Berechnung von Klimaanlagen für Wohn- und öffentliche Gebäude (Seite 1)

Online-Rechner zur Berechnung der Kühlleistung

Verwenden Sie die vereinfachte Methode zur Berechnung der Fläche des Kühlraums, die im Taschenrechner implementiert ist, um die Leistung einer Haushaltsklimaanlage unabhängig auszuwählen. Die Nuancen des Online-Programms und die eingegebenen Parameter werden unten in der Anleitung beschrieben.

Hinweis. Das Programm eignet sich zur Berechnung der Leistung von Haushaltskühlern und Split-Systemen, die in kleinen Büros installiert sind. Die Klimatisierung von Räumlichkeiten in Industriegebäuden ist eine komplexere Aufgabe, die mit Hilfe spezieller Softwaresysteme oder der Berechnungsmethode von SNiP gelöst wird.

Wärmegewinn von Geräten

Wärmegewinne von Geräten und Elektromotoren hängen direkt von ihrer Leistung ab und werden aus dem Ausdruck bestimmt:

Q = N * (1-Wirkungsgrad * k3),

oder Q = 1000 · N · k1 · k2 · k3 · kt

wobei N die Leistung des Geräts ist, kWk1, k2, k3 die Lastfaktoren (0,9 - 0,4), die Nachfrage (0,9 - 0,7) und der gleichzeitige Betrieb (1 - 0,3) sind;

kt - Wärmeübergangskoeffizient in den Raum 0,1 - 0,95

Diese Koeffizienten sind für verschiedene Geräte nicht gleich und stammen aus verschiedenen Nachschlagewerken. In der Praxis sind alle Koeffizienten und Wirkungsgrade der Geräte in der Leistungsbeschreibung angegeben. In der industriellen Lüftung können Geräte mehr Wärme gewinnen als alles andere.

Abhängigkeit des Wirkungsgrades eines Elektromotors von seiner Leistung:

N <0,5 0,5-5 5-10 10-28 28-50> 50

η 0,75 0,84 0,85 0,88 0,9 0,92 Für die Haushaltslüftung ist es ratsam, die Leistung und den Luftdurchsatz aus den Gerätepässen zu entnehmen. Es gibt jedoch keine Daten, und wenn die Industrie nicht ohne Technologen auskommen kann, ist dies hier zulässig um ungefähre Werte für Wärmegewinne von Geräten zu ermitteln, die in allen Arten von Nachschlagewerken und Handbüchern zu finden sind, zum Beispiel:

• Wärmeableitung von Computern 300-400 W.
• Kaffeemaschinen 300 W.
• Laserdrucker 400w
• Wasserkocher 900-1500 W.
• Kopierer 500-600 W.
• Friteusen 2750-4050 W.
• Server 500-100 W.
• Toaster 1100-1250 W.
• Fernseher 150 W.
• Grill 13.500 W / m2 Oberfläche
• Kühlschrank 150 W.
• Elektroherde 900-1500 W / m2 Oberfläche

Wenn sich in der Küche eine Abzugshaube befindet, wird der Wärmegewinn des Ofens um 1,4 reduziert.

Anweisungen zur Verwendung des Programms

Jetzt erklären wir Schritt für Schritt, wie die Leistung der Klimaanlage auf dem vorgestellten Rechner berechnet wird:

1. Geben Sie in die ersten beiden Felder die Werte für die Raumfläche in Quadratmetern und die Höhe der Decke ein.
2. Wählen Sie den Beleuchtungsgrad (Sonneneinstrahlung) durch die Fensteröffnungen. Das in den Raum eindringende Sonnenlicht erwärmt zusätzlich die Luft - dieser Faktor muss berücksichtigt werden.
3. Wählen Sie im nächsten Dropdown-Menü die Anzahl der Mieter aus, die sich längere Zeit im Raum aufhalten.
4. Wählen Sie auf den verbleibenden Registerkarten die Anzahl der Fernseher und PCs in der Klimazone aus. Während des Betriebs erzeugen diese Haushaltsgeräte ebenfalls Wärme und unterliegen der Rechnungslegung.
5. Wenn im Raum ein Kühlschrank installiert ist, geben Sie den Wert der elektrischen Leistung des Haushaltsgeräts in das vorletzte Feld ein. Die Eigenschaft ist leicht aus der Bedienungsanleitung des Produkts zu erlernen.
6. Auf der letzten Registerkarte können Sie die Zuluft berücksichtigen, die aufgrund der Belüftung in die Kühlzone gelangt. Gemäß den behördlichen Unterlagen beträgt die empfohlene Vielzahl für Wohngebäude 1-1,5.

Als Referenz. Der Luftwechselkurs zeigt an, wie oft während einer Stunde die Luft im Raum vollständig erneuert wird.

Lassen Sie uns einige der Nuancen der korrekten Ausfüllung der Felder und der Auswahl der Registerkarten erläutern. Berücksichtigen Sie bei der Angabe der Anzahl der Computer und Fernseher deren gleichzeitigen Betrieb.Beispielsweise verwendet ein Mieter selten beide Geräte gleichzeitig.

Dementsprechend wird zur Bestimmung der erforderlichen Leistung des Split-Systems eine Einheit von Haushaltsgeräten ausgewählt, die mehr Energie verbraucht - ein Computer. Die Wärmeableitung des Fernsehempfängers wird nicht berücksichtigt.

Der Rechner enthält folgende Werte für die Wärmeübertragung von Haushaltsgeräten:

• Fernsehgerät - 0,2 kW;
• Personal Computer - 0,3 kW;
• Da der Kühlschrank etwa 30% des verbrauchten Stroms in Wärme umwandelt, bezieht das Programm 1/3 der eingegebenen Zahl in die Berechnungen ein.

Der Kompressor und der Kühler eines herkömmlichen Kühlschranks geben Wärme an die Umgebungsluft ab.

Rat. Die Wärmeableitung Ihres Geräts kann von den angegebenen Werten abweichen. Beispiel: Der Verbrauch eines Spielecomputers mit einem leistungsstarken Videoprozessor erreicht 500-600 W, ein Laptop - 50-150 W. Wenn Sie die Zahlen im Programm kennen, können Sie leicht die erforderlichen Werte finden: Wählen Sie für einen Gaming-PC 2 Standardcomputer anstelle eines Laptops und 1 Fernsehempfänger.

Mit dem Taschenrechner können Sie den Wärmegewinn aus der Zuluft ausschließen. Die Auswahl dieser Registerkarte ist jedoch nicht ganz korrekt. In jedem Fall zirkulieren Luftströme durch die Wohnung und bringen Wärme aus anderen Räumen wie der Küche. Es ist besser, auf Nummer sicher zu gehen und sie in die Berechnung der Klimaanlage einzubeziehen, damit ihre Leistung ausreicht, um eine angenehme Temperatur zu erzeugen.

Das Hauptergebnis der Leistungsberechnung wird in Kilowatt gemessen, das Nebenergebnis in British Thermal Units (BTU). Das Verhältnis ist wie folgt: 1 kW ≈ 3412 BTU oder 3,412 kBTU. Lesen Sie weiter, wie Sie ein Split-System anhand der erhaltenen Zahlen auswählen.

Typische Berechnung der Leistung der Klimaanlage

Eine typische Berechnung ermöglicht es Ihnen, die Kapazität einer Klimaanlage für einen kleinen Raum zu ermitteln: einen separaten Raum in einer Wohnung oder einem Cottage, ein Büro mit einer Fläche von bis zu 50 - 70 m². m und andere Räumlichkeiten in Hauptgebäuden. Berechnung der Kühlleistung Q.

