On-line калькулятор расчета работы солнечной электростанции. Расчета теплопоступлений от солнечной радиации Расчет тепла от солнечной радиации программа

Расчет мощности и подбор сплит- систем

ВНИМАНИЕ!!! Вся информация приведенная ниже не сможет заменить точного теплотехнического расчета выполненного профессиональными специалистами и носит исключительно рекомендательный характер.

Кондиционирование воздуха - автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения) с целью обеспечения главным образом оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей.
Кондиционирование воздуха подразделяется на комфортное и технологическое.
Комфортные СКВ предназначены для создания и автоматического поддержания температуры, относительной влажности, чистоты и скорости движения воздуха, отвечающих оптимальным санитарно- гигиеническим требованиям.
Технологические СКВ предназначены для обеспечения параметров воздуха, в максимальной степени отвечающих требованиям производства.
По стандарту ASHRAE 55- 56 (США), тепловой комфорт определяется как «состояние человека, удовлетворенного условиями окружающей среды, при котором он не знает, хочет ли он изменить условия среды, сделав ее более теплой или более холодной».

Маркировка моделей сплит- систем

Чаще всего производители для маркировки своих сплит- систем используют величину холодопроизводительности системы не в Вт, а в BTU (БТЕ - британская термическая единица, англ. British thermal unit). BTU - определяется как количество тепла необходимое, чтобы увеличить температуру одного фунта воды на один градус по Фаренгейту, для жителей нашей страны это не самая удобная система мер. Как известно из истории кондиционирования, эпоха зарождения климатической техники в том виде каком мы ее знаем сейчас, началась на территории США, где используется именно Британская система исчисления. 1 BTU/час = 0,2930710701722 Вт, соответственно 1000 BTU =293 Вт = 0,293 кВт. Теперь более понятна нумерация сплит- систем, ведь номер сплит- системы соответствует количеству тысяч BTU/час, например сплит- система № 07 = 7000 BTU/час; № 09 = 9000 BTU/час.
Пример: сплит- система номер 07, соответствует 7000 BTU/час = 7000*0,293 = 2051 Вт = 2,1 кВт; второй вариант: номер сплит- системы 07, соответственно: 7*0,293 = 2,1 кВт.
Ниже приведена таблица основных типоразмеров и соответствующих им значений холодопроизводительности в кВт.

Расчет холодопроизводительности системы кондиционирования воздуха

В отличие от системы отопления - где при теплотехническом расчете необходимо определить величину теплопотерь для последующего ее восполнения, в системе кондиционирования задача диаметральна - цель определить величину теплопоступлений в теплый период года.

Помимо основного расчета существует "Упрощенный метод расчета систем кондиционирования воздуха на базе сплит- систем" - Вы можете скачать калькулятор подбора сплит- систем в формате Шаблон Microsoft Excel (.xltx) (разработанный специалистами ООО "УК "114 ремонтный завод" на базе данного метода расчета - с подробными рекомендациями) - СКАЧАТЬ

Расчет теплового баланса

Тепловые нагрузки, действующие в помещении, можно условно разделить на два вида:

Наружные тепловые нагрузки;


Внутренние тепловые нагрузки.

Наружные тепловые нагрузки:

теплопоступления или теплопотери через ограждающие конструкции (стены, потолки, полы, окна, двери), возникающие в результате разности температур внутри и снаружи помещения. Разность температур внутри и снаружи помещения в летний период времени является положительной, в результате чего, в этот период года мы получаем приток тепла в помещение, зимой все обстоит наоборот - разность является отрицательной и тепло покидает помещение;


теплопоступления от солнечной радиации (излучения) через стекла, эта нагрузка может проявляться в виде ощущаемого тепла. Солнечная радиация всегда создает положительную нагрузку в любое время года. Летом данная нагрузка должна быть компенсирована, а зимой она незначительна и может не учитываться.


наружный воздух попадающий в помещение (за счет инфильтрации - неплотностей ограждающих конструкций, окон, дверей), данный воздух имеет соответственно различные свойства в летний и зимний период года: летом - теплый и влажный (в некоторых широтах - сухой); зимой - холодный и сухой (в некоторых широтах - влажный). Соответственно летом количество тепла и влаги привносимое воздухом должно быть компенсировано установкой, соответственно зимой воздух должен быть подогрет и увлажнен.

