Расчет мощности кондиционера

В силу сложившихся традиций, кроме единиц инфраструктуры СИ, для измерения мощности кондиционеров (мощности охлаждения или холодопроизводительности — в режиме охлаждения либо мощности обогрева или теплопроизводительности, если предусмотрен режим обогрева) используют также внесистемную единицу «британская тепловая единица/час» (БТЕ/ч), величина той определяется так: это количество тепла, необходимого для нагрева одного фунта (0,45 кг) воды на один градус Фаренгейта (0,56 °С). Единица БТЕ/ч так соотносится с единицей инфраструктуры СИ (Ватт):

1 Вт = 3,412 БТЕ/ч (1.7.1)

Специалисты часто пользуются значениями производительности кондиционера по холоду (или по теплу), выраженными в БТЕ/ч, к примеру, оконный кондиционер производительностью по холоду 10 000 БТЕ/ч именуется «оконник-десятитысячник», а для кондиционирования особняка площадью порядка 185 кв. м. нужна как минимум «шестидесятитысячная» сплит-система.

Для измерения производительности кондиционера используют также такую единицу как «холодильная тонна», которая представляет собой количество энергии, необходимое для поддержания одной тонны воды в замерзшем состоянии в течение 24 часов. Одна холодильная тонна (XT) равна 12 000 БТЕ/ч.

Таким образом, используемые в климатической технике единицы измерения мощности (производительности) связаны между собой соотношениями

1 Вт = 3,412 БТЕ/ч 1 Вт = 1,163 ккал/ч 1 БТЕ/ч = 0.293 Вт 1 ккал/ч = 3.968 БТЕ/ч 1 XT = 12000 БТЕ/ч.

Другой характеристикой климатической инфраструктуры служит EER (англ. Energy Efficiency Rating — коэффициент энергетической эффективности), представляющий собой отношение мощности по холоду (холодопроизводительности) в БТЕ/ч к потребляемой мощности в Ваттах. к примеру, уже упоминавшийся «оконник-десятитысячник» с энергопотреблением 1200 Вт может иметь EER, равный 8,3 БТЕ/Вт ч. Чем выше EER кондиционера, тем эффективнее это устройство с точки зрения энергозатрат.

Показатель СОР (англ. Coefficient of Performance — коэффициент производительности) идентичен коэффициенту EER и отличается от него только тем, что обе входящие в расчет величины (холодопроизводительность и потребляемая мощность) измеряются в одних и тех же единицах — ваттах, а поскольку 1 Вт = 3,412 БТЕ/ч, то EER = 3,412 СОР.

Заметим, что потребляемая мощность и мощность по холоду (холодопроизводительность) либо мощность по теплу (теплопроизводительность) — не одно и то же. Мы уже видели, что коэффициент эффективности теплового насоса (кондиционера, работающего в режиме обогрева) может быть равен, к примеру, 3,6. Нетрудно найти соотношение между мощностью по холоду и потребляемой мощностью для приведенного выше в качестве примера «оконника-десятитысячника»: поделим его EER на коэффийиент 3.41, связывающий ватты и БТЕ/ч и получим 2,44. Иными словами, при потребляемой мощности 1200 Вт этот кондиционер производит холода в 2,44 раза больше (2930 Вт). Еще раз напомним, что потребляемая кондиционером мощность расходуется на перенос холода с улицы в помещение.

Требуемую для конкретного помещения мощность кондиционера по холоду можно рассчитать, определив теплоизбыток помещения, где он должен быть установлен. Теплоизбыток Q, помещения в зависимости от объема, рассчитываются по формуле1:

Q=Shq .

где: S — площадь помещения (м2), h — высота помещения (м), q — коэффициент, равный:

— 30 Вт/м3, если в помещение не попадают солнечные лучи (северная сторона здания);

— 35 Вт/м3 для обычных условий;

— 40 Вт/м3, если помещение имеет большое остекление с солнечной стороны.

рекомендуется иметь в виду, что данные расчеты применимы только для капитальных зданий, поскольку кондиционировать железный ларек или магазин с прозрачной крышей практически невозможно — в солнечный день теплопритоки от стен и потолка будут слишком крупными.

Затем подсчитывают избыточное тепло Q2 от находящейся в помещении оргтехники: в среднем берется 300 Вт на каждый компьютер, или примерно 30% от мощности, потребляемой каждой единицей оборудования (к примеру, один лазерный принтер выделяет порядка 400 Вт, копировальный аппарат — 500 Вт).

Подсчитывают избыточное тепло Q3 от людей, находящихся в помещении из расчета 100 Вт на человека в офисе или до 300 Вт на человека в помещении, где занимаются физическим трудом).

Приближенную оценку необходимой производительности сплит-инфраструктуры для кондиционирования бытовых помещений можно сделать с помощью табл. 1.7.1.

Таблица 1.7.1. Производительность сплит-инфраструктуры, необходимой для кондиционирования бытовых помещений

Площадь комнаты, кв. м	Производительность сплит-инфраструктуры, БТЕ/ч
23	7000
32	9000
51	12000
93	18000
116	22000
2x32 = 64	2 x 9000
23 + 51=74	7000+ 12000
56	12000 (инвертер)

Точный выбор мощности кондиционера весьма важен. Кондиционер недостаточной мощности может просто не обеспечить требуемой пользователем температуры в помещении (рис. 1.7.1). В случае избыточной мощности кондиционера включения и выключения его компрессора будут происходить слишком часто (см. рис. 1.7.2), что приведет к преждевременному износу компрессора. На рис. 1.7.2 отображена цикличность включения и выключения кондиционера оптимальной мощности. Заметим, что кондиционер избыточной для данного помещения мощности будет иметь и избыточную цену, а создаваемый им слишком мощный поток холодного воздуха приведет, как минимум, к ощущению дискомфорта.

рекомендуется иметь в виду, что потребляемая кондиционером мощность и мощность по холоду (по теплу) обычно измеряются в соответствии со стандартом ISO 5151 (температура внутри помещения 27 °С, снаружи 35 °С). При изменении этих условий мощность кондиционера будет меняться.