Меню

Как посчитать выделяемое тепло оборудование



Способы рассчитать тепловыделение: расчёт серверного оборудования

Специальное серверное и телекоммуникационное оборудование располагают в отдельных помещениях, называемых серверными. К их обустройству предъявляются особенные требования. Если грамотно рассчитать тепловыделение для серверной, находящиеся в ней устройства и аппараты будут работать с максимальной эффективностью, а энергозатраты будут минимальными.

Содержание

  1. Организация серверной комнаты
  2. Категория пожароопасности
  3. Необходимая аппаратура
  4. Расчёт тепловыделения
  5. Дополнительные источники тепла

Организация серверной комнаты

Серверные помещения оборудуют в зданиях, где функционирует большое количество техники (например, в офисных центрах). В них устанавливают такие приборы, как элементы бесперебойного питания, распределительные пункты, кроссы, патч-панели, коммуникационные стойки и многое другое. Исходя из количества необходимого оборудования рассчитываются размеры серверной комнаты. Минимально допустимой считается площадь 14 кв. м. В некоторых случаях может использоваться несколько таких комнат.

Требования к оборудованию специального помещения перечислены в стандарте TIA 569. Согласно этому документу, высота потолка в серверной должна достигать 2,5 м. Такая величина обусловлена тем, что большинство стоек для крепления аппаратов имеют высоту 2 м. Для обеспечения эффективного отвода тепла расстояние от их верхней точки до потолка должно быть минимум 0,5 м.

Для обустройства серверной следует выбирать комнаты без окон. Иначе через них в летнее время будет попадать большое количество солнечного тепла, негативно влияющего на работу современной техники.

Множество различных установок, собранных в одном месте, имеют внушительный вес. Поэтому для обеспечения безопасности пол должен выдерживать большую нагрузку (минимум 1200 кг на 1 кв. м.). Чтобы оборудование не вышло из строя из-за действия влаги, потолок требуется покрыть слоем гидроизоляционного материала. Температурный режим следует постоянно поддерживать в диапазоне 18−24 градуса, влажность — на уровне 30−50%

Источники электрических помех необходимо удалить от серверного помещения. Максимальная напряжённость в нём может составлять не более 3 В на 1 м.

В комнате обязательно наличие телекоммуникационной шины, выполняющей роль основного заземлителя. К ней присоединяют заземляющие проводники металлических кабелей, приборов и прочих конструкций. Освещение запитывают от разных распределительных электрощитов, световые приборы размещают на потолке, выключатели для них монтируют на высоте 1,5 м от пола.

Обязательным требованием к серверной является постоянное поддержание чистоты и отсутствие пожароопасных предметов. Доступ в неё должен быть строго ограничен, двери — закрыты на замок, ключи от которого может иметь собственник здания и лицо, ответственное за обслуживание помещения.

Категория пожароопасности

Сосредоточение большого числа аппаратуры в комнате увеличивает риск возникновения короткого замыкания, которое может спровоцировать пожар. Чтобы предотвратить эту ситуацию, необходимо правильно рассчитать категорию пожароопасности помещения. При расчётах следует учитывать особенности материалов, используемых в комнате, её площадь, высоту потолка, состояние вентиляционной системы и наличие полок, стеллажей.

На основании этих факторов выделяют несколько разновидностей помещений. Они имеют разную степень пожароопасности.

Повышенная взрывопожароопасность (категория А) присваивается помещениям, где находятся горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки менее 28 градусов. Из-за большой концентрации таких веществ могут образовываться взрывоопасные смеси. При их возгорании расчётное избыточное давление взрыва поднимается выше 5 кПа.

В категорию Б попадают комнаты с горючими волокнами и жидкостями, температура воспламенения которых превышает 28 градусов. Их использование приводит к образованию взрывоопасных паров и пылевоздушных смесей. Если такие смеси загорятся, давление взрыва превысит 5 кПа.

К группе В относят помещения, в которых имеются горючие и трудногорючие жидкости, твёрдые воспламеняющиеся составы. При взаимодействии друг с другом, при соединении с водой или кислородом такие вещества не взрываются, а только горят.

Эта категория делится на 4 подгруппы. Для каждой из них определён диапазон удельной пожарной нагрузки:

  • В1 — более 2200 МДж/м2.
  • В2 — 1401 — 2200 МДж/м2.
  • В3 — 181 — 1400 МДж/м2.
  • В4 — 1 до 180 МДж/м2.

В комнатах группы В может быть несколько участков, на которых пожарная нагрузка не превышает установленных значений. Подгруппа В4 предусматривает, что расстояние между этими участками не должно превосходить предельно-допустимых значений.

Группа Г подразумевает умеренную пожароопасность и присваивается помещениям с негорючими материалами. При их раскалении и расплавлении выделяется лучистое тепло, искры и пламя. Жидкости и твёрдые компоненты, образующиеся в этом случае, сжигаются или утилизируются как топливо.

Если в комнате используются негорючие вещества в холодном состоянии, ей присваивается категория Д. Она характеризуется максимально низким уровнем пожароопасности.

Необходимая аппаратура

Для серверных комнат выбирают современное оборудование, изготовленное из устойчивых к воспламенению пожаробезопасных деталей. Устанавливают такое оборудование на специальных стойках, имеющих стандартную ширину 19 дюймов, глубину 600, 800 или 900 мм. В дополнение к ней прилагается специальный корпус, для фиксации которого стойка оснащается отверстиями. Промежуток между ними составляет 44,5 мм и называется юнитом. Высота стойки обозначается юнитами.

