Como calcular a potência de um ar condicionado e escolher o aparelho certo para suas necessidades

O cálculo correto da potência do ar condicionado é a chave para a operação eficiente e ininterrupta e a durabilidade dos equipamentos de controle climático.A escolha do desempenho é baseada nas dimensões gerais da sala e nos fatores relacionados que contribuem para o acúmulo de radiação térmica.

Levar em consideração todos os parâmetros e nuances de operação permite fornecer uma reserva de energia ideal, mas ao mesmo tempo não pagar a mais pelo superdesempenho do sistema split.

Mas como realizar corretamente os cálculos necessários? Consideraremos esse problema em detalhes em nosso artigo. Além dos dois métodos de cálculo de potência, focaremos em outros critérios importantes que influenciam na escolha do ar condicionado.

O que dizem os valores de potência na documentação?

A documentação técnica dos aparelhos de ar condicionado indica dois ou três tipos de potência. Os indicadores caracterizam diferentes parâmetros de funcionamento: capacidade de refrigeração e aquecimento, bem como a energia elétrica consumida pelo sistema split.

A gama de indicadores pode ser enganosa. No aquecimento de aparelhos eléctricos, como caldeira ou radiador, a produção de calor corresponde à energia consumida. Para um ar condicionado, esses parâmetros são diferentes.

Um complexo dividido, ao contrário de um aquecedor, não converte eletricidade diretamente, mas a utiliza para operar uma bomba de calor. Este último é capaz de bombear muito mais energia térmica do que a energia elétrica consumida.

Um exemplo de exibição de características de energia no passaporte de um ar condicionado Lennox GHM09 operando em dois modos: resfriamento e aquecimento

A capacidade de refrigeração é a principal característica técnica que determina a capacidade de um ar condicionado de remover calor para fora do edifício. O consumo de energia é interessante do ponto de vista da seleção do cabo de alimentação e do planejamento dos custos

A potência de resfriamento é indicada em kW, a faixa de valores para equipamentos domésticos é de 2 a 8 kW. Além disso, muitos fabricantes usam a marcação britânica - BTU (BTU) nas descrições técnicas.

A capacidade de refrigeração da unidade split deve corresponder às condições de serviço. Caso contrário, normalizar o microclima para uma determinada temperatura se tornará uma tarefa impossível para o ar condicionado e danificará o equipamento.

Existem dois cenários possíveis:

• Produtividade baixa – a operação da unidade está no limite de suas capacidades;
• excesso de capacidade – um aumento no número de interruptores liga/desliga, o que prejudica o motor elétrico.

A capacidade de aquecer uma sala caracteriza a produção de calor de uma divisão. A potência de transferência de calor é sempre ligeiramente superior à capacidade de refrigeração. A diferença entre os indicadores é a proporção de perda de calor ao longo da rota de bombeamento de freon nos modos de resfriamento e aquecimento.

O indicador de energia térmica é especialmente relevante se o ar condicionado for planejado para ser usado como fonte de aquecimento intersazonal. Um complexo dividido é muitas vezes mais eficiente que um aquecedor elétrico. Sobre as características do sistema split para aquecimento, nós falei aqui.

Para 1 kW de eletricidade consumida, os condicionadores de ar modernos produzem cerca de 3,6-5,5 kW de calor. Este volume é suficiente para aquecer uma área residencial de 36 a 55 m², respectivamente.

Valor BTU e explicação da rotulagem

BTU/BTU é uma unidade térmica britânica para medir energia térmica. O valor determina a quantidade de calor gasto para aquecer meio quilo de água em 1° Fahrenheit.

É esta unidade que expressa a capacidade de refrigeração dos equipamentos de climatização e está frequentemente presente na rotulagem dos produtos.

Relação entre Watts e BTU/h:

• 1 BTU/h ≈ 0,2931 W, para facilitar o cálculo, utiliza-se 0,3 W;
• 1 kW ≈ 3.412 BTU/h.

O ar condicionado é uma invenção americana que utiliza sistemas ocidentais de medição. Para praticidade e clareza de visualização, optou-se por padronizar a capacidade de refrigeração e expressá-la em números redondos, por exemplo: 7000 BTU/h, 9000 BTU/h, etc.