Наружные тепловые нагрузки могут быть как положительными так и отрицательными в зависимости от времени года и времени суток.

Внутренние тепловые нагрузки:

количество теплоты выделяемое находящимися в помещении людьми и животными;


тепло выделяемое лампами и осветительными приборами;


тепло выделяемое работающими электроприборами и оборудованием: плиты, печи, холодильники, компьютеры, телевизоры, принтеры и т.п.

В производственных помещениях дополнительными источниками тепла могут быть:

нагретое производственное оборудование;


горячие материалы;


продукты сгорания и химических реакций.

Внутренние тепловые нагрузки всегда являются положительными, летом они должны быть компенсированы системой охлаждения, а зимой они позволяют снизить нагрузку на систему отопления.

Расчет систем кондиционирования воздуха.

Данный расчет выполняется на основании и в соответствии с рекомендациями:
СНиП II - 3- 79 * "Строительная теплотехника";
СНиП 23- 01- 99* (Свод правил - СП 131.13330.2012 - актуализированная версия) "Строительная климатология";
СНиП 41- 01- 2003
СНиП II - 33- 75 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха";
СНиП 2.04.05- 91* "Отопление, вентиляция и кондиционирование";
Пособие 2.91 к СНиП 2.04.05- 91 "Расчет поступления теплоты солнечной радиации в помещения";
СНиП 2.11.02- 87 (Свод правил - СП 109.13330.2012 - актуализированная версия) "Холодильники";
Справочник проектировщика часть 3 "Вентиляция и кондиционирование воздуха";
СанПиН 2.1.2.2645- 10 " Санитарно- эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях ";
Баркалов Б.В., Карпис Е.Е. "Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях";
СНиП 31- 01- 2003 (Свод правил - СП 54.13330.2011 - актуализированная версия) "Здания жилые многоквартирные".

Правильный расчет СКВ может быть выполнен исключительно квалифицированными специалистами в области теплотехники, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Расчет теплопотерь (теплопоступлений) через ограждающие конструкции.

Количество тепла Q передаваемое через ограждающие конструкции площадью F , имеющие коэффициент теплопередачи k ( Вт/м2*⁰С) , определяется по формуле:

Q = F*k* (t нар.расч. - t вн.расч. )*Ѱ , где

t нар.расч. - расчетная температура наружного воздуха;
t вн.расч. - расчетная температура внутреннего воздуха;

Ѱ - поправочный коэффициент, учитывающий величину теплопоступлений, на ориентацию ограждения на сторону света, на ветряную нагрузку, этажность, инфильтрацию, солнечную радиацию поглощаемую ограждением.

Расчет теплопоступлений от солнечной радиации через световые проемы (окна).

Избыточная теплота от солнечного излучения моментально поглощается средой помещения, в зависимости от стекла до 90% солнечной энергии поступает в помещение, остальная часть отражается.
Солнечное излучение состоит из двух компонентов:

прямое излучение;


рассеянное излучение.

Интенсивность солнечного излучения зависит от широты местности, и изменяется в зависимости от времени суток.
Поступление тепла от солнечной радиации учитывается для летнего и переходного периодов, для температур наружного воздуха выше +10 ⁰С.
Расчет выполняется на основании Пособие 2.91 к СНиП 2.04.05- 91 "Расчет поступления теплоты солнечной радиации в помещения".
Для снижения теплопоступлений от солнечной радиации рекомендуется применять защитные противоинсоляционные приспособления, шторы, козырьки, жалюзи, в результате их применения теплопоступления от солнечной радиации могут быть снижены до 60%, что позволит уменьшить мощность холодильной установки на 10- 15 %.
Пример снижения:

При шторах между оконными переплетами - 50%;


При внутренних шторах на окнах - 40%;


При использовании жалюзи - 50 %.

Расчет теплопоступлений от инфильтрации.

Инфильтрация представляет собой проникновение наружного воздуха в помещение под действием ветра, разности температур через неплотности ограждающих конструкций. Особенно необходимо учитывать данный фактор для окон и дверей расположенных с подветренной стороны.
Массовое количество инфильтрующегося воздуха через щели и неплотности определяется по формуле:

G= ∑ (a*m*l) , где

a - коэффициент учитывающий характер щелей;
m - удельное кол- во воздуха, проникающего через 1 пог. метр длины в зависимости от скорости ветра (кг/г*м.пог.);
l - длина щели.