Телекоммуникационная стойка бывает обычной или со стеклянной дверью. Второй вариант более эстетичен и удобен, т. к. позволяет дополнительно защитить закреплённую технику. Более современные модели комплектуются охлаждающими системами (от обычных кондиционеров до автономных сплит-систем), необходимыми для обеспечения оптимального режима температуры. Также в них предусмотрены индикаторы. Стойки, оснащённые всеми необходимыми элементами, называют серверными шкафами.

Залогом эффективной работы техники является защита от перепадов напряжения в сети. Она создаётся с помощью источника бесперебойного питания (ИБП). Существуют разные типы таких устройств:

    Резервного типа. Содержит автоматический коммутатор, который обеспечивает работу прибора от электросети и аккумуляторных батарей. Такой ИБП прост в эксплуатации, имеет небольшую мощность, стоит недорого.

Для серверных комнат лучше всего подходят источники бесперебойного питания On-Line, но из-за дороговизны их часто заменяют на ИБП линейно-интерактивного типа. Мощность такого устройства должна составлять 5−6 кВА.

Расчёт тепловыделения

Укомплектовав помещение необходимым оборудованием, следует провести расчёт тепловыделения по потребляемой мощности. Тепловую мощность измеряют в БТЕ (Британская термическая единица). 1 Вт составляет 3.412 БТЕ/час. К примеру, тепловыделение компьютера для кондиционирования мощностью 400 Вт будет равно 1364,8 БТЕ/час.

Посчитать суммарное тепловыделение серверного оборудования можно несколькими способами. Первый — сложение показателей тепловыделения каждого прибора — является не самым точным.

При втором варианте подсчётов во внимание берут не только количество тепла, выделяемого оборудованием, но и количество персонала, находящегося в серверной, и количество тепла, проходящего через стены, потолок. Чтобы узнать, сколько тепловой энергии пропускают ограждающие строительные конструкции, требуется воспользоваться формулой Q = S х h х q / 1000, в которой:

  • s — площадь серверной комнаты.
  • h — высота потолков.
  • q — поправочный коэффициент. Величина является табличной и измеряется в Вт/м3. Считается, что удельный коэффициент для серверной комнаты такой же, как для помещения без окон (30 Вт/м3).

В серверной обязательно должна быть налажена вентиляция. Поскольку в ней отсутствуют окна, организовать эффективный естественный приток воздуха невозможно. Помещение приходится оснащать климатическими системами. Именно они выделяют в атмосферу значительные объёмы тепла, вырабатываемого компрессорами и вентиляторами. Чтобы уменьшить тепловую нагрузку на помещение, нужно обеспечить отвод этого тепла наружу.

Кондиционер в комнате должен не только хорошо охлаждать воздушные потоки, но и увлажнять их. В серверной влажность должна находиться в диапазоне 30−50% и меняться со скоростью 6% в час. Конденсация влаги не допускается.

В небольших комнатах и серверных шкафах во время работы кондиционера не происходит смешивание холодного и горячего воздуха, поэтому влага не конденсируется.

Чтобы преодолеть рециркуляцию обратного воздуха из прибора в крупных помещениях, система кондиционирования должна быть настроена на подачу воздуха более низкой температуры. Если холодный поток попадаёт напрямую в кондиционер, влажность в атмосфере резко снизится, потребуется организовать дополнительное увлажнение.

Дополнительные источники тепла

Принимаясь за расчёт тепловыделения серверной, следует учитывать, что, кроме основных источников тепла: телекоммуникационных устройств, источников бесперебойного питания и системы кондиционирования, в комнате имеются дополнительные источники тепловой энергии.

К ним относятся осветительные приборы. Подходящими считаются лампы накаливания и галогенные светильники, не дающие электромагнитных помех. Их число должно быть таким, чтобы уровень освещённости достигал минимум 500 люкс.

Нельзя забывать, что люди, обеспечивающие работу серверных приборов, также выделяют тепло. Известно, что один человек при движении выделяет около 350 Вт энергии. Её нужно учитывать при подсчёте общего тепловыделения.

Источник

РД 22.18-355-89Методика определения тепловыделений от электротехнического оборудования

Необходимо знать каждому.

Как выбрать сплит систему — в наше время очень острый вопрос и далеко не каждая организация может похвастаться специалистами по подбору климатических систем и систем кондиционирования, с бытовыми настенными сплит системами дело обстоит так же. Полагаясь на свои предпочтения либо советы друзей и неквалифицированных менеджеров слушая и говоря: «Да там кухня 8 квадратов, хрущевка обычная, у моего друга Семерка стоит — всю квартиру охлаждает без проблем», вы можете купить сплит систему и останетесь очень не довольны результатами ее производительности, энергопотребления и долговечности, обращайтесь к специалистам по расчету теплопритоков и точному подбору сплит систем и кондиционеров на ваши нужды и условия.

Расчет тепловыделения оборудования серверной.

Чтобы правильно рассчитать объем кондиционирования серверного помещения, нужно иметь данные о тепловыделении всего оборудования. Эти данные, как правило, записаны в технической документации оборудования серверов. При отсутствии таких данных количество выделяемого тепла приходится рассчитывать самостоятельно.

Так, любое оборудование 70-80% потребляемой энергии превращает в тепло. Следует учесть также тепло от стен и оконных проемов. А это еще 30-40 Вт на каждый кубометр помещения. Обязательно при расчете включить 30-40% дополнительной мощности на случай непредвиденных ситуаций (ремонта оборудования, его перегрева, значительного повышения температуры воздуха на улице).

Выбрать мощность сплит системы по маркировке.

