Výpočet výkonu klimatizace: jaký výkon klimatizace je potřeba v závislosti na oblasti?

Výpočet klimatizačního a ventilačního systému začíná sestavením tepelné bilance pro místnost. V této fázi je nutné vzít v úvahu hlavní kritéria, která mají přímý vliv na vnitřní ovzduší.

Stanovme všechny tepelné zisky a ztráty v objemu místnosti. Tepelné zatížení lze rozdělit do dvou hlavních typů:

1) Vnější tepelné zatížení.

— Změna stavu vzduchu v místnosti způsobená rozdílem teplot mezi venkovním a vnitřním vzduchem. Tyto změny mohou být buď pozitivní (tepelné zisky) nebo negativní (tepelné ztráty). K tomu dochází v důsledku výměny tepla přes uzavřené konstrukce (okna, stěny, podlahy, střechy, stropy atd.)

— Tepelný zisk v důsledku slunečního záření. Tento typ zátěže je vždy pozitivní a je vyjádřen ve formě tepla pociťovaného člověkem. S těmito tepelnými zisky je třeba počítat v letním období roku. V zimě mohou být brány jako bezvýznamné. Za zmínku také stojí, že jsou k dispozici pouze ve dne.

— Přívod venkovního vzduchu v důsledku přirozené výměny tepla. Obecně platí, že design prostor je takový, že vždy existuje možnost proudění vzduchu přes trhliny a mezery. Tento typ zátěže má proměnlivý charakter. V zimě se jedná o příliv vzduchu s negativními teplotami, v létě je to naopak.

2) Vnitřní tepelné zatížení.

— Emise tepla z technologických zařízení a domácích spotřebičů (počítače, pece, průmyslová zařízení atd.) umístěných uvnitř areálu.

— Emise tepla z osvětlovacích lamp. Tento typ vyzařování tepla by se neměl brát v úvahu, pokud jsou instalovány energeticky úsporné žárovky nebo LED.

— Tepelný zisk od lidí v místnosti.

— Specifické zdroje tepla pro danou místnost (výrobní linky, produkty spalování atd. z chlazení potravin).

Zátěže druhého typu jsou vždy pozitivní, takže v létě je třeba je kompenzovat provozem klimatizace. V zimě sníží náklady na provoz topného systému.

Tepelné ztráty a tepelné zisky.

Tepelné zisky a tepelné ztráty v důsledku rozdílu teplot mezi vnějším a vnitřním vzduchem lze jako první aproximaci určit pomocí známých závislostí uvedených v SP 50.13320.2013 a SP 60.13330.2016.

Množství tepla Q přenesené přes jeden prvek stavební konstrukce (stěna, okno, podlaha atd.) je určeno vzorcem:
Q=F*k*(tн-tв)*Ψ, kde

F – plocha konstrukčního prvku m^2;
K – součinitel prostupu tepla konstrukčního prvku (W/m*K);
tв — vypočítaná teplota vnitřního vzduchu, C;
tн — vypočtená teplota venkovního vzduchu, C;
Ψ je korekční faktor, který je zvolen v souladu s SP 50.13320.2013 a SP 60.13330.2016. Tento koeficient je složený a zahrnuje:

— korekce orientace plotu ke světovému směru;
— oprava počtu podlaží;
— korekce na vystavení větru;
— korekce na pronikání venkovního vzduchu do místnosti mezerami;
— korekce na sluneční záření.

Důležitým faktorem je barva vnějších stěn, protože Koeficient absorpce tepla vnějších stěn může u tmavých odstínů dosáhnout 0,9.
Důležitým prvkem tepelné bilance je příliv tepla ze slunečního záření. U budov s vitrážemi (obchodní centra, showroomy apod.) může být tepelné zatížení slunečním zářením až 50 % z celkové tepelné bilance místnosti.

Tepelné zisky se berou v úvahu pro letní a přechodná období s průměrnou denní teplotou +10 C.
Množství tepla (W/m2*h) pocházejícího ze slunečního záření pro různé typy prosklených ploch je uvedeno v následujících tabulkách:

Požadovaná hodnota tepla ze slunečního záření se považuje za větší z:

1) Teplo vstupující přes jednu z prosklených ploch, která má největší plochu nebo je většinu času během dne osvětlena.
2) 70 % tepla vstupujícího přes dvě vzájemně kolmé prosklené plochy v místnosti.

Jak můžete snadno vidět, výše uvedená pravidla vyžadují hodně úsilí. V praxi projektování větracích a klimatizačních systémů existuje osvědčená expresní metoda výpočtu tepelné bilance. Je vhodný pro případy, kdy je potřeba rychle posoudit kapacitu klimatizačního systému.

Tepelný zisk z rozdílu teplot mezi vnitřním a venkovním vzduchem a také ze slunečního záření se obvykle počítá podle vzorce

V – objem místnosti m3;
q_ud – specifické tepelné zatížení, vybrané z následujícího seznamu:

30-35 W/m3 – sluneční záření neproniká do místnosti;
35 W/m3 – průměrná hodnota;
35-40 W/m3 – konstrukce místnosti obsahuje velké prosklení na osluněné straně.

