Прорачун система климатизације за стамбене и јавне зграде (страна 1)

Онлајн калкулатор за израчунавање расхладног капацитета

Да бисте самостално изабрали снагу кућног клима уређаја, користите поједностављену методу за израчунавање површине расхлађене собе, имплементирану у калкулатор. Нијансе мрежног програма и унети параметри описани су у наставку у упутствима.

Белешка. Програм је погодан за израчунавање перформанси расхладних уређаја за домаћинство и сплит система инсталираних у малим канцеларијама. Климатизација просторија у индустријским зградама је сложенији задатак, решен уз помоћ специјализованих софтверских система или методе прорачуна СНиП.

Добијање топлоте од опреме

Пораст топлоте од опреме и електромотора директно зависи од њихове снаге и одређује се из израза:

К = Н * (1-ефикасност * к3),

или К = 1000 * Н * к1 * к2 * к3 * кт

где је Н снага опреме, кВк1, к2, к3 су фактори оптерећења (0,9 - 0,4), потражња (0,9 - 0,7) и истовремени рад (1 - 0,3),

кт - коефицијент преноса топлоте у просторију 0,1 - 0,95

Ови коефицијенти нису исти за различиту опрему и преузети су из различитих референтних књига. У пракси су сви коефицијенти и ефикасност уређаја наведени у пројектном задатку. У индустријској вентилацији може се добити више топлоте од опреме него од било чега другог.

Зависност ефикасности електромотора од његове снаге:

Н <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 Што се тиче вентилације у домаћинству, препоручљиво је узети снагу и брзину протока ваздуха из пасоша опреме, али дешава се да нема података и ако индустрија не може без технолога, онда је овде дозвољено да се узму приближне вредности за добитке топлоте од опреме, које се могу наћи у свим врстама референтних књига и приручника, на пример:

• Одвођење топлоте рачунара 300-400 В
• апарати за кафу 300 В
• ласерски штампачи 400в
• електрични чајник 900-1500 В
• фотокопир апарат 500-600 В.
• фритезе 2750-4050 В.
• сервери 500-100 В
• тостер 1100-1250 В.
• ТВ уређај 150 В
• роштиљ 13.500 В / м2 површине
• фрижидер 150 В
• електричне пећи површине 900-1500 В / м2

Када се у кухињи налази издувна капуљача, добитак топлоте од шпорета смањује се за 1,4.

Упутства за употребу програма

Сада ћемо објаснити корак по корак како израчунати снагу клима уређаја на представљеном калкулатору:

1. У прва 2 поља унесите вредности за површину собе у квадратним метрима и висину плафона.
2. Изаберите степен осветљености (излагање сунцу) кроз отворе прозора. Сунчева светлост која продире у просторију додатно загрева ваздух - овај фактор се мора узети у обзир.
3. У следећем падајућем менију одаберите број станара који су дуго боравили у соби.
4. На преосталим картицама одаберите број телевизора и личних рачунара у зони климатизације. Током рада, ови уређаји за домаћинство такође производе топлоту и подлежу рачуноводству.
5. Ако је у соби инсталиран фрижидер, у претпостављено поље унесите вредност електричне снаге кућног апарата. Карактеристике је лако научити из упутства за употребу производа.
6. Последња картица вам омогућава да узмете у обзир доводни ваздух који улази у зону хлађења због вентилације. Према регулаторним документима, препоручена мултипликација за стамбене просторије је 1-1,5.

За референцу. Курс ваздуха показује колико пута се током једног сата ваздух у соби потпуно обнавља.

Објаснимо неке нијансе тачног попуњавања поља и избора картица. Када одређујете број рачунара и телевизора, размотрите њихов истовремени рад.На пример, један станар ретко користи оба уређаја истовремено.

Сходно томе, за одређивање потребне снаге сплит система одабире се јединица кућних апарата која троши више енергије - рачунар. Одвођење топлоте ТВ пријемника није укључено.

Калкулатор садржи следеће вредности за пренос топлоте из кућних апарата:

• ТВ уређај - 0,2 кВ;
• лични рачунар - 0,3 кВ;
• Будући да фрижидер претвара око 30% потрошене електричне енергије у топлоту, програм укључује 1/3 унете цифре у прорачуне.

Компресор и радијатор уобичајеног фрижидера одају топлоту амбијенталном ваздуху.

Савет. Одвођење топлоте ваше опреме може се разликовати од назначених вредности. Пример: потрошња рачунара за игре са моћним видео процесором достиже 500-600 В, преносног рачунара - 50-150 В. Познавајући бројеве у програму, лако је пронаћи потребне вредности: за играћи рачунар одаберите 2 стандардна рачунара, уместо лаптопа узмите 1 ТВ пријемник.

Калкулатор вам омогућава да искључите добитак топлоте из доводног ваздуха, али одабир ове картице није у потпуности тачан. Струје ваздуха у сваком случају циркулишу кроз стан, доносећи топлоту из других просторија, попут кухиње. Боље је играти на сигурно и укључити их у прорачун клима уређаја тако да његове перформансе буду довољне за стварање угодне температуре.

Главни резултат прорачуна снаге мери се у киловатима, секундарни резултат је у британским термалним јединицама (БТУ). Однос је следећи: 1 кВ ≈ 3412 БТУ или 3.412 кБТУ. Како одабрати сплит-систем на основу добијених слика, прочитајте даље.