(in Kilowatt) wird nach folgender Methode hergestellt:

Q = Q1 + Q2 + Q3

Die Leistung der Klimaanlage muss innerhalb des Bereichs liegen Qrange

von
–5%
Vor
+15%
Designkapazität
Q.
.

Ein Beispiel für eine typische Berechnung der Leistung einer Klimaanlage

Berechnen wir die Kapazität der Klimaanlage für ein Wohnzimmer mit einer Fläche von 26 m². m mit einer Deckenhöhe von 2,75 m, in der eine Person lebt, sowie einem Computer, einem Fernseher und einem kleinen Kühlschrank mit einem maximalen Stromverbrauch von 165 Watt. Das Zimmer befindet sich auf der Sonnenseite. Der Computer und der Fernseher funktionieren nicht gleichzeitig, da sie von derselben Person verwendet werden.

• Zunächst bestimmen wir die Wärmegewinne von Fenster, Wänden, Boden und Decke. Koeffizient q

  wähle gleich
  40
  , da sich der Raum auf der Sonnenseite befindet:

  Q1 = S * h * q / 1000 = 26 sq. m * 2,75 m * 40/1000 = 2,86 kW

  .

• Wärmegewinne von einer Person in einem ruhigen Zustand werden sein 0,1 kW
  .
  Q2 = 0,1 kW
• Als nächstes werden wir Wärmegewinne von Haushaltsgeräten finden. Da Computer und Fernseher nicht gleichzeitig arbeiten, muss bei den Berechnungen nur eines dieser Geräte berücksichtigt werden, nämlich dasjenige, das mehr Wärme erzeugt. Dies ist ein Computer, dessen Wärmeableitung von ist 0,3 kW
  ... Der Kühlschrank erzeugt etwa 30% des maximalen Stromverbrauchs in Form von Wärme
  0,165 kW * 30% / 100% ≈ 0,05 kW
  .
  Q3 = 0,3 kW + 0,05 kW = 0,35 kW
• Jetzt können wir die geschätzte Kapazität der Klimaanlage bestimmen: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 2,86 kW + 0,1 kW + 0,35 kW = 3,31 kW
• Empfohlener Leistungsbereich Qrange
  (von
  -5%
  Vor
  +15%
  Designkapazität
  Q.
  ):
  3,14 kW Reichweite

Es bleibt uns überlassen, ein Modell mit geeigneter Leistung zu wählen. Die meisten Hersteller stellen Split-Systeme mit Kapazitäten nahe dem Standardbereich her: 2,0

kW;
2,6
kW;
3,5
kW;
5,3
kW;
7,0
kW. Aus diesem Bereich wählen wir ein Modell mit einer Kapazität
3,5
kW.

BTU

(
BTU
) - British Thermal Unit (Britische Wärmeeinheit). 1000 BTU / Stunde = 293 W.
BTU / Stunde
.

Berechnungsmethode und Formeln

Für einen gewissenhaften Benutzer ist es durchaus logisch, den auf einem Online-Rechner erhaltenen Zahlen nicht zu vertrauen. Verwenden Sie die von den Herstellern von Kühlgeräten vorgeschlagene vereinfachte Methode, um das Ergebnis der Berechnung der Leistung des Geräts zu überprüfen.

Die erforderliche Kälteleistung einer Haushaltsklimaanlage wird also nach folgender Formel berechnet:

Erläuterung der Bezeichnungen:

• Qtp - Wärmefluss, der von der Straße durch Gebäudestrukturen (Wände, Böden und Decken) in den Raum gelangt, kW;
• Ql - Wärmeableitung von Wohnungsmietern, kW;
• Qbp ​​- Wärmeeintrag von Haushaltsgeräten, kW.

Es ist einfach, die Wärmeübertragung von elektrischen Haushaltsgeräten herauszufinden - schauen Sie im Produktpass nach und finden Sie die Eigenschaften der verbrauchten elektrischen Energie. Fast die gesamte verbrauchte Energie wird in Wärme umgewandelt.

Ein wichtiger Punkt. Eine Ausnahme von dieser Regel bilden Kühlgeräte und Geräte, die im Start / Stopp-Modus arbeiten. Innerhalb von 1 Stunde gibt der Kühlschrankkompressor eine Wärmemenge an den Raum ab, die 1/3 des in der Betriebsanleitung angegebenen Maximalverbrauchs entspricht.

Der Kompressor eines Haushaltskühlschranks wandelt fast den gesamten verbrauchten Strom in Wärme um, arbeitet jedoch im intermittierenden Modus
Der Wärmeeintrag von Personen wird durch behördliche Dokumente bestimmt:

• 100 W / h von einer ruhenden Person;
• 130 W / h - beim Gehen oder bei leichten Arbeiten;
• 200 W / h - bei starker körperlicher Anstrengung.

Für Berechnungen wird der erste Wert genommen - 0,1 kW. Es bleibt zu bestimmen, wie viel Wärme von außen durch die Wände dringt, und zwar nach folgender Formel:

• S - das Quadrat des gekühlten Raumes, m²;
• h ist die Deckenhöhe m;
• q ist die spezifische thermische Charakteristik bezogen auf das Raumvolumen, W / m³.

Mit der Formel können Sie eine aggregierte Berechnung der Wärmeströme durch die äußeren Zäune eines Privathauses oder einer Wohnung unter Verwendung des spezifischen Merkmals q durchführen. Seine Werte werden wie folgt akzeptiert:

1. Der Raum befindet sich auf der Schattenseite des Gebäudes, die Fensterfläche überschreitet 2 m² nicht, q = 30 W / m³.
2. Bei einer durchschnittlichen Beleuchtungs- und Verglasungsfläche wird ein spezifisches Merkmal von 35 W / m³ angenommen.
3. Der Raum befindet sich auf der Sonnenseite oder hat viele durchscheinende Strukturen, q = 40 W / m³.

Nachdem Sie den Wärmegewinn aus allen Quellen ermittelt haben, addieren Sie die Zahlen, die mit der ersten Formel erhalten wurden. Vergleichen Sie die Ergebnisse der manuellen Berechnung mit denen des Online-Rechners.

Eine große Verglasungsfläche bedeutet eine Erhöhung der Kühlleistung der Klimaanlage

Wenn der Wärmeeintrag aus der Lüftungsluft berücksichtigt werden muss, erhöht sich die Kühlleistung des Geräts je nach Wechselkurs um 15-30%. Wenn Sie die Luftumgebung 1 Mal pro Stunde aktualisieren, multiplizieren Sie das Berechnungsergebnis mit dem Faktor 1,16-1,2.

Methode zur Berechnung der Klimaanlage

Jeder kann die erforderliche Leistung der Klimaanlage mithilfe einer einfachen Formel unabhängig berechnen. Zunächst müssen Sie herausfinden, wie die Wärme im Raum fließt. Um sie zu berechnen, sollte das Raumvolumen mit dem Wärmeübergangskoeffizienten multipliziert werden. Der Wert dieses Koeffizienten liegt im Bereich von 35 bis 40 W und hängt von der Ausrichtung der Fensteröffnungen ab. Als nächstes muss bestimmt werden, welche Art von Wärmeenergie von Haushaltsgeräten abgegeben wird und welche Energie von Personen benötigt wird, die sich ständig im Raum befinden. Alle diese Werte der Wärmegewinne werden zusammengefasst. Wir erhöhen die gefundene Zahl um 15-20% und erhalten die erforderliche Kühlleistung des Klimasystems.

