Что такое явная и скрытая теплота и почему они важны для HVAC?

Итак, вы смотрите на характеристики вашего кондиционера. Вы видите, что у вас есть 3-тонная система, и вы знаете, что тоннаж является выражением мощности вашего переменного тока. Но что на самом деле делает ваш кондиционер, когда он использует всю эту мощь, и насколько он эффективен?

Ну, работа вашего кондиционера заключается в удалении тепла из вашего дома. Вот что он делает со всей этой силой! Однако, чтобы вам было комфортно, вам необходимо удалить оба виды тепла, которые накапливаются в помещении:явное и скрытое тепло.

Здесь все усложняется. Ваш кондиционер предназначен для устранения обоих факторов, но различное оборудование делает это с разной степенью эффективности.

Явное тепло — это то, что регистрирует ваш термостат. Он отражает изменение температуры.

Начнем с самого простого типа тепла:явного тепла. С технической точки зрения, под явным теплом понимается количество энергии, необходимое для повышения или понижения температуры некоторого вещества, независимо от фазовых переходов (например, фазового перехода из газа в жидкость).

Это может показаться сложным, поэтому подумайте об этом так:ощутимое тепло отражается температурой, отображаемой на вашем термостате. Когда вы видите, что после включения кондиционера температура составляет 75 градусов, вы видите результат отвода ощутимого тепла вашим кондиционером.

Различные факторы влияют на количество ощутимого тепла, которое кондиционер должен удалить из вашего дома:

• Объем и качество изоляции (значение R)
• Типы оконных стекол (низкоэмиссионные или стандартные), количество и размеры.
• Количество этажей в вашем доме
• Ориентация вашего дома относительно солнца
• Характеристики освещения и приборов
• Размеры свеса крыши

И так далее. Когда вы включаете кондиционер, и он снижает температуру, которую вы видите на термостате, вы смягчаете эффект притока тепла от этих источников. . По сути, ваш кондиционер удалил определенное количество ощутимого тепла.

И тем не менее, вам все еще может быть неудобно. Почему так?

Скрытое тепло имеет значение, но большинство кондиционеров не удаляют его в достаточном количестве.

Возможно, ваш кондиционер не отводит достаточное количество скрытого тепла из воздуха. Это распространенная проблема, которая весной и летом приводит к серьезному дискомфорту. Что дает?

Скрытое тепло – это тепло, возникающее в результате увеличения или уменьшения количества влаги, содержащейся в воздухе. В частности, это количество энергии, необходимое для того, чтобы вызвать фазовый переход (для наших целей — из жидкости в газ или из газа в жидкость) без изменения фактической температуры вещества.

Влажность сама по себе не является скрытым теплом, но влажность содержит скрытая теплота. Когда ваш термостат показывает температуру, скажем, 75 градусов, он не показывает вам, сколько скрытого тепла содержится в воздухе. Когда в вашем доме очень влажно, вы, вероятно, чувствуете много скрытого тепла вдобавок ощутимое тепло. Так что может показаться, что 80 градусов, хотя ваш термостат показывает 75. Это потому, что термостат не измеряет количество скрытого тепла в воздухе. Он отслеживает только явное тепло (температуру).

Если вы когда-либо жаловались на влажность, вы на самом деле жаловались на скрытое тепло внутри влажности. Теперь ты знаешь!

Скрытая тепловая нагрузка вашего дома зависит от нескольких факторов:

• Проникновение воздуха через зазоры, трещины и отверстия в ограждающих конструкциях
• Домашние дела, такие как приготовление пищи, купание, уборка и занятия спортом.
• Количество людей, находящихся в вашем доме в данный момент времени.

Когда кондиционер правильно подобран для вашего дома, он должен удалять достаточное количество скрытого тепла, чтобы вам было комфортно. Например, возможно, ваш кондиционер имеет спецификацию охлаждающей нагрузки для 80% явного и 20% скрытого тепла. Если это соответствует фактическому соотношению явного/скрытого тепла в вашем доме, то вы должны быть в хорошей форме. Когда вы установите термостат на 75 градусов, на самом деле он будет ощущаться как 75 градусов.