Типичан прорачун снаге клима уређаја

Типични прорачун вам омогућава да пронађете капацитет клима уређаја за малу собу: одвојена соба у стану или викендици, канцеларија површине до 50 - 70 квадратних метара. м и друге просторије смештене у капиталним зградама. Прорачун расхладног капацитета К

(у киловатима) производи се према следећој методи:

К = К1 + К2 + К3

К1 - добитци топлоте од прозора, зидова, пода и плафона.	К1 = С * х * к / 1000, где С је површина собе (квадрат М); х је висина просторије (м); к - коефицијент једнак 30 - 40 В / кб. м: к = 30 за осенчену собу; к = 35 при средњем осветљењу; к = 40 за собе са пуно сунчеве светлости. Ако директна сунчева светлост уђе у просторију, тада на прозорима треба да буду светле завесе или жалузине.
К2 је збир топлотних добитака од људи.	Добици топлоте од одрасле особе: 0,1 кВ - у мировању; 0,13 кВ - са лаганим кретањем; 0,2 кВ - са физичком активношћу;
К3 - збир добитака топлоте из кућних апарата.	Добици топлоте из кућних апарата: 0,3 кВ - од рачунара; 0,2 кВ - од телевизора; За остале уређаје може се претпоставити да генеришу 30% максималне потрошње енергије у облику топлоте (односно претпоставља се да је просечна потрошња енергије 30% максималне).

Снага клима уређаја мора бити у домету Кранге

од
–5%
пре него што
+15%
пројектни капацитет
К
.

Пример типичног прорачуна снаге клима уређаја

Израчунајмо капацитет клима уређаја за дневну собу површине 26 квадратних метара. м са висином плафона од 2,75 м у којој живи једна особа, а такође има рачунар, ТВ и мали фрижидер са максималном потрошњом енергије од 165 вати. Соба се налази на сунчаној страни. Рачунар и ТВ не раде истовремено, јер их користи иста особа.

• Прво одређујемо добитак топлоте кроз прозор, зидове, под и плафон. Коефицијент к

  изабрати једнаке
  40
  , будући да се соба налази на сунчаној страни:

  К1 = С * х * к / 1000 = 26 кв. м * 2,75 м * 40/1000 = 2,86 кВ

  .

• Пораст топлоте од једне особе у мирном стању биће 0,1 кВ
  .
  К2 = 0,1 кВ
• Следеће ћемо наћи добитке топлоте од кућних апарата. С обзиром да рачунар и ТВ не раде истовремено, у прорачунима се мора узети у обзир само један од ових уређаја, наиме онај који генерише више топлоте. Ово је рачунар, са којег се одводи топлота 0,3 кВ
  ... Фрижидер генерише око 30% максималне потрошње енергије у облику топлоте, тј
  0,165 кВ * 30% / 100% ≈ 0,05 кВ
  .
  К3 = 0,3 кВ + 0,05 кВ = 0,35 кВ
• Сада можемо одредити процењени капацитет клима уређаја: К = К1 + К2 + К3 = 2,86 кВ + 0,1 кВ + 0,35 кВ = 3,31 кВ
• Препоручени опсег снаге Кранге
  (од
  -5%
  пре него што
  +15%
  пројектни капацитет
  К
  ):
  Распон од 3,14 кВ

Преостаје нам да одаберемо модел одговарајуће снаге. Већина произвођача производи сплит системе са капацитетима блиским стандардном опсегу: 2,0

кВ;
2,6
кВ;
3,5
кВ;
5,3
кВ;
7,0
кВ Из овог асортимана бирамо модел капацитета
3,5
кВ

БТУ

(
БТУ
) - Британска термална јединица (Бритисх Тхермал Унит). 1000 БТУ / сат = 293 В.
БТУ / сат
.

Метод израчунавања и формуле

Са стране скрупулозног корисника, сасвим је логично да не верујете бројевима добијеним на мрежном калкулатору. Да бисте проверили резултат израчунавања снаге јединице, користите поједностављену методу коју су предложили произвођачи расхладне опреме.

Дакле, потребне хладне перформансе домаћег клима уређаја израчунавају се по формули:

Објашњење ознака:

• Ктп је топлотни ток који у собу улази са улице кроз грађевинске конструкције (зидови, подови и плафони), кВ;
• Кл - одвођење топлоте од станара, кВ;
• Кбп - улаз топлоте из кућних апарата, кВ.

Лако је сазнати пренос топлоте електричних апарата за домаћинство - погледајте пасош производа и пронађите карактеристике потрошене електричне енергије. Скоро сва потрошена енергија претвара се у топлоту.

Важна тачка. Изузетак од правила су расхладне јединице и уређаји који раде у режиму старт / стоп. У року од 1 сата компресор хладњака ће у просторију испустити количину топлоте једнаку 1/3 максималне потрошње наведене у упутству за употребу.

Компресор кућног фрижидера претвара готово сву утрошену електричну енергију у топлоту, али ради у прекидном режиму
Довод топлоте од људи одређен је регулаторним документима:

• 100 В / х од особе која мирује;
• 130 В / х - док ходате или радите лагане радове;
• 200 В / х - током тешких физичких напора.

За прорачуне се узима прва вредност - 0,1 кВ. Преостало је утврдити количину топлоте која продире споља кроз зидове по формули:

• С - квадрат расхлађене просторије, м²;
• х висина плафона, м;
• к је специфична топлотна карактеристика која се односи на запремину просторије, В / м³.

Формула вам омогућава да извршите збирни прорачун протока топлоте кроз спољне ограде приватне куће или стана користећи специфичне карактеристике к. Његове вредности су прихваћене на следећи начин:

1. Соба се налази на сенчној страни зграде, површина прозора не прелази 2 м², к = 30 В / м³.
2. Са просечном осветљеношћу и стаклом, узима се специфична карактеристика од 35 В / м³.
3. Соба се налази на сунчаној страни или има много провидних структура, к = 40 В / м³.

Утврдивши добитак топлоте из свих извора, додајте бројеве добијене помоћу прве формуле. Упоредите резултате ручног израчунавања са резултатима мрежног калкулатора.

Велика површина застакљивања подразумева повећање расхладног капацитета клима уређаја

Када је потребно узети у обзир улаз топлоте из вентилационог ваздуха, расхладни капацитет јединице се повећава за 15-30%, у зависности од курса. Када ажурирате ваздушну средину 1 пут на сат, помножите резултат израчуна са фактором 1,16-1,2.