Расход теплоты Qi , Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха следует определять по формуле :

Qi = 0,28 Σ Gi c(tp - ti)k , где

Gi - расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения ;
с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/ (кг*⁰С);
tp , ti - расчетные температуры воздуха, °С, соответственно в помещении (средняя с учетом повышения для помещений высотой более 4 м) и наружного воздуха в холодный период года;
k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 - для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и 1,0 - для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытых проемов.

Такой расчет необходимо использовать для учета инфильтрации в зимнее время года в кондиционируемых (также в отапливаемых) помещениях, в другое время года допустимо использование с достаточной степенью точности добавочных телопоступлений (теплопотерь) в размере от 10% до 20% , в зависимости характера и ориентации ограждающих конструкций.
Для помещений оборудованных СКВ рекомендуется все ограждения выполнять с максимальной герметичностью, в этих случаях расчетом на инфильтрацию можно пренебречь.

Расчет теплопоступлений от находящихся в помещении людей.

Теплопоступление от находящихся в помещении людей зависит от интенсивности выполняемых ими работ, а также параметров окружающего воздуха.
Тепло выделяемое человеком складывается из явного - передаваемого в воздух за счет конвекции и лучеиспускания, и скрытого - затрачиваемого на испарение влаги с поверхности кожи и из легких, соотношение между количеством явного и скрытого тепла зависит от количества мускульной работы совершаемой человеком, а также от параметров окружающего воздуха.
При повышении интенсивности работы и температуры окружающего воздуха, увеличивается доля скрытого тепла. При температуре окружающего воздуха 36 ⁰С все тепло вырабатываемое организмом отдается путем испарения.
Примечание:

независимо от вида деятельности общее кол- во выделяемого тепла при низких температурах окружающей среды выше чем при высоких;


при низких температурах окружающей среды значение явного тепла выше показателей скрытого тепла, и наоборот;


при температурах воздуха соответствующих комфортным 24- 26 ⁰С, при сидячем роде деятельности кол- во тепла распределяется как 60- 65 % - явное и 35- 40 % скрытое, при увеличении физических нагрузок начинает преобладать скрытое тепло;


стоит помнить, что не всегда кол- во людей, заявленное в расчете, будет соответствовать кол- ву людей одновременно находящихся в помещении, для этого необходимо применять коэффициент одновременности.

Расчет теплопоступлений от осветительных приборов и ламп.

В настоящее время чаще всего используются три вида осветительных приборов: лампы накаливания, люминесцентные и менее распространенные светодиодные.
Теплопоступление от ламп определяется по формуле:

Q осв = ղ * N осв , где

ղ - коэффициент перехода электрической энергии в тепловую;
N осв - установленная мощность лампы Вт/м2
Значение коэффициента ղ:

для ламп накаливания: 0,92- 0,97;


для люминесцентных ламп: 0,5- 0,6;


для светодиодных ламп: 0,6- 0,75.

В некоторых помещениях нагрузка от осветительных приборов значительна: торговые залы, магазины, офисные помещения и т.п.
Также необходимо обратить внимание на конструкцию потолков, например в вентилируемых подвесных потолках около 30- 40% от общего количества тепла будет уноситься обменным воздухом, остальные 60%- 70% тепла попадут в помещение.
Для некоторых учреждений также могут применяться коэффициенты одновременности работы осветительных приборов.

Упрощенный метод расчета сплит- систем - СКАЧАТЬ

Как Вы смогли убедиться, расчет СКВ достаточно трудоемкий процесс, включающий в себя множество факторов которые необходимо учесть. В связи с чем была создана упрощенная методика для расчета систем кондиционирования на базе сплит- систем, также кондиционеров моноблочного исполнения.
Для подбора кондиционера по холодопроизводительности необходимо осуществить расчет теплопоступлений через ограждающие конструкции, от: солнечной радиации, освещения, людей, электроприборов и оргтехники.

