Obliczanie systemów klimatyzacji budynków mieszkalnych i publicznych (strona 1)

Kalkulator online do obliczania wydajności chłodniczej

Aby samodzielnie dobrać moc klimatyzatora domowego, skorzystaj z uproszczonej metody obliczania powierzchni chłodni, zaimplementowanej w kalkulatorze. Niuanse programu online i wprowadzone parametry opisano poniżej w instrukcjach.

Uwaga. Program nadaje się do obliczania wydajności domowych agregatów chłodniczych i systemów typu split zainstalowanych w małych biurach. Klimatyzacja pomieszczeń w budynkach przemysłowych to bardziej złożone zadanie, rozwiązywane za pomocą specjalistycznych systemów oprogramowania lub metody obliczeniowej SNiP.

Zyski ciepła ze sprzętu

Zyski ciepła ze sprzętu i silników elektrycznych zależą bezpośrednio od ich mocy i są określane na podstawie wyrażenia:

Q = N * (1-sprawność * k3),

lub Q = 1000 * N * k1 * k2 * k3 * kt

gdzie N to moc urządzenia, kWk1, k2, k3 to współczynniki obciążenia (0,9 - 0,4), zapotrzebowanie (0,9 - 0,7) i jednoczesna praca (1 - 0,3),

kt - współczynnik przenikania ciepła do pomieszczenia 0,1 - 0,95

Współczynniki te nie są takie same dla różnych urządzeń i pochodzą z różnych podręczników. W praktyce wszystkie współczynniki i sprawność urządzeń są określone w specyfikacji istotnych warunków zamówienia. W przypadku wentylacji przemysłowej zyski ciepła z urządzeń mogą być większe niż z czegokolwiek innego.

Zależność sprawności silnika elektrycznego od jego mocy:

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 Jeśli chodzi o wentylację domową, zaleca się pobranie mocy i natężenia przepływu powietrza z paszportów sprzętu, ale zdarza się, że nie ma danych i jeśli branża nie może obejść się bez technologów, to tutaj jest to dozwolone przyjąć przybliżone wartości zysków ciepła ze sprzętu, które można znaleźć we wszelkiego rodzaju książkach i instrukcjach, na przykład:

• Rozpraszanie ciepła komputerów 300-400 W.
• ekspresy do kawy 300 W.
• drukarki laserowe 400w
• czajnik elektryczny 900-1500 W.
• kopiarka 500-600 W.
• frytkownice 2750-4050 W.
• serwery 500-100 W.
• toster 1100-1250 W.
• Telewizor 150 W
• grill 13,500 W / m2 powierzchni
• lodówka 150 W.
• piece elektryczne 900-1500 W / m2 powierzchni

Gdy w kuchni znajduje się okap, zysk ciepła z pieca zmniejsza się o 1,4.

Instrukcje dotyczące korzystania z programu

Teraz wyjaśnimy krok po kroku, jak obliczyć moc klimatyzatora na przedstawionym kalkulatorze:

1. W pierwszych 2 polach wpisz powierzchnię pomieszczenia w metrach kwadratowych i wysokość sufitu.
2. Wybierz stopień nasłonecznienia (nasłonecznienia) przez otwory okienne. Promienie słoneczne wpadające do pomieszczenia dodatkowo nagrzewają powietrze - czynnik ten należy wziąć pod uwagę.
3. W kolejnym rozwijanym menu wybierz liczbę lokatorów przebywających w pokoju przez dłuższy czas.
4. Na pozostałych zakładkach wybierz liczbę telewizorów i komputerów osobistych w strefie klimatyzacji. Podczas eksploatacji te urządzenia gospodarstwa domowego również wytwarzają ciepło i podlegają rozliczeniu.
5. Jeśli w pomieszczeniu jest zainstalowana lodówka, w przedostatnim polu wpisz wartość mocy elektrycznej urządzenia gospodarstwa domowego. Charakterystyka jest łatwa do nauczenia się z instrukcji obsługi produktu.
6. Ostatnia zakładka pozwala na uwzględnienie powietrza nawiewanego wchodzącego do strefy chłodzenia w wyniku wentylacji. Zgodnie z dokumentami regulacyjnymi zalecana krotność dla lokali mieszkalnych wynosi 1-1,5.

Na przykład. Współczynnik wymiany powietrza pokazuje, ile razy w ciągu godziny powietrze w pomieszczeniu zostaje całkowicie odnowione.

Wyjaśnijmy niektóre niuanse prawidłowego wypełniania pól i wyboru zakładek. Określając liczbę komputerów i telewizorów, należy wziąć pod uwagę ich jednoczesną obsługę.Na przykład jeden najemca rzadko korzysta z obu urządzeń jednocześnie.

W związku z tym, aby określić wymaganą moc systemu podzielonego, wybiera się jednostkę sprzętu gospodarstwa domowego, która zużywa więcej energii - komputer. Rozpraszanie ciepła przez odbiornik TV nie jest brane pod uwagę.

Kalkulator zawiera następujące wartości wymiany ciepła z urządzeń gospodarstwa domowego:

• Telewizor - 0,2 kW;
• komputer osobisty - 0,3 kW;
• Ponieważ lodówka zamienia około 30% zużytej energii elektrycznej na ciepło, program uwzględnia w obliczeniach 1/3 wprowadzonej wartości.

Sprężarka i grzejnik konwencjonalnej lodówki oddają ciepło do otaczającego powietrza.

Rada. Rozpraszanie ciepła Twojego sprzętu może różnić się od podanych wartości. Przykład: zużycie komputera do gier z wydajnym procesorem wideo osiąga 500-600 W, laptop - 50-150 W. Znając liczby w programie, łatwo jest znaleźć niezbędne wartości: w przypadku komputera do gier wybierz 2 standardowe komputery, zamiast laptopa, weź 1 odbiornik telewizyjny.

Kalkulator pozwala wykluczyć zyski ciepła z powietrza nawiewanego, ale wybór tej zakładki nie jest do końca poprawny. W każdym przypadku prądy powietrza krążą w mieszkaniu, przenosząc ciepło z innych pomieszczeń, takich jak kuchnia. Lepiej jest grać bezpiecznie i uwzględnić je w obliczeniach klimatyzatora, aby jego wydajność była wystarczająca do stworzenia komfortowej temperatury.

Główny wynik obliczania mocy jest mierzony w kilowatach, drugi wynik w brytyjskich jednostkach termicznych (BTU). Stosunek jest następujący: 1 kW ≈ 3412 BTU lub 3,412 kBTU. Jak wybrać system split na podstawie uzyskanych liczb, czytaj dalej.