Методологија прорачуна система климатизације

Свако може самостално израчунати потребну снагу клима уређаја користећи једноставну формулу. Пре свега, морате да сазнате који ће токови топлоте бити у соби. Да би се израчунали, запремину просторије треба помножити са коефицијентом преноса топлоте. Вредност овог коефицијента је у распону од 35 до 40 В и зависи од оријентације прозорских отвора. Даље, неопходно је утврдити какву топлотну енергију емитују кућни апарати и енергију људи који ће стално бити у соби. Све ове вредности топлотних добитака су сумиране. Повећавамо пронађени број за 15-20% и добијамо потребан капацитет хлађења климатског система.

Повезани чланци и материјали:

Дизајн климатизационих системаСплит клима: како је одабрати?Аутоматизација система климатизације

Пример за собу од 20 кв. м

Приказаћемо прорачун капацитета за климатизацију малог стана - гарсоњере површине 20 м² са висином плафона 2,7 м. Остатак почетних података:

• осветљење - средње;
• број становника - 2;
• плазма ТВ панел - 1 ком;
• рачунар - 1 ком;
• Потрошња електричне енергије у фрижидеру - 200 В;
• учесталост размене ваздуха без узимања у обзир периодичне кухињске напе - 1.

Емисија топлоте од становника износи 2 к 0,1 = 0,2 кВ, из кућних апарата, узимајући у обзир истовременост - 0,3 + 0,2 = 0,5 кВ, са бочне стране фрижидера - 200 к 30% = 60 В = 0,06 кВ. Соба са просечном осветљеношћу, специфична карактеристика к = 35 В / м³. Сматрамо проток топлоте са зидова:

Ктп = 20 к 2,7 к 35/1000 = 1,89 кВ.

Коначни прорачун капацитета клима уређаја изгледа овако:

К = 1,89 + 0,2 + 0,56 = 2,65 кВ, плус потрошња хлађења за вентилацију 2,65 к 1,16 = 3,08 кВ.

Кретање ваздушних струја око куће током процеса вентилације

Важно! Не мешајте општу вентилацију са кућном вентилацијом. Проток ваздуха који улази кроз отворене прозоре је превелик и мења га налетима ветра. Хладњак не би требало и не може нормално да условљава просторију у којој неконтролисана количина спољног ваздуха слободно тече.

Добијање топлоте од сунчевог зрачења

Одређивање добитка топлоте од сунчевог зрачења је сложеније и не мање важно. Исти приручник ће вам помоћи у овоме, али ако се за људе користи најједноставнија формула, много је теже израчунати соларне добитке топлоте. Добици топлоте за инсолацију подељени су на проток топлоте кроз прозоре и кроз затворене конструкције. Да бисте их пронашли, морате знати оријентацију зграде иза кардиналних тачака, величину прозора, дизајн оградних елемената и све остале податке које треба заменити изразом. Прорачун улазне топлоте од сунчевог зрачења кроз прозор врши се кроз израз:

КΔт = (тоут + 0,5 • θ • АМЦ - тп) АОЦ / РОЦ

тнар - просечна дневна температура спољног ваздуха, узимамо температуру јула из СНиП 2.01.01-82

θ је коефицијент који показује промене температуре спољног ваздуха,

АМЦ - највећа дневна амплитуда спољне температуре ваздуха у јулу, преузимамо из СНиП 2.01.01-82

тп - температура ваздуха у згради, узимамо према СНиП 2.04.05-91

АОЦ, РОЦ - површина, а смањена отпорност стакла на пренос топлоте преузета је из СНиП ИИ-3-79

Сви подаци су преузети из апликације у зависности од географске ширине.

Соларни добитак топлоте кроз омотач зграде израчунава се на следећи начин:

Долазећи из личног искуства, саветујем вам да направите плочу за израчунавање топлотних добитака од сунчевог зрачења у програму Екцел или неком другом програму, ово ће вам у великој мери поједноставити и убрзати прорачуне. Увек покушајте да израчунате добитак соларне топлоте помоћу ове методе. Тужна пракса показује да су купци који указују на оријентацију својих просторија на главне тачке вероватније изузетак него правило (Стога лукави дизајнери користе ову превару: Добијање топлоте од сунца за затамњену страну износи 30 В / м3, са нормално осветљење 35 В / м3, за сунчану страну од 40 В / м станове и мале канцеларије. Саветујем вам да се потрудите да извучете што више података и правилно направите исти прорачун уноса топлоте од сунчевог зрачења.

Избор клима уређаја по снази

Подељени системи и расхладне јединице других врста производе се у облику модел линија са производима стандардних перформанси - 2,1, 2,6, 3,5 кВ и тако даље.Неки произвођачи указују на снагу модела у хиљадама британских термичких јединица (кБТУ) - 07, 09, 12, 18 итд. Кореспонденција клима уређаја изражена у киловатима и БТУ приказана је у табели.

Референца. Од ознака у кБТУ отишла су популарна имена расхладних уређаја различитих хладноћа, "девет" и других.

Знајући потребне перформансе у киловатима и царским јединицама, изаберите сплит систем у складу са препорукама:

1. Оптимална снага кућног клима уређаја је у опсегу од -5 ... + 15% од израчунате вредности.
2. Боље је дати малу маргину и резултат заокружити нагоре - на најближи производ у асортиману модела.
3. Ако израчунати капацитет хлађења премаши капацитет стандардног хладњака за стоти део киловата, не бисте требали заокруживати.

Пример. Резултат прорачуна је 2,13 кВ, први модел у серији развија капацитет хлађења од 2,1 кВ, други - 2,6 кВ. Изабрали смо опцију бр. 1 - клима уређај од 2,1 кВ, што одговара 7 кБТУ.

Пример два. У претходном одељку израчунали смо перформансе јединице за студио апартман - 3,08 кВ и пали између модификација од 2,6-3,5 кВ. Одабрали смо сплит-систем са већим капацитетом (3,5 кВ или 12 кБТУ), јер враћање на нижи неће бити унутар 5%.

За референцу. Имајте на уму да је потрошња енергије било ког клима уређаја три пута мања од његовог расхладног капацитета. Јединица од 3,5 кВ "повући" ће око 1200 В електричне енергије из мреже у максималном режиму. Разлог лежи у принципу рада расхладне машине - "сплит" не генерише хладноћу, већ преноси топлоту на улицу.