Основные теплопоступления будут складываться из:
1. теплопоступления через ограждающие конструкции Q 1 , которые рассчитываются по формуле:

Q 1 =V* q уд. , где

V = S*h - объем охлаждаемого помещения;
S - площадь помещения;
h - высота помещения.

q уд. - удельная тепловая нагрузка, принимается в соответствии:
30- 35 Вт/м3 - если нет солнца в помещении (северо- восток, северо- запад);
35 Вт/м3 - среднее значение (юг, юго- восток, юго- запад);
35- 40 Вт/м3 - большой процент остекления с солнечной стороны (восток, запад).

2. теплопоступления за счет находящихся в нем электроприборов и оргтехники Q 2 .
В среднем принимается 300 Вт на 1 компьютер, 200 Вт на 1 телевизор, либо 30% от мощности электрооборудования (плиты, телевизоры, производственное оборудование и т.п.);

3. теплопоступления от находящихся в помещении людей Q 3 .
Чаще всего при расчете принимается:
Для квартир и офисных помещений
1 человек - 100- 120 Вт
Для помещений где человек занимается физическим трудом (например ресторан):
1 человек - 150- 300 Вт.

Общие теплопоступления ∑ Q будут определяться по формуле:

∑ Q = Q 1 +Q 2 + Q 3

К ∑ Q прибавляются 20% на неучтенные теплопоступления:

∑ Q = (Q 1 +Q 2 + Q 3 )*1,2, Вт

Мощность выбираемого кондиционера должна лежать в пределах от - 5 % до +15% расчетной мощности ∑ Q , отрицательное значение не желательно.

Пример типового расчета холодопроизводительности кондиционера.

Задача: Рассчитать мощность сплит- системы работающей на рециркуляционном воздухе для офисного помещения, площадью 24 м2, с высотой потолков 3,0 м (без подвесного потолка), в которой одновременно работает 3 человека, есть 3 компьютера, 1 принтер мощностью 570 Вт, кофемашина с потребляемой мощностью 800 Вт, окна выходят на солнечную сторону.

Решение:
1. Расчет теплопоступлений через ограждающие конструкции:
Q 1 = S * h * q = 24 * 3 * 40 = 2880 Вт = 2,9 кВт;

2. Расчет теплопоступлений от электроприборов:
3 компьютера = 300 Вт *3 = 900 Вт;
1 принтер = 570 Вт *0,3 = 171 Вт;
1 кофемашина = 800 Вт * 0,3 = 240 Вт.
∑ Q 2 = 900 Вт + 171 Вт + 240 Вт = 1311 Вт = 1,3 кВт;

3. Расчет теплопоступлений от людей:
1 человек = 100 Вт
Q 3 = 120 * 3 = 360 Вт = 0,36 кВт.

∑ Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 = 2,9 кВт + 1,3 кВт + 0,36 кВт = 4,56 кВт.

запас на неучтенные теплопоступления: 20 %
∑ Q = 4,56 * 1,2 = 5,5 кВт.

5 % < ∑ Q < + 15%
5 ,5*0,95 < ∑ Q < 5,5 * 1,15
5 ,2 < ∑ Q < 6,3
Теперь необходимо подобрать ближайшую по мощности сплит- систему.
Такой будет являться сплит- система № 18 с холодопроизводительностью 5,3 кВт.

Учет дополнительных параметров при расчете мощности сплит- систем.

Типовой расчет в большинстве случаев даст достаточно точные результаты, но стоит принять во внимание также те факторы которые не учтены в типовом расчете их желательно также учитывать при расчете холодопроизводительности системы.

Учет подмеса свежего воздуха в случае приоткрытого окна (для организации притока свежего воздуха).

Методика расчета описанная выше подразумевает под собой, что кондиционер работает при закрытых окнах (как предусмотрено заводом изготовителем), и подмеса теплого воздуха с улицы не происходит. Хотя порой это необходимо (особенно в офисах и квартирах где отсутствует приточная вентиляция).
В отличие от приточной вентиляции, чтобы рассчитать количество тепла попадаемого в помещение через открытое окно, можно воспользоваться формулами расчета инфильтрации приведенными выше, но данный расчет в этой ситуации будет достаточно сложен (ведь нельзя точно сказать какой будет скорость воздухообмена, как сильно будет открыто окно и т.п.).
Можно рассмотреть вариант, что окно постоянно приоткрыто в режим проветривания + постоянно работает кондиционер.
Не стоит забывать работа кондиционера с открытым окном не предусмотрена и нельзя на 100% гарантировать эффективность такой работы.
Если все же такой вариант необходим, то следует учесть следующее:

