Кондиционирование воздуха, расчет мощности кондиционера

— Ты с ума сошла! — кричит отец на дочь. — Посмотри вокруг! Краны текут, штукатурка сыплется, телевизор барахлит, холодильник греет, а ты собралась замуж за инженера!

Присутствие кондиционера в квартире давно перестало быть диковинкой. Управление климатом превратилось в наше обычное ежедневное занятие. Мы берем в руку пульт и, словно волшебник магической палочкой, превращаем жаркую южную комнату в прохладный оазис. Потепление климата неизбежно с каждым годом увеличивает число владельцев различного вида кондиционеров.

Кондиционер — это устройство, предназначенное для поддержания в помещении заданных значений температуры, влажности и подвижности воздуха. Кондиционеры бывают кассетные, канальные, потолочные, напольные, колонные, оконные, настенные.

Популярность и эффективность кондиционеров возросла с появлением их нового типа — «сплит-систем». Кондиционеры «сплит-система» — это раздельные два или несколько блоков. Внешний блок, в котором происходят самые шумные процессы, крепится на улице. Внутренние блоки разделяются на несколько разновидностей (настенный, напольно-потолочный, напольный, потолочный, кассетный, канальный кондиционер). Блоки соединяются между собой медными трубками, по которым проходит газ (фреон). К одному внешнему блоку вы можете подключить несколько внутренних блоков. Такая система называется мультисплит-система. Используется в том случае, когда в одном помещении много комнат. Причем к одному внешнему блоку можно подключить разные по мощности и модификации внутренние блоки.

Оконные кондиционеры изготавливаются единым блоком, испаритель и конденсатор находятся в одном компактном корпусе. Основные недостатки такого кондиционера — повышенный шум и необходимость монтажа в оконный проем. Достоинства — возможность притока свежего воздуха, простота монтажа и невысокая цена. Существуют в двух модификациях: только холодные модели и тепло-холод.

Рис. Кассетный кондиционер

Внутренний блок кассетного кондиционера может быть установлен только в помещениях с подвесным потолком. Подразумевается наличие межпотолочного пространства 250-400 мм, в зависимости от модели блока. Кассетный кондиционер эффективно работает в помещениях как со стандартными, так и с высокими потолками — до 3,8 м. Кассетный кондиционер легко вписывается в интерьер офиса или торгового зала. В помещении заметна только декоративная панель, прекрасно сочетающаяся с подвесным потолком. Охлажденный или нагретый воздух кассетный кондиционер может подавать в одном, двух или четырех направлениях.

Колонный кондиционер используется там, где требуется большая холодопроизводительность и нет жестких требований к дизайну помещения. Эти кондиционеры по габаритам напоминают холодильник, имеют большой вес и устанавливаются на полу. Колонные кондиционеры требуют сравнительно большой площади для своего размещения, поскольку создают сильный поток охлажденного воздуха и не позволяют находиться в непосредственной близости от кондиционера. Их часто используют в залах, ресторанах, холлах и других помещениях, где из- за отсутствия подвесных потолков невозможна установка кассетного или канального кондиционеров.

Рис. Канальный кондиционер

Рис. Потолочная сплит-система

Канальный кондиционер в отличие от сплит-системы имеет приточно-вытяжную вентиляцию, которая монтируется за фальш-потолком или в потолке. Из-за этого к нему не предъявляются особые требования по дизайну. Канальные кондиционеры используются в помещениях площадью до 250 м² с высотой потолка до 3 м. Канальные кондиционеры могут обрабатывать воздух сразу в нескольких помещениях. Это осуществляется с помощью наружного и одного внутреннего блока, а также системы воздуховодов и воздухораспределителей. Внутренний блок полностью скрывается в пространстве за подвесным потолком и потому не имеет декоративной обработки.

Воздух забирается и распределяется по помещениям при помощи сети воздуховодов и вентиляционных решеток. Воздух также проходит сложную систему фильтрации, что позволяет очистить его от самых мелких частиц, бактерий и пыли. По сравнению с другими моделями идентичной мощности внутренний блок канального кондиционера имеет более сильный вентилятор, для того чтобы прокачивать воздух через всю систему воздуховодов. Мощностной ряд таких кондиционеров варьируется от 7 до 17 кВт. Канальная система — идеальное решение в кондиционировании помещений. Такая система обычно устанавливается в крупных офисах, коттеджах или в многокомнатных квартирах.

Рис. Напольный кондиционер

Рис. Колонный кондиционер

В настоящее время самым популярным видом кондиционера является сплит-система настенного типа, ее можно устанавливать во всех помещениях квартиры. Однако следует знать, что многие модели «сплитов» перерабатывают воздух в помещении, не обновляя его. Таким образом, вам все равно придется ежедневно тщательно проветривать комнату. Есть, конечно, сплит-системы с подмесом уличного воздуха, но они существенно дороже обычных моделей.

