Cum se face calculul puterii unui aparat de aer condiționat și cum se alege corect unitatea în funcție de nevoi

Un calcul corect al puterii aparatului de aer condiționat este cheia unei funcționări eficiente, neîntrerupte și a durabilității echipamentelor de climatizare. Alegerea performanței se bazează pe dimensiunile încăperii și pe factorii însoțitori care contribuie la acumularea radiației termice.

Luarea în considerare a tuturor parametrilor și nuanțelor de exploatare permite prevederea unei rezerve optime de putere, dar fără a plăti în plus pentru performanța excesivă a sistemului split.

Dar cum să efectuați corect calculele necesare? Vom analiza această întrebare în detaliu în articolul nostru. Pe lângă cele două metode de calcul al puterii, ne vom opri asupra altor criterii importante care influențează alegerea aparatului de aer condiționat.

Ce indică valorile puterii în documentație?

În documentația tehnică a aparatelor de aer condiționat sunt indicate două sau trei tipuri de putere. Indicatoarele caracterizează diferiți parametri de funcționare: capacitatea de răcire și încălzire, precum și puterea electrică consumată de sistemul split.

Dispersia indicatorilor poate induce în eroare. În aparatele electrice de încălzire, de exemplu, boilerul sau radiatorul, puterea de degajare a căldurii corespunde energiei consumate. Pentru aparatul de aer condiționat, acești parametri sunt diferiți.

Sistemul split, spre deosebire de încălzitor, nu transformă direct energia electrică, ci o folosește pentru funcționarea pompei de căldură. Aceasta din urmă poate pompa mult mai multă energie termică decât energia electrică consumată.

Exemplu de afișare a caracteristicilor de putere în pașaportul aparatului de aer condiționat Lennox GHM09, care funcționează în două moduri: răcire și încălzire

Capacitatea de răcire este principala caracteristică tehnică care determină capacitatea aparatului de aer condiționat de a scoate căldura în afara clădirii. Consumul de energie electrică este interesant din punctul de vedere al alegerii cablului de alimentare și al planificării cheltuielilor.

Puterea de răcire este indicată în kW, intervalul de valori al echipamentelor casnice fiind de 2-8 kW. În plus, mulți producători folosesc în descrierile tehnice marcajul britanic – BTU.

Capacitatea de răcire a split-ului trebuie să corespundă condițiilor de funcționare. În caz contrar, normalizarea microclimatului la temperatura setată va deveni o sarcină imposibilă pentru aparatul de aer condiționat și va duce la defecțiunea echipamentului.

Sunt posibile două scenarii:

• productivitate mică – funcționarea unității la limita capacităților;
• exces de putere – creșterea numărului de porniri/opriri, ceea ce afectează negativ motorul electric.

Capacitatea de încălzire a încăperii este caracterizată de puterea termică a split-ului. Puterea de cedare a căldurii este întotdeauna ușor mai mare decât puterea de răcire. Diferența dintre indicatori este raportul pierderilor de căldură pe traseul de circulație a freonului în modurile de răcire și încălzire.

Indicatorul puterii termice este deosebit de relevant dacă aparatul de aer condiționat este planificat a fi utilizat ca sursă de încălzire în sezonul de tranziție. Sistemul split este de câteva ori mai eficient decât un încălzitor electric. Despre particularitățile funcționării sistemului split pe căldură am vorbit aici.

La 1 kW de energie electrică consumată, aparatele de aer condiționat moderne produc aproximativ 3,6-5,5 kW de căldură. Acest volum este suficient pentru încălzirea unei suprafețe locuibile de 36-55 mp, respectiv.

Valoarea BTU și decodificarea marcajului

BTU/BTE – unitatea termică britanică pentru măsurarea energiei termice. Mărimea determină cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi o livră de apă cu 1° Fahrenheit.

Această unitate exprimă capacitatea de răcire a echipamentelor climatice și apare adesea în marcajul produselor.

Relația dintre W și BTU/h:

• 1 BTU/h ≈ 0,2931 W, pentru comoditate se utilizează 0,3 W;
• 1 kW ≈ 3412 BTU/h.