Общепринятая Европейская система классификации мощности по BTU: 7 000 BTU , 9 000 BTU, 12 000 BTU и т. д. BTU (БТЕ) — British Thermal Unit или Британская тепловая единица, 1000(БТЕ/час=293 Вт). Большинство производителей пользуются Британской маркировкой для удобства подбора мощности, так как первые кондиционеры стали использовать в Европе и США, однако сплит системы фирм Daikin, Mitsubishi, Kentatsu, Chigo и многие другие маркируют свои сплит системы по мощности в киловаттах, например Daikin ATXN25MB и цифра 25 означает номинальную холодопроизводительность в 2,5 кВт, что характеризует мощность кондиционера в 9 000 BTU или 9-ка.

Читайте также:  Игры без оборудования в доу

Кондиционирование серверных с помощью прецизионных кондиционеров.

Многие европейские производители техники для серверных не ставят ее на гарантию, пока в помещении не установлен прецизионный кондиционер. Эти кондиционеры способны регулировать температуру с точностью до 1гр.C, а влажность с точностью до 5%. По надежности они значительно превосходят обычные сплит-системы. Основные недостатки прецизионных кондиционеров – большая стоимость и громоздкость.

Относятся прецизионные кондиционеры к шкафному или колонному типу. Они не являются массовым продуктом, их изготавливают и поставляют в основном под заказ. Происходит названия от английского слова «precision», что означает «точный». Название полностью отображает суть такого типа кондиционирования. Только прецизионные кондиционеры могут с большой точностью поддерживать параметры воздушной среды в закрытом серверном помещении.

Главные преимущества прецизионных кондиционеров следующие:

  • возможность точного поддержания температуры;
  • возможность точного поддержания влажности;
  • надежность при работе в непрерывном режиме;
  • возможность работы при значительных перепадах температуры на улице;
  • совместимость с установками дистанционного управления и контроля микроклимата в здании.

Все прецизионные кондиционеры оснащены мощными фильтрами, которые задерживают пыль. Воздух в систему может поступать непосредственно из помещения или из пространства над подвесным потолком. Обратная подача воздуха может осуществляться, как снизу, так и сверху.

Как детально рассчитать мощность сплит системы для своей комнаты или помещения.

Внешние теплопритоки.

Расчет проникающей солнечной радиации через оконный проем с учетом расположения сооружения относительно сторон света.

где qокн — удельная тепловая мощность от солнечной радиации в зависимости от ориентации окна Вт/м2

Ориентация окна Северо Восток Восток Юго Восток Юг Юго Запад Запад Северо Запад Север
q, Вт/м2 190 250 240 240 350 470 370

Fокн — площадь остекления окна, м2

k — коэффициент солнцезащитных элемент

b> Отсутствие защиты Жалюзи Шторы Внешний навес
k 1 0,5 0,4 0,3

Теплоприктоки от нагрева защитного сооружения:

qзс — удельная тепловая мощность теплопередачи защитного сооружения, Вт/м2

Fзс — площадь защитного сооружения, м2

Для постоянно открытой двери теплоприток принимают за 300 Вт

Защитное сооружение q, Вт/м2
Внешняя стена легкой конструкции (север) 30
Внешняя стена легкой конструкции 60
Внешняя стена тяжелой конструкции (север) 20
Внешняя стена тяжелой конструкции 30
Внутренняя стена 30
Крыша без утепления 60
Крыша с утеплением 25
Потолок 10
Пол 10

Внутренние теплопритоки.

n — количество людей в зависимости от физической активности

qч — количество тепловыделения одного человека

Физическая активность q, Вт
Отдых 80
Легкая работа 125
Работа средней тяжести 170
Тяжелая работа, занятие спортом 250

4. Тепловыделение от электрооборудования

m — количество единиц оборудования

Nэ — электрическая мощность еденицы оборудования, Вт

i — коэффициент превращения электрической энергии в тепловую

Оборудование i
Лампы накаливания 0,9
Лампы люминесцентные 0,4
Электродвигатели 0,3
Автономные холодильники и витрины 1

Для компьютера и оргтехники теплоприток принимают 300 Вт

Исследование теплопоступлений от ПЭВМ в помещение

В тепловом балансе помещений умственного труда с применением ПЭВМ компьютерная техника является одним из главных источников теплопоступлений. В справочной литературе [1] указано, что «…тепловыделения от оборудования принимаются в соответствии с технологическим заданием, а при отсутствии данных — 300 Вт от одной ПЭВМ». Анализ многочисленных проектов по вентиляции и кондиционированию офисных центров показывает, что технологического задания на тепловыделение от компьютерной техники проектировщикам не выдается. Специалисты, руководствуясь справочной литературой, тепловыделения от одной ПЭВМ принимают равными 300 Вт. Но так ли это на самом деле и к чему приводят неточные данные тепловыделений от ПЭВМ?

Существует несколько подходов к расчету тепловыделения в корпусе компьютера, но остановимся на четырех основных [2]. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки.

  1. По паспортным значениям потребляемой узлами мощности. Это весьма приблизительная оценка, которая в реальной жизни почти никогда не выполняется, ведь не работают одновременно все узлы компьютера в пиковом режиме. Тем более производители постоянно модернизируют свои узлы, что приводит к изменению потребляемой ими мощности. Ориентировочные данные по тепловыделениям приведены в табл. 1. Из этой таблицы видно, что паспортные значения потребляемой мощности ПЭВМ имеют очень широкий диапазон.
  2. Просто зайти на сайт, представляющий сервис для расчета тепловыделения (потребляемой мощности), выбрать нужные узлы и надеясь на современность их базы и правильность заложенных величин применить их результаты. Достоинство: не надо искать данные, они должны присутствовать в базах предлагаемых сервисов. Недостатки: базы не успевают за производителями узлов, часто они содержат недостоверные данные.
  3. По потребляемой узлами мощности с учетом коэффициента тепловыделения и типовой загрузки узлов. Достоинство: более высокая точность. Недостатки: необходим большой объем информации или опыт, знание характеристик узлов, режимов работы ПК.
    Есть множество публикаций о том, как выполнить этот расчет, но до сих пор возникают вопросы при его выполнении. Это связано с тем, что не только мощность тепловыделения сложно найти у производителя, но и даже мощность, потребляемая интересующим нас узлом, не всегда известна. В работе [2] рассмотрены тепловыделения отдельных узлов системного блока с учетом коэффициентов тепловыделения и загрузки, а также приведена оценка тепловыделения компьютеров, условно разбитых на три группы по особенностям применения и потребности в ресурсах (табл. 2). В этой таблице даны тепловыделения для достаточно напряженной работы компьютера. Основными источниками тепловыделения являются материнская плата и расположенные на ней — процессор, видеокарта и память (в сумме более 50 % общего тепловыделения).