Q 1 должна быть увеличена на 20- 25%, для компенсации количества тепла поступающего при проветривании с наружным воздухом, данное число получено при параметрах наружного воздуха (температура/влажность) 33 ⁰С / 50 %, температура внутреннего воздуха 22 ⁰С, кратность воздухообмена однократная. При увеличении кратности воздухообмена будет увеличен процент увеличения мощности Q 1 . Например при 2- х кратном воздухообмене рекомендуется увеличить Q 1 на 40- 45 %, при 3- х кратном воздухообмене (в случае если открыть окно и дверь - сквозняк) Q 1 стоит увеличить на 65 %.


возрастет стоимость сплит- системы;


возрастут затраты на электроэнергию до 35 % (при использовании обычной сплит- системы) на 10- 15% при использовании инверторной сплит- системы;


в некоторых случаях увеличения температуры наружного воздуха или увеличения кратности воздухообмена, окно придется прикрыть либо закрыть вовсе;


для такого режима рекомендуется применять инверторные сплит- системы, т.к. в случае обычных систем уровень комфорта будет снижен, возможно продувание находящихся в помещении людей (частые простуды), увеличиваются потери на электроэнергию.

Мы же, по возможности, рекомендуем избегать применения такого режима работы сплит- систем, для этого можно установить сплит- систему с мембранным генератором кислорода, которые также могут обеспечивать приток свежего воздуха с улицы, примером такой системы может являться - Panasonic HI- END SUPER DELUXE с генератором кислорода "Panasonic O2air" , из минусов такой системы - не большой выбор по мощности обычно это модели №9 и №12 (2,6 кВт и 3,5 кВт соответственно), либо использовать кассетные сплит- системы с возможностью организации притока наружного воздуха через внутренний блок. Но окончательное решение по установки той или иной системы можно принять только на основании технико- экономического обоснования выполненного квалифицированными специалистами.

Гарантированный режим работы системы на поддержание температуры в помещении +20 ⁰С.

Стандартный расчет СКВ выполняется на поддержание параметров внутреннего воздуха 24- 26 ⁰С - которые являются комфортными для большинства людей, но в некоторых случаях необходимо, чтобы система была способна поддерживать температуру внутри помещения +20 ⁰С (например для помещений серверных, либо если это значение является температурой комфорта для находящихся в помещении людей). Температура наружного воздуха в типовом расчете соответствует СНиП 23- 01- 99* (Свод правил - СП 131.13330.2012 - актуализированная версия) "Строительная климатология" - для г. Новосибирск средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца составляет +25,4 ⁰С.
В связи с тем что расчет производится с небольшим запасом мощности, то в реальности кондиционер сможет выдавать параметры +20 ⁰С, до температуры наружного воздуха +30 ⁰С, но при повышении температуры наружного воздуха система уже не будет справляться. Поэтому для обеспечения такого режима работы рекомендуется увеличить мощность Q 1 на 25- 30%.

Большая площадь остекления.

При типовом расчете используется усредненное значение на теплопоступления от солнечной радиации 1кВт на 10 м2 (остекления) или 100 Вт на 1 м2 (остекления).
В типовом расчете учтено 2,0 м2 остекления, в случае если площадь остекления больше среднего значения, необходимо увеличить Q 1 в зависимости от добавочной площади остекления, на каждый добавочный м2 остекления необходимо добавить:

250- 300 Вт - для сильного освещения;


150- 200 Вт - для среднего значения;


100 Вт - для низкой освещенности.

В данном случае мощность СКВ может увеличиться на 10- 15 %.

Верхний этаж.

Если квартира располагается непосредственно под кровлей (необходимо учитывать для коттеджей, частных домов), то в помещение будет попадать дополнительное тепло через ограждающую конструкцию, а именно кровлю. В этом случае Q 1 необходимо увеличить на 10- 20% в зависимости от угла наклона крыши, цвета крыши.
Для светлой двускатной крыши 10 %, для горизонтальной (плоской) кровли темного цвета 20 %.