Aparatul de aer condiționat este o invenție americană, unde se aplică sistemul occidental de măsuri. Pentru comoditate și claritate, s-a decis standardizarea capacității de răcire și exprimarea acesteia în cifre rotunde, de exemplu: 7000 BTU/h, 9000 BTU/h etc.

Modelele de split-uri poartă denumiri corespunzătoare: "șapte", "nouă" etc. De exemplu, aparatul de aer condiționat LG GO7ANT aparține unităților de putere mică – "șapte". Productivitatea sa este de 2,1 kW.

Înțelegând denumirea numerică din marcajul echipamentului, se va putea determina aproximativ pentru ce încăpere este destinat aparatul de aer condiționat.

Consumul de energie electrică și evaluarea eficienței energetice

După cum s-a menționat mai sus, pe lângă capacitatea de răcire și de încălzire, în fișa tehnică a sistemului split este indicată puterea consumată. Mărimea determină consumul de energie electrică. Vă recomandăm să vă familiarizați cu regulile de calcul al consumului de energie electrică și cu metodele de economisire a acesteia.

Cu toate acestea, mai informative sunt coeficientul și clasa de eficiență energetică.

EER și COP – indicatorii eficienței energetice a aparatului de aer condiționat în modurile de răcire și, respectiv, încălzire. Valoarea se calculează prin împărțirea capacității de răcire sau de încălzire la puterea consumată.

În esență, coeficienții EER și COP arată cantitatea de frig/căldură produsă la consumul a 1 kW de putere electrică. Cu cât valoarea lor numerică este mai mare, cu atât randamentul sistemului de climatizare este mai ridicat și nivelul consumului de energie este mai scăzut.

Adică, la EER=2,5, aparatul de aer condiționat la puterea maximă de răcire consumă energie electrică Q/2,5. Înmulțind rezultatul cu perioada de funcționare, puteți afla consumul zilnic de energie electrică.

Pe baza EER se realizează clasificarea sistemelor split în clase de eficiență energetică. Categoria «A» include cele mai economice exemplare, iar grupul «G» reprezintă aparatele de aer condiționat cu cel mai mare consum de energie electrică.

Se disting trei clase premium suplimentare, care caracterizează echipamentele climatice eficiente energetic. Un reprezentant de seamă al grupului A+++ – sistemul split MSZ-LN60VGR de la Mitsubishi Electric

Metode de calcul independent al puterii

Există mai multe metode de calcul al capacității sistemelor split. Cea mai simplă, dar insuficient de fiabilă – calculul pe baza suprafeței. Mai exactă – metoda termotehnică, care ia în considerare caracteristicile constructive ale încăperii și aporturile totale de căldură.

Varianta #1 — alegerea aparatului de aer condiționat în funcție de suprafața deservită

Puteți determina puterea orientativă a unității fără calcule matematice, apelând la criteriul practic de evaluare – suprafața încăperii.

Capacitatea medie de răcire a sistemului split este de 1 kW la 10 mp de cameră deservită. Această normă este valabilă pentru încăperile de locuit cu înălțimea tavanelor de 2,5-3 m.

Astfel, la calculul puterii aparatului de aer condiționat, suprafața deservită trebuie împărțită la 10. De exemplu, pentru o cameră de 22 mp, se potrivește un model cu o capacitate de 2,2 kW. Valoarea obținută corespunde «șaptelui» conform sistemului BTU.

Puterea calculată se majorează cu 20% în următoarele cazuri:

• amplasarea camerei pe partea însorită a casei;
• prezența ferestrelor panoramice;
• amplasarea unui număr mare de echipamente de birou și aparate electrice.

O rezervă de putere de răcire de 20% trebuie prevăzută dacă în încăpere locuiesc sau lucrează permanent multe persoane.

La alegerea echipamentelor climatice pentru încăperi spațioase de la 60 mp, clădiri industriale sau comerciale, dependența directă a puterii de răcire de suprafață nu mai funcționează.