В настоящее время установлено, что в паспортных данных офисного оборудования потребляемая мощность обычно завышена. В ходе работы [3] было установлено, что для офисного оборудования, паспортная мощность которого не превышает 1 кВт, тепловыделения составляют от 25 до 50 % [3].

  • По результатам экспериментальных измерений приборами потребляемой мощности и тестов компьютера. Достоинство: высокая точность величины для каждого типового режима работы. Недостатки: необходимость проведения специальных исследований и измерений.
  • В работе [4] приведены результаты тестирования по определению энергопотребления от девяти компьютеров различной мощности. Тестирование производилось в нескольких типичных состояниях: состояние покоя, состояние максимальной процессорной нагрузки, состояние максимальной нагрузки на систему целиком, работа в графическом редакторе, двухпроходное перекодирование HD MPEG-2 видеоролика, финальный рендеринг 3D-сцен в Autodesk 3ds max 2010 в разрешении 1920×1080.

    В табл. 3 приведены усредненные значения энергопотребления полной системы (включающей материнскую плату, процессор, память, видеокарту, жесткий диск и процессорный «кулер» с вентилятором) при том или ином типе нагрузки на тестовые системы.

    Следует отметить, что разные процессоры при разгоне до примерно одних и тех же пределов по частоте показывают совершенно разное энергопотребление. Казалось бы, в росте энергопотребления и тепловыделения при увеличении частоты процессора нет ничего удивительного. Известно, что эти величины связаны между собой пропорциональной зависимостью. Например, сегодня для «настольных» процессоров приняты несколько типовых значений тепловыделения под нагрузкой: 130 или 95 Вт для производительных моделей и 73 или 65 Вт — для общеупотребительных и бюджетных [4].

    Анализируя вышеприведенные данные, можно сделать следующие выводы.

    Полученные максимальные измеренные тепловыделения составляли от 52 до 70 Вт. При этом паспортное значение мощности составляло от 165 до 759 Вт. Тепловыделения от компьютера, работающего с монитором, определялись путем вычитания расчетного значения тепловыделений монитора из суммарно измеренной величины. Wilkins и McGaffin опубликовали данные исследования 12-ти компьютеров различных модификаций. Средние тепловыделения составляли 56 Вт, а средняя паспортная мощность — 391 Вт. Итак, средняя величина тепловыделений по 20-ти исследованным компьютерам равна 55,6 Вт.

    Исследования [4] показывают, что среднее потребление компьютера составляет всего лишь около 150 Вт, то есть 300 Вт согласно [1] — величина тепловыделений с «хорошим» запасом.

    Нами были выполнены экспериментальные исследования по определению величины теплопоступлений от ПЭВМ с применением прибора PCE-GA 70, который показан на рис. 1. Прибор позволяет проводить измерения параметров воздушной среды в помещении с помощью универсального зонда. Память прибора позволяет сохранять до 20 тыс. значений, передавать и обрабатывать их на компьютере с помощью специального программного обеспечения. Технические характеристики прибора PCE-GA 70 приведены в табл. 4. Замеры параметров микроклимата проводились в течение всего рабочего дня непосредственно у задней стенки системного блока в месте расположения вентилятора охлаждения блока питания (рис. 2).

    Результаты исследования изобразим графически (рис. 3). По оси абсцисс откладываем время проведения замеров (τx30, с), по оси ординат — значения температуры удаляемого воздуха (tу, °С). Выполнив аппроксимацию кривой ряда 1, выделенного синим цветом, получим y = 0,0023x + 41,05 — линейный ряд с R2 = 0,7605, y = 0,6284 ln(x) + 38,418 — это логарифмический ряд с R2 = 0,9109, y = –4e–16×6 + 1e–12×5 – 1e–09×4 + 6e–07×3 – 0,0002×2 + 0,0288x + 39,682 — это полиномиальный ряд с R2 = 0,9436, где R2 — величина, характеризующая достоверность аппроксимации — чем ближе значение R2 к единице, тем надежнее линия тренда аппроксимирует конкретный исследуемый процесс. Величина R2 определяется следующим образом:

    Видно, что наиболее близка к исследуемой кривой полинома (R2 = 0,9436). Однако прямую у = 0,0023х + 41,05 с определенной степенью достоверности также можно применять для определения температуры удаляемого воздуха в любой момент времени х.

    Расчет теплопоступлений от компьютера проводился по следующей формуле (приближенно):

    Qпов = αпов(tпов – tв)Fпов, (1)

    Читайте также:  Оборудование конюшни для лошадей

    где Qпов — теплопоступления от нагретой поверхности оборудования, Вт; αпов — коэффициент сложного лучистоконвективного теплообмена, определяется по работе [5], αпов = 10; tпов — температура нагретой поверхности, принимаем tудал.возд = 42 °С; tв — температура воздуха внутри помещения, принимаем tвозд = 25 °С; Fпов — площадь поверхности системного блока исследуемого компьютера, в среднем Fпов = 0,85 м2.