Typowe obliczenia mocy klimatyzatora

Typowe obliczenia pozwalają znaleźć pojemność klimatyzatora dla małego pokoju: oddzielny pokój w mieszkaniu lub domku, biuro o powierzchni do 50-70 mkw. m oraz inne lokale położone w budynkach kapitałowych. Obliczanie wydajności chłodniczej Q

(w kilowatach) produkowany jest według następującej metody:

Q = Q1 + Q2 + Q3

Q1 - zyski ciepła z okna, ścian, podłogi i sufitu.	Q1 = S * h * q / 1000, gdzie S to powierzchnia pokoju (m kw.); h to wysokość pomieszczenia (m); q - współczynnik równy 30 - 40 W / kb. m: q = 30 dla zacienionego pokoju; q = 35 przy średnim oświetleniu; q = 40 dla pomieszczeń o dużym nasłonecznieniu. Jeśli do pomieszczenia wpada bezpośrednie światło słoneczne, okna powinny mieć kurtyny świetlne lub rolety.
Q2 to suma zysków ciepła od ludzi.	Zyski ciepła od osoby dorosłej: 0,1 kW - w stanie spoczynku; 0,13 kW - przy lekkim ruchu; 0,2 kW - przy aktywności fizycznej;
Pytanie 3 - suma zysków ciepła z urządzeń gospodarstwa domowego.	Zyski ciepła ze sprzętu AGD: 0,3 kW - z komputera; 0,2 kW - z telewizora; W przypadku pozostałych urządzeń można przyjąć, że generują one 30% maksymalnego poboru mocy w postaci ciepła (czyli przyjmuje się, że średni pobór mocy wynosi 30% maksymalnego).

Moc klimatyzatora musi mieścić się w zakresie Qrange

od
–5%
przed
+15%
zdolność projektowania
Q
.

Przykład typowego obliczenia mocy klimatyzatora

Obliczmy wydajność klimatyzatora dla salonu o powierzchni 26 m2. m przy wysokości sufitu 2,75 m, w którym mieszka jedna osoba, a także ma komputer, telewizor i małą lodówkę o maksymalnym zużyciu energii 165 watów. Pokój znajduje się od słonecznej strony. Komputer i telewizor nie działają w tym samym czasie, ponieważ używa ich ta sama osoba.

• Najpierw określamy zyski ciepła z okna, ścian, podłogi i sufitu. Współczynnik q

  wybierz równe
  40
  ponieważ pomieszczenie znajduje się po słonecznej stronie:

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

  .

• Zyski ciepła od jednej osoby w spokojnym stanie będą 0,1 kW
  .
  Q2 = 0,1 kW
• Następnie znajdziemy zyski ciepła ze sprzętu AGD. Ponieważ komputer i telewizor nie działają w tym samym czasie, w obliczeniach należy wziąć pod uwagę tylko jedno z tych urządzeń, a mianowicie to, które generuje więcej ciepła. To jest komputer, z którego odprowadzane jest ciepło 0,3 kW
  ... Czyli lodówka generuje około 30% maksymalnego poboru mocy w postaci ciepła
  0,165 kW * 30% / 100% ≈ 0,05 kW
  .
  Q3 = 0,3 kW + 0,05 kW = 0,35 kW
• Teraz możemy określić szacowaną wydajność klimatyzatora: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 2,86 kW + 0,1 kW + 0,35 kW = 3,31 kW
• Zalecany zakres mocy Qrange
  (od
  -5%
  przed
  +15%
  zdolność projektowania
  Q
  ):
  Zakres 3,14 kW

Pozostaje nam wybrać model o odpowiedniej mocy. Większość producentów produkuje systemy dzielone o wydajności zbliżonej do standardowego zakresu: 2,0

kW;
2,6
kW;
3,5
kW;
5,3
kW;
7,0
kW. Z tego zakresu wybieramy model o pojemności
3,5
kW.

BTU

(
BTU
) - British Thermal Unit (British Thermal Unit). 1000 BTU / godzinę = 293 W.
BTU / godz
.

Metoda obliczeniowa i wzory

Ze strony skrupulatnego użytkownika logiczne jest, aby nie ufać liczbom uzyskanym z kalkulatora internetowego. Aby sprawdzić wynik obliczenia mocy agregatu, należy skorzystać z uproszczonej metody zaproponowanej przez producentów urządzeń chłodniczych.

Tak więc wymagana wydajność zimna domowego klimatyzatora jest obliczana według wzoru:

Objaśnienie oznaczeń:

• Qtp to strumień ciepła wchodzący do pomieszczenia z ulicy przez konstrukcje budynków (ściany, podłogi i sufity), kW;
• Ql - oddawanie ciepła od najemców mieszkań, kW;
• Qbp ​​- pobór ciepła z urządzeń gospodarstwa domowego, kW.

Łatwo jest dowiedzieć się o przenoszeniu ciepła przez domowe urządzenia elektryczne - zajrzyj do paszportu produktu i znajdź charakterystykę zużywanej energii elektrycznej. Prawie cała zużyta energia zamieniana jest na ciepło.

Ważny punkt. Wyjątkiem od reguły są agregaty chłodnicze oraz agregaty pracujące w trybie start / stop. W ciągu 1 godziny sprężarka lodówki uwalnia do pomieszczenia ilość ciepła równą 1/3 maksymalnego zużycia określonego w instrukcji obsługi.

Sprężarka domowej lodówki przekształca prawie całą zużytą energię elektryczną w ciepło, ale działa w trybie przerywanym
Dopływ ciepła od ludzi określają dokumenty regulacyjne:

• 100 W / h od osoby w stanie spoczynku;
• 130 W / h - podczas chodzenia lub wykonywania lekkich prac;
• 200 W / h - podczas dużego wysiłku fizycznego.

Do obliczeń przyjmuje się pierwszą wartość - 0,1 kW. Pozostaje określić ilość ciepła przenikającego z zewnątrz przez ściany według wzoru:

• S - kwadrat chłodzonego pomieszczenia, m²;
• h to wysokość sufitu, m;
• q jest specyficzną charakterystyką cieplną odnoszącą się do kubatury pomieszczenia, W / m³.

Formuła umożliwia wykonanie zagregowanych obliczeń przepływów ciepła przez zewnętrzne ogrodzenia prywatnego domu lub mieszkania przy użyciu określonej charakterystyki q. Jego wartości przyjmuje się następująco:

1. Pomieszczenie zlokalizowane jest po zacienionej stronie budynku, powierzchnia okien nie przekracza 2 m², q = 30 W / m³.
2. Przy średnim oświetleniu i powierzchni przeszklenia przyjmuje się charakterystyczną wartość 35 W / m³.
3. Pomieszczenie znajduje się po słonecznej stronie lub posiada wiele prześwitujących struktur, q = 40 W / m³.

Po określeniu zysków ciepła ze wszystkich źródeł dodaj liczby uzyskane za pomocą pierwszego wzoru. Porównaj wyniki obliczeń ręcznych z wynikami kalkulatora online.

Duża powierzchnia przeszklenia oznacza wzrost wydajności chłodniczej klimatyzatora

Gdy konieczne jest uwzględnienie dopływu ciepła z powietrza wentylacyjnego, wydajność chłodnicza urządzenia wzrasta o 15-30% w zależności od kursu wymiany. Aktualizując środowisko powietrza 1 raz na godzinę, należy pomnożyć wynik obliczeń przez współczynnik 1,16-1,2.