Datorită dimensiunilor impresionante, posibilei unghiularități și curburi, fluxurile de aer se distribuie inegal. În acest caz, este oportun să instalați sisteme split multisistem.

Varianta #2 — utilizarea calculului termic

Un calcul termotehnic mai precis este considerat cel care ține cont de caracteristicile constructive și de exploatare ale clădirii. În continuare, vom examina formula tipică folosită pentru calcule.

Factori determinanți:

• dimensiunile încăperii: suprafața și înălțimea exactă;
• numărul de persoane;
• destinația încăperii: sală de sport, muncă activă, odihnă etc.;
• surse termice, echipamente casnice/de birou;
• prezența fațadelor și a acoperișului termoizolate.

Accentul principal în evaluarea puterii aparatului de aer condiționat se pune pe aportul termic total.

Metodologia propusă de calcul termic este aplicabilă pentru încăperi de birou, camere separate din case particulare și apartamente în clădiri solide. Limitări de suprafață – 70 mp

Cu cât fluxul termic este mai mare, cu atât mai mare trebuie să fie capacitatea de răcire a splitului.

Formula tipică:

Q=Q1+Q2+Q3,

Unde: Q – puterea finală de răcire; Q1 – aporturile termice de la elementele constructive ale încăperii; Q2 – aporturile termice de la persoane; Q3 – degajările de căldură de la echipamente.

Pasul #1 – calculul lui Q1

Excesul de căldură al camerei se determină astfel:

Q1=V*g,

unde: V – volumul încăperii deservite, calculat prin înmulțirea suprafeței în metri pătrați cu înălțimea tavanelor; g – coeficientul de transfer termic de calcul.

Valoarea indicatorului g depinde de orientarea ferestrelor și de nivelul de iluminare naturală a camerei:

• 40 – partea însorită, insolația intensă este caracteristică orientării sudice, sud-vestice, sud-estice;
• 35 – iluminare moderată pentru partea estică, nord-vestică, vestică;
• 30 – predominarea umbririi pe parcursul zilei se observă în camerele cu ferestre orientate spre nord sau nord-est.

După cum vedem, pentru partea însorită va fi cel mai ridicat coeficient de transfer termic.

Pasul #2 – determinarea lui Q2

Producția de căldură a persoanelor depinde de vârsta și mobilitatea acestora.

Pentru un adult, sunt caracteristici următorii indicatori de degajare termică:

• stare de repaus – 80 W;
• muncă ușoară, sarcini moderate – 125 W;
• activitate intensă – 170 W.

La executarea unei munci grele și a exercițiilor sportive intensive, producția de căldură atinge 250 W.

Pentru o evaluare mai fiabilă, aporturile termice ale copiilor sub 12 ani se iau cu un coeficient de 0,5, iar pentru cei sub 17 ani – 0,75

Cu toate acestea, o astfel de abordare este justificată la alegerea unui sistem split pentru instituții pentru copii. Aparatul de aer condiționat se achiziționează pe termen lung, prin urmare, pentru familie, degajarea de căldură a copiilor trebuie echivalată cu indicatorii «adulți».

Pentru un sistem de răcire de apartament, parametrul Q2 se determină prin înmulțirea numărului de locuitori cu valoarea medie a degajării termice – de ordinul a 110 W.

Pasul #3 – calculul lui Q3

Excesele de căldură de la echipamentele electrice se calculează după formula:

Q3=N*m*i

Unde:

• N – puterea unității de echipament;
• m – numărul aparatelor electrocasnice;
• i – coeficientul de conversie a energiei electrice în căldură.

În calcule, trebuie să țineți cont și de frecvența de utilizare a echipamentelor pe parcursul zilei, considerând funcționarea non-stop ca unitate.

Coeficienții de conversie a energiei pentru diferite echipamente sunt prezentați în tabel. Valorile suplimentare ale aportului de căldură: televizor – 0,2 kW, copiator, calculator – 0,3 kW, alte aparate de iluminat/electrocasnice – 30% din puterea nominală consumată.

