Изчисляване на топлинния товар при климатици: пълно ръководство

Повечето климатични системи в жилищните сгради са по-големи и по-мощни, отколкото реално е необходимо. В миналото, когато сградите не се строеха толкова плътно, инсталирането на по-мощни климатични уредби беше обичайна практика, целяща компенсиране на течовете през прозорци и врати. По подобен начин и при ново строителство климатичните системи често се преоразмеряват, което води до по-високи разходи. По-високата цена обаче не означава непременно пропорционален ръст в ефективността. При подмяна на стар климатик с нов реномираните изпълнители винаги извършват изчисления на топлинния товар, за да гарантират, че системата е с оптималния размер и работи с максимална ефективност.

Какво е топлинен товар?

Топлинният товар, известен още като топлинна печалба, представлява сумата от всички източници на топлина в дадена сграда. Най-голям източник е слънчевото лъчение, което се поглъща през покрива, стените и прозорците. Роля играят и топлият въздух, проникващ през пукнатини или оставени отворени врати, както и вътрешните източници – включително самите хора. Общата топлина се измерва в BTU (британски топлинни единици) или kW (киловати). Климатикът е ефективен само ако неговата мощност надвишава топлинната печалба на сградата или помещението. Затова изчисленията на топлинния товар са от решаващо значение – те определят какъв размер климатик е нужен, както и какви вентилационни канали ще осигурят ефективното разпределение на охладения въздух.

Изисквания на стандарта IECC

Международният енергиен кодекс за спестяване (IECC) от 2009 г., чиято цел е проектирането на енергийно ефективни сгради, изисква да се извършват изчисления на размера на системата при подмяна на отоплителни и климатични инсталации в жилищата. Най-широко признатият метод е изчислението Manual J на ACCA (Асоциация на американските климатици и изпълнители). Процедурата може да се улесни със специализирани софтуерни програми или онлайн калкулатори, налични на множество сайтове, посветени на HVAC системите. Топлинният товар може да се изчисли за цялата къща едновременно или чрез отделно измерване на всяка стая.

Основни фактори

Ключовите фактори, които влияят на изчисленията на топлинния товар, включват:

• местният климат;
• размерът, формата и ориентацията на сградата;
• вида и качеството на изолацията;
• броя, местоположението и типа на прозорците;
• скоростта на инфилтрация на въздуха;
• броя на обитателите и техните предпочитания за комфорт;
• броят и видът на осветлението и уредите, които отделят топлина, както и тяхната енергийна ефективност.

Разликата между средната външна и вътрешна температура се нарича проектна температура. Стандартът Manual J я определя за конкретен район въз основа на средночасови и сезонни измервания за период от 10 години и отчита локалното ниво на „зърна влага“, с което се измерва влажността на въздуха.

Как се извършват изчисленията?

Manual J на ACCA изброява конкретните коефициенти, чрез които се определя стойността в BTU. Първата стъпка е определянето на пространството, което трябва да се охлади, и умножаването му по 31,25. Втората стъпка измерва топлинната печалба през прозорците, като се използват различни коефициенти според северната или южната експозиция и наличието на засенчване. След това броят на обитателите се умножава по 600. За топлоотделящите уреди стойността в BTU се получава чрез умножаване на ватовете на всеки уред по 3,4. За топлината, излъчвана от осветлението, общата мощност във ватове се умножава по 4,25. Крайният топлинен товар се получава чрез сумиране на петте предварителни BTU изчисления. Накрая изпълнителите проверяват дали даден климатик ще покрие нуждите на сградата, като разделят топлинния товара на охлаждащата мощност на системата, която също се измерва в BTU.