Metodyka obliczania systemu klimatyzacji

Każdy może samodzielnie obliczyć wymaganą moc klimatyzatora za pomocą prostego wzoru. Przede wszystkim musisz dowiedzieć się, jakie będzie przepływy ciepła w pomieszczeniu. Aby je obliczyć, objętość pomieszczenia należy pomnożyć przez współczynnik przenikania ciepła. Wartość tego współczynnika mieści się w przedziale od 35 do 40 W i zależy od orientacji otworów okiennych. Następnie należy określić, jaki rodzaj energii cieplnej emitują urządzenia gospodarstwa domowego oraz energię ludzi, którzy będą stale przebywać w pomieszczeniu. Wszystkie te wartości zysków ciepła są zsumowane. Zwiększamy znalezioną liczbę o 15-20% i uzyskujemy wymaganą wydajność chłodzenia systemu klimatycznego.

Powiązane artykuły i materiały:

Projektowanie systemów klimatyzacjiKlimatyzacja dzielona: jak ją wybrać?Automatyzacja systemów klimatyzacji

Przykład dla pokoju o powierzchni 20 mkw. m

Pokażmy obliczenie wydajności klimatyzacji małego mieszkania - kawalerki o powierzchni 20 m² przy wysokości sufitu 2,7 m. Pozostałe dane wstępne:

• oświetlenie - średnie;
• liczba mieszkańców - 2;
• panel telewizora plazmowego - 1 szt.;
• komputer - 1 szt.;
• zużycie energii elektrycznej przez lodówkę - 200 W;
• częstotliwość wymiany powietrza bez uwzględnienia okresowo pracującego okapu kuchennego - 1.

Emisja ciepła od mieszkańców wynosi 2 x 0,1 = 0,2 kW, ze sprzętu AGD przy jednoczesnym uwzględnieniu - 0,3 + 0,2 = 0,5 kW, od strony lodówki - 200 x 30% = 60 W = 0,06 kW. Pomieszczenie o średnim natężeniu oświetlenia, charakterystyce q = 35 W / m³. Rozważamy przepływ ciepła ze ścian:

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

Ostateczne obliczenie wydajności klimatyzatora wygląda następująco:

Q = 1,89 + 0,2 + 0,56 = 2,65 kW, plus zużycie chłodu do wentylacji 2,65 x 1,16 = 3,08 kW.

Ruch prądów powietrza wokół domu podczas procesu wentylacji

Ważny! Nie należy mylić wentylacji ogólnej z wentylacją domową. Przepływ powietrza przez otwarte okna jest zbyt duży i jest zmieniany przez podmuchy wiatru. Chłodnica nie powinna i nie może normalnie klimatyzować pomieszczenia, w którym niekontrolowana objętość powietrza zewnętrznego przepływa swobodnie.

Zysk ciepła z promieniowania słonecznego

Określenie uzysku ciepła z promieniowania słonecznego jest bardziej złożone i nie mniej ważne. Pomoże Ci w tym ta sama instrukcja, ale jeśli w przypadku ludzi zastosuje się najprostszy wzór, o wiele trudniej obliczyć zyski ciepła słonecznego. Zyski ciepła za nasłonecznienie dzielą się na przepływ ciepła przez okna i przez otaczające je konstrukcje. Aby je znaleźć, musisz znać orientację budynku za punktami kardynalnymi, rozmiar okna, projekt otaczających elementów i wszystkie inne dane, które należy podstawić w wyrażeniu. Obliczenie dopływu ciepła z promieniowania słonecznego przez okno odbywa się za pomocą wyrażenia:

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

tnar - średnia dzienna temperatura powietrza zewnętrznego, temperaturę lipca bierzemy z SNiP 2.01.01-82

θ jest współczynnikiem pokazującym zmiany temperatury powietrza zewnętrznego,

AMC - najwyższa dzienna amplituda temperatury powietrza zewnętrznego w lipcu, bierzemy z SNiP 2.01.01-82

tp - temperatura powietrza w budynku, przyjmujemy zgodnie z SNiP 2.04.05-91

AOC, ROC - powierzchnia, a zmniejszona odporność na przenikanie ciepła oszklenia pochodzi z SNiP II-3-79

Wszystkie dane pobierane są z aplikacji w zależności od szerokości geograficznej.

Zysk ciepła słonecznego przez przegrodę zewnętrzną budynku oblicza się w następujący sposób:

Z własnego doświadczenia radzę zrobić płytkę do obliczania zysków ciepła z promieniowania słonecznego w programie Excel lub innym programie, co znacznie uprości i przyspieszy obliczenia. Zawsze staraj się obliczyć zysk ciepła słonecznego za pomocą tej metody. Smutna praktyka pokazuje, że klienci, którzy wskazują orientację swojego lokalu na punkty kardynalne, są bardziej prawdopodobnym wyjątkiem niż regułą (dlatego przebiegli projektanci używają tej ściągawki: Zysk ciepła od słońca dla zaciemnionej strony wynosi 30 W / m3, z normalne oświetlenie 35 W / m3, po słonecznej stronie 40 W / m3. Wziąć te wartości i pomnożyć przez rytm pomieszczenia. Obliczenia te są bardzo przybliżone, mogą to być kilkakrotnie większe lub mniejsze zyski ciepła obliczone według wzorów . Używam tej ściągawki w rzadkich przypadkach: kiedy musisz szybko wybrać konwencjonalny system podziału dla mieszkań i małych biur. Radzę ci jak najlepiej wyciągnąć jak najwięcej danych i wykonać wszystkie te same prawidłowe obliczenia ciepło wejściowe z promieniowania słonecznego.

Wybór klimatyzatora według mocy

Systemy dzielone i inne typy klimatyzatorów są produkowane w postaci linii modelowych z produktami o standardowej wydajności - 2,1, 2,6, 3,5 kW i tak dalej.Niektórzy producenci podają moc modeli w tysiącach brytyjskich jednostek termicznych (kBTU) - 07, 09, 12, 18 itd. W tabeli przedstawiono korespondencję klimatyzatorów wyrażoną w kilowatach i BTU.

Odniesienie. Od oznaczeń w kBTU wyszły popularne nazwy agregatów chłodniczych o różnym zimnie, „dziewiątce” i innych.

Znając wymaganą wydajność w kilowatach i jednostkach imperialnych, wybierz system dzielony zgodnie z zaleceniami:

1. Optymalna moc klimatyzatora domowego mieści się w przedziale -5 ... + 15% obliczonej wartości.
2. Lepiej jest podać niewielki margines i zaokrąglić otrzymany wynik w kierunku wzrostu - do najbliższego produktu w ofercie modelowej.
3. Jeśli obliczona wydajność chłodnicza przekracza pojemność standardowej chłodnicy o jedną setną kilowata, nie należy zaokrąglać w górę.

Przykład. Wynik obliczeń to 2,13 kW, pierwszy model z serii rozwija moc chłodniczą 2,1 kW, drugi - 2,6 kW. Wybieramy opcję nr 1 - klimatyzator 2,1 kW, co odpowiada 7 kBTU.

Przykład drugi. W poprzedniej sekcji obliczyliśmy wydajność jednostki dla apartamentu typu studio - 3,08 kW i mieściła się w zakresie modyfikacji 2,6-3,5 kW. Wybieramy system typu split o większej wydajności (3,5 kW lub 12 kBTU), ponieważ powrót do mniejszego nie utrzyma się w granicach 5%.

