Tính toán hệ thống điều hòa không khí cho nhà ở và công trình công cộng (trang 1)

Máy tính trực tuyến để tính toán công suất làm mát

Để chọn công suất của máy điều hòa không khí gia đình một cách độc lập, hãy sử dụng phương pháp đơn giản để tính diện tích của phòng lạnh, được thực hiện trong máy tính. Các sắc thái của chương trình trực tuyến và các tham số đã nhập được mô tả bên dưới trong hướng dẫn.

Ghi chú. Chương trình phù hợp để tính toán hiệu suất của các thiết bị làm lạnh gia đình và các hệ thống chia nhỏ được lắp đặt trong các văn phòng nhỏ. Điều hòa không khí mặt bằng trong các tòa nhà công nghiệp là một nhiệm vụ phức tạp hơn, được giải quyết với sự trợ giúp của các hệ thống phần mềm chuyên dụng hoặc phương pháp tính toán SNiP.

Tăng nhiệt từ thiết bị

Nhiệt lượng thu được từ thiết bị và động cơ điện phụ thuộc trực tiếp vào công suất của chúng và được xác định từ biểu thức:

Q = N * (1-hiệu suất * k3),

hoặc Q = 1000 * N * k1 * k2 * k3 * kt

trong đó N là công suất của thiết bị, kWk1, k2, k3 là các hệ số phụ tải (0,9 - 0,4), nhu cầu (0,9 - 0,7) và hoạt động đồng thời (1 - 0,3),

kt - hệ số truyền nhiệt vào phòng 0,1 - 0,95

Các hệ số này không giống nhau đối với các thiết bị khác nhau và được lấy từ các sách tham khảo khác nhau. Trong thực tế, tất cả các hệ số và hiệu suất của các thiết bị được xác định trong điều kiện tham chiếu. Trong hệ thống thông gió công nghiệp, có thể có nhiều nhiệt tăng từ thiết bị hơn là từ bất kỳ thứ gì khác.

Sự phụ thuộc của hiệu suất của động cơ điện vào công suất của nó:

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 Đối với hệ thống thông gió hộ gia đình, nên lấy công suất và tốc độ dòng khí từ hộ chiếu thiết bị, nhưng xảy ra trường hợp không có dữ liệu và nếu ngành công nghiệp không thể làm mà không có kỹ thuật viên, thì ở đây nó được phép để lấy các giá trị gần đúng cho sự tăng nhiệt từ thiết bị, có thể tìm thấy trong tất cả các loại sách tham khảo và sách hướng dẫn, ví dụ:

• Tản nhiệt của máy tính 300-400 W
• máy pha cà phê 300 W
• máy in laser 400w
• ấm điện 900-1500 W
• máy photocopy 500-600 W
• bếp chiên nhúng 2750-4050 W
• máy chủ 500-100 W
• máy nướng bánh mì 1100-1250 W
• TV 150 W
• nướng 13.500 W / m2 bề mặt
• tủ lạnh 150 W
• bếp điện 900-1500 W / m2 bề mặt

Khi có máy hút mùi trong bếp, nhiệt lượng thu được từ bếp giảm đi 1,4.

Hướng dẫn sử dụng chương trình

Bây giờ chúng tôi sẽ giải thích từng bước cách tính công suất của máy điều hòa không khí trên máy tính được trình bày:

1. Trong 2 trường đầu tiên, hãy nhập các giá trị cho diện tích của căn phòng theo mét vuông và chiều cao của trần nhà.
2. Chọn mức độ chiếu sáng (phơi nắng) qua các ô cửa sổ. Ánh sáng mặt trời chiếu vào phòng cũng làm nóng không khí - yếu tố này phải được tính đến.
3. Trong menu thả xuống tiếp theo, chọn số lượng người thuê ở trong phòng trong thời gian dài.
4. Trên các tab còn lại, chọn số lượng TV và máy tính cá nhân trong vùng điều hòa. Trong quá trình hoạt động, các thiết bị gia dụng này cũng sinh nhiệt và phải hạch toán.
5. Nếu tủ lạnh được lắp đặt trong phòng, hãy nhập giá trị công suất điện của thiết bị gia dụng vào trường áp chót. Đặc điểm là dễ dàng tìm hiểu từ hướng dẫn sử dụng của sản phẩm.
6. Tab cuối cùng cho phép bạn tính đến lượng không khí cấp vào vùng làm mát do hệ thống thông gió. Theo các tài liệu quy định, hệ số đa dạng được khuyến nghị cho các cơ sở nhà ở là 1-1,5.

Để tham khảo. Tỷ giá hối đoái không khí cho biết bao nhiêu lần trong một giờ không khí trong phòng được thay mới hoàn toàn.

Hãy giải thích một số sắc thái của việc điền đúng các trường và chọn các tab. Khi chỉ định số lượng máy tính và TV, hãy xem xét hoạt động đồng thời của chúng.Ví dụ, một người thuê nhà hiếm khi sử dụng cả hai thiết bị cùng một lúc.

Theo đó, để xác định công suất cần thiết của hệ thống phân chia, một đơn vị thiết bị gia dụng tiêu thụ nhiều năng lượng hơn được chọn - máy tính. Tản nhiệt của đầu thu TV không được tính đến.

Máy tính chứa các giá trị sau để truyền nhiệt từ các thiết bị gia dụng:

• TV - 0,2 kW;
• máy tính cá nhân - 0,3 kW;
• Vì tủ lạnh chuyển đổi khoảng 30% điện năng tiêu thụ thành nhiệt nên chương trình bao gồm 1/3 con số đã nhập trong các phép tính.

Máy nén và bộ tản nhiệt của tủ lạnh thông thường tỏa nhiệt ra không khí xung quanh.

Lời khuyên. Sự tản nhiệt của thiết bị của bạn có thể khác với các giá trị được chỉ định. Ví dụ: mức tiêu thụ của một máy tính chơi game có bộ xử lý video mạnh mẽ đạt 500-600 W, máy tính xách tay - 50-150 W. Biết các số trong chương trình, ta dễ dàng tìm ra các giá trị cần thiết: đối với một PC chơi game, hãy chọn 2 máy tính tiêu chuẩn, thay vì một máy tính xách tay, hãy lấy 1 máy thu TV.

Máy tính cho phép bạn loại trừ mức tăng nhiệt từ không khí cung cấp, nhưng việc chọn tab này không hoàn toàn chính xác. Trong mọi trường hợp, các dòng không khí sẽ luân chuyển qua ngôi nhà, mang theo nhiệt từ các phòng khác, chẳng hạn như nhà bếp. Tốt hơn là nên chơi nó an toàn và đưa chúng vào tính toán của máy điều hòa không khí, sao cho hiệu suất của nó đủ để tạo ra nhiệt độ thoải mái.

Kết quả chính của phép tính công suất được đo bằng kilowatt, kết quả phụ tính bằng Đơn vị nhiệt của Anh (BTU). Tỷ lệ như sau: 1 kW ≈ 3412 BTU hoặc 3,412 kBTU. Làm thế nào để chọn một hệ thống phân tách dựa trên các số liệu thu được, hãy đọc tiếp.