Велика већина климатских система способна је да ради у 2 режима - хлађење и грејање током хладне сезоне. Штавише, топлотна ефикасност је већа, јер мотор компресора, који троши електричну енергију, додатно загрева фреонски круг. Разлика снаге у режиму хлађења и грејања приказана је у горњој табели.

Називна и оптимална снага клима уређаја

приближне вредности различитих вишкова топлоте
Називна снага се подразумева као просечна перформанса клима уређаја за рад на хладном. Али у сваком појединачном случају потребно је израчунати оптималну снагу, која би, у идеалном случају, требало да се подудара што је више могуће са првом.

Произвођачи одабиру номиналне вредности за сваки тип расхладног уређаја:

• Блокови прозора обично имају следеће стандардне положаје: 5, 7, 9, 12, 18, 24;
• Зидне поделе одговарају опсегу модела у овој верзији: 7, 9, 12, 18, 24. Понекад неке марке производе нестандардне моделе са следећим номиналним вредностима: 8, 10, 13, 28, 30;
• Касете су у следећем редоследу: 18, 24, 28, 36, 48, 60. Нестандардни ред: 34, 43, 50, 54;
• Поделе канала почињу са опсегом капацитета од 12 модела, а понекад се завршавају са 200;
• Инсталације конзола имају следеће варијанте: 18, 24, 28, 36, 48, 60. У нестандардној верзији: 28, 34, 43, 50, 54;
• Колоне почињу од 30, а повећавају се до 100 или више.

Ова листа није случајна. Већ је узео у обзир избор клима уређаја и његов капацитет према површини собе, висини плафона и приливима топлоте из опреме за домаћинство, електричном осветљењу, људима, крововима са зидовима, отвореним прозори и вентилација.

Прорачун топлотног биланса

У последње време постоји стални тренд ка повећању употребе претварача фреквенције у индустријским предузећима, у области енергетике, нафтне и гасне индустрије, комуналних предузећа итд. То је због чињенице да регулација фреквенције електричног погона омогућава вам значајну уштеду електричне енергије и других производних ресурса, осигурава аутоматизацију технолошких процеса и повећава поузданост система у целини. Претварачи фреквенције користе се и у новим пројектима и у модернизацији производње.Широк спектар капацитета и разне опције за контролне системе омогућавају вам да изаберете решење за готово било који задатак.

Међутим, уз све очигледне предности претварача фреквенције, они имају карактеристике које, без умањивања њихових заслуга, ипак захтевају додатну употребу посебних уређаја. Ови уређаји су улазни и излазни филтери и пригушнице.

Фиг. 1. Употреба улазних и излазних филтера у круговима са претварачем фреквенције.

Електрични погони су познати извор сметњи. Улазни филтри су дизајнирани да минимализују појаву и ометање како електронске опреме тако и електронске опреме, што вам омогућава да испуните захтеве за електромагнетном компатибилношћу. Задатак смањења утицаја хармонских изобличења на електричну мрежу који настају током рада фреквентних претварача решава се постављањем линијских пригушница испред фреквентних претварача и пригушница једносмерне струје. САлинијска пригушница на улазу претварача фреквенције такође смањује утицај фазне неравнотеже напона напајања.

Излазни филтери се користе за заштиту изолације, смањење акустичне буке мотора и високофреквентних електромагнетних сметњи у каблу мотора, носећих струја и напона вратила, чиме се продужава век трајања мотора и периоди одржавања. Излазни филтери укључују дУ / дт филтере и синусно-таласне филтере.

Треба напоменути да се синусни филтри могу користити са фреквенцијом пребацивања већом од номиналне вредности, али се не могу користити ако је фреквенција пребацивања за више од 20% нижа од номиноване вредности. ДУ / дт филтри се могу користити са фреквенцијом пребацивања испод номиналне вредности, али их треба избегавати са фреквенцијом пребацивања већом од номиналне вредности, јер ће то довести до прегревања филтера.

С обзиром на то да филтери / пригушнице треба да буду смештени што ближе претварачу фреквенције, они се обично заједно са њим постављају у исти орман за напајање, где се такође налазе и остали преклопни и управљачки елементи.

Слика 2. Ормар са претварачем фреквенције, филтерима и преклопним уређајима.

Треба схватити да моћни филтери снаге и пригушнице генеришу значајну количину топлоте током рада (и језгро и намотај се загревају). У зависности од врсте филтера, губици могу достићи неколико процената снаге оптерећења. На пример, трофазна мрежна пригушница СКИ3ТЛТ100-0.3 коју је произвела чешка компанија Скибергтецх има пад напона од 4% у мрежи од 380 волти, што при радној струји од 100А ствара снагу губитка од 210 В. Снага електромотора при овој струји биће приближно 55 кВ, тј. апсолутни губитак снаге на пригушници биће мали, мањи од 0,5%. Али пошто се овај губитак снаге ослобађа у затвореном ормару, морају се предузети посебне мере за уклањање топлоте.

Количина произведене топлоте је, по правилу, пропорционална снази, али такође зависи и од дизајнерских карактеристика елемента намотаја. Синусни филтри ће генерисати више топлоте од, на пример, дУ / дт филтера, јер имају веће пригушнице и кондензаторе који омогућавају ефикасније заглађивање и сузбијање високе фреквенције. Активни отпор намотаја уноси значајне губитке. Често, како би уштедели новац, произвођачи користе жицу за намотавање мањег пресека, понекад направљену не од бакра, већ од алуминијума. Термограм (слика 3) приказује 2 синусна филтера исте снаге, али различитих произвођача. Оба филтера имају исте губитке снаге, али се јасно види да се намотаји филтера лево више загревају, а филтер десно има језгро. Наравно, под једнаким условима, филтер са десне стране ће трајати дуже од левог.прегревање намотаја има много већи ефекат на трајност филтра због повећања струја цурења услед појаве микропукотина у изолацији намотаја.