Na przykład. Należy pamiętać, że pobór mocy dowolnego klimatyzatora jest trzykrotnie mniejszy niż jego wydajność chłodzenia. Jednostka o mocy 3,5 kW „pobierze” około 1200 W energii elektrycznej z sieci w trybie maksymalnym. Przyczyna tkwi w zasadzie działania agregatu chłodniczego - „split” nie generuje zimna, ale oddaje ciepło na ulicę.

Zdecydowana większość systemów klimatycznych może działać w 2 trybach - chłodzenie i ogrzewanie w zimnych porach roku. Ponadto moc cieplna jest większa, ponieważ silnik sprężarki, który zużywa energię elektryczną, dodatkowo ogrzewa obwód freonu. Różnica mocy w trybie chłodzenia i grzania jest pokazana w powyższej tabeli.

Znamionowa i optymalna moc klimatyzatora

przybliżone wartości różnych nadwyżek ciepła
Moc nominalna jest rozumiana jako średnia wydajność klimatyzatora podczas pracy w niskich temperaturach. Ale w każdym indywidualnym przypadku konieczne jest obliczenie optymalnej mocy, która najlepiej powinna pokrywać się w jak największym stopniu z pierwszą.

Wartości nominalne dobierane są przez producentów dla każdego typu urządzenia chłodzącego:

• Bloki okien mają zwykle następujące standardowe pozycje: 5, 7, 9, 12, 18, 24;
• Podziały ścian odpowiadają gamie modeli w tej wersji: 7, 9, 12, 18, 24. Czasami niektóre marki produkują modele niestandardowe o następujących wartościach nominalnych: 8, 10, 13, 28, 30;
• Kolejność kaset: 18, 24, 28, 36, 48, 60. Rząd niestandardowy: 34, 43, 50, 54;
• Podziały kanałów zaczynają się od zakresu pojemności 12 modeli, a czasami kończą się na 200;
• Instalacje konsolowe mają następujące odmiany: 18, 24, 28, 36, 48, 60. W wersji niestandardowej: 28, 34, 43, 50, 54;
• Kolumny zaczynają się od 30 i dochodzą do 100 lub więcej.

Ta lista nie jest przypadkowa. Uwzględniła już dobór klimatyzatora i jego wydajność ze względu na powierzchnię pomieszczenia, wysokość stropów, dopływy ciepła ze sprzętu AGD, oświetlenie elektryczne, ludzi, dachy ze ścianami, otwarte okna i wentylacja.

Obliczanie bilansu cieplnego

W ostatnim czasie obserwuje się stały trend w kierunku wzrostu wykorzystania przemienników częstotliwości w przedsiębiorstwach przemysłowych, w branży energetycznej, naftowo-gazowej, komunalnej itp. Wynika to z faktu, że regulacja częstotliwości napędu elektrycznego pozwala znacznie zaoszczędzić energię elektryczną i inne zasoby produkcyjne, zapewnia automatyzację procesów technologicznych i zwiększa niezawodność całego systemu. Przetwornice częstotliwości są wykorzystywane zarówno w nowych projektach, jak i przy modernizacji produkcji.Szeroki zakres wydajności i różne opcje układów sterowania pozwalają na dobór rozwiązania do niemal każdego zadania.

Jednak przy wszystkich oczywistych zaletach przemienników częstotliwości mają one cechy, które nie pomniejszają ich zalet, a mimo to wymagają dodatkowego zastosowania specjalnych urządzeń. Są to filtry wejściowe i wyjściowe oraz dławiki.

Ryc.1. Zastosowanie filtrów wejściowych i wyjściowych w obwodach z przetwornicą częstotliwości.

Napędy elektryczne są dobrze znanym źródłem zakłóceń. Filtry wejściowe są zaprojektowane tak, aby zminimalizować przechwytywanie i zakłócenia zarówno ze sprzętu elektronicznego, jak iz niego, co pozwala spełnić wymagania dotyczące kompatybilności elektromagnetycznej. Zadanie ograniczenia wpływu zniekształceń harmonicznych powstających podczas pracy przemienników na sieć elektroenergetyczną rozwiązuje się poprzez zainstalowanie dławików sieciowych przed przemiennikami częstotliwości i dławików prądu stałego. ODdławik sieciowy na wejściu przetwornicy częstotliwości zmniejsza również wpływ asymetrii faz napięcia zasilania.

Filtry wyjściowe służą do ochrony izolacji, redukcji hałasu akustycznego silnika i zakłóceń elektromagnetycznych o wysokiej częstotliwości w kablu silnika, prądów łożysk i napięć na wale, wydłużając w ten sposób żywotność silnika i okresy konserwacji. Filtry wyjściowe obejmują filtry dU / dt i filtry fal sinusoidalnych.

Należy zauważyć, że filtry sinusoidalne mogą być używane z częstotliwością przełączania wyższą niż wartość znamionowa, ale nie mogą być używane, jeśli częstotliwość kluczowania jest o więcej niż 20% niższa niż wartość znamionowa. Filtry DU / dt mogą być używane z częstotliwością przełączania poniżej wartości znamionowej, ale należy ich unikać przy częstotliwości przełączania wyższej niż wartość znamionowa, ponieważ spowoduje to przegrzanie filtra.

Ze względu na to, że filtry / dławiki powinny znajdować się jak najbliżej przemiennika częstotliwości, zwykle umieszcza się je razem z nią w tej samej szafie zasilającej, w której znajdują się również pozostałe elementy przełączające i sterujące.

Ryc.2. Szafka z przetwornicą częstotliwości, filtrami i urządzeniami przełączającymi.

Należy rozumieć, że potężne filtry mocy i dławiki generują podczas pracy znaczną ilość ciepła (zarówno rdzeń, jak i uzwojenie są podgrzewane). W zależności od rodzaju filtra straty mogą sięgać kilku procent mocy obciążenia. Na przykład trójfazowy dławik sieciowy SKY3TLT100-0,3 czeskiej firmy Skybergtech ma spadek napięcia o 4% w sieci 380 V, który przy prądzie roboczym 100 A wytwarza moc stratną 210 W. Moc silnika elektrycznego przy tym prądzie wyniesie około 55 kW, tj. bezwzględna strata mocy w dławiku będzie niewielka, poniżej 0,5%. Ale ponieważ ta utrata mocy jest uwalniana w zamkniętej szafce, należy podjąć specjalne środki w celu usunięcia ciepła.

Ilość wytwarzanego ciepła jest z reguły proporcjonalna do mocy, ale zależy również od cech konstrukcyjnych elementu uzwojenia. Filtry sinusoidalne będą generować więcej ciepła niż na przykład filtry dU / dt, ponieważ mają większe dławiki i kondensatory, aby zapewnić skuteczniejsze wygładzanie i tłumienie wysokich częstotliwości. Znaczne straty są powodowane przez czynną rezystancję uzwojenia. Często, aby zaoszczędzić pieniądze, producenci stosują drut nawojowy o mniejszym przekroju, czasami wykonany nie z miedzi, ale z aluminium. Termogram (rys. 3) przedstawia 2 filtry sinusoidalne o tej samej mocy, ale od różnych producentów. Oba filtry mają taką samą stratę mocy, ale wyraźnie widać, że uzwojenia filtra po lewej stronie bardziej się nagrzewają, a filtr po prawej ma rdzeń. Oczywiście, jeśli wszystkie inne rzeczy są równe, filtr po prawej stronie będzie działał dłużej niż filtr po lewej stronie.przegrzanie uzwojenia ma znacznie większy wpływ na trwałość filtra ze względu na wzrost prądów upływu na skutek pojawienia się mikropęknięć w izolacji uzwojeń.