Însumând valoarea totală a aporturilor de căldură, vă puteți decide asupra puterii aparatului de aer condiționat. Este permisă depășirea capacității de răcire a agregatului cu 15% față de valoarea calculată sau reducerea acesteia cu maximum 5%.

Calcule pas cu pas ale puterii echipamentului

Pentru început, vom calcula puterea necesară a echipamentului pentru o anumită încăpere cu suprafața de 24 m². Apoi, vom analiza în ce situații se aplică ajustări.

Calculul puterii pentru o anumită încăpere

Datele de calcul pentru determinarea performanței split-ului:

• suprafața încăperii – 24 m², înălțimea tavanelor – 2,8 cm;
• cameră cu o fereastră standard orientată spre sud;
• numărul de ocupanți – 2 persoane;
• dotarea cu echipamente: calculator, televizor, frigider (0,3 kW), bec incandescent (0,1 kW).

Este posibilă funcționarea simultană a aparatelor electrice enumerate.

Pasul 1 — determinarea aporturilor de căldură de la ferestre, podea, pereți și tavan.

Q1=24*2,7*40=2592 W

Valoarea obținută poate fi rotunjită cu încredere la 2,6 kW. În calcul se utilizează coeficientul g=40, deoarece camera este bine iluminată.

Pasul 2 — calculul aportului de căldură de la oameni. Vom considera producția de căldură a unui adult ca fiind de 110 W.

Q2=2*110=220 W sau 0,22 kW

Pasul 3 — aporturile de căldură de la echipamente se calculează pentru fiecare tip de aparat, ținând cont de coeficientul de conversie a energiei electrice:

• calculator – 0,3 kW;
• televizor – 0,2 kW;
• bec electric – 90 W (100 W*0,9);
• frigider – 100 W (300 W*0,3).

Q3=300+200+90+100=600 W sau 0,6 kW

Pasul 4 — calculul capacității de răcire a aparatului de aer condiționat.

Q=2,6+0,22+0,6=3,42 kW

Pentru comparație, se poate efectua o selecție aproximativă a aparatului de aer condiționat exclusiv în funcție de suprafață, fără a lua în considerare numărul de ocupanți și aporturile de căldură. Pentru o suprafață de 24 m², capacitatea de răcire orientativă ar trebui să fie de 2,4 kW, iar ținând cont de iluminarea bună – 2,4*1,2=2,88 kW.

Conform parametrilor inițiali, se recomandă să alegeți un aparat de aer condiționat cu o putere în intervalul 3,3-3,9 kW. Acestei valori îi corespund split-urile de «doisprezece» – performanța lor este de 3,5-3,5 kW

În această situație, rezultatele calculelor conform celor două metode diferă. Prioritatea – calculul „termic”. Puterea de răcire a aparatului de aer condiționat trebuie să acopere toate aporturile de căldură posibile.

Luarea în considerare a condițiilor speciale de exploatare

Metodologia descrisă mai sus, în majoritatea cazurilor, nu necesită ajustări și oferă un rezultat precis.

Merită o atenție deosebită:

• necesitatea aerisirii regulate;
• amplasarea încăperii la ultimul etaj;
• climatul cald al regiunii;
• suprafața mare de geamuri.

Să examinăm toate aceste cazuri mai detaliat.

Afluxul de aer proaspăt

În documentația sistemelor split se menționează de obicei că funcționarea aparatului cu ferestrele deschise este nerecomandată.

Afluxul de aer exterior, pătrunzând în încăpere, creează o sarcină termică neprevăzută pentru echipamentul climatic. Volumul de aer proaspăt nu este standardizat, iar este dificil să se prevadă în prealabil rezerva optimă de putere.

Pentru a menține un microclimat normal fără a deplasa constant canatul, puteți lăsa fereastra la microventilație sau puteți monta supapă de aerisire. Ambele variante nu provoacă curenți de aer atunci când ușa de intrare este închisă.