Tính toán điển hình về công suất của máy điều hòa không khí

Một phép tính điển hình cho phép bạn tìm công suất của một máy điều hòa không khí cho một căn phòng nhỏ: một căn phòng riêng biệt trong căn hộ hoặc nhà nhỏ, một văn phòng có diện tích lên đến 50 - 70 sq. m và các cơ sở khác nằm trong các tòa nhà thủ đô. Tính toán công suất làm mát Q

(tính bằng kilowatt) được sản xuất theo phương pháp sau:

Q = Q1 + Q2 + Q3

Công suất của máy điều hòa không khí phải trong phạm vi Qrange

từ
–5%
trước
+15%
công suất thiết kế
Q
.

Một ví dụ về tính toán điển hình về công suất của máy điều hòa không khí

Hãy tính công suất của máy lạnh cho phòng khách có diện tích 26 sq. m với chiều cao trần 2,75 m trong đó một người ở, đồng thời có một máy tính, TV và một tủ lạnh nhỏ với công suất tiêu thụ tối đa là 165 watt. Căn phòng nằm ở phía đầy nắng. Máy tính và TV không hoạt động cùng lúc, vì chúng được sử dụng bởi cùng một người.

• Đầu tiên, chúng tôi xác định lượng nhiệt thu được từ cửa sổ, tường, sàn và trần nhà. Hệ số q

  chọn bình đẳng
  40
  , vì căn phòng nằm ở phía nhiều nắng:

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

  .

• Nhiệt tăng từ một người ở trạng thái bình tĩnh sẽ 0,1 kw
  .
  Q2 = 0,1 kW
• Tiếp theo, chúng ta sẽ tìm thấy sự tăng nhiệt từ các thiết bị gia dụng. Vì máy tính và TV không hoạt động cùng lúc, nên chỉ một trong những thiết bị này phải được tính đến trong các tính toán, đó là thiết bị tạo ra nhiều nhiệt hơn. Đây là một máy tính, tản nhiệt từ đó 0,3 kw
  ... Tủ lạnh tạo ra khoảng 30% điện năng tiêu thụ tối đa dưới dạng nhiệt, nghĩa là
  0,165 kW * 30% / 100% ≈ 0,05 kW
  .
  Q3 = 0,3 kW + 0,05 kW = 0,35 kW
• Bây giờ chúng ta có thể xác định công suất ước tính của máy điều hòa không khí: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 2,86 kW + 0,1 kW + 0,35 kW = 3,31 kW
• Dải công suất được đề xuất Qrange
  (từ
  -5%
  trước
  +15%
  công suất thiết kế
  Q
  ):
  Phạm vi 3,14 kW

Nó vẫn còn để chúng tôi chọn một mô hình công suất phù hợp. Hầu hết các nhà sản xuất đều sản xuất các hệ thống phân chia có công suất gần với phạm vi tiêu chuẩn: 2,0

kw;
2,6
kw;
3,5
kw;
5,3
kw;
7,0
kw. Từ phạm vi này, chúng tôi chọn một mô hình có công suất
3,5
kw.

BTU

(
BTU
) - Đơn vị Nhiệt Anh (British Thermal Unit). 1000 BTU / giờ = 293 W.
BTU / giờ
.

Phương pháp và công thức tính toán

Về phía một người dùng cẩn thận, việc không tin tưởng vào những con số thu được trên máy tính trực tuyến là điều hoàn toàn hợp lý. Để kiểm tra kết quả tính toán công suất của thiết bị, hãy sử dụng phương pháp đơn giản hóa do các nhà sản xuất thiết bị làm lạnh đề xuất.

Vì vậy, hiệu suất lạnh yêu cầu của máy lạnh nội địa được tính theo công thức:

Giải thích các chỉ định:

• Qtp là thông lượng nhiệt đi vào phòng từ đường phố qua các kết cấu của tòa nhà (tường, sàn và trần nhà), kW;
• Ql - tản nhiệt từ người thuê căn hộ, kW;
• Qbp ​​- nhiệt lượng đầu vào từ các thiết bị gia dụng, kW.

Thật dễ dàng để tìm ra sự truyền nhiệt của các thiết bị điện gia dụng - hãy xem trong hộ chiếu sản phẩm và tìm các đặc điểm của công suất điện tiêu thụ. Hầu hết tất cả năng lượng tiêu thụ được chuyển thành nhiệt.

Một điểm quan trọng. Một ngoại lệ đối với quy tắc là các đơn vị làm lạnh và các đơn vị hoạt động ở chế độ khởi động / dừng. Trong vòng 1 giờ, máy nén của tủ lạnh sẽ tỏa ra phòng một lượng nhiệt bằng 1/3 mức tiêu thụ tối đa được quy định trong hướng dẫn vận hành.

Máy nén của tủ lạnh gia đình chuyển gần như toàn bộ điện năng tiêu thụ thành nhiệt, nhưng nó hoạt động ở chế độ gián đoạn
Nhiệt lượng đầu vào từ con người được xác định bởi các văn bản quy định:

• 100 W / h từ một người đang nghỉ ngơi;
• 130 W / h - khi đi bộ hoặc làm việc nhẹ;
• 200 W / h - khi gắng sức nặng.

Đối với các tính toán, giá trị đầu tiên được lấy - 0,1 kW. Nó vẫn còn để xác định lượng nhiệt xâm nhập từ bên ngoài qua các bức tường bằng công thức:

• S - bình phương của phòng được làm mát, m²;
• h là chiều cao trần, m;
• q là đặc tính nhiệt riêng quy về thể tích của phòng, W / m³.

Công thức cho phép bạn thực hiện một phép tính tổng hợp của dòng nhiệt qua hàng rào bên ngoài của một ngôi nhà riêng hoặc căn hộ bằng cách sử dụng đặc tính cụ thể q. Giá trị của nó được chấp nhận như sau:

1. Phòng nằm ở phía có bóng mát của tòa nhà, diện tích các cửa sổ không quá 2 m², q = 30 W / m³.
2. Với vùng chiếu sáng và lắp kính trung bình, đặc tính cụ thể là 35 W / m³ được lấy.
3. Phòng nằm ở phía nhiều nắng hoặc có nhiều cấu trúc mờ, q = 40 W / m³.

Sau khi xác định nhiệt lượng thu được từ tất cả các nguồn, hãy cộng các số thu được theo công thức đầu tiên. So sánh kết quả của phép tính thủ công với kết quả của máy tính trực tuyến.

Diện tích lắp kính lớn ngụ ý tăng khả năng làm lạnh của máy điều hòa không khí.

Khi cần tính đến nhiệt lượng đầu vào từ không khí thông gió, công suất làm mát của tổ máy tăng 15-30%, tùy thuộc vào tỷ giá hối đoái. Khi cập nhật môi trường không khí 1 lần mỗi giờ, nhân kết quả của phép tính với hệ số 1,16-1,2.

Phương pháp tính toán hệ thống điều hòa không khí

Mọi người đều có thể tính toán độc lập công suất cần thiết của máy điều hòa không khí bằng một công thức đơn giản. Trước hết, bạn cần tìm hiểu xem dòng nhiệt trong phòng sẽ như thế nào. Để tính toán chúng, thể tích của căn phòng nên được nhân với hệ số truyền nhiệt. Giá trị của hệ số này nằm trong khoảng từ 35 đến 40 W và phụ thuộc vào hướng của các cửa sổ. Tiếp theo, cần xác định loại năng lượng nhiệt được phát ra từ các thiết bị gia dụng và năng lượng của những người sẽ thường xuyên ở trong phòng. Tất cả các giá trị tăng nhiệt này được cộng lại. Chúng tôi tăng số lượng tìm thấy lên 15-20% và đạt được công suất làm mát cần thiết của hệ thống khí hậu.