    Определим расчетную величину теплопоступления по формуле (1):

    Qпов = 10 × (42 – 25) × 0,85 = 144,5 Вт.

    Например, при расчете теплопоступлений в офисных помещениях крупнейшая шведская вентиляционная компания Swegon ориентируется на значение 150 Вт на один компьютер [6]. Сравнивая вышеприведенные данные, можно сделать вывод, что результаты различных исследований по определению средней величины теплопоступлений от ПЭВМ идентичны. Итак, значение теплопоступлений от одного компьютера в офисном помещении следует принимать 150 Вт.

    Тепловыделения от оборудования вносят существенный вклад в тепловую нагрузку помещения. Информация, приведенная в данной статье, может стать полезным инструментом для инженеров, выполняющих расчеты нагрузок на холодильное оборудование или анализ энергопотребления.

    Авторы также выражают надежду, что изготовители оборудования осознают важность величины паспортной мощности для определения тепловых нагрузок и предпримут необходимые шаги для предоставления более реалистичной информации о потребляемой мощности.

    Отметим, что также необходимо регламентировать выдачу технологического задания на теплопоступления от офисной техники при проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях умственного труда с применением ПЭВМ.

    Источник

    Расчет тепловыделений в производственных

    а) Тепловыделения от нагретых поверхностей оборудования определяются по формуле

    где F — теплоизлучающая поверхность, м 2 ;

    К 1 — коэффициент теплообмена, кал/м 2 ×ч×°С,

    для поверхности нагретых предметов К 1 = 8,4 [3];

    t ПОВ — температура наружной поверхности оборудования,°С;

    t B — температура воздуха в помещении,°С;

    б) Тепловыделения от остывающих продуктов и материалов определяются по формуле

    где M M — количество остывающего материала, кг/ч;

    С M — теплоемкость материала, ккал/кг×°С;

    t НАЧ , t КОН — начальная и конечная температуры,°С,

    в) Тепловыделения от электрооборудования, потребляемого электроэнергию, определяется по формуле

    где N УСТ -установочная мощность оборудования, кВт;

    К 1 — коэффициент использования установочной мощности

    K 2 — коэффициент одновременности работы оборудования,

    К 2 = 0,8 ÷ 1,0 (чаще принимается равным 1);

    860 — тепловой эквивалент 1кВт.ч, т.е. тепло, эквивалентное 1кВт.ч электрической энергии.

    г) Тепловыделения от искусственного освещения определяются по формуле

    где N УСТ — суммарная установочная мощность осветительных

    K 1 — коэффициент способа установки источников света (для открытых потолочных подвесных светильников К 1 = 1; для светильников с лампами накаливания, закрытых матовыми стеклами К 1 = 0,7; для светильников, встроенных в подвесной потолок К 1 = 0,15 ÷ 0,45 — наименьшее значение соответствует способу установки, при котором часть тепла отводится через вентиляционные панели в потолочном перекрытии, наибольшее — когда все тепло от светильников поступает в помещение. При отсутствии данных по проектной мощности осветительных установок удельные тепловыделения от освещения рассчитываются на: 1 люкс освещенности и принимаются равными:

    при использовании ламп накаливания – 0,15 ÷ 0,2 ккал/ч на 1 м 2 площади помещения;

    при использовании люминесцентных ламп — 0,05 ккал/ч на 1 м 2 площади пола.

    д) Тепловыделения от электродвигателей, встроенных в оборудование, рассчитывается по формуле

    где N o б — установочная мощность оборудования (электродвигателей, кВт);

    К 1 — коэффициент загрузки электродвигателей (отношение средней

    мощности электродвигателя к номинальной) К 1 = 0,5 ÷ 0,8;

    K 2 — коэффициент одновременности работы оборудования

    К 3 — коэффициент тепловыделения оборудования с учетом уноса

    теплоты из помещения с материалами, водой, воздухом и т.д.

    (К 3 = 0,1 ÷ 1,0); для насосов и вентиляторов К 3 = 0,1 ÷ 0,3;

    для металлорежущих станков К 3 = 1,0.

    е) Тепловыделения от электродвигателей, установленных в помещении, определяются по формуле

    где N эл.двиг — мощность электродвигателей, кВт;

    К 1 , .K 2 — см. предыдущую формулу;

    — КПД электродвигателя.

    ж) Количество тепла, выделяемого людьми (прил.3), зависит от метеорологических условий в помещении и степени тяжести выполняемых работ. Различают тепловыделения от людей по явному теплу, вследствие теплообмена поверхности тела с окружающим воздухом q я п , и тепловыделения по полному теплу с учетом скрытого тепла испарения водяных паров, выделяемых человеком q п я ,

    Общее количество тепла, выделяемого людьми, определяется по формуле

    Q я п= q я п × n , ккал/ч; (7)

    Q п я, = q п я,× n , ккал/ч; (8)

    где q я п , q п я — тепловыделения одним человеком по явному и

    полному теплу ккал/ч;

    n — число людей в помещении.

    Количество явного тепла Q я п учитывается при определении необходимого воздухообмена общеобменной вентиляцией, Q п я учитывается при расчетах тепловой нагрузки на кондиционер.