Os modelos divididos têm nomes correspondentes: “sete”, “nove”, etc. Assim, o ar condicionado LG GO7ANT pertence às unidades de baixo consumo de energia - “setes”. Seu desempenho é de 2,1 kW

Entendendo a designação digital na etiqueta do equipamento, você pode determinar aproximadamente para qual ambiente o ar condicionado foi projetado.

Avaliação do consumo de eletricidade e eficiência energética

Conforme observado acima, além da capacidade de refrigeração e aquecimento, o consumo de energia é indicado no passaporte do sistema split. O valor determina o consumo de energia. Recomendamos que você leia as regras cálculo do consumo de eletricidade e maneiras de salvá-lo.

No entanto, o coeficiente e a classe de eficiência energética são mais informativos.

EER e COP são indicadores da eficiência energética do ar condicionado nos modos de refrigeração e aquecimento, respectivamente.O valor é calculado dividindo a capacidade de refrigeração ou aquecimento pelo consumo de energia

Essencialmente, os coeficientes EER E POLICIAL mostre a quantidade de frio/calor produzida quando 1 kW de energia elétrica é consumido. Quanto maior for o seu valor numérico, maior será a eficiência do sistema climático e menor será o nível de consumo de energia.

Ou seja, quando EER=2,5 O ar condicionado consome eletricidade na potência máxima de resfriamento D/2,5. Multiplicando o resultado pelo período de operação, você descobre o consumo diário de energia.

Com base no EER, os splits são classificados em classes de eficiência energética. A categoria “A” inclui as unidades mais econômicas, o grupo “G” representa os aparelhos de ar condicionado com maior consumo de energia elétrica.

Existem três classes premium adicionais que caracterizam equipamentos de controle climático com economia de energia. Um digno representante do grupo A+++ - complexo dividido MSZ-LN60VGR da Mitsubishi Electric

Métodos para autocálculo de poder

Existem várias maneiras de calcular o desempenho das divisões. O mais simples, mas não confiável o suficiente, é o cálculo por área. Um método mais preciso é o método termotécnico, que leva em consideração as características de projeto da sala e o fluxo total de calor.

Opção nº 1 – escolher um ar condicionado com base na área de serviço

Você pode determinar a potência aproximada da unidade sem cálculos matemáticos, usando um critério prático de avaliação - a área da sala.

A capacidade média de refrigeração de um split é de 1 kW para cada 10 m² de sala de serviço. Esta norma é relevante para instalações residenciais com pé-direito de 2,5-3 m.

Assim, no cálculo da potência do ar condicionado, a área de serviço deve ser dividida por 10.Por exemplo, para uma sala de 22 m², é adequado um modelo com capacidade de 2,2 kW. O valor resultante corresponde a “sete” de acordo com o sistema BTU.

A potência calculada é aumentada em 20% nos seguintes casos:

• localização do cômodo no lado ensolarado da casa;
• a presença de janelas panorâmicas;
• colocação de um grande número de equipamentos de escritório e aparelhos elétricos.

Uma reserva de capacidade de refrigeração de 20% deve ser fornecida se muitas pessoas viverem ou trabalharem constantemente na sala.

Ao escolher equipamentos de climatização para salas espaçosas de 60 metros quadrados ou mais, edifícios industriais ou comerciais, a dependência direta da potência de refrigeração na área não funciona mais

Devido às dimensões impressionantes, possível angularidade e curvatura, os fluxos de ar são distribuídos de forma desigual. Neste caso, é aconselhável instalar complexos divididos multissistema.

Opção nº 2 – usar cálculo térmico

Os cálculos de engenharia térmica levando em consideração o projeto e as características operacionais do edifício são considerados mais precisos. A seguir, considere a fórmula típica usada para cálculos.

Fatores determinantes:

• dimensões da sala: área e altura exata;
• número de pessoas;
• finalidade das instalações: ginásio, trabalho ativo, recreação, etc.;
• fontes de calor, equipamentos domésticos/de escritório;
• a presença de fachadas e telhados isolados.

A ênfase principal na avaliação da potência de um ar condicionado está no ganho total de calor.

O método de cálculo térmico proposto é aplicável a escritórios, salas separadas de casas particulares e apartamentos em edifícios permanentes. Restrições de área – 70 m².

Quanto maior o fluxo de calor, maior deverá ser a capacidade de refrigeração do split.

Fórmula típica:

Q = Q1 + Q2 + Q3,

Onde: P – potência final de refrigeração; 1º trimestre – entrada de calor dos elementos estruturais da sala; 2º trimestre – fluxos de calor provenientes de pessoas; 3º trimestre – geração de calor a partir de equipamentos.