Các bài báo và tài liệu liên quan:

Thiết kế hệ thống điều hòa không khíĐiều hòa không khí chia tách: Làm thế nào để chọn nó?Tự động hóa hệ thống điều hòa không khí

Một ví dụ cho một phòng 20 sq. m

Chúng tôi sẽ đưa ra cách tính công suất điều hòa không khí cho một căn hộ nhỏ - studio có diện tích 20 m² với chiều cao trần là 2,7 m. Phần còn lại của dữ liệu ban đầu:

• độ chiếu sáng - trung bình;
• số lượng cư dân - 2;
• bảng điều khiển TV plasma - 1 cái .;
• máy tính - 1 máy tính;
• tiêu thụ điện tủ lạnh - 200 W;
• tần suất trao đổi không khí không tính đến máy hút mùi nhà bếp vận hành định kỳ - 1.

Nhiệt tỏa ra từ người ở là 2 x 0,1 = 0,2 kW, từ các thiết bị gia dụng, có tính đến đồng thời - 0,3 + 0,2 = 0,5 kW, từ phía tủ lạnh - 200 x 30% = 60 W = 0,06 kW. Phòng có độ chiếu sáng trung bình, đặc tính riêng q = 35 W / m³. Chúng tôi coi dòng nhiệt từ các bức tường:

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

Tính toán cuối cùng về công suất của máy điều hòa không khí có dạng như sau:

Q = 1,89 + 0,2 + 0,56 = 2,65 kW, cộng với tiêu thụ làm mát cho thông gió 2,65 x 1,16 = 3,08 kW.

Sự chuyển động của các dòng không khí xung quanh nhà trong quá trình thông gió

Quan trọng! Đừng nhầm lẫn thông gió chung với thông gió gia đình. Luồng không khí đi vào qua các cửa sổ đang mở quá lớn và bị thay đổi do gió giật. Máy làm mát thông thường không nên và không thể điều hòa một căn phòng nơi lượng không khí bên ngoài không kiểm soát được lưu thông tự do.

Tăng nhiệt từ bức xạ mặt trời

Việc xác định nhiệt lượng thu được từ bức xạ mặt trời phức tạp hơn và không kém phần quan trọng. Hướng dẫn tương tự sẽ giúp bạn điều này, nhưng nếu công thức đơn giản nhất được sử dụng trong trường hợp của con người, thì việc tính toán mức tăng nhiệt mặt trời sẽ khó hơn nhiều. Nhiệt tăng để cách nhiệt được chia thành dòng nhiệt qua cửa sổ và qua các cấu trúc bao quanh. Để tìm chúng, bạn cần biết hướng của tòa nhà đằng sau các điểm chính, kích thước của cửa sổ, thiết kế của các phần tử bao quanh và tất cả dữ liệu khác phải được thay thế vào biểu thức. Việc tính toán nhiệt lượng đầu vào từ bức xạ mặt trời qua cửa sổ được thực hiện thông qua biểu thức:

QΔt = (tout + 0.5 • θ • AMC - tp) AOC / ROC

tnar - nhiệt độ trung bình hàng ngày của không khí bên ngoài, chúng tôi lấy nhiệt độ của tháng 7 từ SNiP 2.01.01-82

θ là hệ số thể hiện sự thay đổi nhiệt độ của không khí bên ngoài,

AMC - biên độ hàng ngày cao nhất của nhiệt độ không khí bên ngoài vào tháng 7, chúng tôi lấy từ SNiP 2.01.01-82

tp - nhiệt độ không khí trong tòa nhà, chúng tôi lấy theo SNiP 2.04.05-91

AOC, ROC - diện tích và khả năng chống truyền nhiệt giảm của kính được lấy từ SNiP II-3-79

Tất cả dữ liệu được lấy từ ứng dụng tùy thuộc vào vĩ độ địa lý.

Mức tăng nhiệt mặt trời qua vỏ tòa nhà được tính như sau:

Từ kinh nghiệm cá nhân, tôi khuyên bạn nên tạo một bảng tính toán mức tăng nhiệt từ bức xạ mặt trời trong Excel hoặc một chương trình khác, điều này sẽ đơn giản hóa và tăng tốc độ tính toán của bạn rất nhiều. Luôn cố gắng tính toán mức tăng nhiệt mặt trời bằng phương pháp này. Thực tế đáng buồn cho thấy rằng những khách hàng chỉ ra hướng cơ sở của họ đến các điểm chính có nhiều khả năng là một ngoại lệ hơn là một quy tắc (Do đó, các nhà thiết kế xảo quyệt sử dụng bảng gian lận này: Nhiệt đầu vào từ mặt trời cho mặt tối là 30 W / m3, với chiếu sáng bình thường 35 W / m3, cho các căn hộ và văn phòng nhỏ 40 W / m phía nhiều nắng. Tôi khuyên bạn nên cố gắng hết sức để lấy ra càng nhiều dữ liệu càng tốt và thực hiện tất cả các tính toán chính xác tương tự về nhiệt đầu vào từ bức xạ mặt trời.

Chọn máy điều hòa không khí theo công suất

Hệ thống phân chia và bộ làm mát của các loại khác được sản xuất dưới dạng dây chuyền mô hình với các sản phẩm đạt hiệu suất tiêu chuẩn - 2,1, 2,6, 3,5 kW, v.v.Một số nhà sản xuất cho biết công suất của các kiểu máy tính bằng hàng nghìn Đơn vị nhiệt Anh (kBTU) - 07, 09, 12, 18, v.v. Tương ứng của các đơn vị điều hòa không khí, được biểu thị bằng kilowatt và BTU, được hiển thị trong bảng.

Tài liệu tham khảo. Từ các ký hiệu trong kBTU đã trở thành tên phổ biến của các đơn vị làm mát có độ lạnh khác nhau, "chín" và các loại khác.

Biết hiệu suất cần thiết tính bằng kilowatt và đơn vị đo lường Anh, hãy chọn hệ thống phân chia phù hợp với các khuyến nghị:

1. Công suất tối ưu của điều hòa gia đình nằm trong khoảng -5 ... + 15% giá trị tính toán.
2. Tốt hơn là nên đưa ra một biên độ nhỏ và làm tròn kết quả thu được theo hướng tăng lên - đến sản phẩm gần nhất trong phạm vi mô hình.
3. Nếu công suất làm mát được tính toán vượt quá công suất của bộ làm mát tiêu chuẩn một phần trăm kilowatt, bạn không nên làm tròn.

Thí dụ. Kết quả tính toán là 2,13 kW, mô hình đầu tiên trong loạt phát triển công suất làm mát 2,1 kW, mô hình thứ hai - 2,6 kW. Chúng tôi chọn tùy chọn số 1 - máy điều hòa không khí 2,1 kW, tương ứng với 7 kBTU.

Ví dụ hai. Trong phần trước, chúng tôi đã tính toán hiệu suất của thiết bị cho một căn hộ studio - 3,08 kW và nằm trong khoảng các sửa đổi 2,6-3,5 kW. Chúng tôi chọn một hệ thống phân tách có công suất cao hơn (3,5 kW hoặc 12 kBTU), vì việc quay vòng về một công suất thấp hơn sẽ không giữ trong vòng 5%.

Để tham khảo. Xin lưu ý rằng điện năng tiêu thụ của bất kỳ máy điều hòa không khí nào ít hơn ba lần so với khả năng làm mát của nó. Đơn vị 3,5 kW sẽ "kéo" khoảng 1200 W điện từ mạng ở chế độ tối đa. Nguyên nhân nằm ở nguyên lý hoạt động của máy lạnh - “tách” không sinh ra hơi lạnh mà truyền nhiệt ra đường.

