu Q (v kW).

Q = Q1 + Q2 + Q3, kde

• Q1 – přívod tepla z oken, stěn, stropu a podlahy.

Q1 = S * h * q / 1000, kde

• S – plocha místnosti (m²);
• h – výška stropu (m);
• q – indikátor rovný 30 – 40 W/m²:
• q = 30 pro slabě osvětlené místnosti;
• q = 35 pro místnosti se středním odstínem;
• q = 40 pro vysoce osvětlené místnosti.

Pokud je místnost vystavena přímému slunečnímu záření, měla by být okna zakryta světlem, silnými závěsy nebo roletami.

• Q3 – množství tepelného příkonu z domácích spotřebičů
• 0,3 kW – z počítače;
• 0,2 kW – z TV.

Obvykle můžeme předpokládat, že 30 procent jejich spotřeby energie pochází z jiných jednotek domácích spotřebičů ve formě tepla.

Výkon zakoupené klimatizace přijatelné v rozmezí -5 až +15 procent očekávaného výkonu Q.

Výpočet optimálního výkonu klimatizace, vedená touto metodou, je orientační. Hodí se spíše pro byty, jednotlivé pokoje soukromých domů a kanceláře s malou plochou. Pokud je cílem vypočítat výkon jednotky pro průmyslové prostory nebo obchodní centra, uchýlí se k jiným metodám, které poskytují více kvantitativních ukazatelů.

Příklad výpočtu výkonu klimatizace.

Udělejme výpočet optimální výkon klimatizace pro malý obytný prostor s následujícími parametry:

• Plocha – 26 m²;
• Výška – 2,75 m;
• Počet obyvatel – 1 osoba.
• Dostupnost domácích spotřebičů – TV, počítač a malá lednička (165 W) (lednička a TV se nezapínají současně);
• Osvětlení sluncem je silné.

Nejprve je třeba vypočítat odchozí tepelné zisky z okna, stěn místnosti a jejího stropu.

V našem případě je indikátor q 40, protože místnost je dostatečně osvětlena:

Q1 = S * h * q / 1000 = 26 m² * 2,75 m * 40 / 1000 = 2,86 kW.

Tepelný zisk od jedné osoby je 0,1 kW.

Dalším krokem je určení přítoků tepla vycházejících z domácích spotřebičů. Vzhledem k tomu, že počítač a TV fungují odděleně, bere se v úvahu pouze jedna jednotka domácích spotřebičů, ze kterých vychází větší množství tepla. Jedná se o počítač – 0,3 kW. Vydává množství tepla blízké 30 procentům spotřeby energie – 0,165 kW * 30 % / 100 % ≈ 0,05 kW.

Q3 = 0,3 kW + 0,05 kW = 0,35 kW

Nyní můžeme vypočítat výkon klimatizace: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 2,86 kW + 0,1 kW + 0,35 kW = 3,31 kW

Optimální limity výkonu Qrange (-5 % – +15 % návrhového výkonu Q): 3,14 kW < Qrange < 3,80 kW

Po určení, jaký optimální výkon by měla mít klimatizace pro konkrétní místnost, byste měli vybrat vhodný model zařízení. Na trhu jsou široce zastoupeny split systémy pro domácnost s následujícími kapacitami: 2,0 kW; 2,6 kW; 3,5 kW; 5,3 kW; 7,0 kW.

V našem případě je nejvhodnější model s výkonem 3,5 kW.

Všimněte si, že modely prezentovaného rozsahu kapacit se obvykle nazývají „7“, „9“, „12“, „18“, „24“. Tato čísla se používají k označení modelů. Zobrazují výkon zařízení nikoli v kW, ale v BTU/hod.

Tato metoda označování sahá až do doby, kdy se ve Spojených státech amerických objevily úplně první klimatizační jednotky. Ve Spojených státech se stále používá britský jednotkový systém. Aby se spotřebitel rychle zorientoval, byl výkon zařízení zaokrouhlen: 7000 BTU/h, 9000 BTU/h atd.

Tento způsob značení klimatizací umožňuje určit jeho výkon podle názvu, což je velmi výhodné. Ale i přes to někteří dodavatelé dodržují tradiční metodu značení, vyjadřující výkon klimatizace v kW.

Další indikátory pro výpočet výkonu klimatizace

Při výběru klimatizace bere spotřebitel v úvahu mnoho základních i doplňkových faktorů. Nejprve musíte určit povahu čerstvého vzduchu, který vstupuje oknem z prostředí.

Výpočet výkonu pokojové klimatizace.

Výpočet výkonu klimatizace zjednodušeně nezobrazuje takový parametr jako větrání místnosti otevřením okna. Role přívodu čerstvého vzduchu se nebere v úvahu, protože pokyny dodané se zařízením jasně říkají, že všechna okna musí být během provozu klimatizace zavřená. V některých případech tato skutečnost způsobuje určité nepohodlí, protože místnost nemůže být větrána, když je zařízení zapnuto.

Navzdory těmto doporučením výrobců můžete místnost vyvětrat i za chodu klimatizace otevřením okna. Hlavní věcí je nevytvářet podmínky pro vznik průvanu. K tomu musí být přední dveře zavřené. Abych byl správný vypočítat výkon klimatizace, je třeba tuto vlastnost vzít v úvahu. K tomu přidáme 1 % k indikátoru Q20, abychom kompenzovali tepelnou zátěž z příchozího proudu vzduchu.

Čím výkonnější konkrétní model klimatizace je, tím více elektřiny se spotřebuje. Chcete-li ušetřit peníze, při větrání místností by měla být klimatizace vypnutá. Pokud jsou tepelné toky velmi silné, což je typické pro letní vedra, zařízení nemusí dodržovat nastavený teplotní režim.

Pokud se klimatizace vyskytuje v horních patrech, kde není podkroví, měli byste počítat s tím, že rozpálená střecha bude přenášet teplo do místnosti. V tomto případě bude teplo přicházet více ze stropu než ze stěn, proto by se měl indikátor výkonu Q1 zvýšit o 15 %.

Aby byl co nejobjektivnější vypočítat výkon klimatizace, musíte vzít v úvahu plochu samotného otvoru okna. K tomu je třeba porovnat hodnoty teploty v místnosti s nejvyšší úrovní osvětlení s hodnotami v ostatních místnostech. Při výpočtu výkonu klimatizace je výchozí plocha okna až 2 m². Pokud jsou tyto ukazatele zasklení vyšší než standardní, je na každý m² přidáno dalších 100–200 W.

V případě kolísavého tepelného zatížení by bylo racionální použít invertorovou klimatizaci. Takové modely mají dostatečný výkon, takže jsou schopny nejúčinněji regulovat mikroklima v místnosti.