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Ein Beispiel für ein Zimmer von 20 qm. m

Wir zeigen die Berechnung der Kapazität für die Klimatisierung einer kleinen Wohnung - Studio mit einer Fläche von 20 m² mit einer Deckenhöhe von 2,7 m. Der Rest der anfänglichen Daten:

• Beleuchtung - Medium;
• Anzahl der Einwohner - 2;
• Plasma-TV-Panel - 1 Stk .;
• Computer - 1 Stk .;
• Stromverbrauch des Kühlschranks - 200 W;
• die Häufigkeit des Luftaustauschs ohne Berücksichtigung der periodisch arbeitenden Küchenhaube - 1.

Die Wärmeabgabe von Bewohnern beträgt 2 x 0,1 = 0,2 kW von Haushaltsgeräten unter Berücksichtigung der Gleichzeitigkeit - 0,3 + 0,2 = 0,5 kW von der Seite des Kühlschranks - 200 x 30% = 60 W = 0,06 kW. Raum mit durchschnittlicher Beleuchtung, spezifisches Merkmal q = 35 W / m³. Wir betrachten den Wärmefluss von den Wänden:

Qtp = 20 x 2,7 x 35/1000 = 1,89 kW.

Die endgültige Berechnung der Kapazität der Klimaanlage sieht folgendermaßen aus:

Q = 1,89 + 0,2 + 0,56 = 2,65 kW plus Kühlverbrauch für die Belüftung 2,65 x 1,16 = 3,08 kW.

Die Bewegung von Luftströmungen um das Haus während des Lüftungsprozesses

Wichtig! Verwechseln Sie die allgemeine Belüftung nicht mit der Belüftung zu Hause. Der Luftstrom durch offene Fenster ist zu groß und wird durch Windböen verändert. Ein Kühler sollte und kann normalerweise keinen Raum konditionieren, in dem ein unkontrolliertes Volumen der Außenluft frei strömt.

Wärmegewinn durch Sonneneinstrahlung

Die Bestimmung des Wärmegewinns durch Sonneneinstrahlung ist komplexer und nicht weniger wichtig. Das gleiche Handbuch hilft Ihnen dabei, aber wenn bei Menschen die einfachste Formel verwendet wird, ist es viel schwieriger, die Solarwärmegewinne zu berechnen. Wärmegewinne für die Sonneneinstrahlung werden in Wärmeflüsse durch Fenster und durch umschließende Strukturen unterteilt. Um sie zu finden, müssen Sie die Ausrichtung des Gebäudes hinter den Kardinalpunkten, die Größe des Fensters, das Design der umschließenden Elemente und alle anderen Daten kennen, die in den Ausdruck eingesetzt werden müssen. Die Berechnung des Wärmeeintrags von Sonnenstrahlung durch das Fenster erfolgt durch den Ausdruck:

QΔt = (tout + 0,5 · θ · AMC - tp) AOC / ROC

tnar - die durchschnittliche Tagestemperatur der Außenluft, wir nehmen die Temperatur von Juli aus SNiP 2.01.01-82

θ ist ein Koeffizient, der Änderungen der Temperatur der Außenluft zeigt,

AMC - die höchste tägliche Amplitude der Außenlufttemperatur im Juli, entnehmen wir SNiP 2.01.01-82

tp - Lufttemperatur im Gebäude nehmen wir nach SNiP 2.04.05-91

AOC, ROC - Bereich und der verringerte Widerstand gegen Wärmeübertragung von Verglasungen werden aus SNiP II-3-79 entnommen

Alle Daten werden je nach geografischem Breitengrad aus der Anwendung entnommen.

Der Solarwärmegewinn durch die Gebäudehülle wird wie folgt berechnet:

Aus persönlicher Erfahrung empfehle ich Ihnen, eine Platte zur Berechnung des Wärmegewinns durch Sonneneinstrahlung in Excel oder einem anderen Programm zu erstellen. Dies vereinfacht und beschleunigt Ihre Berechnungen erheblich. Versuchen Sie immer, den Solarwärmegewinn mit dieser Methode zu berechnen. Die traurige Praxis zeigt, dass Kunden, die die Ausrichtung ihrer Räumlichkeiten auf die Kardinalpunkte angeben, eher eine Ausnahme als eine Regel darstellen (schlaue Designer verwenden daher diesen Spickzettel: Der Wärmegewinn der Sonne für die abgedunkelte Seite beträgt 30 W / m3 mit normale Beleuchtung 35 W / m3, für die Sonnenseite 40 W / m3. Nehmen Sie diese Werte und multiplizieren Sie sie mit dem Takt des Raums. Diese Berechnungen sind sehr ungefähr, sie können ein Mehrfaches mehr oder weniger Wärmegewinne sein, die durch die Formeln berechnet werden Ich verwende diesen Spickzettel in seltenen Fällen: Wenn Sie schnell ein herkömmliches Split-System für Wohnungen und kleine Büros abholen müssen. Ich rate Ihnen, Ihr Bestes zu geben, um so viele Daten wie möglich herauszuholen und die gleiche korrekte Berechnung durchzuführen Wärmegewinn durch Sonneneinstrahlung.

Auswahl einer Klimaanlage durch Stromversorgung

Geteilte Systeme und Kühleinheiten anderer Typen werden in Form von Modellreihen mit Produkten mit Standardleistung hergestellt - 2,1, 2,6, 3,5 kW usw.Einige Hersteller geben die Leistung von Modellen in Tausenden von British Thermal Units (kBTU) - 07, 09, 12, 18 usw. an. Die Übereinstimmung der Klimaanlagen, ausgedrückt in Kilowatt und BTU, ist in der Tabelle aufgeführt.

Referenz. Aus den Bezeichnungen in kBTU gingen die populären Namen von Kühleinheiten unterschiedlicher Kälte, "neun" und andere hervor.

Wenn Sie die erforderliche Leistung in Kilowatt und imperialen Einheiten kennen, wählen Sie ein Split-System gemäß den Empfehlungen aus:

1. Die optimale Leistung der Haushaltsklimaanlage liegt im Bereich von -5 ... + 15% des berechneten Wertes.
2. Es ist besser, einen kleinen Spielraum zu geben und das Ergebnis nach oben zu runden - auf das nächste Produkt in der Modellpalette.
3. Wenn die berechnete Kühlleistung die Kapazität des Standardkühlers um ein Hundertstel Kilowatt überschreitet, sollten Sie nicht aufrunden.

Beispiel. Das Ergebnis der Berechnungen ist 2,13 kW, das erste Modell der Serie entwickelt eine Kühlleistung von 2,1 kW, das zweite - 2,6 kW. Wir wählen Option Nr. 1 - eine 2,1 kW Klimaanlage, die 7 kBTU entspricht.

Beispiel zwei. Im vorherigen Abschnitt haben wir die Leistung des Geräts für ein Studio-Apartment berechnet - 3,08 kW - und sind zwischen den Modifikationen von 2,6 bis 3,5 kW gefallen. Wir wählen ein Split-System mit einer höheren Leistung (3,5 kW oder 12 kBTU), da der Rollback auf ein niedrigeres nicht innerhalb von 5% bleibt.