Phần lớn các hệ thống khí hậu có khả năng hoạt động ở 2 chế độ - làm mát và sưởi ấm trong mùa lạnh. Hơn nữa, nhiệt lượng tỏa ra cao hơn, do động cơ máy nén tiêu thụ điện, cũng làm nóng mạch freon. Sự khác biệt về công suất trong chế độ làm mát và sưởi ấm được thể hiện trong bảng trên.

Công suất định mức và tối ưu của máy điều hòa không khí

giá trị gần đúng của các thặng dư nhiệt khác nhau
Công suất danh định được hiểu là hiệu suất trung bình của máy lạnh hoạt động ở cục lạnh. Nhưng trong mỗi trường hợp riêng lẻ, cần phải tính toán công suất tối ưu, lý tưởng nhất là phải trùng khớp với công suất đầu tiên càng nhiều càng tốt.

Các giá trị danh nghĩa được nhà sản xuất lựa chọn cho từng loại thiết bị làm mát:

• Các khối cửa sổ thường có các vị trí tiêu chuẩn sau: 5, 7, 9, 12, 18, 24;
• Tách tường tương ứng với phạm vi mô hình trong phiên bản này: 7, 9, 12, 18, 24. Đôi khi một số thương hiệu sản xuất mô hình không tiêu chuẩn với các giá trị danh nghĩa sau: 8, 10, 13, 28, 30;
• Các băng theo thứ tự sau: 18, 24, 28, 36, 48, 60. Hàng tùy chỉnh: 34, 43, 50, 54;
• Sự phân chia kênh bắt đầu với dải công suất 12 kiểu và đôi khi kết thúc bằng 200;
• Các cài đặt bảng điều khiển có nhiều loại sau: 18, 24, 28, 36, 48, 60. Trong phiên bản không chuẩn: 28, 34, 43, 50, 54;
• Các cột bắt đầu từ 30 và tăng lên 100 hoặc hơn.

Danh sách này không phải là ngẫu nhiên. Nó đã tính đến việc lựa chọn một máy điều hòa không khí và công suất của nó theo diện tích của căn phòng, chiều cao của trần nhà, và luồng nhiệt từ thiết bị gia dụng, ánh sáng điện, người, mái nhà có tường, mở. cửa sổ và thông gió.

Tính toán cân bằng nhiệt

Gần đây, đã có xu hướng ổn định về việc gia tăng việc sử dụng bộ biến tần trong các doanh nghiệp công nghiệp, trong lĩnh vực năng lượng, công nghiệp dầu khí, tiện ích, v.v. Điều này là do thực tế là việc điều chỉnh tần số của truyền động điện cho phép bạn tiết kiệm đáng kể điện năng và các nguồn lực sản xuất khác, đảm bảo tự động hóa các quy trình công nghệ và tăng độ tin cậy của toàn bộ hệ thống. Bộ chuyển đổi tần số được sử dụng cả trong các dự án mới và hiện đại hóa sản xuất.Một loạt các công suất và các tùy chọn khác nhau cho hệ thống điều khiển cho phép bạn chọn một giải pháp cho hầu hết mọi nhiệm vụ.

Tuy nhiên, với tất cả những ưu điểm rõ ràng của bộ chuyển đổi tần số, chúng có các tính năng mà không làm giảm giá trị của chúng, tuy nhiên đòi hỏi phải sử dụng thêm các thiết bị đặc biệt. Các thiết bị này là bộ lọc đầu vào và đầu ra và cuộn cảm.

Hình 1. Việc sử dụng các bộ lọc đầu vào và đầu ra trong mạch có bộ biến tần.

Ổ điện là một nguồn gây nhiễu nổi tiếng. Các bộ lọc đầu vào được thiết kế để giảm thiểu hiện tượng nhận và nhiễu từ cả thiết bị điện tử và từ đó, cho phép bạn đáp ứng các yêu cầu về khả năng tương thích điện từ. Nhiệm vụ giảm thiểu ảnh hưởng của biến dạng sóng hài lên lưới điện phát sinh trong quá trình vận hành máy biến tần được giải quyết bằng cách lắp đặt cuộn cảm đường dây trước máy biến tần và cuộn cảm DC. VỚIngắt dòng ở đầu vào của bộ biến tần cũng làm giảm ảnh hưởng của sự mất cân bằng pha của điện áp cung cấp

Bộ lọc đầu ra được sử dụng để bảo vệ cách điện, giảm tiếng ồn âm thanh của động cơ và nhiễu điện từ tần số cao trong cáp động cơ, dòng điện ổ trục và điện áp trục, do đó kéo dài tuổi thọ động cơ và thời gian bảo trì. Bộ lọc đầu ra bao gồm bộ lọc dU / dt và bộ lọc sóng sin.

Cần lưu ý rằng các bộ lọc sóng sin có thể được sử dụng với tần số chuyển mạch cao hơn giá trị danh định, nhưng chúng không thể được sử dụng nếu tần số chuyển mạch thấp hơn 20% so với giá trị danh định. Bộ lọc DU / dt có thể được sử dụng với tần số đóng cắt thấp hơn giá trị danh định, nhưng nên tránh sử dụng chúng với tần số chuyển mạch cao hơn giá trị danh định, vì điều này sẽ làm cho bộ lọc quá nóng.

Do bộ lọc / cuộn cảm nên được đặt càng gần bộ biến tần càng tốt, chúng thường được đặt cùng với nó trong cùng một tủ điện, nơi phần còn lại của các phần tử chuyển mạch và điều khiển cũng được đặt.

Hình 2. Tủ có bộ biến tần, bộ lọc và các thiết bị chuyển mạch.

Cần hiểu rằng các cuộn cảm và bộ lọc nguồn mạnh tạo ra một lượng nhiệt đáng kể trong quá trình hoạt động (cả lõi và cuộn dây đều được đốt nóng). Tùy thuộc vào loại bộ lọc, tổn thất có thể đạt đến vài phần trăm công suất tải. Ví dụ, cuộn cảm đường dây ba pha SKY3TLT100-0.3 do công ty Skybergtech của Cộng hòa Séc sản xuất có điện áp giảm 4% trong mạng 380 volt, ở dòng hoạt động 100A, tạo ra công suất tổn thất 210 W. Công suất của động cơ điện ở dòng điện này sẽ là khoảng 55 kW, tức là tổn thất công suất tuyệt đối trên cuộn cảm sẽ nhỏ hơn 0,5%. Nhưng vì công suất tổn thất này được giải phóng trong tủ kín, nên phải thực hiện các biện pháp đặc biệt để loại bỏ nhiệt.