Еще кондиционеры оснащают ионизаторами, фильтрами тонкой очистки или ароматизаторами. Большинство кондиционеров обладают стандартным набором функций и могут работать в одних и тех же определенных режимах. Самый востребованный режим — это охлаждение. В нем аппарат понижает температуру и влажность, фильтрует воздух. Как правило, большинство производителей кондиционеров рекомендуют использовать этот режим, когда температура на улице составляет 5-46 °С. Второй основной режим — нагрев. Он используется, когда температура снаружи помещения находится в переделах от -5 до -21 °С. Однако этот режим встречается не во всех моделях кондиционеров.

Другой режим работы кондиционера — осушение. В этом режиме агрегат осушает и умеренно охлаждает воздух в помещении. Его рекомендуется использовать, когда воздух относительно прохладен, но обладает высокой влажностью. В режиме вентилятора кондиционер обеспечивает рециркуляцию и фильтрацию воздуха в помещении. Поддерживает постоянное движение воздуха в помещении. Скорость вентилятора можно регулировать.

Таймером можно включать или выключать кондиционер в нужное время.

В режиме сна создаются комфортные условия для ночного времени. Через Определенное время после включения кондиционер слегка (на 10-30 °С) повышает температуру, если используется режим охлаждения, или охлаждает воздух, если используется режим нагрева. В режиме автоматической работы кондиционер измеряет параметры климата в помещении, анализирует их и сам выбирает оптимальный режим работы, приводя температуру воздуха и влажность к заданным значениям (например, к 23 °С). Обычно эти значения установлены на заводе. Данный режим — самый простой для потребителя — включил кнопку и забыл. Кондиционер все время будет поддерживать комфортный для человека режим климата или менять его в зависимости от изменений тепла в контуре помещения.

Дело в том, что в науке кондиционирования воздуха выработаны параметры поступления в квартиру тепла, которое необходимо погасить. Так, через 1 кв. м остекленной поверхности в среднем проникает около 450 Вт тепла. Еще 150 Вт выделяет каждый член семьи. Нужно учесть и оргтехнику дома: компьютер дает 300 Вт, лазерный принтер — 400 Вт, а копировальный аппарат — 500 Вт. Нужно также выдержать следующий принцип: на каждые 10 кв. м площади должно приходиться не менее 1000 Вт холода. Итак, мощность кондиционера должна превышать сумму поступлений тепла от всех названных источников.

В идеале выбор типа кондиционера, его мощность и место установки должен определять специалист, осмотрев помещение. Как понятно из предыдущего абзаца, на тепловые характеристики комнаты влияет много факторов — размер окна, качество штор, вид материала стен (кирпич-железобетон), сторона света, насыщенность техникой, высота потолка, площадь помещения, число проживающих людей.

Но в большинстве случаев подбор мощности кондиционера сводится к весьма простой формуле: один киловатт холодопроизводительности на десять квадратных метров. То есть, например, на одну комнату площадью 23 кв.м требуется кондиционер с мощностью не менее 2,3 кВт. А так как в этом диапазоне минимальная типовая мощность 2,5 кВт, то и нужно выбирать кондиционер этой мощности.

А что такое типовая мощность? Все кондиционеры известных марок придерживаются негласной шкалы типоразмеров мощности. По крайней мере в бытовом спектре. Более того, большинство моделей содержат в названии индекс мощности, который не совпадает с киловаттами и берет свое начало от Британской Тепловой Единицы (BTU). Таким образом, минимальный типоразмер современных кондиционеров — 2,0 кВт (7000 BTU). Это одни из самых ходовых кондиционеров и на рабочем сленге называются «семерки». Также наиболее популярны так называемые «девятки» — 2,5 кВт. Далее идут двенадцатые (3,5 кВт) и т. д. Уже понятно, что семерка — на 20 кв.м или менее, девятка — на 25, двенадцатый — на 35, далее восемнадцатый — на 50 кв.м и т. д.

Можно подобрать мощность будущего кондиционера следующим образом:

1. Определяем Q1 — теплоизбытки помещения
Q1 = (площадь помещения, м2) х (высота помещения, м2) х q,
где q — коэффициент, равный: 30 Вт — если нет солнца в помещении, 35 Вт — среднее значение, 40 Вт — если остекление с солнечной стороны; q — величина, зависящая от стороны света. Для северного окна q =30 Вт, для южного окна q= 40 Вт, для западного или восточного q=35 Вт.

2. Подсчитываем избыточное тепло Q2 от находящейся в помещении оргтехники: в среднем берется 300 Вт на 1 компьютер (телевизор), или примерно 30% от потребляемой мощности оборудования.

3. Определяем избыточное тепло Q3 от людей, находящихся в помещении; для одного человека эта величина берется от 100 до 300 Вт.

4. Считаем общую теплоемкость комнаты
Qобщ= Q1 + Q2 + Q3

И по полученному значению подбираем один или несколько кондиционеров, дающих в сумме такую же или несколько большую холодопроизводительность.