    з) Тепловой поток, поступающий в помещение от солнечной радиации, определяется по формуле

    Q солн =860 × F ост × q рад × А ост ×K × 10 -3 , ккал/ч (9)

    где F ост — поверхность остекления, м 2 ;

    q рад — количество тепла, поступающего в помещение через 1 м 2

    остекленной поверхности, Вт/м 2 (прил. 4);

    а ост — коэффициент, зависящий от количества рядов стекол

    (двойное остекление — 1,15, одинарное — 1,45);

    К — коэффициент, учитывающий загрязнение остекления

    и) Тепловой поток, выделяемый поверхностью нагретой жидкости, определяется по формуле

    Q ж = F ж × а × ( t ж — t B), ккал/ч, (10)

    где F ж — площадь нагретой поверхности жидкости, м 2 ;

    а — коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху

    поме­щения, ккал/ч×м 2 ×°С, значения а определяются по формуле

    где V — скорость движения воздуха над поверхностью

    t ж — температура жидкости;

    t B — температура воздуха в помещении.

    Источник

    Как посчитать выделяемое тепло оборудование

    Проектировщик ОВиК (Фриланс)

    Группа: Участники форума
    Сообщений: 578
    Регистрация: 22.10.2004
    Из: .
    Пользователь №: 214

    поделитесь опытом кто как считает тепловыделения от оборудования.

    в литературе очень много формул, но все они сводятся к одной:

    Q=1000 * N * k1*k2*k3* kт
    где
    N — мощность оборудования, кВт
    к1, к2, к3 — соотве-но коэф-ты загруженности, спроса и одновременности работы,

    а весь вопрос в том каким взять коэф кт.

    кт — кожф перехода механической энергии в тепловую.
    или в богословском формула:

    Q=1000 * N * k1*k2*k3*(1-кпд+кпд*kт),

    а вот откуда его взять этот кт.
    и еще странно что для расчета одного и того же разные формулы

    Таль

    Просмотр профиля

    Группа: Участники форума
    Сообщений: 169
    Регистрация: 15.4.2005
    Из: г. Москва
    Пользователь №: 680

    SP_

    Просмотр профиля

    Проектировщик ОВиК (Фриланс)

    Группа: Участники форума
    Сообщений: 578
    Регистрация: 22.10.2004
    Из: .
    Пользователь №: 214

    Таль

    Просмотр профиля

    Группа: Участники форума
    Сообщений: 169
    Регистрация: 15.4.2005
    Из: г. Москва
    Пользователь №: 680

    В рамочку над рабочим местом для обозрения Заказчику и очень крупными буквами (особенно тем, кто занимается промышленной вентиляцией):

    » Определение условий и характера выделения вредностей, а на основе этого — потребного воздухообмена — базируется главным образом на ЭМПЕРИЧЕСКИХ данных.
    Рассчитать потребный воздухообмен ТОЧНО во многих случаях НЕВОЗМОЖНО!
    Здесь на первое место выдвигается инженерная эрудиция проектировщика! (Б.С.Молчанов «Проектирование промышленной вентиляции» 1970 г.)

    gregory

    Просмотр профиля

    Группа: Участники форума
    Сообщений: 114
    Регистрация: 5.6.2005
    Из: Minsk
    Пользователь №: 842

    SP_

    Просмотр профиля

    Проектировщик ОВиК (Фриланс)

    Группа: Участники форума
    Сообщений: 578
    Регистрация: 22.10.2004
    Из: .
    Пользователь №: 214

    gregory, да это все хорошо..
    у меня приходит влажного материала 450м3/час ( там пульпа руды из 90% воды) , выходит на конвейере только порошок.. вода уходит. технологи-механики сказали что ничего считать не надо ( в нормах тоже не сказано ничего особеннного по этому вопросу) поэтому делаю учитывать эти количествва тепла не стал ( технологи очень опытные , верить можно).

    что делать если это грохот? как выяснить какое количество теплоты перешло в тепло за счет трения в механизмах? или за счет движения материала по конвейру.

    PS но меня больше волнует как бороться с теплом в помещении высотой 25 метров)) и без окон.. ( это уже третья тема в которой я об это пишу )

    ..у меня приходит влажного материала 450м3/час ( там пульпа руды из 90% воды) , выходит на конвейере только порошок.. вода уходит.

    что делать если это грохот? как выяснить какое количество теплоты перешло в тепло за счет трения в механизмах..

    ..но меня больше волнует как бороться с теплом в помещении высотой 25 метров..

    1) Тут очень интересно — 450м3/ч . А с какой темп-рой на входе и выходе ? Есть подозрения что это пульпа ( вода 90% ) нефиговый поглотитель тепла.

    2) А все что не совершило полезную работу ( типа подъем чего-то там на
    высоту ) и ушло в тепло. Тут и грохот, и трение и т.д. В любом случае
    не больше ПОТРЕБЛЯЕМОЙ мощности двигателями.

    3) Кажись Вам где-то предлагали естественную вентиляцию.

    SP_

    Просмотр профиля

    Проектировщик ОВиК (Фриланс)

    Группа: Участники форума
    Сообщений: 578
    Регистрация: 22.10.2004
    Из: .
    Пользователь №: 214

    да, естеественную я и сам себе предложил)) просто ради инетерса спросил еще и здесь.

    а про пульпу все может быть.. она приходит с температурой +1 градус..

    Если она +1 то по Вашим словам 90% от 450м3/ч
    это 400тонн воды приходит и уходит.
    Не знаю какая чистота воды, но грех не запихнуть ее в какой
    нибудь калорифер с толстыми трубами, если действительно жарко.

    Да и просто открытая поверхность пульпы ( да и просто воды ) — это охладитель и осушитель еще тот.
    Может просто вентиляторами обдувать пульпу и не парится ?

    Это вообще действующее пр-во ?

    SP_

    Просмотр профиля

    Проектировщик ОВиК (Фриланс)

    Группа: Участники форума
    Сообщений: 578
    Регистрация: 22.10.2004
    Из: .
    Пользователь №: 214

    Источник

    Как посчитать тепловыделение оборудования от мощности

    Необходимо знать каждому.