Theo quy luật, lượng nhiệt tạo ra tỷ lệ thuận với công suất, nhưng cũng phụ thuộc vào các tính năng thiết kế của phần tử cuộn dây. Bộ lọc sóng sin sẽ tạo ra nhiều nhiệt hơn, ví dụ, bộ lọc dU / dt, vì chúng có cuộn cảm và tụ điện lớn hơn để cung cấp khả năng làm mịn và triệt tiêu tần số cao hiệu quả hơn. Điện trở hoạt động của cuộn dây dẫn đến tổn thất đáng kể. Thông thường, để tiết kiệm tiền, các nhà sản xuất sử dụng dây quấn có tiết diện nhỏ hơn, đôi khi không được làm bằng đồng mà bằng nhôm. Biểu đồ nhiệt (Hình 3) cho thấy 2 bộ lọc sin có cùng công suất, nhưng từ các nhà sản xuất khác nhau. Cả hai bộ lọc đều có mức hao phí điện năng như nhau, nhưng có thể thấy rõ các cuộn dây của bộ lọc bên trái nóng lên nhiều hơn và bộ lọc bên phải có lõi. Đương nhiên, những thứ khác bằng nhau, bộ lọc bên phải sẽ tồn tại lâu hơn bộ lọc bên trái.Quá nhiệt của cuộn dây có ảnh hưởng lớn hơn nhiều đến độ bền của bộ lọc do sự gia tăng dòng rò do sự xuất hiện của các vết nứt nhỏ trong cách điện của các cuộn dây.

Hình 3 Biểu đồ nhiệt của bộ lọc hình sin từ các nhà sản xuất khác nhau.

Cũng cần lưu ý rằng việc sử dụng các vật liệu lõi khác nhau cũng ảnh hưởng mạnh đến việc tiêu hao điện năng, tức là việc tản nhiệt. Điều này đặc biệt đúng khi có nhiễu tần số cao trong mạch. Vì vậy nhà sản xuất Skybergtech của Cộng hòa Séc sản xuất hai loại bộ lọc có cùng thông số SKY3FSM110-400E và SKY3FSM110-400EL-Rev. A. Trong mô hình bộ lọc thứ hai, một lõi làm bằng vật liệu tốt hơn được sử dụng, do đó tổn thất điện năng giảm khoảng 10%. Cần lưu ý rằng chi phí của một bộ lọc với các thông số nhiệt tốt nhất gần như cao hơn 80% so với chi phí của một bộ tương tự. Vì vậy, khi lựa chọn máy lọc, người ta cũng phải quan tâm đến yếu tố kinh tế.

Sự phát nóng đáng kể của bộ lọc nguồn ở công suất danh định có thể nằm trong dung sai của nhà sản xuất, nhưng tuy nhiên, cùng với sự sinh nhiệt, bộ biến tần (FC) phải được tính đến khi tính toán cân bằng nhiệt của tủ điện. Biến tần hiện đại có hiệu suất từ ​​97-98% và theo quy luật, là nguồn sinh nhiệt chính trong tủ, nhưng không phải là duy nhất. Ngoài biến tần, nhiệt còn được tỏa ra bởi bộ lọc khử tiếng ồn, cuộn cảm đầu vào, cuộn cảm động cơ hoặc bộ lọc sin, bộ tiếp điểm và thậm chí cả động cơ quạt làm mát. Do đó, nếu chỉ dựa vào tản nhiệt của bản thân biến tần trong việc tính toán lưu lượng thổi yêu cầu là chưa đủ.

Việc không tuân thủ chế độ nhiệt độ có thể dẫn đến những hậu quả khó chịu, và đôi khi rất nghiêm trọng - từ giảm tuổi thọ của thiết bị đến cháy. Do đó, việc duy trì nhiệt độ tối ưu trong tủ thiết bị là điều quan trọng hàng đầu. Có nhiều cách để giải quyết vấn đề này: sử dụng tủ có thể tích khác, sử dụng luồng gió cưỡng bức, thiết bị trao đổi nhiệt đặc biệt (bao gồm cả sử dụng làm mát bằng chất lỏng) và điều hòa không khí. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung vào các tính năng của tính toán làm mát không khí cưỡng bức cổ điển.

Các nhà sản xuất tủ điện có các tính toán nhiệt đặc biệt (ví dụ như phần mềm ProClima từ SchneiderElectric hoặc RittalPower Engineering của RittalTherm). Chúng cho phép tính đến sự tản nhiệt của tất cả các phần tử của tủ, bao gồm bộ ngắt mạch, bộ tiếp điểm, v.v. Thiết kế tủ, kích thước và vị trí của nó so với các tủ khác đều được tính đến.

Các chương trình này đã được tạo ra để tính toán các điều kiện nhiệt của tủ cụ thể của một nhà sản xuất nhất định. tính đến các tính năng thiết kế, chất liệu, v.v. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng các chương trình này, bạn hoàn toàn có thể tính toán gần đúng cho một tủ tùy ý, nếu bạn biết các thông số ban đầu nhất định.

Trong trường hợp này, cần tính đến cả nguồn nhiệt (tổn thất điện năng của thiết bị) và diện tích của vỏ (bề mặt của tủ). Dữ liệu về tổn thất điện năng của tất cả các thiết bị lắp sẵn, kích thước của tủ chuyển mạch, phải được biết. Cũng cần thiết lập các giá trị nhiệt độ tối thiểu / tối đa bên ngoài tủ, độ ẩm và độ cao (điều này sẽ cần thiết để xác định tốc độ dòng khí cần thiết). Độ ẩm tương đối được sử dụng để xác định điểm sương, nhiệt độ dưới đó mà sự ngưng tụ bắt đầu hình thành. Cần phải được hướng dẫn bởi nó khi xác định nhiệt độ tối thiểu cho phép trong tủ (Hình 4).

Hình 4 Bảng xác định điểm sương

Mục đích của tính toán là để xác định nhu cầu của luồng không khí cưỡng bức / làm mát / sưởi ấm, trong đó nhiệt độ bên trong tính từ tổn thất điện năng sẽ nằm trong nhiệt độ hoạt động tối đa / tối thiểu cho phép của các thiết bị trong tủ.

Tính toán cân bằng nhiệt của tủ điện máy biến tần gồm nhiều công đoạn.Ở giai đoạn đầu, cần tính diện tích bề mặt truyền nhiệt hữu hiệu Se. Bề mặt tủ tiếp xúc với môi trường, nhiệt độ khác với nhiệt độ bên trong tủ. Diện tích trao đổi nhiệt hiệu quả Se phụ thuộc vào kích thước hình học và vị trí của tủ, hệ số cho mỗi phần tử bề mặt được chọn từ bảng (Hình 5), phù hợp với tiêu chuẩn IEC 60890.

Hình 5: Bảng lựa chọn hệ số b để xác định diện tích vỏ hữu hiệu

Tổng diện tích hữu hiệu của lớp vỏ là:

Se =S(S0 x b)

Ở giai đoạn thứ hai, công suất của tổn thất nhiệt do thiết bị bên trong tủ được tính toán. Sản lượng nhiệt của tủ được định nghĩa là tổng các tổn thất điện năng của các phần tử riêng lẻ được lắp đặt trong tủ.

Q = Q1 + Q2 + Q3….

Tổn thất nhiệt của các thiết bị được lắp đặt riêng lẻ có thể được xác định bằng các đặc tính điện của chúng. Đối với thiết bị và dây dẫn có tải cục bộ, tổn thất điện năng có thể được xác định theo công thức sau:

Q = Qn x (Ib / In) 2, trong đó

Q - tổn thất công suất tác dụng;

Qn - tổn thất công suất định mức (tại In);

Ib là giá trị thực của dòng điện;

In - dòng điện định mức.

Hơn nữa, có tính đến các giá trị đã biết của nhiệt độ môi trường (Temin, Temax), bạn có thể tìm thấy nhiệt độ tối đa và tối thiểu bên trong tủ:

Ti max (° C) = Q / (K x Se) + Te max

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

K là hằng số có tính đến vật liệu vỏ. Đối với một số vật liệu phổ biến được sử dụng để sản xuất tủ, nó sẽ có các giá trị sau:

K = 12 W / m2 / ° C đối với vỏ nhôm

K = 5,5 W / m2 / ° C đối với vỏ kim loại sơn;

K = 3,7 W / m2 / ° C đối với vỏ thép không gỉ;

K = 3,5 W / m2 / ° C đối với vỏ bọc polyester.