Passo #1 - Calcular Q1

O excesso de calor de uma sala é determinado da seguinte forma:

Q1=V*g,

Onde: V – o volume das instalações atendidas, calculado multiplicando a metragem quadrada e a altura dos tetos; g – coeficiente de transferência de calor calculado.

O valor do indicador g depende da orientação das janelas e do nível de luz natural da sala:

• 40 – lado ensolarado, insolação intensa é típica das orientações sul, sudoeste, sudeste;
• 35 – iluminação moderada nos lados leste, noroeste e oeste;
• 30 – observa-se o predomínio do sombreamento durante o dia em ambientes cujas janelas estão voltadas para norte ou nordeste.

Como você pode ver, o lado ensolarado terá o maior coeficiente de transferência de calor.

Passo #2 - Definir Q2

A produção de calor das pessoas depende da sua idade e mobilidade.

Os seguintes indicadores de liberação de calor são típicos para um adulto:

• estado de repouso – 80 W;
• trabalhos leves, cargas moderadas – 125 W;
• atividade vigorosa – 170 W.

Ao realizar trabalhos árduos e exercícios esportivos intensos, a produção de calor chega a 250 W.

Para uma avaliação mais confiável, o influxo de calor de crianças menores de 12 anos é medido com um coeficiente de 0,5, para crianças menores de 17 anos - 0,75

No entanto, esta abordagem justifica-se na escolha de um sistema dividido para instituições infantis. O ar condicionado é adquirido para o futuro, portanto, para uma família, a transferência de calor das crianças deve ser equiparada aos indicadores “adultos”.

Para um sistema de refrigeração de apartamento, o parâmetro Q2 é determinado pelo produto do número de residentes e o valor médio de liberação de calor - cerca de 110 W.

Passo #3 - Calcular Q3

O excesso de calor do equipamento elétrico é calculado pela fórmula:

Q3=N*m*i,

Onde:

• N – potência de uma unidade de equipamento;
• eu — número de eletrodomésticos;
• eu – coeficiente de conversão de eletricidade em calor.

Nos cálculos, é necessário levar em consideração a frequência de uso dos equipamentos durante o dia, considerando o trabalho 24 horas como unidade.

Os coeficientes de transferência de energia para diferentes equipamentos são apresentados na tabela. Valores adicionais de ganho de calor: TV - 0,2 kW, copiadora, computador - 0,3 kW, outros equipamentos de iluminação/eletrodomésticos - 30% do consumo nominal de energia

Ao somar a quantidade total de entrada de calor, você pode determinar a potência do ar condicionado. É permitido ultrapassar a capacidade de refrigeração da unidade em 15% do valor calculado ou reduzi-la no máximo em 5%.

Cálculos passo a passo da potência do equipamento

Primeiramente, vamos calcular a potência necessária do equipamento para uma sala específica com área de 24 m². E então veremos as situações em que os ajustes são usados.

Cálculo de potência para uma sala específica

Dados de cálculo para determinar o desempenho da divisão:

• área da sala – 24 m2, pé direito – 2,8 cm;
• um quarto com janela standard virada a sul;
• número de moradores – 2 pessoas;
• equipamentos: computador, TV, geladeira (0,3 kW), lâmpada incandescente (0,1 kW).

É possível a operação simultânea dos aparelhos elétricos listados.

Passo 1 — determinação dos ganhos de calor provenientes de janelas, pisos, paredes e tetos.

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

O valor resultante pode ser arredondado com segurança para 2,6 kW. O cálculo utiliza o coeficiente g=40, pois a sala está bem iluminada.

Passo 2 — cálculo do ganho de calor das pessoas.Suponhamos que a produção de calor de um adulto seja de 110 W.

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

etapa 3 — as entradas de calor dos equipamentos são calculadas para cada tipo de equipamento, tendo em conta o coeficiente de conversão de eletricidade:

• computador – 0,3 kW;
• televisão – 0,2 kW;
• lâmpada elétrica – 90 W (100 W*0,9);
• refrigerador – 100 W (300 W*0,3).

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

Passo 4 — cálculo da capacidade de refrigeração do ar condicionado.

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

Para efeito de comparação, é possível fazer uma seleção aproximada de um ar condicionado apenas por área, sem levar em consideração o número de moradores e a entrada de calor. Para uma área de 24 m2, a capacidade de refrigeração estimada deve ser de 2,4 kW, tendo em conta uma boa iluminação - 2,4 * 1,2 = 2,88 kW.