К сожалению, большинство бытовых кондиционеров имеют неправильный размер. Они слишком большие. А когда ваш кондиционер слишком большой, он не сможет удалять из воздуха достаточное количество скрытого тепла.

Решение? Устраните точки входа для скрытого тепла и удалите все остальное

Если вы уже чувствуете последствия высокой влажности в помещении этой весной, ваш кондиционер явно не обеспечивает вам комфорт. К счастью, вы можете еще кое-что сделать, чтобы улучшить свое положение (и избавиться от надоедливого скрытого тепла).

Для начала подумайте о герметизации вашего дома. Скорее всего, между вашим жилым пространством и подпольем есть несколько щелей и дыр. Если у вас есть воздуховод на чердаке, можете поспорить, что там тоже есть щели. Влажный воздух проникает через эти отверстия и вызывает дискомфорт, но закрытие их останавливает проникновение.

Оценка всего дома выявит ваши самые большие источники проникновения воздуха. Имея на руках результаты, вы можете расставить приоритеты в области герметизации воздуха. После того, как вы все загерметизируете, рассмотрите следующие методы удаления влаги (примерно в порядке эффективности и доступности):

• Переключитесь на комбинированный термостат и гигростат. Ваш кондиционер не только включится, когда температура превысит предпочитаемую вами настройку, но и включится, когда относительная влажность (RH) внутри вашего дома превысит определенный процент. Чтобы чувствовать себя комфортно в более теплые и влажные месяцы, мы рекомендуем поддерживать относительную влажность ниже 55%. Просто имейте в виду, что чем ниже вы установите его, тем чаще будет работать ваш кондиционер. Эта установка работает лучше всего, когда у вас есть кондиционер с переменным потоком воздуха. Вентилятор работает дольше и удаляет из воздуха больше влаги, чем стандартные устройства.
• Установите осушитель воздуха для всего дома. Эти устройства подключаются к вашим существующим воздуховодам и удаляют влагу, не снижая температуру внутри вашего дома. После того, как ваш дом остынет до желаемой температуры, осушитель позаботится об оставшейся влажности, которую не удалось удалить с помощью кондиционера. Большинство осушителей воздуха для всего дома также подключаются к улице, проветривая ваш дом свежим воздухом в дополнение к удалению влаги.
• Обновите кондиционер до двухступенчатого или с переменной скоростью. Если ваша система отопления и охлаждения уже устарела, подумайте о переходе на двухступенчатую или регулируемую скорость. Ваш старый кондиционер, вероятно, работал на одной скорости:на полной мощности. Двухступенчатые агрегаты работают с более низкой скоростью большую часть сезона, увеличивая скорость только тогда, когда требования к нагрузке достигают своего предела (обычно пиковое лето). Устройства с регулируемой скоростью изменяют скорость в широком диапазоне в зависимости от требований нагрузки в любой момент времени. Оба типа оборудования обеспечивают более длительное время работы переменного тока, но в целом меньше циклов. В результате они удаляют больше влаги, чем стандартные односкоростные системы. Они также более эффективны.

Не жара доставляет дискомфорт…

…это влажность! Вы постоянно слышите это на Юге.

На самом деле не влажность так угнетает. Это скрытое тепло внутри влажность, из-за которой вы потеете и чувствуете дискомфорт с апреля по октябрь. Вы можете начать говорить:"Это чертово скрытое тепло действует мне на нервы", но такой комментарий может привлечь странные взгляды прохожих.

Лучше винить влажность, как и все остальные, втайне проклиная скрытую жару. В любом случае…

Понимание правильных охлаждающих нагрузок для явного и скрытого тепла — это уравновешивание, которое требует гораздо большего, чем эмпирические правила (то, как большинство «профессионалов» HVAC подходят к выбору размера системы) и игра «установил и забыл» с вашим термостатом. В дополнение к правильному размеру вашей системы HVAC, речь идет об усилении оболочки дома и использовании оборудования, которое смягчает проблемы с избыточной влажностью (и скрытым теплом внутри).

Теперь, когда вы понимаете, как все это работает и почему это важно, вы можете лучше действовать. Кто знает? Это лето может быть для вас самым комфортным.