Rys. 3 Termogram filtrów sinusoidalnych różnych producentów.

Należy również zauważyć, że użycie różnych materiałów rdzenia również silnie wpływa na straty mocy, czyli odprowadzanie ciepła. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku obecności zakłóceń o wysokiej częstotliwości w obwodzie. Tak więc czeski producent Skybergtech produkuje dwa rodzaje filtrów o tych samych parametrach SKY3FSM110-400E i SKY3FSM110-400EL-Rev.A. W drugim modelu filtra zastosowano rdzeń wykonany z lepszego materiału, dzięki czemu straty mocy są zmniejszone o około 10%. Należy zaznaczyć, że koszt filtra o najlepszych parametrach termicznych jest o prawie 80% wyższy od kosztu analogu. Dlatego przy wyborze filtra należy również zwrócić uwagę na czynnik ekonomiczny.

Znaczne nagrzewanie się filtrów mocy przy mocy znamionowej może mieścić się w tolerancjach producenta, niemniej jednak wraz z wytwarzaniem ciepła należy uwzględnić przemienniki częstotliwości (FC) przy obliczaniu bilansu cieplnego szafy zasilającej. Nowoczesne falowniki mają sprawność 97-98% iz reguły są głównym źródłem wytwarzania ciepła w szafie, ale nie jedynym. Oprócz falownika ciepło jest emitowane przez filtr tłumiący hałas, dławik wejściowy, dławik silnikowy lub filtr sinusoidalny, styczniki, a nawet silnik wentylatora chłodzącego. Dlatego nie wystarczy polegać tylko na odprowadzaniu ciepła samego falownika przy obliczaniu wymaganego przepływu nadmuchu.

Nieprzestrzeganie reżimu temperaturowego może prowadzić do nieprzyjemnych, a czasem bardzo poważnych konsekwencji - od skrócenia żywotności sprzętu do jego pożaru. Dlatego niezwykle ważne jest utrzymanie optymalnej temperatury w szafach sprzętowych. Sposobów rozwiązania tego problemu jest wiele: zastosowanie szafy o innej objętości, zastosowanie wymuszonego przepływu powietrza, specjalnych wymienników ciepła (w tym chłodzenie cieczą) oraz klimatyzatorów. W tym artykule skupimy się na funkcjach obliczania klasycznego wymuszonego chłodzenia powietrzem.

Producenci szaf zasilających dysponują specjalnymi środkami do obliczania warunków termicznych (na przykład oprogramowanie ProClima firmy SchneiderElectric lub oprogramowanie RittalPower Engineering firmy RittalTherm). Pozwalają uwzględnić odprowadzanie ciepła przez wszystkie elementy szafy, w tym wyłączniki, styczniki itp. Uwzględniono konstrukcję szafy, jej wymiary oraz umiejscowienie względem innych szaf.

Programy te zostały stworzone do obliczania warunków cieplnych poszczególnych szaf danego producenta. wziąć pod uwagę ich cechy konstrukcyjne, materiał itp. Niemniej jednak, korzystając z tych programów, całkiem możliwe jest wykonanie przybliżonych obliczeń dla dowolnej szafki, jeśli znasz pewne parametry początkowe.

W takim przypadku należy wziąć pod uwagę zarówno źródła wytwarzania ciepła (straty mocy urządzeń), jak i obszar płaszcza (powierzchnia szafy). Muszą być znane dane dotyczące strat mocy dla wszystkich wbudowanych urządzeń, wymiary pomieszczenia z okablowaniem. Konieczne jest również ustawienie wartości minimalnej / maksymalnej temperatury na zewnątrz szafy, wilgotności i wysokości (będzie to potrzebne do określenia wymaganego natężenia przepływu powietrza). Wilgotność względna służy do określenia punktu rosy, temperatury poniżej której zaczyna się tworzyć kondensacja. Należy się nim kierować przy określaniu minimalnej dopuszczalnej temperatury w szafie (rys. 4).

Rys.4 Tabela określania punktu rosy

Celem obliczeń jest określenie zapotrzebowania na wymuszony nadmuch / chłodzenie / grzanie, przy którym temperatura wewnętrzna wyliczona ze strat mocy będzie się mieścić w maksymalnych / minimalnych dopuszczalnych temperaturach pracy urządzeń w szafie.

Obliczanie bilansu cieplnego szafy zasilającej z przemiennikami częstotliwości składa się z kilku etapów.W pierwszym etapie należy obliczyć efektywną powierzchnię wymiany ciepła Se. Powierzchnia szafy styka się z otoczeniem, którego temperatura różni się od temperatury wewnątrz szafy. Efektywna powierzchnia wymiany ciepła Se zależy od wymiarów geometrycznych i usytuowania szafy, współczynnik dla każdego elementu powierzchniowego dobierany jest z tabeli (rys. 5), zgodnie z normą IEC 60890.

Rysunek 5: Tabela doboru współczynnika b do określenia efektywnej powierzchni powłoki

Całkowita efektywna powierzchnia powłoki wynosi:

Se =S(S0 x b)

W drugim etapie obliczana jest moc strat ciepła generowanych przez sprzęt znajdujący się wewnątrz szafy. Moc cieplną szafy określa się jako sumę strat mocy poszczególnych elementów zainstalowanych w szafie.

Q = Q1 + Q2 + Q3….

Straty ciepła poszczególnych zainstalowanych urządzeń można określić na podstawie ich charakterystyk elektrycznych. W przypadku urządzeń i przewodów z częściowym obciążeniem straty mocy można określić za pomocą następującego wzoru:

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

Q - straty mocy czynnej;

Qn - utrata mocy znamionowej (przy In);

Ib jest rzeczywistą wartością prądu;

In - prąd znamionowy.

Ponadto, biorąc pod uwagę znane wartości temperatur otoczenia (Temin, Temax), można znaleźć maksymalne i minimalne temperatury wewnątrz szafy:

Ti max (° C) = Q / (K x Se) + Te max

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

K jest stałą uwzględniającą materiał powłoki. W przypadku niektórych typowych materiałów używanych do produkcji szafek będzie miał następujące wartości:

K = 12 W / m2 / ° C dla osłony aluminiowej

K = 5,5 W / m2 / ° C dla malowanej osłony metalowej;

K = 3,7 W / m2 / ° C dla osłony ze stali nierdzewnej;

K = 3,5 W / m2 / ° C dla osłony poliestrowej.

Wyznaczmy wymagane wartości temperatury wewnątrz szafy jako Tsmin i Tsmax.