Слика 3 Термограм синусних филтера различитих произвођача.

Такође треба напоменути да употреба различитих језгрених материјала такође снажно утиче на губитак снаге, односно на одвођење топлоте. Ово је посебно тачно у присуству високофреквентних сметњи у колу. Дакле, чешки произвођач Скибергтецх производи две врсте филтера са истим параметрима СКИ3ФСМ110-400Е и СКИ3ФСМ110-400ЕЛ-Рев. А. У другом моделу филтера користи се језгро направљено од бољег материјала, због чега се губитак снаге смањује за око 10%. Треба напоменути да је цена филтера са најбољим топлотним параметрима готово 80% већа од цене аналога. Због тога се приликом избора филтера мора обратити пажња и на економски фактор.

Значајно загревање филтера снаге при називној снази може бити у границама толеранције произвођача, али без обзира на то, заједно са производњом топлоте, претварачи фреквенције (ФЦ) морају се узети у обзир приликом израчунавања топлотне равнотеже енергетског ормана. Савремени претварачи имају ефикасност од 97-98% и по правилу су главни извор топлоте у ормару, али не и једини. Поред претварача, топлоту генеришу и филтер за сузбијање буке, улазна пригушница, моторна пригушница или синусни филтер, контактори, па чак и мотор вентилатора за хлађење. Према томе, при израчунавању потребног протока дувања није довољно ослањати се само на одвођење топлоте самог претварача.

Непоштовање температурног режима може довести до непријатних, а понекад и врло озбиљних последица - од смањења животног века опреме до пожара. Због тога је одржавање оптималне температуре у ормарима за опрему од највеће важности. Постоји много начина за решавање овог проблема: коришћење ормана различите запремине, коришћење присилног протока ваздуха, специјалних измењивача топлоте (укључујући и хлађење течношћу) и клима уређаја. У овом чланку ћемо се фокусирати на карактеристике израчунавања класичног присилног ваздушног хлађења.

Произвођачи енергетских ормана имају посебне термичке прорачуне (нпр. ПроЦлима компаније СцхнеидерЕлецтриц или софтвер РитталПовер Енгинееринг компаније РитталТхерм). Омогућавају вам да узмете у обзир одвођење топлоте свих елемената ормана, укључујући прекидаче, контакторе итд. Узимају се у обзир дизајн ормана, његове димензије и распоред у односу на друге ормаре.

Ови програми су створени за израчунавање топлотних услова одређених ормара датог произвођача. узети у обзир њихове карактеристике дизајна, материјал итд. Ипак, користећи ове програме, сасвим је могуће направити приближни прорачун за произвољни кабинет, ако знате одређене почетне параметре.

У овом случају, потребно је узети у обзир и изворе производње топлоте (губици снаге опреме) и површину шкољке (површина ормана). Подаци о губицима снаге за све уграђене уређаје, димензије разводног ормана, морају бити познати. Такође је потребно подесити вредности минималне / максималне температуре изван ормана, влажности и надморске висине (то ће бити потребно за одређивање потребне брзине протока ваздуха). Релативна влажност ваздуха користи се за одређивање тачке росе, температуре испод које почиње да се ствара кондензација. Неопходно је водити се њиме при одређивању минималне дозвољене температуре у ормару (слика 4).

Слика 4 Табела одређивања тачке росе

Сврха прорачуна је утврђивање потребе за присилним протоком ваздуха / хлађењем / грејањем, при чему ће унутрашња температура израчуната из губитака снаге бити у оквиру максималне / минималне дозвољене радне температуре за уређаје у орману.

Прорачун топлотног биланса енергетског ормана са претварачима фреквенције састоји се од неколико фаза.У првој фази потребно је израчунати ефективну површину преноса топлоте Се. Површина ормана је у контакту са околином чија се температура разликује од температуре унутар ормана. Ефективна површина размене топлоте Се зависи од геометријских димензија и места ормана, коефицијент за сваки површински елемент се бира из табеле (слика 5), у складу са стандардом ИЕЦ 60890.

Слика 5: Табела избора за коефицијент б за одређивање ефективне површине љуске

Укупна ефективна површина љуске је:

Се =С.(С0 к б)

У другој фази израчунава се снага топлотних губитака које генерише опрема унутар ормана. Излазна топлота ормана дефинише се као збир губитака снаге појединачних елемената уграђених у ормар.

К = К1 + К2 + К3….

Губици топлоте појединачно уграђене опреме могу се одредити њиховим електричним карактеристикама. За опрему и проводнике са делимичним оптерећењем губитак снаге може се одредити према следећој формули:

К = Кн к (Иб / Ин) 2, где

К - губици активне снаге;

Кн - губитак називне снаге (при Ин);

Иб је стварна вредност струје;

Називна струја.

Даље, узимајући у обзир познате вредности температура околине (Темин, Темак), унутар ормана можете пронаћи максималне и минималне температуре:

Ти мак (° Ц) = К / (К к Се) + Те мак

Ти мин (° Ц) = К / (К к Се) + Те мин, где

К је константа која узима у обзир материјал љуске. За неке уобичајене материјале који се користе за производњу ормара, имаће следеће вредности:

К = 12 В / м2 / ° Ц за алуминијумски омотач

К = 5,5 В / м2 / ° Ц за обојени метални плашт;

К = 3,7 В / м2 / ° Ц за плашт од нерђајућег челика;

К = 3,5 В / м2 / ° Ц за полиестерски омотач.

Означимо потребне вредности температуре унутар ормана као Тсмин и Тсмак.