Com base nos parâmetros iniciais, recomenda-se selecionar um ar condicionado com potência na faixa de 3,3-3,9 kW. “Doze” splits correspondem a este valor - sua produtividade é de 3,5-3,5 kW

Nesta situação, os resultados do cálculo utilizando os dois métodos são diferentes. A prioridade é o cálculo “térmico”. A potência de refrigeração do ar condicionado deve extinguir todos os possíveis ganhos de calor.

Levando em consideração condições operacionais especiais

O método descrito acima na maioria dos casos não precisa de ajustes e fornece um resultado preciso.

Merece atenção especial:

• a necessidade de ventilação regular;
• localização do quarto no último andar;
• clima quente da região;
• grande área envidraçada.

Vamos considerar todos esses casos com mais detalhes.

Fornecimento de ar fresco

A documentação para sistemas split geralmente estipula que é indesejável operar o dispositivo com janelas abertas.

O influxo de fluxo de ar externo que entra na sala cria uma carga térmica imprevista para o equipamento de controle climático. O volume de ar fresco não é padronizado e é difícil prever antecipadamente a reserva de energia ideal

Para manter um microclima normal sem mover constantemente o caixilho, pode-se deixar a janela com microventilação ou instalar válvula de abastecimento. Ambas as opções não provocam correntes de ar quando a porta frontal está fechada.

Ao operar o split em condições de ventilação suave, deve-se levar em consideração o seguinte:

1. Para compensar a carga térmica adicional, o indicador Q1 no cálculo da potência do ar condicionado deve ser aumentado em 20%.
2. O consumo de eletricidade durante a operação split aumentará para 15%.

Em climas quentes, não confie nas reservas de energia. Se houver uma entrada significativa de calor, o ar condicionado não fornecerá a temperatura definida.

Último andar da área de estar

Nos sótãos e apartamentos dos últimos andares sem sótão, o calor da cobertura aquecida é transferido para o ambiente. A situação é agravada pelos telhados planos de cor escura.

Para compensar a entrada de calor do telhado, é fornecida uma reserva de capacidade de refrigeração - ao determinar a potência do ar condicionado, o valor de Q1 é multiplicado por um fator de 1,15-1,2

Clima quente da região

Uma das regras para o uso seguro de um ar condicionado é manter a diferença de temperatura permitida entre o exterior e o interior do edifício. O valor limite é 10 °C. Por exemplo, se estiver 35 °C fora da janela, a temperatura ambiente recomendada não é inferior a 25 °C.

A potência nominal dos complexos divididos é indicada levando-se em consideração a operação em condições de até 31-33 °C.Quando o indicador aumenta para 40 °C ou mais, a capacidade de refrigeração da unidade não é suficiente para manter os cobiçados 18-20 °C.

Tendo em conta a predisposição do clima para verões quentes e as próprias preferências quanto ao nível de frescor, no cálculo, o indicador Q1 deve ser aumentado adicionalmente em 20-30%.

Grandes janelas na sala

A fórmula padrão pressupõe que haja uma janela de dimensões padrão na sala - até 2 m². Várias aberturas de janela ou um design panorâmico aumentam o ganho de calor não contabilizado.

Devido ao aumento do impacto do fluxo luminoso que entra pelas janelas, na estação quente, os equipamentos de climatização gastam metade da energia para compensar o calor solar

A potência de refrigeração é ajustada com base em cada metro quadrado de vidro adicional:

• +200-300W – para o lado ensolarado;
• + 100-200 W – insolação moderada da sala;
• +50-100W – predominância de sombreamento.

Persianas ou cortinas de cores claras ajudam a reduzir o ganho de calor solar.

Critérios adicionais para escolher um ar condicionado

Além das características de potência do sistema e da classe de eficiência energética, antes de comprar, você deve decidir sobre os seguintes parâmetros:

• tipo de ar condicionado;
• princípio de funcionamento da unidade;
• funcionalidade;
• pelo fabricante.

A seguir, consideraremos cada um desses critérios com mais detalhes.

Critério nº 1 – tipo de ar condicionado

Para uso doméstico, monoblocos e sistemas divididos. A primeira categoria inclui modelos de janela e dispositivos portáteis compactos. Os condicionadores de ar montados em janelas perderam sua popularidade anterior.