    Как выбрать сплит систему — в наше время очень острый вопрос и далеко не каждая организация может похвастаться специалистами по подбору климатических систем и систем кондиционирования, с бытовыми настенными сплит системами дело обстоит так же. Полагаясь на свои предпочтения либо советы друзей и неквалифицированных менеджеров слушая и говоря: «Да там кухня 8 квадратов, хрущевка обычная, у моего друга Семерка стоит — всю квартиру охлаждает без проблем», вы можете купить сплит систему и останетесь очень не довольны результатами ее производительности, энергопотребления и долговечности, обращайтесь к специалистам по расчету теплопритоков и точному подбору сплит систем и кондиционеров на ваши нужды и условия.

    Читайте также:  Каталог оборудование для ржд

    Расчёт тепловыделения

    Укомплектовав помещение необходимым оборудованием, следует провести расчёт тепловыделения по потребляемой мощности. Тепловую мощность измеряют в БТЕ (Британская термическая единица). 1 Вт составляет 3.412 БТЕ/час. К примеру, тепловыделение компьютера для кондиционирования мощностью 400 Вт будет равно 1364,8 БТЕ/час.

    Посчитать суммарное тепловыделение серверного оборудования можно несколькими способами. Первый — сложение показателей тепловыделения каждого прибора — является не самым точным.

    При втором варианте подсчётов во внимание берут не только количество тепла, выделяемого оборудованием, но и количество персонала, находящегося в серверной, и количество тепла, проходящего через стены, потолок. Чтобы узнать, сколько тепловой энергии пропускают ограждающие строительные конструкции, требуется воспользоваться формулой Q = S х h х q / 1000, в которой:

    • s — площадь серверной комнаты.
    • h — высота потолков.
    • q — поправочный коэффициент. Величина является табличной и измеряется в Вт/м3. Считается, что удельный коэффициент для серверной комнаты такой же, как для помещения без окон (30 Вт/м3).

    В серверной обязательно должна быть налажена вентиляция. Поскольку в ней отсутствуют окна, организовать эффективный естественный приток воздуха невозможно. Помещение приходится оснащать климатическими системами. Именно они выделяют в атмосферу значительные объёмы тепла, вырабатываемого компрессорами и вентиляторами. Чтобы уменьшить тепловую нагрузку на помещение, нужно обеспечить отвод этого тепла наружу.

    Кондиционер в комнате должен не только хорошо охлаждать воздушные потоки, но и увлажнять их. В серверной влажность должна находиться в диапазоне 30−50% и меняться со скоростью 6% в час. Конденсация влаги не допускается.

    В небольших комнатах и серверных шкафах во время работы кондиционера не происходит смешивание холодного и горячего воздуха, поэтому влага не конденсируется.

    Чтобы преодолеть рециркуляцию обратного воздуха из прибора в крупных помещениях, система кондиционирования должна быть настроена на подачу воздуха более низкой температуры. Если холодный поток попадаёт напрямую в кондиционер, влажность в атмосфере резко снизится, потребуется организовать дополнительное увлажнение.

    Выбрать мощность сплит системы по маркировке.

    Общепринятая Европейская система классификации мощности по BTU: 7 000 BTU , 9 000 BTU, 12 000 BTU и т. д. BTU (БТЕ) — British Thermal Unit или Британская тепловая единица, 1000(БТЕ/час=293 Вт). Большинство производителей пользуются Британской маркировкой для удобства подбора мощности, так как первые кондиционеры стали использовать в Европе и США, однако сплит системы фирм Daikin, Mitsubishi, Kentatsu, Chigo и многие другие маркируют свои сплит системы по мощности в киловаттах, например Daikin ATXN25MB и цифра 25 означает номинальную холодопроизводительность в 2,5 кВт, что характеризует мощность кондиционера в 9 000 BTU или 9-ка.

    Категория пожароопасности

    Сосредоточение большого числа аппаратуры в комнате увеличивает риск возникновения короткого замыкания, которое может спровоцировать пожар. Чтобы предотвратить эту ситуацию, необходимо правильно рассчитать категорию пожароопасности помещения. При расчётах следует учитывать особенности материалов, используемых в комнате, её площадь, высоту потолка, состояние вентиляционной системы и наличие полок, стеллажей.

    На основании этих факторов выделяют несколько разновидностей помещений. Они имеют разную степень пожароопасности.

    Повышенная взрывопожароопасность (категория А) присваивается помещениям, где находятся горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки менее 28 градусов. Из-за большой концентрации таких веществ могут образовываться взрывоопасные смеси. При их возгорании расчётное избыточное давление взрыва поднимается выше 5 кПа.

    В категорию Б попадают комнаты с горючими волокнами и жидкостями, температура воспламенения которых превышает 28 градусов. Их использование приводит к образованию взрывоопасных паров и пылевоздушных смесей. Если такие смеси загорятся, давление взрыва превысит 5 кПа.

    К группе В относят помещения, в которых имеются горючие и трудногорючие жидкости, твёрдые воспламеняющиеся составы. При взаимодействии друг с другом, при соединении с водой или кислородом такие вещества не взрываются, а только горят.

    Эта категория делится на 4 подгруппы. Для каждой из них определён диапазон удельной пожарной нагрузки:

    • В1 — более 2200 МДж/м2.
    • В2 — 1401 — 2200 МДж/м2.
    • В3 — 181 — 1400 МДж/м2.
    • В4 — 1 до 180 МДж/м2.

    В комнатах группы В может быть несколько участков, на которых пожарная нагрузка не превышает установленных значений. Подгруппа В4 предусматривает, что расстояние между этими участками не должно превосходить предельно-допустимых значений.