La exploatarea splitului în condiții de aerisire moderată, trebuie să se țină cont de:

1. Pentru a compensa sarcina termică suplimentară, indicatorul Q1 la calculul puterii aparatului de aer condiționat trebuie majorat cu 20%.
2. Consumul de energie electrică în timpul funcționării splitului va crește cu până la 15%.

Pe vreme caniculară, nu trebuie să vă bazați pe rezerva de putere. La aporturi termice semnificative, aparatul de aer condiționat nu va asigura temperatura setată.

Ultimul etaj al încăperii de locuit

În mansarde și apartamente de la ultimele etaje fără pod, căldura acoperișului încălzit se transmite în interiorul încăperii. Situația se agravează în cazul acoperișurilor plate de culoare închisă.

Pentru a compensa aporturile termice de la acoperiș, se prevede o rezervă de capacitate de răcire – la determinarea puterii aparatului de aer condiționat, valoarea Q1 se înmulțește cu un coeficient de 1,15-1,2.

Climatul cald al regiunii

Una dintre regulile de utilizare în siguranță a aparatului de aer condiționat constă în respectarea diferenței de temperatură admisibile între exterior și interiorul clădirii. Limita valorii este de 10 °C. De exemplu, dacă afară sunt 35 °C, atunci temperatura recomandată în încăpere este de cel puțin 25 °C.

Puterea nominală a sistemelor split este indicată ținând cont de exploatarea în condiții de până la 31-33 °C. La creșterea indicatorului la 40 °C sau mai mult, capacitatea de răcire a agregatului este insuficientă pentru a menține doritele 18-20 °C.

Având în vedere predispoziția climatului la veri toride și preferințele proprii privind nivelul de răcoare, la calcule indicatorul Q1 trebuie suplimentar majorat cu 20-30%.

Ferestre mari în încăpere

Formula standard presupune prezența în cameră a unei ferestre cu dimensiuni standard – până la 2 mp. Mai multe deschideri de ferestre sau un design panoramic măresc aporturile de căldură necontabilizate.

Datorită impactului intensificat al fluxului luminos care pătrunde prin ferestre, în sezonul cald, echipamentul de climatizare consumă jumătate din putere pentru a compensa căldura solară.

Ajustarea puterii de răcire se calculează pentru fiecare metru pătrat de suprafață vitrată suplimentară:

• + 200-300 W – pentru partea însorită;
• + 100-200 W – insolație moderată a încăperii;
• + 50-100 W – predominarea umbririi.

Jaluzelele sau perdelele deschise la culoare pot reduce aporturile de căldură solară.

Criterii suplimentare pentru alegerea aparatului de aer condiționat

Pe lângă caracteristicile de putere ale sistemului și clasa de eficiență energetică, înainte de achiziție, trebuie să stabiliți următorii parametri:

• tipul aparatului de aer condiționat;
• principiul de funcționare al agregatului;
• capacitățile funcționale;
• firma producătoare.

Mai jos vom analiza mai detaliat fiecare dintre aceste criterii.

Criteriul #1 — tipul aparatului de aer condiționat

Pentru uz casnic se utilizează monoblocuri și sisteme split. La prima categorie aparțin modelele de fereastră și dispozitivele portabile compacte. Aparatele de aer condiționat încastrate în fereastră și-au pierdut popularitatea de odinioară.

Ele sunt înlocuite de modificări mai moderne, care nu au deficiențele predecesoarelor: zgomot în funcționare, reducerea iluminării din cauza obstrucționării ferestrei, limitarea opțiunilor de amplasare.

Avantajele incontestabile ale „răcitoarelor” de fereastră: cost redus și reparabilitate. Un astfel de agregat este mai potrivit pentru utilizare sezonieră la căsuța de vară decât pentru apartament.

Monoblocurile mobile sunt echipate cu un conduct de aer flexibil care evacuează căldura afară. Aparatul de aer condiționat portabil este soluția optimă pentru o încăpere închiriată. Clasamentul celor mai bune modele mobile l-am prezentat în acest articol.