Als Referenz. Bitte beachten Sie, dass der Stromverbrauch einer Klimaanlage dreimal geringer ist als ihre Kühlleistung. Die 3,5-kW-Einheit "zieht" im Maximalmodus etwa 1200 W Strom aus dem Netz. Der Grund liegt im Funktionsprinzip der Kältemaschine - "Split" erzeugt keine Kälte, sondern überträgt Wärme auf die Straße.

Die überwiegende Mehrheit der Klimasysteme kann in zwei Modi betrieben werden - Kühlen und Heizen während der kalten Jahreszeit. Darüber hinaus ist der Wärmewirkungsgrad höher, da der Kompressormotor, der Strom verbraucht, zusätzlich den Freon-Kreislauf erwärmt. Der Leistungsunterschied im Kühl- und Heizmodus ist in der obigen Tabelle aufgeführt.

Nennleistung und optimale Leistung der Klimaanlage

ungefähre Werte verschiedener Wärmeüberschüsse
Unter Nennleistung wird die durchschnittliche Leistung der Klimaanlage für den Betrieb bei Kälte verstanden. In jedem Einzelfall ist es jedoch erforderlich, die optimale Leistung zu berechnen, die im Idealfall so weit wie möglich mit der ersten übereinstimmen sollte.

Die Nennwerte werden vom Hersteller für jeden Kühlgerätetyp ausgewählt:

• Fensterblöcke haben normalerweise die folgenden Standardpositionen: 5, 7, 9, 12, 18, 24;
• Wandaufteilungen entsprechen der Modellpalette in dieser Version: 7, 9, 12, 18, 24. Manchmal produzieren einige Marken nicht standardmäßige Modelle mit den folgenden Nennwerten: 8, 10, 13, 28, 30;
• Die Kassetten sind in dieser Reihenfolge: 18, 24, 28, 36, 48, 60. Nicht standardmäßige Reihe: 34, 43, 50, 54;
• Kanalaufteilungen beginnen mit einem Kapazitätsbereich von 12 Modellen und enden manchmal mit 200;
• Konsoleninstallationen haben die folgende Vielfalt: 18, 24, 28, 36, 48, 60. In einer nicht standardmäßigen Version: 28, 34, 43, 50, 54;
• Spalten beginnen bei 30 und reichen bis zu 100 oder mehr.

Diese Liste ist nicht zufällig. Es hat bereits die Auswahl einer Klimaanlage und ihre Kapazität nach Raumfläche und Deckenhöhe sowie nach Wärmezuflüssen aus Haushaltsgeräten, elektrischer Beleuchtung, Personen, Dächern mit offenen Wänden berücksichtigt Fenster und Belüftung.

Wärmebilanzberechnung

In jüngster Zeit ist ein stetiger Trend zu einer Zunahme des Einsatzes von Frequenzumrichtern in Industrieunternehmen, im Bereich der Energie-, Öl- und Gasindustrie, Versorgungsunternehmen usw. zu beobachten. Dies liegt daran, dass Sie durch die Frequenzregelung des elektrischen Antriebs erheblich Strom und andere Produktionsressourcen einsparen, die Automatisierung technologischer Prozesse sicherstellen und die Zuverlässigkeit des gesamten Systems erhöhen können. Frequenzumrichter werden sowohl in neuen Projekten als auch bei der Modernisierung der Produktion eingesetzt.Mit einer Vielzahl von Kapazitäten und verschiedenen Optionen für Steuerungssysteme können Sie für nahezu jede Aufgabe eine Lösung auswählen.

Mit all den offensichtlichen Vorteilen von Frequenzumrichtern verfügen sie jedoch über Funktionen, die, ohne ihre Vorzüge zu beeinträchtigen, den zusätzlichen Einsatz spezieller Geräte erfordern. Diese Geräte sind Eingangs- und Ausgangsfilter und Drosseln.

Abb. 1. Verwendung von Eingangs- und Ausgangsfiltern in Schaltkreisen mit Frequenzumrichter.

Elektrische Antriebe sind eine bekannte Störquelle. Eingangsfilter wurden entwickelt, um die Aufnahme und Interferenz sowohl von elektronischen Geräten als auch von elektronischen Geräten zu minimieren, wodurch Sie die Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit erfüllen können. Die Aufgabe, den Einfluss harmonischer Verzerrungen, die während des Betriebs von Frequenzumrichtern auftreten, auf das Stromnetz zu verringern, wird durch die Installation von Netzdrosseln vor den Frequenzumrichtern und Gleichstromdrosseln gelöst. MITNetzdrossel am Eingang des Frequenzumrichters verringert auch den Einfluss des Phasenungleichgewichts der Versorgungsspannung.

Ausgangsfilter werden verwendet, um die Isolierung zu schützen, akustische Motorgeräusche und hochfrequente elektromagnetische Störungen im Motorkabel, Lagerströme und Wellenspannungen zu reduzieren und so die Lebensdauer des Motors und die Wartungszeiten zu verlängern. Ausgangsfilter umfassen dU / dt-Filter und Sinusfilter.

Es ist zu beachten, dass Sinusfilter mit einer Schaltfrequenz verwendet werden können, die höher als der Nennwert ist. Sie können jedoch nicht verwendet werden, wenn die Schaltfrequenz mehr als 20% unter dem Nennwert liegt. DU / dt-Filter können mit einer Schaltfrequenz unterhalb des Nennwerts verwendet werden. Sie sollten jedoch mit einer Schaltfrequenz über dem Nennwert vermieden werden, da dies zu einer Überhitzung des Filters führt.

Aufgrund der Tatsache, dass Filter / Drosseln so nahe wie möglich am Frequenzumrichter angeordnet werden sollten, werden sie normalerweise zusammen mit diesem im selben Schaltschrank platziert, in dem sich auch die restlichen Schalt- und Steuerelemente befinden.

Abb. 2. Schrank mit Frequenzumrichter, Filtern und Schaltgeräten.

Es versteht sich, dass leistungsstarke Leistungsfilter und Drosseln während des Betriebs eine erhebliche Wärmemenge erzeugen (sowohl der Kern als auch die Wicklung werden erwärmt). Je nach Filtertyp können Verluste mehrere Prozent der Lastleistung erreichen. Beispielsweise hat eine dreiphasige Leitungsdrossel SKY3TLT100-0.3, die von der tschechischen Firma Skybergtech hergestellt wird, einen Spannungsabfall von 4% in einem 380-Volt-Netz, das bei einem Betriebsstrom von 100 A eine Verlustleistung von 210 W erzeugt. Die Leistung des Elektromotors bei diesem Strom beträgt ungefähr 55 kW, d.h. Der absolute Leistungsverlust über der Drossel ist gering und beträgt weniger als 0,5%. Da dieser Leistungsverlust jedoch in einem geschlossenen Schrank freigesetzt wird, müssen besondere Maßnahmen zur Wärmeabfuhr getroffen werden.