Тепловыделения от работающего оборудования с электрическим приводом за счёт перехода механической энергии в тепловую определяется из выражения

Q об = 1000 · N уст · n · k исп · k в , Вт, (1)

где N уст – установленная мощность привода электродвигателя в расчёте на единицу оборудования, кВт, определяется заданием; k исп – коэффициент использования мощности электродвигателя, обычно рекомендуется принимать 0,8; k в – коэффициент одновременности работы оборудования, определяемый заданием, можно принять равным 1. Величина Q об от периода года не зависит.

Теплопоступления от освещения для тёплого и холодного периода года рассчитываются

Q oc = 1000 · N oc · n · k в · a , Вт, (2)

где N ос - -мощность одной осветительной установки, кВт; n – число осветительных установок; k в – коэффициент одновременности работы осветительных установок: в холодный период можно принимать k в =1,0 , в тёплый период k в = 0,5 - 0,6 – по заданию; а - коэффициент, учитывающий типосветительной установки, который регламентируется СНиП и может быть определён по приложению, табл. П-3.

Теплопоступления от освещения могут быть рассчитаны и другим способом

Q oc = F · q oc · k в , Вт, (3)

где F – поверхность пола в помещении, м 2 ; q ос = 40 Вт/м 2 – норма освещённости 1м 2 в соответствии со СНиП; k в – коэффициент одновременности работы осветительных установок.

Теплопоступления от обслуживающего персонала для холодного и тёплого периодов года рассчитываются из выражения

где m – число работников; Q явн – явные тепловыделения от одного человека, кДж/ч; r = 2250 кДж/кг – скрытая теплота парообразования; W п – влаговыделения от одного человека, г/ч.

Численные значения Q явн и W п определяются в соответствии со СНиП в зависимости от температуры воздуха внутри помещения и степени тяжести труда и могут быть определены по приложению, табл. П-4.

Теплопоступления от солнечной радиации через световые (оконные) проёмы рассчитываются только для тёплого периода года

Q ср = F ост · q ост · A ост ·k , Вт, (5)

где F ост – суммарная поверхность остекления, м 2 ; q ост – плотность теплового потока, передаваемого за счёт солнечной радиации, зависящая от ориентации световых проёмов по сторонам света; А ост – эмпирический коэффициент, зависящий от вида остекления; k – эмпирический коэффициент зависящий, от прозрачности стёкол.

Численное значение q ост в соответствии со СНиП в зависимости от характеристики остекления и географического положения объекта можно определить по приложению, табл. П-5.

Численное значениеА ост иkв соответствии со СНиП могут быть определены по приложению, соответственно табл. П-6 и табл. П-7.

Теплопоступления через внешние ограждения извне за счёт более высокой температуры наружного воздуха при проектировании систем кондиционирования рассчитываются для тёплого периода в том случае, если расчётная температура наружного воздуха превышает расчётную температуру воздуха внутри помещения на 5С и более, т.е. t н т – t в т  5С

Q огр = F огр · k огр · (t н т - t в т ) , Вт, (6)

гдеF огр –поверхность внешнего ограждения за вычетом поверхности остекления, м 2 ;k огр t н т и t в т - соответственно расчётная температура наружного воздуха и воздуха внутри помещения, С.

Не рассчитываются для полов, расположенных на грунте или над подвалами. Для совмещенной кровли следует отдельно рассчитывать теплопоступления для помещений верхнего этажа.

Коэффициент теплопередачи рассчитывается с учётом всех термических сопротивлений

, (7)

где в и н - соответственно коэффициент теплоотдачи от воздуха внутри помещения к стене и от наружной поверхности стены к наружному воздуху, Вт/(м 2 С); i –толщина отдельных слоёв, составляющих стену, м; i –коэффициент теплопроводности материалов, из которых выполнена стена, Вт/(м С).

Численные значения коэффициентов теплоотдачи можно определить в соответствии со СНиП по приложению, табл. П-8 и П-9. Коэффициенты теплопроводности некоторых материалов приведены в приложении, табл. П-10 .

Для помещений верхнего этажа при отсутствии чердачного перекрытия (совмещённая кровля) теплопоступления через кровлю рассчитываются по формулам (6) и (7) отдельно от боковых поверхностей стен.