Затим доносимо одлуку о избору неопходног система за одржавање микроклиме:

1) Ако максимална израчуната вредност температуре прелази подешену (Тимак> Тсмак), тада је потребно обезбедити систем присилне вентилације, измењивач топлоте или клима уређај; снага система може се одредити из израза:

Хлађење = К - К к Се к (Тс мак - Те мак)

Одавде се може израчунати потребан проток ваздуха:

В (м3 / х) = ф к хлађење / (Тс мак - Те мак), при чему

ф - корекциони фактор (фактор ф = Сп х ρ, производ специфичне топлоте и густине ваздуха на нивоу мора). За различите надморске висине, коефицијент ф има следеће вредности:

од 0 до 100 м ф = 3,1

од 100 до 250 м ф = 3,2

од 250 до 500 м ф = 3,3

од 500 до 350 м ф = 3,4

од 750 до 1000 м ф = 3,5

2) Ако је максимална израчуната вредност температуре мања од наведеног максимума (Тимак

3) Ако је минимална израчуната вредност температуре нижа од задате (Ти мин

Погревање = К к Се (Тсмин - Те мин) - К

4) Ако је минимална израчуната вредност температуре виша од постављене (Ти мин> Тс мин), тада систем за контролу микроклиме није потребан.

При израчунавању протока ваздуха који генерише вентилатор, морају се узети у обзир губици оптерећења изазвани издувним компонентама (решетка за расподелу ваздуха и филтер, присуство или одсуство вентилационе решетке).

Приликом пројектовања треба обезбедити равномерну расподелу губитака снаге унутар кућишта (ормана), а место уграђене опреме не сме ометати циркулацију ваздуха. Непоштовање ових правила захтеваће сложеније термичке прорачуне како би се елиминисала вероватноћа локалног прегревања и ефекта премошћавања. Прибор мора бити величине тако да ефективна струја склопова АССЕМБЛИ не прелази 80% називне струје Ин уређаја.

Размотримо израчунавање биланса топлоте на конкретном примеру.

Почетни подаци: Имамо ормар од обојеног челичног лима висине 2 м, ширине 1 м и дубине 0,6 м, који стоји у низу. Кабинет садржи 2 фреквентна претварача, два мрежна филтера и два излазна синусна филтера, као и преклопне елементе, али због мале дисипације снаге у односу на наведену опрему, можемо их занемарити. Собна собна температура може варирати од -10 до + 32 ° Ц. Релативна влажност ваздуха 70%. Дозвољена максимална температура унутар ормана је + 40 ° Ц. Да би се избегла кондензација, минимална дозвољена температура у ормару мора бити најмање тачка росе, тј.у нашем случају 26 ° Ц (слика 4)

Калкулација:

У складу са табелом (слика 5), укупна ефективна површина љуске биће једнака:

Се =С.С0 к б = 1,4 (1к0,6) +0,5 (2к0,6) +0,5 (2к0,6) +0,9 (2к1) +0,9 (2к1) = 5,64 м2

На основу познате расипане снаге појединих елемената опреме проналазимо његову укупну вредност. За претварач фреквенције, чија је ефикасност 97-98%, узимамо 3% декларисане називне снаге за расипање снаге. Будући да дизајн узима у обзир да максимално оптерећење не би требало да прелази 80% од номиналне вредности, тада је за корекцију укупне топлотне снаге применљив коефицијент 0,8:

К = 1650 × 2 + 340 × 2 + 260 × 2 = 4500к0,8 = 3600 В

Даље, узимајући у обзир познате вредности температура околине (Те мин, Те мак), проналазимо максималне и минималне вредности температуре унутар ормана без хлађења:

Ти мак (° Ц) = 3600 / (5,5 к5,64) + 32 = 148,05 ° Ц

Ти мин (° Ц) = 3600 / (5,5 к5,64) - 10 = 106,05 ° Ц

Будући да је максимално израчуната вредност температуре знатно већа од задате (148,05 ° Ц> 40 ° Ц), неопходно је обезбедити принудну вентилацију чија ће снага бити једнака:

Хлађење = 3600 - 5,5 × 5,64 к (40 - 32) = 3351,84 В

Сада можемо израчунати потребне перформансе дувања. Да бисмо узели у обзир губитке оптерећења изазване издувним компонентама (решетка за дистрибуцију ваздуха, филтер), поставићемо маргину од 20%. Као резултат, открили смо да како би се одржао температурни биланс ормана у оквиру наведених вредности, проток ваздуха капацитета:

В = 3,1к 3351,84 / (40 - 32) = 1298,8к 1,2 = 1558,6 м3 / х

Овај проток ваздуха може се осигурати инсталирањем неколико вентилатора, чији се проток ваздуха сажима. Можете користити, на пример, вентилаторе Сунон А2179ХБТ-ТЦ. Међутим, ово такође треба узети у обзир пад перформанси у присуству отпора протоку из уграђених елемената ормана. Узимајући у обзир овај фактор, у нашем случају биће могуће инсталирати 2 вентилатора В2Е208-БА20-01 ЕБМ-ПАПСТ или 4 вентилатора А2179ХБТ-ТЦ компаније Сунон. Приликом избора броја и места вентилатора треба узети у обзир да њихов серијски прикључак повећава статички притисак, а паралелни прикључак повећава проток ваздуха.

Присилно ваздушно хлађење може се остварити извлачењем загрејаног ваздуха (вентилатор инсталиран на излазу) из запремине ормана или пухањем хладног ваздуха (вентилатор на улазу). Избор потребне методе најбоље је обавити у почетној фази пројектовања. Свака од ових метода има своје предности и недостатке. Убризгавање ваздуха омогућава ефикасније пухање најтоплијих елемената, ако су правилно постављени и падну у главни ваздушни ток. Повећана турбуленција протока повећава укупно одвођење топлоте. Поред тога, надпритисак који настаје пражњењем спречава улазак прашине у кућиште. У случају издувне вентилације, због смањеног притиска у запремини ормана, прашина се увлачи кроз све прорезе и отворе. Када се вентилатор налази на улазу, сопствени извор се такође повећава, јер ради у струји хладног улазног ваздуха. Међутим, када је вентилатор постављен на издувну страну, топлота од самог рада вентилатора се одмах одводи напоље и не утиче на рад опреме. Поред тога, због малог вакуума створеног током издувне вентилације, ваздух се усисава не само кроз главни усисни отвор, већ и кроз друге помоћне отворе. Оптимално позициониран у близини извора топлоте пружа бољу контролу протока.