Die erzeugte Wärmemenge ist in der Regel proportional zur Leistung, hängt aber auch von den Konstruktionsmerkmalen des Wicklungselements ab. Sinusfilter erzeugen mehr Wärme als beispielsweise dU / dt-Filter, da sie größere Drosseln und Kondensatoren aufweisen, um eine effektivere Glättung und Hochfrequenzunterdrückung zu erzielen. Der aktive Widerstand der Wicklung führt zu erheblichen Verlusten. Um Geld zu sparen, verwenden Hersteller häufig einen Wickeldraht mit kleinerem Querschnitt, manchmal nicht aus Kupfer, sondern aus Aluminium. Das Thermogramm (Abb. 3) zeigt 2 Sinusfilter gleicher Leistung, jedoch unterschiedlicher Hersteller. Beide Filter haben die gleichen Leistungsverluste, aber es ist deutlich zu sehen, dass sich die Wicklungen des Filters auf der linken Seite stärker erwärmen und der Filter auf der rechten Seite einen Kern hat. Wenn andere Dinge gleich sind, hält der Filter auf der rechten Seite natürlich länger als der Filter auf der linken Seite.Eine Überhitzung der Wicklung wirkt sich aufgrund eines Anstiegs der Leckströme aufgrund des Auftretens von Mikrorissen in der Isolierung der Wicklungen viel stärker auf die Haltbarkeit des Filters aus.

Abb. 3 Thermogramm von Sinusfiltern verschiedener Hersteller.

Es sollte auch beachtet werden, dass die Verwendung verschiedener Kernmaterialien auch den Leistungsverlust, dh die Wärmeableitung, stark beeinflusst. Dies gilt insbesondere bei hochfrequenten Störungen in der Schaltung. Der tschechische Hersteller Skybergtech stellt daher zwei Filtertypen mit denselben Parametern her: SKY3FSM110-400E und SKY3FSM110-400EL-Rev. A. Im zweiten Filtermodell wird ein Kern aus einem besseren Material verwendet, wodurch der Leistungsverlust um ca. 10% reduziert wird. Es ist zu beachten, dass die Kosten eines Filters mit den besten thermischen Parametern fast 80% höher sind als die Kosten eines Analogons. Daher muss bei der Auswahl eines Filters auch der Wirtschaftsfaktor berücksichtigt werden.

Eine signifikante Erwärmung der Leistungsfilter bei Nennleistung kann innerhalb der Toleranzen des Herstellers liegen. Bei der Berechnung des Wärmehaushalts des Schaltschranks müssen jedoch neben der Wärmeerzeugung auch Frequenzumrichter (FCs) berücksichtigt werden. Moderne Wechselrichter haben einen Wirkungsgrad von 97-98% und sind in der Regel die Hauptwärmequelle im Schrank, aber nicht die einzige. Neben dem Wechselrichter wird Wärme vom Rauschunterdrückungsfilter, der Eingangsdrossel, der Motordrossel oder dem Sinusfilter, den Schützen und sogar dem Lüftermotor erzeugt. Daher reicht es nicht aus, sich bei der Berechnung des erforderlichen Blasstroms nur auf die Wärmeableitung des Wechselrichters selbst zu verlassen.

Die Nichteinhaltung des Temperaturregimes kann zu unangenehmen und manchmal sehr schwerwiegenden Folgen führen - von einer Verkürzung der Lebensdauer des Geräts bis zu seinem Brand. Daher ist die Aufrechterhaltung der optimalen Temperatur in den Geräteschränken von größter Bedeutung. Es gibt viele Möglichkeiten, dieses Problem zu lösen: Verwendung eines Schranks mit unterschiedlichem Volumen, Verwendung eines erzwungenen Luftstroms, spezieller Wärmetauscher (einschließlich Verwendung von Flüssigkeitskühlung) und Klimaanlagen. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die Funktionen zur Berechnung der klassischen Zwangsluftkühlung.

Hersteller von Schaltschränken verfügen über spezielle Mittel zur Berechnung der thermischen Bedingungen (z. B. die ProClima-Software von SchneiderElectric oder die RittalPower Engineering-Software von RittalTherm). Sie ermöglichen es, die Wärmeableitung aller Schrankelemente, einschließlich Leistungsschalter, Schütze usw., zu berücksichtigen. Das Schrankdesign, seine Abmessungen und die Platzierung im Verhältnis zu anderen Schränken werden berücksichtigt.

Diese Programme wurden zur Berechnung der thermischen Bedingungen bestimmter Schränke eines bestimmten Herstellers erstellt. Berücksichtigen Sie deren Designmerkmale, Material usw. Mit diesen Programmen ist es jedoch durchaus möglich, eine ungefähre Berechnung für ein beliebiges Kabinett vorzunehmen, wenn Sie bestimmte Anfangsparameter kennen.

In diesem Fall müssen sowohl die Wärmeerzeugungsquellen (Leistungsverluste der Geräte) als auch der Bereich der Hülle (die Oberfläche des Gehäuses) berücksichtigt werden. Die Daten zu den Leistungsverlusten für alle eingebauten Geräte, die Abmessungen des Schaltschranks, müssen bekannt sein. Es ist auch erforderlich, die Werte für die minimale / maximale Temperatur außerhalb des Schranks, die Luftfeuchtigkeit und die Höhe einzustellen (dies wird benötigt, um den erforderlichen Luftdurchsatz zu bestimmen). Die relative Luftfeuchtigkeit wird verwendet, um den Taupunkt zu bestimmen, die Temperatur, unter der sich Kondenswasser zu bilden beginnt. Bei der Bestimmung der minimal zulässigen Temperatur im Schrank muss sich daran orientieren lassen (Abb. 4).

Abb. 4 Taupunktbestimmungstabelle

Der Zweck der Berechnung besteht darin, den Bedarf an erzwungenem Luftstrom / Kühlen / Heizen zu bestimmen, bei dem die aus dem Leistungsverlust berechnete Innentemperatur innerhalb der maximal / minimal zulässigen Betriebstemperaturen für Geräte im Schrank liegt.

Die Berechnung des Wärmehaushalts eines Schaltschranks mit Frequenzumrichtern besteht aus mehreren Stufen.In der ersten Stufe ist es notwendig, die effektive Wärmeübertragungsoberfläche Se zu berechnen. Die Oberfläche des Schranks ist in Kontakt mit der Umgebung, deren Temperatur sich von der Temperatur im Inneren des Schranks unterscheidet. Die effektive Wärmeaustauschfläche Se hängt von den geometrischen Abmessungen und der Position des Schranks ab. Der Koeffizient für jedes Oberflächenelement wird gemäß der Norm IEC 60890 aus der Tabelle (Abb. 5) ausgewählt.

Abbildung 5: Auswahltabelle für den Koeffizienten b zur Bestimmung der effektiven Schalenfläche

Die gesamte effektive Fläche der Schale beträgt:

Se =S.(S0 x b)

In der zweiten Stufe wird die Leistung der Wärmeverluste berechnet, die von den Geräten im Schrank erzeugt werden. Die Wärmeabgabe des Schranks ist definiert als die Summe der Leistungsverluste der einzelnen im Schrank installierten Elemente.

Q = Q1 + Q2 + Q3….

Die Wärmeverluste einzelner installierter Geräte können durch ihre elektrischen Eigenschaften spezifiziert werden. Für Geräte und Leiter mit Teillast kann der Leistungsverlust nach folgender Formel ermittelt werden:

Q = Qn x (Ib / In) 2, wobei

Q - Wirkleistungsverluste;

Qn - Verlust der Nennleistung (bei In);

Ib ist der tatsächliche Wert des Stroms;

Eingangsstrom.