Суммарные теплопоступления в помещение для тёплого периода года в общем случае составляют

Q т = Q об + Q ос + Q оп + Q ср + Q огр , Вт, (8)

для холодного периода года

Q х = Q об + Q ос + Q оп , Вт. (9)

Расчёт тепловых потерь помещением

Тепловые потери рассчитываются только для холодного периода года.

Тепловые потери через остеклённые оконные световые проёмы определяются из выражения

Q ост = F ост · k · (t в х - t н х ) , Вт, (10)

где F ост –суммарная поверхность остекления, м 2 ;k–коэффициент теплопередачи через оконные проёмы, Вт/(м 2 С); t в х и t н х – соответственно расчётные температуры воздуха внутри помещения и наружного воздуха для холодного периода года, С.

Значения коэффициента теплопередачи определяются в соответствии со СНиП по приложению, табл. П-11.

Тепловые потери через наружные ограждения(боковые стены, полы, потолки) рассчитываются из выражения

Q огр = F огр · k огр · (t в х - t н х ) · n , Вт, (11)

где F огр –поверхность наружных ограждений (за вычетом площади оконных и дверных проёмов), м 2 ; k огр –коэффициент теплопередачи через ограждения, Вт/(м 2 С);t в х иt н х –соответственно расчётные температуры внутреннего и наружного воздуха для холодного периода, С;n –эмпирический поправочный коэффициент, зависящий от характера ограждения.

Коэффициент теплопередачи k определяется по формуле (7). Некоторые наиболее распространённые конструкции ограждений приведены на рис.3.

Значение эмпирического коэффициента n в формуле (11) можно принять в соответствии со СНиП по приложению, табл. П-12.

Рис. 3. Наиболее распространенные конструкции ограждений:

а - боковые стены; б - кровля; в - межэтажные перекрытия;

Для условий рассматриваемого задания тепловые потери для помещений второго этажа рассчитываются только через оконные проемы и боковые стены. Для помещений первого этажа следует дополнительно к вышеуказанным рассчитывать тепловые потери через пол (над подвалом), а для помещений третьего этажа – через кровлю.

Суммарные тепловые потери помещением для холодного периода года составят

Q пот х = Q ост х + Q огр х , Вт. (12)

Для того, чтобы правильно подобрать кондиционер, необходимо вычислить теплопоступления, которые он должен погасить. Мощность кондиционера должна перекрывать их максимальное значение, которое рассчитывается по формуле:

Q = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5, где

Q1 – теплопоступления от солнечной радиации, а при использовании электрического освещения от искусственного света;

Q2 – теплопоступления от находящихся в помещении людей;

Q3 – теплопоступления от офисного оборудования;

Q4 – теплопоступления от бытовой техники;

Q5 – теплопоступления от отопления.

Теплопоступление от солнечной радиации

Они прежде всего, зависят от площади и расположения окон. В большинстве случаев именно оно и составляет львиную долю всего поступающего в помещение тепла. Методики расчета подробно представлены в специальных пособиях к СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» и СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника». Упрощенно можно принять к расчету следующую формулу:

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);
-35Вт/м3 для обычных условий;
- 40 Вт/м3, если помещение имеет большое остекление с солнечной стороны.
Расчет по этой методике применим для квартир и небольших офисов, в других случаях погрешности могут быть слишком велики.

Теплопоступления от искусственного света можно взять из расчета 25-30 Вт на 1 м3.

Теплопоступления от находящихся в помещении людей

Один человек в зависимости от рода занятий выделяет:
Отдых в сидячем положении – 120 Вт
Легкая работа в сидячем положении – 130 Вт
Умеренно активная работа в офисе – 140 Вт
Легкая работа стоя – 160 Вт
Легкая работа на производстве – 240 Вт
Медленные танцы – 260 Вт
Работа средней тяжести на производстве – 290 Вт
Тяжелая работа – 440 Вт

Теплопоступления от офисного оборудования

Обычно они принимаются в размере 30% от потребляемой мощности. Для примера:
Компьютер – 300-400 Вт
Лазерный принтер – 400 Вт
Копировальный аппарат – 500-600 Вт

Теплопоступления от бытовой кухонной техники

Кофеварка с греющей поверхностью – 300 Вт
Кофемашина и электрочайник – 900-1500 Вт
Электроплита – 900-1500 Вт на 1 м2 верхней поверхности
Газовая плита – 1800-3000 Вт 1 м2 верхней поверхности
Фритюрница – 2750-4050 Вт
Тостер – 1100-1250 Вт
Вафельница – 850 Вт
Гриль – 13500 Вт на 1 м2 верхней поверхности
При наличии вытяжного зонта, теплопоступления от плиты делятся на 1,4.