Hãy chỉ định các giá trị nhiệt độ yêu cầu bên trong tủ là Tsmin và Tsmax.

Tiếp theo, chúng tôi đưa ra quyết định về việc lựa chọn hệ thống duy trì vi khí hậu cần thiết:

1) Nếu giá trị nhiệt độ tính toán lớn nhất vượt quá giá trị cài đặt (Timax> Tsmax), thì cần phải cung cấp hệ thống thông gió cưỡng bức, bộ trao đổi nhiệt hoặc máy điều hòa không khí; sức mạnh hệ thống có thể được xác định từ biểu thức:

Làm mát = Q - K x Se x (Ts max - Te max)

Từ đây, lưu lượng không khí yêu cầu có thể được tính toán:

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

f - hệ số hiệu chỉnh (hệ số f = Сp х ρ, tích của nhiệt lượng riêng và mật độ không khí ở mực nước biển). Đối với các độ cao khác nhau so với mực nước biển, hệ số f có các giá trị sau:

từ 0 đến 100 m f = 3,1

từ 100 đến 250 m f = 3,2

từ 250 đến 500 m f = 3,3

từ 500 đến 350 m f = 3,4

từ 750 đến 1000 m f = 3,5

2) Nếu giá trị nhiệt độ tính toán lớn nhất nhỏ hơn giá trị tối đa đã đặt (Timax

3) Nếu giá trị nhiệt độ tính toán tối thiểu thấp hơn giá trị cài đặt (Ti min

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

4) Nếu giá trị nhiệt độ tính toán tối thiểu cao hơn giá trị đặt (Ti min> Ts min) thì không cần sử dụng hệ thống điều khiển vi khí hậu.

Khi tính toán lưu lượng gió do quạt tạo ra, phải tính đến tổn thất tải do các bộ phận thoát khí (lưới phân phối không khí và bộ lọc, sự hiện diện hay không có của tấm thông gió) phải được tính đến.

Khi thiết kế, cần đảm bảo sự phân bố đều các tổn thất điện năng bên trong vỏ (tủ) và vị trí của thiết bị tích hợp không được cản trở sự lưu thông không khí. Việc không tuân thủ các quy tắc này sẽ yêu cầu các tính toán nhiệt phức tạp hơn để loại bỏ khả năng quá nhiệt cục bộ và hiệu ứng bỏ qua. Các phụ kiện phải có kích thước sao cho dòng điện hiệu dụng của mạch LẮP RÁP không vượt quá 80% dòng điện danh định Trong của thiết bị.

Hãy xem xét việc tính toán cân bằng nhiệt bằng một ví dụ cụ thể.

Số liệu ban đầu: Chúng tôi có một chiếc tủ làm bằng tôn sơn cao 2m, rộng 1m và sâu 0,6m, được xếp thành hàng. Tủ chứa 2 bộ chuyển đổi tần số, hai bộ lọc nguồn và hai bộ lọc sin đầu ra, cũng như các phần tử chuyển mạch, nhưng do sự tiêu tán công suất thấp của chúng so với thiết bị được chỉ định, chúng tôi có thể bỏ qua chúng. Nhiệt độ phòng xung quanh có thể thay đổi từ -10 đến + 32 ° C. Độ ẩm tương đối 70%. Nhiệt độ tối đa cho phép bên trong tủ + 40 ° C. Để tránh ngưng tụ, nhiệt độ tối thiểu cho phép trong tủ ít nhất phải bằng điểm sương, tức làtrong trường hợp của chúng tôi là 26 ° C (Hình 4)

Phép tính:

Theo bảng (Hình 5), tổng diện tích hữu dụng của vỏ sẽ bằng:

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

Dựa trên công suất tiêu tán đã biết của các phần tử thiết bị riêng lẻ, chúng tôi tìm ra tổng giá trị của nó. Đối với bộ biến tần, hiệu suất trong số đó là 97-98%, chúng tôi lấy 3% công suất định mức được công bố cho công suất tiêu tán. Vì thiết kế có tính đến tải lớn nhất không được vượt quá 80% giá trị danh định, nên hệ số 0,8 có thể áp dụng cho việc hiệu chỉnh tổng nhiệt điện:

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

Hơn nữa, có tính đến các giá trị đã biết của nhiệt độ môi trường (Te min, Te max), chúng tôi tìm thấy nhiệt độ tối đa và tối thiểu bên trong tủ mà không cần làm mát:

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

Ti phút (° C) = 3600 / (5,5 x5,64) - 10 = 106,05 ° C

Vì giá trị nhiệt độ tính toán tối đa cao hơn đáng kể so với giá trị đặt trước (148,05 ° C> 40 ° C), nên cần cung cấp hệ thống thông gió cưỡng bức, công suất của giá trị này sẽ bằng:

Làm mát = 3600 - 5,5 × 5,64 x (40 - 32) = 3351,84 W

Bây giờ chúng ta có thể tính toán hiệu suất thổi yêu cầu. Để tính đến tổn thất tải gây ra bởi các bộ phận khí thải (lưới phân phối không khí, bộ lọc), biên độ 20% được giả định. Kết quả là, chúng tôi thấy rằng để duy trì sự cân bằng nhiệt độ của tủ trong các giá trị quy định, một luồng không khí có công suất:

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

Lưu lượng không khí này có thể được đảm bảo bằng cách lắp đặt một số quạt, luồng không khí từ đó được tổng hợp lại. Ví dụ, bạn có thể sử dụng quạt Sunon A2179HBT-TC. Tuy nhiên, điều này cũng cần tính đến sự sụt giảm hiệu suất khi có khả năng chống dòng chảy từ các phần tử tủ được lắp đặt. Có tính đến yếu tố này, trong trường hợp của chúng tôi, có thể lắp đặt 2 quạt W2E208-BA20-01 EBM-PAPST hoặc 4 quạt A2179HBT-TC của Sunon. Khi chọn số lượng và vị trí của quạt, cần lưu ý rằng kết nối nối tiếp của chúng làm tăng áp suất tĩnh và kết nối song song làm tăng lưu lượng không khí.

Làm mát không khí cưỡng bức có thể được thực hiện bằng cách hút không khí nóng (quạt lắp ở cửa ra) từ thể tích của tủ hoặc bằng cách thổi không khí lạnh (quạt ở đầu vào). Việc lựa chọn phương pháp yêu cầu được thực hiện tốt nhất ở giai đoạn thiết kế ban đầu. Mỗi phương pháp này đều có ưu và nhược điểm riêng. Phun khí cho phép thổi hiệu quả hơn các phần tử nóng nhất, nếu chúng được định vị chính xác và rơi vào luồng không khí chính. Sự rối loạn dòng chảy tăng lên làm tăng khả năng tản nhiệt tổng thể. Ngoài ra, áp suất quá cao tạo ra bởi quá trình phóng điện ngăn cản bụi xâm nhập vào vỏ máy. Trong trường hợp thông gió bằng khí thải, do áp suất trong thể tích của tủ giảm, bụi được hút vào qua tất cả các khe và khe hở. Khi quạt được đặt ở đầu vào, tài nguyên riêng của nó cũng tăng lên, vì nó hoạt động trong dòng không khí lạnh vào. Tuy nhiên, khi đặt quạt ở phía hút gió thì bản thân nhiệt từ hoạt động của quạt sẽ được tản nhiệt ra bên ngoài và không ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị. Ngoài ra, do chân không nhỏ được tạo ra trong quá trình thông gió thải, không khí được hút vào không chỉ qua cửa hút chính mà còn qua các lỗ phụ khác. Được bố trí tối ưu gần nguồn nhiệt giúp kiểm soát dòng chảy tốt hơn.