Avantajele monoblocului mobil: posibilitatea de transport, ușurința montajului. Dezavantaje: dimensiuni mari, nivel ridicat de zgomot, „legătura” cu canalul de evacuare.

Sistemele split ocupă cu încredere pozițiile de lider printre ansamblurile de climatizare casnică.

După forma de execuție se disting două categorii de splituri:

1. Construcție cu două blocuri. Perechea de module este conectată printr-o magistrală închisă de freon. Ansamblul este simplu de utilizat și practic silențios. Sunt disponibile diferite variante de design ale unității interioare, carcasa nu ocupă spațiu util în cameră.
2. Sistem multi. Modulul exterior asigură funcționarea a două până la cinci unități interioare.

Utilizarea unui ansamblu multi permite setarea unor parametri diferiți de climatizare în încăperi separate.

Dezavantajul sistemului climatic constă în dependența unităților interioare de o singură unitate exterioară. În cazul defectării acesteia, toate încăperile rămân fără răcire.

Criteriul #2 — principiul de funcționare

Se deosebesc modelele obișnuite și cele inverter.

Ordinea de funcționare a unui sistem split tradițional:

1. La creșterea temperaturii, aparatul de aer condiționat se pornește.
2. După răcirea până la temperatura setată, aparatul se oprește.
3. Ciclul de funcționare pornire/oprire se repetă continuu.

În schimb, aparatul de aer condiționat inverter funcționează mai „lin”. După pornire, încăperea se răcește, dar dispozitivul continuă să funcționeze la putere redusă, menținând temperatura dorită.

Versiunea inverter a split-ului este cu 30-40% mai economică decât aparatul de aer condiționat obișnuit. Valoarea eficienței energetice EER a unor modele atinge până la 4-5,15.

Datorită absenței ciclicității „bruște” de funcționare, aparatele de aer condiționat inverter sunt silențioase și durabile.

Nici dumneavoastră nu știți ce este mai bine să alegeți – un aparat de aer condiționat inverter sau unul obișnuit? În acest caz, vă recomandăm să vă familiarizați cu principalele diferențe, precum și cu avantajele și dezavantajele fiecărei opțiuni.

Criteriul #3 — funcții și brand

Producătorii, în încercarea de a câștiga încrederea clienților, dotează sistemele split cu opțiuni suplimentare.

Este bine dacă aparatul de aer condiționat are următoarele funcții:

• distribuție în evantai a fluxului de aer;
• restaurare automată a setărilor aparatului;
• control de la distanță;
• temporizator încorporat.

O altă funcție solicitată de utilizatori este admisia de aer proaspăt. Mulți producători oferă astfel de modele.

Aparatele de aer condiționat ale mărcilor populare sunt reprezentate de o gamă largă de modele de diferite categorii de preț – de la clasa economică bugetară până la sistemele split premium.

Un rol important în alegere îl joacă producătorul echipamentului – cu cât reputația mărcii este mai bună, cu atât mai ridicate sunt calitatea și fiabilitatea echipamentului.

În clasamentul producătorilor de top predomină companii străine: Daikin, LG, Sharp, Hitachi, Panasonic și General Climat. Cele mai bune modele de aparate de aer condiționat le-am analizat în articolul următor.

Concluzii și material video util pe această temă

Recomandările practice ale specialistului vă vor ajuta să decideți caracteristicile de putere ale aparatului de aer condiționat:

Înțelegând principiile de calcul al performanței sistemelor de climatizare, veți putea determina independent intervalul de putere admisibilă.

Calculul final al parametrilor potriviți este mai bine să îl încredințați profesioniștilor – un specialist experimentat va ține cont de toate nuanțele de funcționare și va selecta modelul optim de aparat de aer condiționat.

Aveți nevoie de un aparat de aer condiționat, dar nu doriți să greșiți în privința puterii și să alegeți un echipament insuficient de performant pentru apartament/casă? Poate aveți întrebări legate de calcule sau doriți să clarificați anumite nuanțe? Cereți sfatul în comentarii – experții noștri și vizitatorii competenți ai site-ului vor încerca să clarifice toate aspectele.