Када инсталирате вентилаторе на улазу, препоручује се да их поставите у доњи део кућишта. У горњи део ормана треба поставити решетку за излаз ваздуха кроз коју се уклања загрејани ваздух. Решетка за излаз ваздуха мора имати потребан степен заштите, што осигурава нормалан рад електричне инсталације.Треба имати на уму да инсталирање издувног филтера исте величине као и вентилатор смањује стварне перформансе вентилатора за 25-30%. Стога излаз филтера мора бити већи од улаза вентилатора.

Приликом постављања вентилатора на излазу, они се постављају у горњи део ормана. Улази за ваздух налазе се на дну, а поред тога у близини извора најинтензивнијег стварања топлоте, што олакшава њихово хлађење.

Додајемо да избор потребне методе пухања остаје на пројектантима, који, узимајући у обзир све горе наведене факторе, потребан степен заштите ИП и карактеристике опреме, морају одабрати најприкладнији. Важност обезбеђења оптималне температуре у ормарима за опрему је неспорна. Дата методологија прорачуна, заснована на методама које су предложили дизајнери ормана Сцхнаидер Елецтриц, Риттал у складу са ИЕЦ 60890, омогућава нека поједностављења, употребу емпиријских вредности, али истовремено омогућава са довољном поузданошћу да се изврши практична прорачун система за одржавање оптималне топлотне равнотеже ормана са претварачима фреквенције и филтерима снаге.

Аутори: Руслан Черекбашев, Виталиј Хајмин

Књижевност

1. Хаимин В., Бахар Е. Филтери и пригушнице компаније Скибергтецх // Енергетска електроника. 2014. број 3.

2. ИЕЦ / ТР 60890 (2014) Склопови за нисконапонске расклопне уређаје. Метода верификације пораста температуре прорачуном

3. Сарел каталог. Контрола температуре у разводним плочама. ввв.сцхнеидер-елецтриц.ру

4. Правила за стварање ГЦЦ према ГОСТ Р ИЕЦ 61439. Техничка библиотека Риттал.

5. Хлађење контролних ормара и процеса. Техничка библиотека Риттал 2013.

6. Викхарев Л. Како радити како не би сагорело на послу. Или укратко о методама и системима за хлађење полупроводничких уређаја. Други део // Енергетска електроника. 2006. бр. 1.

Прорачун снаге коју рачунар троши према пасошима вредности потрошње енергије чворова

Када се појави питање „Колико топлоте генерише мој рачунар?“, Прво покушавамо да пронађемо податке о одвођењу топлоте чворова у кућишту вашег рачунара. Али таквих података нема нигде. Максимум који пронађемо је струја коју троше чворови дуж кругова напајања 3.3; пет; 12 В. А ни тада не увек.

Ове вредности потрошних струја најчешће имају вршне вредности и намењене су пре избору напајања како би се искључила његова прекомерна струја.

Будући да се сви уређаји у рачунару напајају једносмерном струјом, нема проблема у одређивању вршне (тачно вршне) потрошње енергије вашег чвора. Да бисте то урадили, једноставно одредите збир потрошених снага на свакој линији множењем струје и напона потрошених дуж кола (скрећем вам пажњу, не примењују се фактори конверзије - једносмерна струја.).

Птот = П5в + П12в = И5в * У5в + И12в * У12в

Као што разумете, ово је врло груба процена, која се у стварном животу готово никада не изводи, јер сви чворови рачунара не раде истовремено у вршном режиму. Оперативни систем ради са чворовима рачунара према одређеним алгоритмима. Информације се читају - обрађују - записују - неки њихов део се приказује на контролним средствима. Ове операције се изводе на пакетима података.

На Интернету постоје многе процене тачно вредности вршне потрошње енергије узете из карактеристика чворова.

Калкулације које су рађене пре 2-3 године у принципу не одговарају тренутној ситуацији. Зато што су током година произвођачи модернизовали своје чворове, што је довело до смањења њихове потрошње енергије.

Најновији подаци су приказани у табели 1.

Бр. Стр	Чвор	Потрошња енергије по чвору, В	Објашњења
1	Процесор (ЦПУ)	42 — 135	Тачније, погледајте спецификацију вашег процесора
2	Матицна плоца	15 — 100	Тачније, видите.публикацијама или сами извршите прорачун (у зависности од његове спецификације)
3	Видео картица	До 65	Погон аутобусом, детаље потражите у документацији
		До 140	Са одвојеним напајањем, тачније погледајте документацију
4	РАМ	3 — 15	Зависи од капацитета и радне фреквенције, тачније погледајте документацију
5	Чврсти диск, ХДД	10 — 45	Зависи од начина рада, тачније погледајте спецификацију
6	ЦД / ДВД - РВ	10 – 30	Зависи од начина рада, тачније погледајте спецификацију
7	ФДД	5 – 10	Зависи од начина рада, тачније погледајте спецификацију
8	Звучна картица	3 — 10	Зависи од начина рада, тачније погледајте спецификацију
9	Лепеза	1 — 4,5	Тачније, погледајте спецификацију
10	Мрежна картица / уграђена	3 — 5	Тачније, погледајте спецификацију
11	УСБ 2 / УСБ 3 порт	2,5 / 5 (према неким извештајима више од 10 В по УСБ3 прикључку)	На повезани порт
12	ЦОМ, ЛПТ, ГАМЕ портови	< 2	За сваки прикључени порт
13	Уграђена звучна картица	< 5	Када користите пасивне звучнике
14	Напајање	П контра. мак + 30%	Одабрано након израчунавања потрошње

Табела 1.

Видимо да подаци имају врло широко расејање, то је одређено одређеним моделом вашег чвора. Чворови различитих произвођача, посебно они произведени у различито време, имају широк спектар потрошње енергије. У принципу, можете сами да извршите прорачун.

Прорачун снаге коју рачунар троши врши се у неколико фаза.

То:

1. Прикупљање информација о снази коју чвор троши,
2. Прорачун укупне потрошње енергије и избор напојне јединице,
3. Прорачун укупне потрошње рачунара (узимајући у обзир напајање).