Khi lắp đặt quạt ở đầu vào, nên đặt chúng ở phần dưới của vỏ máy. Một tấm nướng có lỗ thoát khí mà không khí nóng được loại bỏ qua đó nên được đặt ở phần trên của tủ. Lưới thoát gió phải có mức độ bảo vệ cần thiết, đảm bảo hoạt động bình thường của lắp đặt điện.Cần lưu ý rằng việc lắp bộ lọc khí thải có cùng kích thước với quạt sẽ làm giảm hiệu suất thực tế của quạt từ 25-30%. Do đó, đầu ra của bộ lọc phải lớn hơn đầu vào của quạt.

Khi lắp quạt ở ổ cắm, chúng được đặt ở phần trên của tủ. Các cửa hút gió nằm ở phía dưới và ngoài ra, gần các nguồn sinh nhiệt mạnh nhất, tạo điều kiện làm mát chúng.

Chúng tôi nói thêm rằng việc lựa chọn phương pháp thổi yêu cầu vẫn thuộc về các nhà thiết kế, những người có tính đến tất cả các yếu tố trên, mức độ bảo vệ IP cần thiết và các đặc tính của thiết bị, phải chọn phương pháp phù hợp nhất. Tầm quan trọng của việc đảm bảo nhiệt độ tối ưu trong tủ thiết bị là không thể chối cãi. Phương pháp tính toán đã cho, dựa trên các phương pháp được đề xuất bởi các nhà phát triển của Schnaider Electric, tủ Rittal phù hợp với IEC 60890, cho phép một số đơn giản hóa, sử dụng các giá trị thực nghiệm, nhưng đồng thời cho phép có đủ độ tin cậy để thực hiện tính toán hệ thống duy trì cân bằng nhiệt tối ưu của tủ điện có bộ biến tần và bộ lọc công suất.

Tác giả: Ruslan Cherekbashev, Vitaly Khaimin

Văn chương

1. Haimin V., Bahar E. Bộ lọc và cuộn cảm của công ty Skybergtech // Điện tử công suất. Năm 2014. số 3.

2. IEC / TR 60890 (2014) Lắp ráp cho thiết bị đóng cắt hạ áp. Phương pháp xác minh độ tăng nhiệt độ bằng tính toán

3. Danh mục trang phục. Kiểm soát nhiệt độ trong tủ điện. www.schneider- Electrical.ru

4. Các quy tắc tạo GCC phù hợp với GOST R IEC 61439. Thư viện kỹ thuật Rittal.

5. Làm mát tủ điều khiển và quy trình. Thư viện kỹ thuật Rittal 2013.

6. Vikharev L. Làm thế nào để làm việc để không bị kiệt sức trong công việc. Hoặc sơ lược về các phương pháp và hệ thống làm mát các thiết bị bán dẫn. Phần hai // Điện tử công suất. 2006. số 1.

Tính toán mức tiêu thụ điện năng của PC, theo giá trị hộ chiếu của mức tiêu thụ điện năng của các nút

Khi câu hỏi “Máy tính của tôi tạo ra bao nhiêu nhiệt?” Xuất hiện, trước tiên, chúng tôi cố gắng tìm dữ liệu về sự tản nhiệt của các nút trong vỏ máy tính của bạn. Nhưng dữ liệu như vậy không được tìm thấy ở đâu. Cực đại mà chúng tôi tìm thấy là dòng tiêu thụ bởi các nút dọc theo các mạch cung cấp điện 3.3; số năm; 12 V. Và thậm chí không phải lúc nào cũng vậy.

Các giá trị này của dòng tiêu thụ thường có giá trị đỉnh và được sử dụng để chọn nguồn cung cấp điện nhằm loại trừ quá dòng của nó.

Vì tất cả các thiết bị bên trong máy tính đều được cấp nguồn bằng dòng điện một chiều, nên không có vấn đề gì khi xác định mức tiêu thụ điện năng đỉnh (chính xác là đỉnh) của nút của bạn. Để làm điều này, chỉ cần xác định tổng công suất tiêu thụ trên mỗi đường dây, bằng cách nhân dòng điện và điện áp tiêu thụ dọc theo mạch (Tôi thu hút sự chú ý của bạn, không có hệ số chuyển đổi nào được áp dụng - dòng điện một chiều.).

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

Như bạn hiểu, đây là một ước tính rất thô, mà trong cuộc sống thực hầu như không bao giờ được thực hiện, bởi vì tất cả các nút của máy tính không hoạt động cùng một lúc ở chế độ cao điểm. Hệ điều hành hoạt động với các nút PC theo các thuật toán nhất định. Thông tin được đọc - xử lý - ghi ra - một phần nào đó của nó được hiển thị trên các phương tiện điều khiển. Các hoạt động này được thực hiện trên các gói dữ liệu.

Trên Internet, có rất nhiều ước tính về giá trị tiêu thụ điện năng cao nhất được lấy từ các đặc điểm của các nút.

Về nguyên tắc, những tính toán được đưa ra cách đây 2-3 năm không tương ứng với tình hình hiện tại. Bởi vì trong những năm qua, các nhà sản xuất đã hiện đại hóa các nút của họ, điều này đã dẫn đến việc giảm mức tiêu thụ điện năng của họ.

Dữ liệu mới nhất được hiển thị trong Bảng 1.

Bảng 1.

Chúng tôi thấy dữ liệu có sự phân tán rất rộng, nó được xác định bởi mô hình cụ thể của nút của bạn. Các nút của các nhà sản xuất khác nhau, đặc biệt là những loại được sản xuất vào các thời điểm khác nhau, có mức tiêu thụ điện năng rất đa dạng. Về nguyên tắc, bạn có thể tự tính toán.

Việc tính toán điện năng tiêu thụ của PC được thực hiện theo nhiều giai đoạn.

Nó:

1. Thu thập thông tin về điện năng tiêu thụ của nút,
2. Tính toán tổng điện năng tiêu thụ và lựa chọn PSU,
3. Tính toán tổng mức tiêu thụ của PC (có tính đến nguồn điện).

Một phần không thể thiếu trong tính toán tản nhiệt là tính toán điện năng tiêu thụ của máy tính. Từ đó công suất của bộ nguồn được xác định, một mô hình cụ thể được chọn, sau đó ước tính tản nhiệt của nó. Do đó, khi thực hiện tính toán nhiệt, trước tiên cần thu thập dữ liệu về công suất tiêu thụ của các nút máy tính.

Nhưng cho đến nay, ngay cả công suất tiêu thụ không phải lúc nào các nhà sản xuất linh kiện máy tính cũng đưa ra, đôi khi giá trị của điện áp cung cấp và dòng tiêu thụ cho điện áp này được ghi trên bảng thông số. Như đã đề cập ở trên, ở dòng điện một chiều, được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các nút máy tính, tích của điện áp cung cấp và dòng điện tiêu thụ ở một điện áp nhất định cho biết công suất tiêu thụ.