    Как детально рассчитать мощность сплит системы для своей комнаты или помещения.

    Внешние теплопритоки.

    Расчет проникающей солнечной радиации через оконный проем с учетом расположения сооружения относительно сторон света.

    где qокн — удельная тепловая мощность от солнечной радиации в зависимости от ориентации окна Вт/м2

    Ориентация окна Северо Восток Восток Юго Восток Юг Юго Запад Запад Северо Запад Север
    q, Вт/м2 190 250 240 240 350 470 370

    Fокн — площадь остекления окна, м2

    k — коэффициент солнцезащитных элемент

    b> Отсутствие защиты Жалюзи Шторы Внешний навес
    k 1 0,5 0,4 0,3

    Теплоприктоки от нагрева защитного сооружения:

    qзс — удельная тепловая мощность теплопередачи защитного сооружения, Вт/м2

    Fзс — площадь защитного сооружения, м2

    Для постоянно открытой двери теплоприток принимают за 300 Вт

    Защитное сооружение q, Вт/м2
    Внешняя стена легкой конструкции (север) 30
    Внешняя стена легкой конструкции 60
    Внешняя стена тяжелой конструкции (север) 20
    Внешняя стена тяжелой конструкции 30
    Внутренняя стена 30
    Крыша без утепления 60
    Крыша с утеплением 25
    Потолок 10
    Пол 10

    Внутренние теплопритоки.

    n — количество людей в зависимости от физической активности

    qч — количество тепловыделения одного человека

    Физическая активность q, Вт
    Отдых 80
    Легкая работа 125
    Работа средней тяжести 170
    Тяжелая работа, занятие спортом 250

    4. Тепловыделение от электрооборудования

    m — количество единиц оборудования

    Nэ — электрическая мощность еденицы оборудования, Вт

    i — коэффициент превращения электрической энергии в тепловую

    Оборудование i
    Лампы накаливания 0,9
    Лампы люминесцентные 0,4
    Электродвигатели 0,3
    Автономные холодильники и витрины 1

    Для компьютера и оргтехники теплоприток принимают 300 Вт

    Организация серверной комнаты

    Серверные помещения оборудуют в зданиях, где функционирует большое количество техники (например, в офисных центрах). В них устанавливают такие приборы, как элементы бесперебойного питания, распределительные пункты, кроссы, патч-панели, коммуникационные стойки и многое другое. Исходя из количества необходимого оборудования рассчитываются размеры серверной комнаты. Минимально допустимой считается площадь 14 кв. м. В некоторых случаях может использоваться несколько таких комнат.

    Требования к оборудованию специального помещения перечислены в стандарте TIA 569. Согласно этому документу, высота потолка в серверной должна достигать 2,5 м. Такая величина обусловлена тем, что большинство стоек для крепления аппаратов имеют высоту 2 м. Для обеспечения эффективного отвода тепла расстояние от их верхней точки до потолка должно быть минимум 0,5 м.

    Для обустройства серверной следует выбирать комнаты без окон. Иначе через них в летнее время будет попадать большое количество солнечного тепла, негативно влияющего на работу современной техники.

    Множество различных установок, собранных в одном месте, имеют внушительный вес. Поэтому для обеспечения безопасности пол должен выдерживать большую нагрузку (минимум 1200 кг на 1 кв. м.). Чтобы оборудование не вышло из строя из-за действия влаги, потолок требуется покрыть слоем гидроизоляционного материала. Температурный режим следует постоянно поддерживать в диапазоне 18−24 градуса, влажность — на уровне 30−50%

    Источники электрических помех необходимо удалить от серверного помещения. Максимальная напряжённость в нём может составлять не более 3 В на 1 м.

    В комнате обязательно наличие телекоммуникационной шины, выполняющей роль основного заземлителя. К ней присоединяют заземляющие проводники металлических кабелей, приборов и прочих конструкций. Освещение запитывают от разных распределительных электрощитов, световые приборы размещают на потолке, выключатели для них монтируют на высоте 1,5 м от пола.

    Обязательным требованием к серверной является постоянное поддержание чистоты и отсутствие пожароопасных предметов. Доступ в неё должен быть строго ограничен, двери — закрыты на замок, ключи от которого может иметь собственник здания и лицо, ответственное за обслуживание помещения.

    Кондиционирование серверных с помощью сплит-систем.

    Сплит-системы подойдут для кондиционирования небольших серверных помещений. Их стоимость значительно ниже, чем у прецизионных кондиционеров. Если в серверной не требуется поддерживать температуру с точностью до 1гр.C, то установка такой системы позволит сэкономить средства и место в помещении.

    В основном в серверных комнатах используют настенные, колонные, потолочные и канальные кондиционеры высокого качества. Канальные кондиционеры монтируют под фальш-пол или подвесной потолок. При чем преимущество отдается именно фальш-полу. В этом случае холодный воздух подается снизу и более равномерно распределяется в помещении.

    Обычные кондиционеры не могут работать при пониженной температуре воздуха на улице. В таких условиях резко падает давление конденсации, в результате жидкий хладагент может попадать в картер компрессора. Также из картера в систему может выбрасываться масло. Все это ведет к обмерзанию внутреннего блока кондиционера, снижению его производительности и быстрому выходу компрессора из строя. Кроме того, если дренажная система выходит на улицу, в сильные морозы возникают проблемы с отводом влаги из системы кондиционирования. Этот недостаток систем кондиционирования воздуха решается установкой дополнительного оборудования — устройства зимнего пуска.

    Pk = Pv – Pr [Ватт], где

    Pk [Ватт] — мощность устройства охлаждения/нагрева.

    Источник