Eles estão sendo substituídos por modificações mais modernas que não apresentam as desvantagens de seus antecessores: operação ruidosa, iluminação reduzida devido à desordem nas janelas, escolha limitada de local

As vantagens inegáveis ​​dos “coolers” de janela: baixo custo e facilidade de manutenção. Esta unidade é mais adequada para uso sazonal no campo do que para um apartamento.

Os monoblocos móveis são equipados com um duto de ar flexível que remove o calor para a rua. Um ar condicionado portátil é a solução ideal para um espaço alugado. Demos a classificação dos melhores modelos móveis Neste artigo.

Vantagens de um monobloco móvel: possibilidade de transporte, facilidade de instalação. Desvantagens: grandes dimensões, alto nível de ruído, “ligação” ao canal de saída

Os sistemas split ocupam com segurança uma posição de liderança entre os sistemas de ar condicionado doméstico.

Com base na forma de execução, existem duas categorias de divisões:

1. Design de bloco duplo. Um par de módulos é conectado por uma linha freon fechada. O complexo é fácil de operar e quase silencioso. Estão disponíveis várias opções de design para a unidade interna; a caixa não ocupa espaço útil na sala.
2. Multi-sistema. O módulo externo garante o funcionamento de duas a cinco unidades internas.

A utilização de um multi-complexo permite definir diferentes parâmetros de ar condicionado em divisões individuais.

A desvantagem do sistema climático é a dependência das unidades internas de uma única unidade externa. Se quebrar, todos os quartos ficarão sem refrigeração.

Critério #2 – princípio de funcionamento

Existem modelos convencionais e inversores.

O procedimento operacional de um sistema split tradicional:

1. Quando a temperatura sobe, o ar condicionado liga.
2. Após resfriar até o limite designado, a unidade desliga.
3. O ciclo de trabalho ligado/desligado é repetido continuamente.

E aqui ar condicionado inverter funciona de forma mais suave. Após a inicialização, a sala é resfriada, mas o aparelho continua operando com potência reduzida, mantendo a temperatura desejada.

A versão inverter do split é 30-40% mais econômica que um ar condicionado convencional. O valor EER de eficiência energética de alguns modelos atinge valores de até 4-5,15

Devido à ausência de operação cíclica “nítida”, os condicionadores de ar inverter são de baixo ruído e duráveis.

Você também não sabe o que é melhor escolher — inversor ou ar condicionado convencional? Neste caso, recomendamos que você se familiarize com suas principais diferenças, bem como com os prós e contras de cada opção.

Critério nº 3 – características e marca

Os fabricantes, em um esforço para conquistar o favor dos clientes, equipam os sistemas split com opções adicionais.

É bom que o ar condicionado tenha as seguintes funções:

• distribuição do fluxo de ar em ventilador;
• restauração automática das configurações do dispositivo;
• controle remoto;
• temporizador embutido.

Outra função popular do ar condicionado entre os usuários é fornecimento de ar fresco. Muitos fabricantes oferecem esses modelos.

Os condicionadores de ar de marcas populares são representados por uma ampla gama de modelos em diferentes categorias de preços - desde a classe econômica econômica até sistemas split no segmento premium

O fabricante do equipamento desempenha um papel significativo na escolha - quanto melhor for a reputação da marca, maiores serão os indicadores de qualidade e confiabilidade do equipamento.

A classificação dos principais fabricantes é dominada por empresas estrangeiras: Daikin, LG, Sharp, Hitachi, Panasonic e General Climat. Analisamos os melhores modelos de ar condicionado no próximo artigo.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

As recomendações práticas de um especialista ajudarão você a determinar as características de potência do ar condicionado:

Compreendendo os princípios de cálculo do desempenho dos sistemas de ar condicionado, você poderá determinar de forma independente a faixa de potência permitida.

É melhor confiar o cálculo final dos parâmetros adequados a profissionais - um especialista experiente levará em consideração todas as nuances operacionais e selecionará o modelo ideal de ar condicionado.

Você precisa de um ar condicionado, mas não quer se enganar com a energia e escolher equipamentos insuficientemente eficientes para seu apartamento/casa? Talvez você ainda tenha dúvidas sobre os cálculos ou queira esclarecer algumas nuances? Peça conselhos nos comentários - nossos especialistas e visitantes competentes do site tentarão esclarecer todos os pontos.