Następnie podejmujemy decyzję o wyborze niezbędnego systemu utrzymania mikroklimatu:

1) Jeżeli maksymalna obliczona wartość temperatury przekracza ustawioną (Timax> Tsmax), wówczas należy zapewnić system wentylacji wymuszonej, wymiennik ciepła lub klimatyzator; moc systemu można określić na podstawie wyrażenia:

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

Stąd można obliczyć wymagany przepływ powietrza:

V (m3 / h) = f x P chłodzenie / (Ts max - Te max), gdzie

f - współczynnik korygujący (współczynnik f = Сp х ρ, iloczyn ciepła właściwego i gęstości powietrza na poziomie morza). Dla różnych wysokości nad poziomem morza współczynnik f przyjmuje następujące wartości:

od 0 do 100 m f = 3,1

od 100 do 250 m f = 3,2

od 250 do 500 m f = 3,3

od 500 do 350 m f = 3,4

od 750 do 1000 m f = 3,5

2) Jeśli maksymalna obliczona wartość temperatury jest mniejsza niż określone maksimum (Timax

3) Jeśli minimalna obliczona wartość temperatury jest niższa niż ustawiona (Ti min

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

4) Jeżeli minimalna obliczona wartość temperatury jest wyższa od ustawionej (Ti min> Ts min), to układ regulacji mikroklimatu nie jest wymagany.

Przy obliczaniu przepływu powietrza generowanego przez wentylator należy wziąć pod uwagę straty obciążenia spowodowane przez elementy wywiewne (kratka dystrybucji powietrza i filtr, obecność lub brak kratki wentylacyjnej).

Przy projektowaniu należy zapewnić równomierny rozkład strat mocy wewnątrz obudowy (szafy), a lokalizacja zabudowanych urządzeń nie powinna utrudniać cyrkulacji powietrza. Nieprzestrzeganie tych zasad będzie wymagało bardziej złożonych obliczeń termicznych, aby wyeliminować prawdopodobieństwo miejscowego przegrzania i efektu obejścia. Akcesoria muszą być dobrane w taki sposób, aby prąd skuteczny obwodów MONTAŻOWYCH nie przekraczał 80% prądu znamionowego In urządzeń.

Rozważmy obliczenie bilansu cieplnego na konkretnym przykładzie.

Dane wstępne: Posiadamy szafę z malowanej blachy stalowej o wysokości 2m, szerokości 1m i głębokości 0,6m, stojącą w rzędzie. W szafie znajdują się 2 przetwornice częstotliwości, dwa filtry sieciowe i dwa wyjściowe filtry sinusoidalne oraz elementy przełączające, ale ze względu na ich niskie straty mocy w stosunku do specyfikowanego sprzętu możemy je zaniedbać. Temperatura otoczenia w pomieszczeniu może wahać się od -10 do + 32 ° C. Wilgotność względna 70%. Dopuszczalna maksymalna temperatura wewnątrz szafy to + 40 ° C. Aby uniknąć kondensacji, minimalna dopuszczalna temperatura w szafie musi być co najmniej punktem rosy, tj.w naszym przypadku 26 ° C (ryc.4)

Obliczenie:

Zgodnie z tabelą (ryc. 5), całkowita efektywna powierzchnia powłoki będzie równa:

Se =SS0 x b = 1,4 (1x0,6) +0,5 (2x0,6) +0,5 (2x0,6) +0,9 (2x1) +0,9 (2x1) = 5,64 m2

Na podstawie znanej mocy rozpraszanej poszczególnych elementów wyposażenia znajdujemy jej całkowitą wartość. Dla przetwornicy częstotliwości, której sprawność wynosi 97-98%, za straty mocy bierzemy 3% deklarowanej mocy znamionowej. Ponieważ projekt uwzględnia, że ​​maksymalne obciążenie nie powinno przekraczać 80% wartości nominalnej, współczynnik 0,8 ma zastosowanie do korekty całkowitej mocy cieplnej:

Q = 1650 × 2 + 340 × 2 + 260 × 2 = 4500x0,8 = 3600 W.

Ponadto, biorąc pod uwagę znane wartości temperatur otoczenia (Te min, Te max), znajdujemy maksymalne i minimalne wartości temperatury wewnątrz szafy bez chłodzenia:

Ti max (° C) = 3600 / (5,5 x5,64) + 32 = 148,05 ° C

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

Ponieważ maksymalna obliczona wartość temperatury jest znacznie wyższa od wartości zadanej (148,05 ° C> 40 ° C), konieczne jest zapewnienie wentylacji wymuszonej, której moc będzie równa:

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

Teraz możemy obliczyć wymaganą wydajność nadmuchu. Aby uwzględnić straty obciążenia spowodowane przez elementy wydechowe (kratka rozdziału powietrza, filtr), ustawimy margines 20%. W rezultacie stwierdzamy, że aby utrzymać równowagę temperaturową szafy w określonych granicach, przepływ powietrza o wydajności:

V = 3,1 x 3351,84 / (40 - 32) = 1298,8 x 1,2 = 1558,6 m3 / h

Ten przepływ powietrza można zapewnić, instalując kilka wentylatorów, z których strumień powietrza jest sumowany. Możesz użyć np. Wentylatorów Sunon A2179HBT-TC. Jednak powinno to również uwzględniać spadek wydajności w przypadku występowania oporów przepływu z zainstalowanych elementów szafy. Biorąc pod uwagę ten czynnik, w naszym przypadku będzie można zainstalować 2 wentylatory W2E208-BA20-01 EBM-PAPST lub 4 wentylatory A2179HBT-TC firmy Sunon. Przy doborze ilości i lokalizacji wentylatorów należy wziąć pod uwagę, że ich szeregowe połączenie zwiększa ciśnienie statyczne, a równoległe zwiększa przepływ powietrza.

Chłodzenie wymuszone można zrealizować poprzez pobieranie ogrzanego powietrza (wentylator zamontowany na wylocie) z objętości szafy lub nadmuch zimnego powietrza (wentylator na wlocie). Wyboru wymaganej metody najlepiej dokonać na wstępnym etapie projektowania. Każda z tych metod ma swoje wady i zalety. Wtrysk powietrza pozwala na wydajniejsze nadmuchiwanie najgorętszych elementów, jeśli zostaną one prawidłowo umieszczone i wpadną do głównego strumienia powietrza. Zwiększona turbulencja przepływu zwiększa ogólne rozpraszanie ciepła. Ponadto nadciśnienie generowane przez wylot zapobiega przedostawaniu się pyłu do obudowy. W przypadku wentylacji wyciągowej, ze względu na obniżone ciśnienie w objętości szafy, pył zasysany jest przez wszystkie szczeliny i otwory. Gdy wentylator znajduje się na wlocie, zwiększa się również jego własny zasób, ponieważ działa on w strumieniu zimnego powietrza wlotowego. Jednak gdy wentylator jest umieszczony po stronie wywiewnej, ciepło z pracy samego wentylatora jest natychmiast odprowadzane na zewnątrz i nie wpływa na działanie urządzenia. Dodatkowo dzięki niewielkiemu podciśnieniu powstającemu podczas wentylacji wyciągowej powietrze zasysane jest nie tylko przez główny otwór wlotowy, ale również przez inne otwory pomocnicze. Optymalnie umieszczony blisko źródeł ciepła zapewnia lepszą kontrolę przepływu.