Саставни део прорачуна одвођења топлоте је прорачун снаге коју рачунар троши. Из којег се одређује снага напајања, бира се одређени модел, након чега се процењује његово одвођење топлоте. Због тога је приликом извођења топлотног прорачуна потребно прво прикупити податке о снази коју троше рачунарски чворови.

Али до сада чак ни потрошњу енергије произвођачи рачунарских чворова не дају увек, понекад су вредност напона напајања и тренутна потрошња за овај напон назначене на плочици са параметрима. Као што је горе поменуто, при једносмерној струји која се користи за напајање рачунарских чворова, производ напона напајања и струје потрошене при датом напону указује на потрошњу енергије.

На основу укупне потрошње енергије (узимајући је као снагу ослобађања топлоте), можете извршити прелиминарни или приближни прорачун расхладног система. Овај прорачун ће радије обезбедити прекомерно хлађење рачунара, што у условима великог оптерећења и, сходно томе, максималног ослобађања топлоте даје одређену приближност стварном ослобађању топлоте и пружа нормално хлађење. Али када се рачунар користи за уобичајене (не ресурсно интензивне) апликације, тако израчунат систем хлађења је очигледно сувишан, а обезбеђивање нормалног функционисања рачунарских чворова ствара непријатност кориснику због повећаног нивоа буке.

Пре свега, требали бисте знати да су потрошња енергије и одвођење топлоте чворова у директној вези.

Снага одвођења топлоте електронских компонената није једнака потрошњи енергије, али су међусобно повезане кроз фактор губитка снаге јединице.

Постоји много публикација о томе како извршити овај прорачун, на Интернету постоје посебна места за тај прорачун. Али и даље постоје питања у вези са његовом применом.

Зашто?

И зато што не само да је снагу одвођења топлоте тешко пронаћи од произвођача, већ није увек позната ни снага коју потроши чвор који нас занима. Можда се једноставно плаше да их цитирају због чињенице да њихова вредност није нестабилна у процесу рада и значајно зависи од начина рада. Разлика може бити и до десет пута, а понекад и више.

Изгледа да не желе да затрпају кориснике „непотребним“ информацијама. И још нисам пронашао податке о произвођачима.

Препоруке за избор врсте клима уређаја

Клима уређај у серверском ормару
Тешки услови рада са непрекидним оптерећењем нису у стању да поднесу сваки климатски систем. Мора бити опремљен филтером за прашину, одвлаживачем, зимским комплетом. Једна од опција за ваздушно хлађење је климатизовани ормарић за сервере. Дизајн не захтева одвод кондензата, спољна јединица је компактне величине. Унутрашња јединица се инсталира вертикално или хоризонтално у серверском ормару.

Захтеви за клима уређаје

При одржавању климе у сервер серверима важан је несметан рад клима уређаја. Кварови и поправке остаће да телекомуникациона опрема дуго не буде хлађена. Принцип ротације и резервације омогућава испуњење захтева. У соби је инсталирано неколико клима уређаја, повезаних у једну мрежу ротационим уређајем. У случају квара једног клима уређаја, резервна опција се аутоматски активира.

Наизменично укључивање блокова омогућава вам уравнотежавање терета и осигуравање оптималних климатских параметара. У овом режиму техничар се наизменично зауставља ради одмора и одржавања.

Јединица ротације помаже у контроли климатизације серверских просторија. Аутоматски наизменично укључује укључивање радних јединица, ако је потребно, повезује резервни уређај. Друга опција управљања је уградња сензора чија се очитавања приказују на монитору рачунара. Не морате да напуштате своје радно место да бисте утврдили услове у сервер соби. Све информације у облику табела и графикона иду на рачунар. Поруке прате звучни сигнал.

Сплит системи

Дијаграм уређаја колоне клима уређаја
Да би се одржали наведени параметри у серверским собама, користе се сплит системи. Кућански или полуиндустријски системи велике снаге инсталирају се у малим просторијама са отпуштањем топлоте до 10 кВ. По типу инсталације су:

• Зидни - свестрана и приступачна опција. Продуктивност је 2,5-5 кВ, одабран је модел у коме је обезбеђена значајна дужина фреонске линије. Препоручени произвођачи су Даикин, Тосхиба и Митсубисхи Елецтриц.
• Канали - уређаји су постављени испод лажног плафона, штеде простор и пружају ефикасну размену ваздуха. Погодно за велике серверске собе. Канални систем доводи хладан ваздух директно на носаче.
• Моћни стубови у облику ормара уграђени су на под, не захтевају уградњу.

Прецизни климатски системи

Прецизни клима уређаји Сервер собе су професионална опрема. Климатски комплекси имају висок ресурс непрекидног рада, омогућавају одржавање оптималних параметара температуре и влажности. Једна од предности опреме је тачност, климатски индикатори у великим просторијама имају флуктуације не веће од 1 ° Ц и 2%. У серверским просторијама инсталирани су модели кабинета и плафона. Први се одликују гломазним димензијама, снага им је 100 кВ. Плафонски системи су мање ефикасни (20 кВ) и уграђују се у просторије у којима није могуће поставити ормариће.

Врсте прецизних климатских уређаја

Климатски комплекси могу бити моноблок и одвојени према врсти сплит система. Систем се хлади на разне начине: испаравањем фреона, воде или ваздушног круга. Популарни произвођачи: УНИФЛАИР, плава кутија.

Плусеви инсталација:

• несметан рад;
• велика снага опреме;
• прецизна контрола климатских компонената;
• широк опсег радних температура;
• компатибилност са контролом отпреме.

Против прецизних система:

• висока цена;
• бучни моноблок дизајн.

Систем хладњака хладњака

Клима систем користи воду или смешу етилен гликола као медијум за грејање. Принцип рада је сличан инсталацијама са фреоном.Чилер хлади течност која циркулише у измењивачу топлоте вентилатора, а ваздух који пролази кроз радијатор снижава температуру.

• високих перформанси;
• свестраност;
• сигуран и приступачан рад.