Tepelný zisk Q2 z provozu kancelářské techniky a org. zařízení se bere jako 300 W na počítač (nebo 30 % z celkového výkonu zařízení pracujícího v místnosti). Pokud je v místnosti další prostor. zařízení na výrobu tepla (elektrická kamna, plynová kamna, radiátory topení), je třeba počítat i s těmito tepelnými příkony.

Tepelný zisk Q3 od lidí v místnosti se volí v závislosti na povaze činností lidí. Pro kancelářské prostory se Q3 počítá na základě 100 W na osobu. U místností, kde se pohybují lidé, se tepelný tok na osobu bere 150-300 W v závislosti na kategorii práce dle SP.

Získané hodnoty sečteme: Q_celkový= Q1+Q2+Q3.

K této částce je třeba připočítat 20 % za nezapočtené přítoky tepla.

Výkon je hlavní charakteristikou klimatizace a měl by být vybírán především na základě tohoto parametru. Při výpočtu výkonu byste měli vzít v úvahu nejen plochu místnosti, ale také řadu souvisejících faktorů, které přispívají k ohřevu nebo chlazení vzduchu a vyžadují náhradní stovky a dokonce tisíce wattů energie.

Výkon určuje schopnost klimatizace vychladit požadovaný objem místnosti na požadovanou teplotu během určitého časového období. Podívejme se, jak správně vypočítat výkon klimatizace.

Vzorec pro výpočet výkonu klimatizace

Výkon klimatizace můžete zhruba vypočítat tak, že plochu místnosti vydělíte 10. Výsledná hodnota bude požadovaný chladicí výkon v kW. Toto je výpočet pro prázdnou místnost, bez lidí a zařízení. Tento výpočet také nezohledňuje plochu a orientaci okenních otvorů, plochu stěn, podlah a stropů. Osoba, v závislosti na své činnosti v interiéru, může přidělit 0,1–0,3 kW, počítač – 0,3 kW. Tepelný výkon zbývajícího zařízení lze odhadnout jako 50 % jeho jmenovitého výkonu. K podmíněně vypočítanému výkonu klimatizace je třeba přičíst výkon tepelného záření od lidí a zařízení. Tento výpočet bude blíže realitě.

Upřesnění výpočtu s přihlédnutím k dalším parametrům

Chcete-li přesněji určit výkon klimatizace, musíte kromě tepelného záření od lidí a zařízení počítat i s dalšími typy přítoků tepla. V tomto ohledu se vzorec pro výpočet výkonu stává složitějším:

Q = Q1 + Q2 + Q3, kde

• Q1 je výkon klimatizace pro prázdnou místnost včetně oken. Vypočítá se podle vzorce Q1 =S xhxq/ 1000. Zde S je plocha místnosti, h je výška stropů, q je součinitel osvětlení místnosti. Předpokládá se koeficient osvětlení q = 30 pro zastíněné místnosti, 35 pro průměrné osvětlení místností, 40 pro dobře osvětlené místnosti;
• Q2 je součet tepelných přítoků z lidských těl, 0,1–0,3 kW na osobu;
• Q3—součet přítoků tepla z domácích spotřebičů, 0,2–0,5 kW na jednotku zařízení.

Tento výpočet výkonu klimatizace bude správný pro průměrnou velikost okna 2 metry čtvereční. metrů. U většího zasklení je třeba k vypočtenému výkonu přičíst 200–300 W pro silné oslunění a 100–200 W pro střední nebo nízké osvětlení místnosti.

Klimatizace se volí s výkonem v rozsahu od -5 % do +15 % vypočítaného.

Příklad výpočtu výkonu klimatizace

Řekněme, že existuje byt o rozloze 32 metrů čtverečních. metrů s výškou stropu 2,5 metru. Na náměstí žije jeden člověk, který doma necvičí a má počítač, televizi a malou ledničku. Okna směřují na slunnou stranu, počítač a televize nefungují současně. Kolik energie potřebuje klimatizace za těchto podmínek?

Pomocí výše uvedeného vzorce vypočítáme tepelné toky, přičemž q=40.

Q1 = S xhxq / 1000 = 32 x 2,5 x 40/1000 = 3,2 kW.

Q2 = 0,1 kW, protože člověk vede klidný životní styl.

Pro výpočet Q3 bereme výkon tepelného toku z počítače jako velký. To je 0,3 kW. Chladnička obvykle produkuje 30 % tepla. Pokud je chladnička malá, její výkon je asi 0,165 kW.

Q3 = 0,3 kW + 0,165 kW x 0,3 = 0,35 kW

Celkově bude odhadovaný výkon klimatizace:

Q = Q1 + Q2 + Q3 = 3,2 kW + 0,1 kW + 0,35 kW = 3,65 kW

Výkon klimatizace pro tyto podmínky si tak můžete zvolit v rozsahu od 3,14 kW do 3,80 kW.

Výpočet spotřeby elektrické energie klimatizací

Existuje mylná představa, že provoz klimatizace obnáší vysoké náklady na energii. Spotřeba energie klimatizace se vynakládá na přesun tepla z místnosti do okolního prostoru, na ulici. Úroveň chladicího výkonu tak může být třikrát vyšší než úroveň spotřebované elektřiny, v závislosti na třídě energetické účinnosti klimatizace. Energeticky účinné klimatizace jsou dražší, ale jsou lepší pro vaše účty za energii. Volba výkonu klimatizace tedy závisí na otázkách spotřeby energie, ale ne tolik, jak se běžně věří.