W przypadku montażu wentylatorów na wlocie zaleca się umieszczenie ich w dolnej części obudowy. W górnej części szafy należy umieścić kratkę wylotu powietrza, przez którą odprowadzane jest ogrzane powietrze. Kratka wylotu powietrza musi mieć niezbędny stopień ochrony, który zapewnia normalne działanie instalacji elektrycznej.Należy pamiętać, że zainstalowanie filtra wylotowego o tej samej wielkości co wentylator zmniejsza rzeczywistą wydajność wentylatora o 25-30%. Dlatego wylot filtra musi być większy niż wlot wentylatora.

Podczas montażu wentylatora na wylocie umieszcza się je w górnej części szafy. Wloty powietrza znajdują się na dole i dodatkowo w pobliżu źródeł najbardziej intensywnego wytwarzania ciepła, co ułatwia ich chłodzenie.

Dodajemy, że wybór odpowiedniej metody nadmuchu należy do projektantów, którzy biorąc pod uwagę wszystkie powyższe czynniki, wymagany stopień ochrony IP oraz charakterystykę sprzętu, muszą wybrać najbardziej odpowiednią. Znaczenie zapewnienia optymalnej temperatury w szafach sprzętowych jest niepodważalne. Podana metodologia obliczeniowa, oparta na metodach zaproponowanych przez projektantów obudów Schnaider Electric, Rittal zgodnie z IEC 60890, pozwala na pewne uproszczenia, wykorzystanie wartości empirycznych, ale jednocześnie pozwala z wystarczającą niezawodnością przeprowadzić praktyczne obliczenia systemu do utrzymania optymalnego bilansu cieplnego szaf zasilających z przemiennikami częstotliwości i filtrami mocy.

Autorzy: Ruslan Cherekbashev, Vitaly Khaimin

Literatura

1. Haimin V., Bahar E. Filtry i dławiki firmy Skybergtech // Energoelektronika. 2014. Nr 3.

2. IEC / TR 60890 (2014) Zespoły do ​​rozdzielnic niskiego napięcia. Metoda weryfikacji wzrostu temperatury za pomocą obliczeń

3. Katalog odzieży. Regulacja temperatury w rozdzielnicach. www.schneider-electric.ru

4. Zasady tworzenia GCC zgodnie z GOST R IEC 61439. Biblioteka techniczna Rittal.

5. Chłodzenie szaf sterowniczych i procesów. Biblioteka techniczna Rittal 2013.

6. Vikharev L. Jak pracować, aby nie wypalić się w pracy. Lub pokrótce o metodach i systemach chłodzenia przyrządów półprzewodnikowych. Część druga // Energoelektronika. 2006. Nr 1.

Obliczanie mocy pobieranej przez komputer, zgodnie z paszportowymi wartościami poboru mocy przez węzły

Kiedy pojawia się pytanie „Ile ciepła generuje mój komputer?”, Najpierw próbujemy znaleźć dane na temat rozpraszania ciepła przez węzły, które znajdują się w obudowie twojego komputera. Ale takich danych nigdzie nie ma. Maksymalne znalezione przez nas maksimum to prądy pobierane przez węzły wzdłuż obwodów zasilania 3.3; pięć; 12 V. I nawet wtedy nie zawsze.

Te wartości prądów poboru mają najczęściej wartości szczytowe i służą raczej do doboru zasilacza w celu wykluczenia jego przetężenia.

Ponieważ wszystkie urządzenia wewnątrz komputera są zasilane prądem stałym, nie ma problemu z określeniem szczytowego (dokładnie szczytowego) zużycia energii przez węzeł. Aby to zrobić, po prostu określ sumę mocy pobieranych na każdej linii, mnożąc prąd i napięcie pobierane wzdłuż obwodu (zwracam uwagę, nie stosuje się żadnych współczynników konwersji - prąd stały).

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

Jak rozumiesz, jest to bardzo przybliżone oszacowanie, które w rzeczywistości prawie nigdy nie jest wykonywane, ponieważ wszystkie węzły komputera nie działają w tym samym czasie w trybie szczytowym. System operacyjny współpracuje z węzłami PC według określonych algorytmów. Informacje są odczytywane - przetwarzane - zapisywane - jakaś ich część jest wyświetlana na środkach sterowania. Te operacje są wykonywane na pakietach danych.

W Internecie istnieje wiele szacunków precyzyjnie określających wartość szczytowego poboru mocy wziętą z charakterystyk węzłów.

Obliczenia dokonane 2-3 lata temu w zasadzie nie odpowiadają aktualnej sytuacji. Ponieważ przez lata producenci modernizowali swoje węzły, co doprowadziło do zmniejszenia ich zużycia energii.

Najnowsze dane przedstawiono w tabeli 1.

Nie, str	Węzeł	Pobór mocy na węzeł, W.	Wyjaśnienia
1	Procesor (CPU)	42 — 135	Dokładniej, zobacz specyfikację swojego procesora
2	Płyta główna	15 — 100	Dokładniej, patrz.publikacje lub zrób kalkulację samodzielnie (w zależności od specyfikacji)
3	Karta graficzna	Do 65 lat	Zasilanie z magistrali, szczegółowe informacje można znaleźć w dokumentacji
		Do 140	Przy oddzielnym zasilaniu, dokładniej patrz dokumentacja
4	Baran	3 — 15	Zależy od wydajności i częstotliwości roboczej, a dokładniej, patrz dokumentacja
5	Dysk twardy, HDD	10 — 45	Zależy od trybu pracy, a dokładniej patrz specyfikacja
6	CD / DVD - RW	10 – 30	Zależy od trybu pracy, a dokładniej patrz specyfikacja
7	FDD	5 – 10	Zależy od trybu pracy, a dokładniej patrz specyfikacja
8	Karta dźwiękowa	3 — 10	Zależy od trybu pracy, a dokładniej patrz specyfikacja
9	Wentylator	1 — 4,5	Dokładniej, zobacz specyfikację
10	Karta sieciowa / wbudowana	3 — 5	Dokładniej, zobacz specyfikację
11	Port USB 2 / USB 3	2,5 / 5 (według niektórych raportów więcej niż 10 W na port USB3)	Do podłączonego portu
12	Porty COM, LPT, GAME	< 2	Dla każdego podłączonego portu
13	Wbudowana karta dźwiękowa	< 5	Podczas korzystania z głośników pasywnych
14	Zasilacz	Wady P. max + 30%	Wybrane po obliczeniu zużycia

Tabela 1.

Widzimy, że dane mają bardzo szeroki rozrzut, jest to określone przez konkretny model twojego węzła. Węzły różnych producentów, zwłaszcza te produkowane w różnym czasie, mają szeroki zakres poboru mocy. Zasadniczo możesz wykonać obliczenia samodzielnie.

Obliczanie mocy pobieranej przez komputer odbywa się w kilku etapach.

To:

1. Zbieranie informacji o mocy pobieranej przez węzeł,
2. Obliczenie całkowitego poboru mocy i dobór zasilacza,
3. Obliczanie całkowitego zużycia komputera (z uwzględnieniem zasilania).

Integralną częścią obliczeń rozpraszania ciepła jest obliczenie mocy pobieranej przez komputer. Na podstawie którego wyznaczana jest moc zasilacza dobierany jest konkretny model, po czym szacowane jest jego rozpraszanie ciepła. Dlatego podczas wykonywania obliczeń termicznych konieczne jest najpierw zebranie danych o mocy pobieranej przez węzły komputerowe.