Unter Berücksichtigung der bekannten Werte der Umgebungstemperaturen (Temin, Temax) finden Sie außerdem die maximalen und minimalen Temperaturen im Schrank:

Ti max (° C) = Q / (K x Se) + Te max

Ti min (° C) = Q / (K x Se) + Te min, wobei

K ist eine Konstante, die das Schalenmaterial berücksichtigt. Für einige gängige Materialien, die zur Herstellung von Schränken verwendet werden, gelten folgende Werte:

K = 12 W / m2 / ° C für Aluminiummantel

K = 5,5 W / m2 / ° C für lackierte Metallhülle;

K = 3,7 W / m 2 / ° C für einen Edelstahlmantel;

K = 3,5 W / m 2 / ° C für die Polyesterhülle.

Lassen Sie uns die erforderlichen Temperaturwerte im Schrank als Tsmin und Tsmax bezeichnen.

Als nächstes treffen wir eine Entscheidung über die Wahl des erforderlichen Mikroklima-Wartungssystems:

1) Wenn der maximal berechnete Temperaturwert den eingestellten Wert überschreitet (Timax> Tsmax), muss ein Zwangslüftungssystem, ein Wärmetauscher oder eine Klimaanlage vorhanden sein. Die Systemleistung kann aus dem Ausdruck bestimmt werden:

Kühlung = Q - K x Se x (Ts max - Te max)

Von hier aus kann der erforderliche Luftstrom berechnet werden:

V (m3 / h) = f x Pcooling / (Ts max - Te max), wobei

f - Korrekturfaktor (Faktor f = Сp х ρ, Produkt der spezifischen Wärme und Luftdichte auf Meereshöhe). Für verschiedene Höhen über dem Meeresspiegel hat der Koeffizient f die folgenden Werte:

von 0 bis 100 m f = 3,1

von 100 bis 250 m f = 3,2

von 250 bis 500 m f = 3,3

von 500 bis 350 m f = 3,4

von 750 bis 1000 m f = 3,5

2) Wenn der maximal berechnete Temperaturwert unter dem angegebenen Maximum liegt (Timax

3) Wenn der berechnete Mindesttemperaturwert niedriger als der eingestellte ist (Ti min

Pheating = K x Se (Tsmin - Te min) - Q.

4) Wenn der minimal berechnete Temperaturwert höher als der eingestellte Wert ist (Ti min> Ts min), ist das Mikroklima-Kontrollsystem nicht erforderlich.

Bei der Berechnung des vom Lüfter erzeugten Luftstroms müssen Lastverluste berücksichtigt werden, die durch die Abgaskomponenten (Luftverteilungsgitter und Filter, Vorhandensein oder Fehlen eines Lüftungsgitters) verursacht werden.

Bei der Konstruktion sollte eine gleichmäßige Verteilung der Leistungsverluste innerhalb des Gehäuses (Schranks) sichergestellt werden, und der Standort der eingebauten Ausrüstung sollte die Luftzirkulation nicht behindern. Die Nichteinhaltung dieser Regeln erfordert komplexere thermische Berechnungen, um die Wahrscheinlichkeit einer lokalen Überhitzung und den Bypass-Effekt auszuschließen. Das Zubehör muss so dimensioniert sein, dass der effektive Strom der Schaltkreise 80% des Nennstroms In der Geräte nicht überschreitet.

Betrachten wir die Berechnung der Wärmebilanz anhand eines bestimmten Beispiels.

Erste Daten: Wir haben einen Schrank aus lackiertem Stahlblech mit einer Höhe von 2 m, einer Breite von 1 m und einer Tiefe von 0,6 m, der in einer Reihe steht. Der Schrank enthält 2 Frequenzumrichter, zwei Netzfilter und zwei Ausgangssinusfilter sowie Schaltelemente. Aufgrund ihrer geringen Verlustleistung im Verhältnis zu den angegebenen Geräten können wir diese jedoch vernachlässigen. Die Raumtemperatur kann zwischen -10 und + 32 ° C variieren. Relative Luftfeuchtigkeit 70%. Die zulässige Höchsttemperatur im Schrank beträgt + 40 ° C. Um Kondensation zu vermeiden, muss die minimal zulässige Temperatur im Schrank mindestens der Taupunkt sein, d.h.in unserem Fall 26 ° C (Abb. 4)

Berechnung:

In Übereinstimmung mit der Tabelle (Fig. 5) ist die gesamte effektive Fläche der Schale gleich:

Se =S.S0 x b = 1,4 (1 × 0,6) + 0,5 (2 × 0,6) + 0,5 (2 × 0,6) + 0,9 (2 × 1) + 0,9 (2 × 1) = 5,64 m 2

Basierend auf der bekannten Verlustleistung einzelner Geräteelemente ermitteln wir deren Gesamtwert. Für einen Frequenzumrichter mit einem Wirkungsgrad von 97-98% nehmen wir 3% der angegebenen Nennleistung für die Verlustleistung. Da bei der Auslegung berücksichtigt wird, dass die maximale Belastung 80% des Nennwerts nicht überschreiten darf, gilt für die Korrektur der gesamten Wärmeleistung der Koeffizient 0,8:

Q = 1650 × 2 + 340 × 2 + 260 × 2 = 4500 × 0,8 = 3600 W.

Unter Berücksichtigung der bekannten Werte der Umgebungstemperaturen (Te min, Te max) finden wir außerdem die Maximal- und Minimalwerte der Temperatur im Schrank ohne Kühlung:

Ti max (° C) = 3600 / (5,5 × 5,64) + 32 = 148,05 ° C.

Ti min (° C) = 3600 / (5,5 × 5,64) - 10 = 106,05 ° C.

Da der maximal berechnete Temperaturwert deutlich höher ist als der voreingestellte Wert (148,05 ° C> 40 ° C), muss eine Zwangsbelüftung vorgesehen werden, deren Leistung gleich ist:

Kühlung = 3600 - 5,5 × 5,64 × (40 - 32) = 3351,84 W.

Jetzt können wir die erforderliche Blasleistung berechnen. Um die durch die Abgaskomponenten (Luftverteilungsgitter, Filter) verursachten Lastverluste zu berücksichtigen, setzen wir einen Spielraum von 20%. Als Ergebnis stellen wir fest, dass ein Luftstrom mit einer Kapazität von:

V = 3,1 × 3351,84 / (40–32) = 1298,8 × 1,2 = 1558,6 m 3 / h

Dieser Luftstrom kann durch die Installation mehrerer Lüfter sichergestellt werden, deren Luftstrom summiert wird. Sie können beispielsweise Sunon A2179HBT-TC-Lüfter verwenden. Dies sollte jedoch auch den Leistungsabfall bei vorhandenem Strömungswiderstand der installierten Elemente des Gehäuses berücksichtigen. Unter Berücksichtigung dieses Faktors können in unserem Fall 2 W2E208-BA20-01 EBM-PAPST-Lüfter oder 4 A2179HBT-TC-Lüfter von Sunon installiert werden. Bei der Auswahl der Anzahl und Position der Lüfter sollte berücksichtigt werden, dass deren Reihenschaltung den statischen Druck und die Parallelschaltung den Luftstrom erhöht.