Dựa trên tổng công suất tiêu thụ (coi đó là công suất tỏa nhiệt), bạn có thể thực hiện tính toán sơ bộ hoặc gần đúng cho hệ thống làm mát. Tính toán này sẽ cung cấp khả năng làm mát quá mức cho PC của bạn, trong điều kiện tải cao và do đó, mức giải phóng nhiệt tối đa cho một số xấp xỉ mức giải phóng nhiệt thực và sẽ cung cấp khả năng làm mát bình thường. Nhưng khi PC được sử dụng cho các ứng dụng thông thường (không tốn nhiều tài nguyên), hệ thống làm mát được tính toán theo cách này rõ ràng là dư thừa và việc đảm bảo hoạt động bình thường của các nút PC tạo ra sự bất tiện cho người dùng do mức độ tiếng ồn tăng lên.

Trước hết, bạn nên biết rằng công suất tiêu thụ và tản nhiệt của các nút có liên quan trực tiếp với nhau.

Công suất tản nhiệt của các linh kiện điện tử không bằng công suất tiêu thụ mà chúng liên quan đến nhau thông qua hệ số công suất hao phí của thiết bị.

Có rất nhiều ấn phẩm về cách thực hiện phép tính này, có những trang đặc biệt trên Internet cho phép tính này. Nhưng vẫn có những câu hỏi về việc thực hiện nó.

Tại sao?

Và vì không chỉ công suất tản nhiệt khó tìm từ nhà sản xuất mà ngay cả công suất tiêu thụ của nút mà chúng ta quan tâm cũng không phải lúc nào cũng biết. Có lẽ đơn giản là họ ngại trích dẫn chúng do giá trị của chúng không ổn định trong quá trình hoạt động và phụ thuộc đáng kể vào chế độ vận hành. Sự chênh lệch có thể lên đến mười lần và đôi khi còn hơn thế nữa.

Họ dường như không muốn làm người dùng choáng ngợp với những thông tin “không cần thiết”. Và tôi chưa tìm thấy bất kỳ dữ liệu nào cho các nhà sản xuất.

Khuyến nghị lựa chọn loại máy lạnh

Máy lạnh tủ đứng
Điều kiện vận hành khó khăn với tải trọng liên tục không thể chịu được mọi hệ thống khí hậu. Nó phải được trang bị một bộ lọc bụi, máy hút ẩm, bộ mùa đông. Một trong những lựa chọn để làm mát không khí là điều hòa tủ đứng máy chủ. Thiết kế không cần thoát nước ngưng, dàn nóng có kích thước nhỏ gọn. Dàn lạnh được lắp đặt theo chiều dọc hoặc chiều ngang bên trong tủ máy chủ.

Yêu cầu đối với máy điều hòa không khí

Khi duy trì khí hậu trong các phòng máy chủ, việc vận hành trơn tru của máy điều hòa không khí là rất quan trọng. Việc hỏng hóc và sửa chữa sẽ khiến thiết bị viễn thông không được bảo dưỡng trong một thời gian dài. Nguyên tắc luân chuyển và bảo lưu cho phép đáp ứng yêu cầu. Một số thiết bị kiểm soát khí hậu được lắp đặt trong phòng, được kết nối thành một mạng bằng một thiết bị quay. Trong trường hợp một máy điều hòa không khí bị trục trặc, tùy chọn dự phòng sẽ tự động được kích hoạt.

Việc bật xen kẽ các khối cho phép bạn cân bằng tải và đảm bảo các thông số khí hậu tối ưu. Ở chế độ này, kỹ thuật viên dừng luân phiên để nghỉ ngơi và bảo dưỡng.

Bộ phận quay giúp điều khiển điều hòa không khí của các phòng máy chủ. Nó tự động luân phiên việc bật các đơn vị làm việc, nếu cần, kết nối thiết bị dự phòng. Tùy chọn điều khiển thứ hai là cài đặt các cảm biến, các kết quả đọc được hiển thị trên màn hình máy tính. Bạn không cần phải rời khỏi nơi làm việc của mình để xác định các điều kiện trong phòng máy chủ. Tất cả thông tin dưới dạng bảng và đồ thị sẽ được chuyển đến máy tính. Tin nhắn được kèm theo một tín hiệu âm thanh.

Hệ thống phân chia

Sơ đồ thiết bị điều hòa không khí dạng cột
Để duy trì các thông số được chỉ định trong các phòng máy chủ, các hệ thống phân chia được sử dụng. Hệ thống công suất lớn gia đình hoặc bán công nghiệp được lắp đặt trong các phòng nhỏ với công suất tỏa nhiệt lên đến 10 kW. Theo loại cài đặt, chúng là:

• Treo tường - một lựa chọn linh hoạt và giá cả phải chăng. Năng suất là 2,5-5 kW, một mô hình được chọn trong đó cung cấp một chiều dài đáng kể của đường freon. Các nhà sản xuất được đề xuất là Daikin, Toshiba và Mitsubishi Electric.
• Ống dẫn - các thiết bị được đặt dưới trần giả, tiết kiệm diện tích và trao đổi không khí hiệu quả. Thích hợp cho các phòng máy chủ lớn. Điều hòa không khí ống dẫn cung cấp không khí lạnh trực tiếp đến các giá đỡ.
• Hệ thống cột - hệ thống mạnh mẽ ở dạng tủ được lắp đặt trên sàn, không cần lắp đặt.

Hệ thống khí hậu chính xác

Máy điều hòa không khí chính xác phòng máy chủ là thiết bị chuyên nghiệp. Các khu phức hợp khí hậu có nguồn tài nguyên hoạt động liên tục cao, cho phép duy trì các thông số nhiệt độ và độ ẩm tối ưu. Một trong những ưu điểm của thiết bị là độ chính xác, các chỉ số khí hậu ở các mặt bằng rộng có mức dao động không quá 1 ° C và 2%. Trong các phòng máy chủ, các mô hình tủ và trần được lắp đặt. Đầu tiên được phân biệt bởi kích thước cồng kềnh của chúng, công suất của chúng là 100 kW. Hệ thống âm trần kém hiệu quả hơn (20 kW) và được lắp đặt trong các phòng không thể đặt máy lạnh âm trần.

Các loại thiết bị khí hậu chính xác

Các phức hệ khí hậu có thể là đơn khối và phân tách theo kiểu hệ thống phân chia. Hệ thống được làm mát bằng nhiều cách khác nhau: bằng cách bay hơi của freon, nước hoặc mạch không khí. Các nhà sản xuất phổ biến: UNIFLAIR, Hộp màu xanh.

Số lượng cài đặt:

• công việc không bị gián đoạn;
• công suất cao của thiết bị;
• kiểm soát chính xác các thành phần khí hậu;
• nhiều loại nhiệt độ hoạt động;
• khả năng tương thích với kiểm soát công văn.

Nhược điểm của hệ thống chính xác:

• giá cao;
• thiết kế monoblock ồn ào.

Hệ thống cuộn dây quạt làm lạnh

Hệ thống điều hòa không khí sử dụng nước hoặc hỗn hợp ethylene glycol làm môi trường sưởi ấm. Nguyên lý hoạt động tương tự như cài đặt với freon.Máy làm lạnh làm mát chất lỏng lưu thông trong bộ trao đổi nhiệt cuộn dây quạt và không khí đi qua bộ tản nhiệt làm giảm nhiệt độ.

• hiệu suất cao;
• tính linh hoạt;
• hoạt động an toàn và giá cả phải chăng.