Póki co jednak nawet pobór mocy nie zawsze jest podawany przez producentów węzłów komputerowych, czasem wartość napięcia zasilania i pobór prądu dla tego napięcia jest podany na tabliczce parametrów. Jak wspomniano powyżej, przy prądzie stałym, który służy do zasilania węzłów komputerowych, iloczyn napięcia zasilania i prądu pobieranego przy danym napięciu wskazuje pobór mocy.

Na podstawie całkowitego poboru mocy (przyjmując go jako moc oddawania ciepła) można przeprowadzić wstępne lub przybliżone obliczenia układu chłodzenia. Obliczenie to raczej zapewni nadmierne chłodzenie komputera, co w warunkach dużego obciążenia i, odpowiednio, maksymalnego wydzielania ciepła daje pewne przybliżenie rzeczywistego wydzielania ciepła i zapewni normalne chłodzenie. Ale gdy komputer jest używany do zwykłych (nie wymagających dużej ilości zasobów) aplikacji, obliczony w ten sposób system chłodzenia jest wyraźnie redundantny, a zapewnienie normalnego funkcjonowania węzłów PC stwarza niedogodności dla użytkownika ze względu na zwiększony poziom hałasu.

Przede wszystkim powinieneś wiedzieć, że pobór mocy i rozpraszanie ciepła przez węzły są bezpośrednio powiązane.

Moc rozpraszania ciepła elementów elektronicznych nie jest równa poborowi mocy, ale są one ze sobą powiązane poprzez współczynnik strat mocy urządzenia.

Istnieje wiele publikacji na temat wykonywania tych obliczeń, istnieją specjalne witryny w Internecie do tych obliczeń. Ale wciąż pojawiają się pytania dotyczące jego realizacji.

Dlaczego?

A ponieważ nie tylko moc rozpraszania ciepła jest trudna do ustalenia u producenta, ale nawet moc pobierana przez interesujący nas węzeł nie zawsze jest znana. Być może po prostu boją się ich cytować ze względu na fakt, że ich wartość nie jest niestabilna w procesie pracy i zależy w znacznym stopniu od sposobu działania. Różnica może być nawet dziesięciokrotna, a czasem nawet większa.

Wydaje się, że nie chcą przytłaczać użytkowników „niepotrzebnymi” informacjami. Nie znalazłem jeszcze żadnych danych dla producentów.

Zalecenia dotyczące wyboru typu klimatyzatora

Klimatyzator do szaf serwerowych
Trudne warunki pracy przy ciągłym obciążeniu nie są w stanie wytrzymać każdego systemu grzewczego. Musi być wyposażony w filtr przeciwpyłowy, osuszacz, zestaw zimowy. Jedną z opcji chłodzenia powietrzem jest klimatyzowana szafa serwerowa. Konstrukcja nie wymaga odprowadzania kondensatu, jednostka zewnętrzna ma niewielkie rozmiary. Jednostka wewnętrzna jest instalowana pionowo lub poziomo w szafie serwerowej.

Wymagania dotyczące klimatyzatorów

Przy utrzymaniu klimatu w serwerowniach ważna jest płynna praca klimatyzatorów. Awarie i naprawy spowodują, że sprzęt telekomunikacyjny będzie długo schłodzony. Zasada rotacji i rezerwacji pozwala na spełnienie tego wymogu. W pomieszczeniu zainstalowano kilka klimatyzatorów połączonych w jedną sieć za pomocą urządzenia obrotowego. W przypadku awarii jednego z klimatyzatorów automatycznie włącza się opcja rezerwowa.

Naprzemienne załączanie bloków pozwala zrównoważyć obciążenie i zapewnić optymalne parametry klimatyczne. W tym trybie technik zatrzymuje się na przemian w celu odpoczynku i konserwacji.

Jednostka rotacyjna pomaga sterować klimatyzacją serwerowni. Automatycznie naprzemiennie włącza się jednostki robocze, w razie potrzeby podłącza urządzenie zapasowe. Drugą opcją sterowania jest instalacja czujników, których odczyty wyświetlane są na monitorze komputera. Nie musisz wychodzić z miejsca pracy, aby określić warunki panujące w serwerowni. Wszystkie informacje w postaci tabel i wykresów trafiają do komputera. Komunikatom towarzyszy sygnał dźwiękowy.

Systemy dzielone

Schemat urządzenia klimatyzatora kolumnowego
Aby zachować określone parametry w serwerowniach, stosuje się systemy dzielone. Domowe lub półprzemysłowe systemy dużej mocy są instalowane w małych pomieszczeniach z wydzielaniem ciepła do 10 kW. Według rodzaju instalacji są to:

• Naścienny - wszechstronna i niedroga opcja. Wydajność wynosi 2,5-5 kW, wybiera się model, w którym zapewniona jest znaczna długość linii freonu. Zalecanymi producentami są Daikin, Toshiba i Mitsubishi Electric.
• Kanałowe - urządzenia umieszczone pod sufitem podwieszanym oszczędzają miejsce i zapewniają efektywną wymianę powietrza. Nadaje się do dużych serwerowni. Klimatyzacja kanałowa dostarcza zimne powietrze bezpośrednio do regałów.
• Kolumna - wydajne systemy w postaci szafek instalowane są na podłodze, nie wymagają montażu.

Precyzyjne systemy klimatyczne

Klimatyzatory precyzyjne serwerowni to sprzęt profesjonalny. Kompleksy klimatyczne mają duży zasób ciągłej pracy, pozwalają na utrzymanie optymalnych parametrów temperatury i wilgotności. Jedną z zalet sprzętu jest dokładność, wskaźniki klimatyczne w dużych pomieszczeniach mają wahania nie większe niż 1 ° C i 2%. W serwerowniach montuje się modele szafowe i sufitowe. Te pierwsze wyróżniają się nieporęcznymi wymiarami, ich moc wynosi 100 kW. Systemy sufitowe są mniej wydajne (20 kW) i są instalowane w pomieszczeniach, w których nie ma możliwości umieszczenia klimatyzatorów szafkowych.

Rodzaje precyzyjnych urządzeń klimatycznych

Kompleksy klimatyczne mogą być monoblokowe i oddzielne w zależności od typu systemów rozdzielonych. Układ jest chłodzony na różne sposoby: przez odparowanie freonu, obieg wody lub powietrza. Popularni producenci: UNIFLAIR, Blue box.

Plusy instalacji:

• nieprzerwana praca;
• duża moc sprzętu;
• precyzyjna kontrola elementów klimatycznych;
• szeroki zakres temperatur pracy;
• zgodność z kontrolą wysyłki.

Wady systemów precyzyjnych:

• wysoka cena;
• hałaśliwy projekt monobloku.

Układ klimakonwektorów agregatu chłodniczego

System klimatyzacji jako czynnik grzewczy wykorzystuje wodę lub mieszaninę glikolu etylenowego. Zasada działania jest podobna do instalacji z freonem.Agregat schładza ciecz krążącą w wymienniku ciepła klimakonwektora, a powietrze przechodzące przez chłodnicę obniża temperaturę.

• wysoka wydajność;
• wszechstronność;
• bezpieczna i niedroga eksploatacja.