Eine erzwungene Luftkühlung kann realisiert werden, indem erwärmte Luft (am Auslass installierter Lüfter) aus dem Schrankvolumen gezogen oder kalte Luft (Lüfter am Einlass) geblasen wird. Die Auswahl der erforderlichen Methode erfolgt am besten in der ersten Entwurfsphase. Jede dieser Methoden hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Die Luftinjektion ermöglicht ein effizienteres Blasen der heißesten Elemente, wenn sie richtig positioniert sind und in den Hauptluftstrom fallen. Erhöhte Strömungsturbulenzen erhöhen die gesamte Wärmeableitung. Zusätzlich verhindert der durch die Entladung erzeugte Überdruck, dass Staub in das Gehäuse eindringt. Bei der Absaugung wird aufgrund des verringerten Drucks im Schrankvolumen Staub durch alle Schlitze und Öffnungen angesaugt. Befindet sich der Lüfter am Einlass, erhöht sich auch seine eigene Ressource, da er in einem Strom kalter Einlassluft arbeitet. Wenn der Lüfter jedoch auf der Abgasseite platziert wird, wird die Wärme aus dem Betrieb des Lüfters selbst sofort nach außen abgegeben und beeinträchtigt den Betrieb des Geräts nicht. Aufgrund des geringen Vakuums, das während der Abluft erzeugt wird, wird Luft nicht nur durch die Haupteinlassöffnung, sondern auch durch andere Hilfsöffnungen angesaugt. Optimale Positionierung in der Nähe von Wärmequellen sorgt für eine bessere Durchflussregelung.

Bei der Installation von Lüftern am Einlass wird empfohlen, diese im unteren Teil des Gehäuses zu platzieren. Ein Luftaustrittsgrill, durch den erwärmte Luft abgeführt wird, sollte im oberen Teil des Schranks platziert werden. Das Luftauslassgitter muss über den erforderlichen Schutz verfügen, der den normalen Betrieb der elektrischen Anlage gewährleistet.Es ist zu beachten, dass die Installation eines Abluftfilters mit der gleichen Größe wie der Lüfter die tatsächliche Leistung des Lüfters um 25 bis 30% verringert. Daher muss der Filterausgang größer sein als der Lüftereinlass.

Wenn Sie einen Lüfter an der Steckdose installieren, werden diese im oberen Teil des Gehäuses platziert. Die Lufteinlässe befinden sich am Boden und zusätzlich in der Nähe der Quellen der intensivsten Wärmeerzeugung, was ihre Kühlung erleichtert.

Wir fügen hinzu, dass die Wahl der erforderlichen Blasmethode bei den Konstrukteuren bleibt, die unter Berücksichtigung aller oben genannten Faktoren, des erforderlichen IP-Schutzgrades und der Eigenschaften der Ausrüstung die am besten geeignete auswählen müssen. Die Wichtigkeit der Sicherstellung der optimalen Temperatur in Geräteschränken ist unbestritten. Die gegebene Berechnungsmethode, die auf den von den Entwicklern der Schnaider Electric, Rittal-Schränke gemäß IEC 60890 vorgeschlagenen Methoden basiert, ermöglicht einige Vereinfachungen, die Verwendung empirischer Werte, ermöglicht jedoch gleichzeitig mit ausreichender Zuverlässigkeit die Durchführung eines Praktikums Berechnung des Systems zur Aufrechterhaltung des optimalen Wärmehaushalts von Leistungsschränken mit Frequenzumrichtern und Leistungsfiltern.

Autoren: Ruslan Cherekbashev, Vitaly Khaimin

Literatur

1. Haimin V., Bahar E. Filter und Drosseln der Firma Skybergtech // Leistungselektronik. 2014. Nr. 3.

2. IEC / TR 60890 (2014) Baugruppen für Niederspannungsschaltanlagen. Methode zur Überprüfung des Temperaturanstiegs durch Berechnung

3. Sarel-Katalog. Temperaturregelung in Schalttafeln. www.schneider-electric.ru

4. Regeln für die Erstellung von GCC gemäß GOST R IEC 61439. Rittal Technical Library.

5. Kühlung von Schaltschränken und Prozessen. Rittal Technical Library 2013.

6. Vikharev L. Wie man arbeitet, um bei der Arbeit nicht auszubrennen. Oder kurz über die Methoden und Systeme zur Kühlung von Halbleiterbauelementen. Teil zwei // Leistungselektronik. 2006. Nr. 1.

Berechnung des vom PC verbrauchten Stroms anhand der Passwerte des Stromverbrauchs der Knoten

Wenn die Frage „Wie viel Wärme erzeugt mein Computer?“ Aufkommt, versuchen wir zunächst, Daten zur Wärmeableitung der Knoten in Ihrem PC-Gehäuse zu finden. Solche Daten sind jedoch nirgends zu finden. Das Maximum, das wir finden, sind die Ströme, die von den Knoten entlang der Stromversorgungskreise verbraucht werden. 3.3; fünf; 12 V. Und selbst dann nicht immer.

Diese Werte der Verbrauchsströme haben meist Spitzenwerte und dienen eher zur Auswahl eines Netzteils, um dessen Überstrom auszuschließen.

Da alle Geräte im Computer mit Gleichstrom betrieben werden, ist es kein Problem, den Spitzenstromverbrauch (genau den Spitzenstromverbrauch) Ihres Knotens zu bestimmen. Bestimmen Sie dazu einfach die Summe der auf jeder Leitung verbrauchten Leistungen, indem Sie den Strom und die Spannung multiplizieren, die entlang der Schaltung verbraucht werden (ich mache Sie darauf aufmerksam, dass keine Umrechnungsfaktoren angewendet werden - Gleichstrom.).

Ptot = P5v + P12v = I5v * U5v + I12v * U12v

Wie Sie verstehen, handelt es sich um eine sehr grobe Schätzung, die im wirklichen Leben fast nie durchgeführt wird, da im Spitzenmodus nicht alle Knoten des Computers gleichzeitig arbeiten. Das Betriebssystem arbeitet mit PC-Knoten nach bestimmten Algorithmen. Informationen werden gelesen - verarbeitet - aufgeschrieben - ein Teil davon wird auf den Kontrollmitteln angezeigt. Diese Operationen werden an Datenpaketen ausgeführt.

Im Internet gibt es viele Schätzungen der Spitzenstromverbrauchswerte, die aus den Eigenschaften der Knoten entnommen werden.

Die Berechnungen, die vor 2-3 Jahren durchgeführt wurden, entsprechen im Prinzip nicht der aktuellen Situation. Denn im Laufe der Jahre haben Hersteller ihre Knoten modernisiert, was zu einem Rückgang ihres Stromverbrauchs geführt hat.

Die neuesten Daten sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1.

Wir sehen, dass die Daten eine sehr große Streuung aufweisen, die durch das spezifische Modell Ihres Knotens bestimmt wird. Knoten verschiedener Hersteller, insbesondere solche, die zu unterschiedlichen Zeiten hergestellt wurden, haben einen breiten Stromverbrauch. Grundsätzlich können Sie die Berechnung selbst durchführen.

Die Berechnung des vom PC verbrauchten Stroms erfolgt in mehreren Schritten.

Das:

1. Sammeln von Informationen über den vom Knoten verbrauchten Strom,
2. Berechnung des Gesamtstromverbrauchs und Auswahl des Netzteils,
3. Berechnung des Gesamtverbrauchs des PCs (unter Berücksichtigung der Stromversorgung).

Ein wesentlicher Bestandteil der Wärmeableitungsberechnung ist die Berechnung des vom Computer verbrauchten Stroms. Aus dem die Leistung des Netzteils bestimmt wird, wird ein bestimmtes Modell ausgewählt, wonach dessen Wärmeableitung geschätzt wird. Daher ist es bei der Durchführung einer thermischen Berechnung erforderlich, zuerst Daten über die von den Computerknoten verbrauchte Leistung zu erfassen.