При расчете теплопоступлений от бытовой кухонной техники необходимо учитывать, что все приборы сразу никогда не включаются. Поэтому берется наивысшая для данной кухни комбинация. Например, две из четырех конфорок на плите и электрочайник.

Теплопоступления от системы отопления

В ряде случаев, в высоких зданиях с большой площадью остекления, кондиционирование бывает необходимо уже в марте, когда отопительный сезон еще не закончен. В этом случае в расчете необходимо учитывать теплоизбытки от системы отопления, которые можно принять равными 80-125 Вт на 1 м2 площади. В этом случае надо учитывать не теплопоступления от внешних стен, а теплопотери, которые можно принять равными 18 Вт на 1 м2.

При выборе какого-либо оборудования системы ОВК, в т.ч. кондиционера, очень важно правильно выполнить расчет теплопритоков помещения. Ведь от этого зависит не только его микроклимат. Учет интенсивных теплопритоков помещения при расчете системы отопления, например, поможет сэкономить на отопительном оборудовании и энергоносителях, а их недооценка при расчете системы вентиляции и, особенно кондиционирования, может привести к повышеному износу и уменьшению ресурса работы оборудования.

Расчет теплопритоков помещения можно осуществлять разными способами, - существует несколько методик. Одни более подробны, и пользуются ими чаще при расчете систем вентиляции и кондиционирования промышленных зданий, другими, - очень упрощенными методиками расчета теплопритоков, пользуются менеджеры при продажах кондиционеров. Такая программа для ориентировочного расчета и подбора кондиционера , например, находится .
Нижеприведеный расчет теплопритоков помещения учитывает все основные теплопритоки, недооценка которых на наш взгляд нежелательна. Соответственно, программу для расчета теплопритоков по этой методике можно найти .

Для долговечной надежной работы кондиционера важно, чтобы его холодопроизводительность была немного большей чем величина реальных теплопритоков помещения.

В первую очередь, учитывают внешние теплопоступления . Это, прежде всего, солнечная радиация, проникающая через оконные проемы. Количество тепловой энергии, поступающей таким образом, зависит от расположения окна относительно сторон света, его площади и наличия / отсуствия на нем солнцезащитных элементов:
Q окн = q окн F окн k , где
q окн - удельная тепловая мощность от солнечной радиации в зависимости от ориентации окна Вт/м 2 .

F окн - площадь остекленной части окна, м 2 ;
k - коэффициент, учитывающий наличие солнцезащитных элементов на окне .

Теплопритоки от нагретого защитного сооружения:
q ЗС - удельная тепловая мощность теплопередачи защитного сооружения, Вт/м 2 .

F ЗС - площадь защитного сооружения, м 2 .
Для постоянно открытой наружной двери теплоприток принимают 300 Вт.

Вторая группа теплопритоков, это тепловыделения от внутренних источников в помещении, - от людей, освещения, электрооборудования.

Тепловыделения от людей:
Q л = q л n , где
n - количество людей в соответствующем состоянии;
q л - тепловыделение одного человека, Вт/чел .

Тепловыделения от электрооборудования:
Q э = N э m i , где
m - количество единиц оборудования;
N э - электрическая мощность единицы оборудования, Вт;
i - коэффициент превращения электрической энергии в тепловую .

Для компьютера тепловыделения принимают 300 Вт.
Расчет теплопритоков помещения можно считать завершенным.
Суммарная величина теплопритоков помещения будет составлять:
ΣQ = Σ Q окн + ΣQ ЗС + ΣQ л + Σ Q э

Затем проводится подбор кондиционера. Холодопроизводительность выбранного кондиционера должна на 10-20% превышать суммарную величину теплопритоков помещения:
Q конд = (1,1-1,2) Σ Q