Bisher wird jedoch auch der Stromverbrauch nicht immer von den Herstellern von Computerkomponenten angegeben. Manchmal werden der Wert der Versorgungsspannung und der Stromverbrauch für diese Spannung auf dem Parameterschild angegeben. Wie oben erwähnt, gibt bei Gleichstrom, der zur Stromversorgung der Computerknoten verwendet wird, das Produkt aus der Versorgungsspannung und dem bei einer bestimmten Spannung verbrauchten Strom den Stromverbrauch an.

Basierend auf dem Gesamtstromverbrauch (als Wärmeableitungsleistung) ist es möglich, eine vorläufige oder ungefähre Berechnung des Kühlsystems durchzuführen. Diese Berechnung führt eher zu einer übermäßigen Kühlung Ihres PCs, die unter Bedingungen hoher Last und dementsprechend einer maximalen Wärmefreisetzung eine Annäherung an die tatsächliche Wärmefreisetzung darstellt und eine normale Kühlung bewirkt. Wenn der PC jedoch für normale (nicht ressourcenintensive) Anwendungen verwendet wird, ist das auf diese Weise berechnete Kühlsystem eindeutig redundant, und die Gewährleistung der normalen Funktion der PC-Knoten führt aufgrund des erhöhten Geräuschpegels zu Unannehmlichkeiten für den Benutzer.

Zunächst sollten Sie wissen, dass der Stromverbrauch und die Wärmeableitung der Knoten in direktem Zusammenhang stehen.

Die Wärmeableitungsleistung elektronischer Komponenten entspricht nicht dem Stromverbrauch, sie hängen jedoch durch den Leistungsverlustfaktor des Geräts miteinander zusammen.

Es gibt viele Veröffentlichungen zur Durchführung dieser Berechnung. Für diese Berechnung gibt es im Internet spezielle Websites. Dennoch gibt es Fragen zur Umsetzung.

Warum?

Und weil nicht nur die Wärmeableitungsleistung vom Hersteller schwer zu finden ist, sondern auch die von dem Knoten, an dem wir interessiert sind, verbrauchte Leistung nicht immer bekannt ist. Vielleicht haben sie einfach Angst, sie zu zitieren, weil ihr Wert während des Betriebs nicht instabil ist und wesentlich von der Betriebsart abhängt. Der Unterschied kann bis zu zehnmal und manchmal sogar mehr betragen.

Sie scheinen die Benutzer nicht mit "unnötigen" Informationen überwältigen zu wollen. Und ich habe noch keine Daten für Hersteller gefunden.

Empfehlungen zur Auswahl des Klimatyps

Klimaanlage des Serverschranks
Schwierige Betriebsbedingungen bei Dauerbelastung können nicht jedem Klimasystem standhalten. Es muss mit einem Staubfilter, Luftentfeuchter und Winterausrüstung ausgestattet sein. Eine der Optionen für die Luftkühlung ist ein klimatisierter Serverschrank. Das Design erfordert keine Kondensatableitung, das Außengerät ist kompakt. Das Innengerät wird vertikal oder horizontal in einem Serverschrank installiert.

Anforderungen an Klimaanlagen

Für die Aufrechterhaltung des Klimas in den Serverräumen ist der reibungslose Betrieb von Klimaanlagen wichtig. Durch Pannen und Reparaturen bleiben Telekommunikationsgeräte lange Zeit ungekühlt. Das Prinzip der Rotation und Reservierung ermöglicht es, die Anforderung zu erfüllen. Im Raum sind mehrere Klimageräte installiert, die über ein Drehgerät zu einem Netzwerk verbunden sind. Bei einer Fehlfunktion einer Klimaanlage wird die Backup-Option automatisch aktiviert.

Durch das abwechselnde Einschalten der Blöcke können Sie die Last ausgleichen und optimale Klimaparameter sicherstellen. In diesem Modus hält der Techniker abwechselnd an, um sich auszuruhen und zu warten.

Die Rotationseinheit hilft bei der Steuerung der Klimaanlage der Serverräume. Es schaltet automatisch das Einschalten von Arbeitseinheiten ab, verbindet bei Bedarf ein Sicherungsgerät. Die zweite Steuerungsoption ist die Installation von Sensoren, deren Messwerte auf dem Computermonitor angezeigt werden. Sie müssen Ihren Arbeitsplatz nicht verlassen, um die Bedingungen im Serverraum zu bestimmen. Alle Informationen in Form von Tabellen und Grafiken gehen an den Computer. Nachrichten werden von einem Tonsignal begleitet.

Geteilte Systeme

Diagramm der Säulenklimaanlage
Um die angegebenen Parameter in den Serverräumen beizubehalten, werden Split-Systeme verwendet. Haushalts- oder halbindustrielle Hochleistungssysteme werden in kleinen Räumen mit einer Wärmeabgabe von bis zu 10 kW installiert. Nach Art der Installation sind dies:

• Wandmontage - eine vielseitige und kostengünstige Option. Die Produktivität beträgt 2,5-5 kW, es wird ein Modell ausgewählt, bei dem eine signifikante Länge der Freonleitung vorgesehen ist. Empfohlene Hersteller sind Daikin, Toshiba und Mitsubishi Electric.
• Kanal - Geräte werden unter einer Zwischendecke platziert, sparen Platz und sorgen für einen effektiven Luftaustausch. Geeignet für große Serverräume. Die Abluftklimaanlage versorgt die Racks direkt mit kalter Luft.
• Säulenstarke Systeme in Form von Schränken werden auf dem Boden installiert, müssen nicht installiert werden.

Präzisionsklimasysteme

Präzisionsklimageräte im Serverraum sind professionelle Geräte. Klimakomplexe verfügen über eine hohe Ressource für den Dauerbetrieb und ermöglichen die Aufrechterhaltung optimaler Temperatur- und Feuchtigkeitsparameter. Einer der Vorteile der Ausrüstung ist die Genauigkeit. Klimaindikatoren in großen Räumlichkeiten weisen Schwankungen von nicht mehr als 1 ° C und 2% auf. In Serverräumen sind Schrank- und Deckenmodelle installiert. Die ersten zeichnen sich durch sperrige Abmessungen aus, ihre Leistung beträgt 100 kW. Deckensysteme sind weniger effizient (20 kW) und werden in Räumen installiert, in denen keine Schrankklimaanlagen aufgestellt werden können.

Arten von Präzisionsklimageräten

Klimakomplexe können Monoblock sein und sich je nach Art der Split-Systeme trennen. Das System wird auf verschiedene Arten gekühlt: durch Verdampfung des Freon-, Wasser- oder Luftkreislaufs. Beliebte Hersteller: UNIFLAIR, Blue Box.

Pluspunkte der Installationen:

• ununterbrochene Arbeit;
• hohe Leistung der Ausrüstung;
• präzise Kontrolle der Klimakomponenten;
• breiter Bereich von Betriebstemperaturen;
• Kompatibilität mit der Versandkontrolle.

Nachteile von Präzisionssystemen:

• hoher Preis;
• lautes Monoblock-Design.

Kühlerlüfterspulensystem

Die Klimaanlage verwendet Wasser oder eine Ethylenglykolmischung als Heizmedium. Das Funktionsprinzip ähnelt Installationen mit Freon.Der Kühler kühlt die im Gebläsekonvektor-Wärmetauscher zirkulierende Flüssigkeit, und die durch den Kühler strömende Luft senkt die Temperatur.

• Hochleistung;
• Vielseitigkeit;
• sicherer und erschwinglicher Betrieb.