Расчет тепловыделения по потребляемой мощности

Как выбрать сплит систему, расчет теплопритоков помещения

Расчет тепловыделения по потребляемой мощности

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.

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.

Самое главное правило для подбора сплит системы вытекает из расчета тепловыделения, которого складывается из следующих параметров:

1. Внешние:

– Солнечная радиация проникающая через оконные проемы

– Теплоприток от защитного сооружения (перегородки, стены, потолок, пол, утепление)

2. Внутренние:

– Тепловыделения людей при разных условиях их физической активности

– Тепловыделение от электро и газового оборудования

Расчетная холодопроизводительности должен производиться с условием – холодопроизводительность сплит системы должна привышать суммарный теплоприток помещения на величину от 10 до 20 % в зависимости от региона.

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

Qокн=qокн*K,

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

Ориентация окнаСеверо ВостокВостокЮго ВостокЮгЮго ЗападЗападСеверо ЗападСевер
q, Вт/м21902502402403504703700

Fокн – площадь остекления окна, м2

k – коэффициент солнцезащитных элемент

 

b>Отсутствие защитыЖалюзиШторыВнешний навес
k10,50,40,3

2. Теплоприктоки от нагрева защитного сооружения:

Qзс=qpc*Fзс, где

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

Fзс – площадь защитного сооружения, м2

Для постоянно открытой двери теплоприток принимают за 300 Вт

 

Защитное сооружениеq, Вт/м2
Внешняя стена легкой конструкции (север)30
Внешняя стена легкой конструкции60
Внешняя стена тяжелой конструкции (север)20
Внешняя стена тяжелой конструкции30
Внутренняя стена30
Крыша без утепления60
Крыша с утеплением25
Потолок10
Пол10

3. Внутренние теплопритоки

Тепловыделения людей

Qч=чел*n, где

n – количество людей в зависимости от физической активности

qч – количество тепловыделения одного человека

 

Физическая активностьq, Вт
Отдых80
Легкая работа125
Работа средней тяжести170
Тяжелая работа, занятие спортом250

4. Тепловыделение от электрооборудования

Q = Nэ*m*i, где

m – количество единиц оборудования

Nэ – электрическая мощность еденицы оборудования, Вт

i – коэффициент превращения электрической энергии в тепловую

 

Оборудованиеi
Лампы накаливания0,9
Лампы люминесцентные 0,4
Электродвигатели0,3
Автономные холодильники и витрины1

Для компьютера и оргтехники теплоприток принимают 300 Вт

5. Суммарный теплоприток можно рассчитать по формуле:

∑Q= ∑Qокн+∑Qзс+∑Qч+∑Qэ, мощность кондиционера должна быть на 10-20% больше суммарного теплопритока Вашей комнаты.

Для качественного подброа сплит систем обращайтесь к нашим специалистам в Волгограде и Волжском.

Гост р 56778-2015 системы передачи тепла для отопления помещений. методика расчета энергопотребления и эффективности, гост р от 27 ноября 2015 года №56778-2015

Расчет тепловыделения по потребляемой мощности

ГОСТ Р 56778-2015

ОКС 91.140.10

Дата введения 2016-07-01

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью “СанТехПроект” (ООО “СанТехПроект”)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 “Строительство”

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2015 г. N 2031-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений европейского стандарта ЕН 15316-2-1:2007* “Системы отопления в зданиях. Метод расчета энергопотребления и эффективности систем. Часть 2-1. Городские системы теплообразования” (EN 15316-2-1:2007 “Deutsche Fassung Heizungsanlagen in .

Verfahren zur Berechnung der Energieanforderungen und Nutzungsgrade der Anlagen. Teil 2-1: die Raumheizung”, NEQ)________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8).

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе “Национальные стандарты”, а официальный текст изменений и поправок – в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”.

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты”.

Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт является одним из стандартов, разработанных с учетом основных нормативных положений европейских стандартов серии ЕН 15316 под общим наименованием “Системы теплоснабжения в зданиях.

Методика расчета энергопотребности и эффективности системы теплоснабжения”, в которых установлены методы расчета потребления энергии и эффективности систем отопления в зданиях, в том числе в комбинации с системами бытового горячего водоснабжения.

В настоящем стандарте рассмотрены методы расчета энергетических потерь в системах (установках) передачи тепла для отопления в помещениях.

Методику расчета используют для оценки потребления энергии системами (установками) отопления помещений в проектируемых и эксплуатируемых зданиях.

Нормативный характер имеет лишь метод расчета. Требуемые для проведения расчетов значения величин следует принимать по соответствующим стандартам и правилам, действующим на национальном уровне.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает структуру метода расчета потребления энергии отопительными системами помещения и требуемые для этого входные и выходные параметры в целях разработки единого метода расчета.

Метод основан на анализе следующих характеристик устройств теплоотдачи для отопления помещений, включая регулирование:

– температурные перекосы в помещении;

– устройство панельного отопления;

– средства и точность регулирования температуры внутри помещения.

Потребление энергии в системе рассчитывают отдельно для тепловых и электрических нагрузок.

Нормативный характер имеет только метод расчета.

Стандарт не распространяется на оборудование, материалы и изделия системы.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях

ГОСТ Р 54860-2011 Теплоснабжение зданий.

Общие положения методики расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения

ГОСТ Р 54862-2011 Энергоэффективность зданий.

Методы определения влияния автоматизации, управления и эксплуатации здания, расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения

Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты” за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по [1], а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 вторичные тепловые энергетические ресурсы: Тепловые потери системы, которые могут быть повторно использованы, для снижения потребности полезной энергии для отопления и охлаждения или для уменьшения конечной энергетической потребности систем отопления или охлаждения.

3.1.2 использованные вторичные энергетические ресурсы: Часть возвратных тепловых потерь системы, которые были утилизированы, возвращены и обусловили снижение потребления энергии для отопления и кондиционирования в виде тепловой энергии или расхода энергоносителя.

3.1.3 кондиционируемая зона: Отапливаемая или охлаждаемая часть объема помещения с заданной температурой, для которого допустимые температурные колебания регулируются системами отопления и кондиционирования.

3.1.4 отапливаемое помещение: Помещение, в котором заданная температура воздуха поддерживается системой отопления.

3.1.5 первичная энергия: Потенциальная энергия различных видов энергоресурсов, не подвергшаяся процессам преобразования (сжигания) или трансформации.

Примечания

1 Первичная энергия включает в себя как возобновляемую, так и невозобновляемую энергию. Если оба вида энергии учитывают, то они должны быть обозначены как общая первичная энергия.

2 Для здания первичная энергия – энергия, которая требуется для получения поставленной в здание энергии. Ее рассчитывают с помощью коэффициентов пересчета на основании количества генерируемой поставленной и подведенной энергии энергоносителей.

3.1.6 подведенная энергия: Энергия энергоносителя, подведенная к потребителю от внешних генерирующих систем, выработанная с помощью генерирующих установок, размещенных в здании или вне здания.
Примечания

1 Подведенная энергия может различаться по способу выработки, например: распределительная, раздельная выработка тепловой и электрической энергии, комбинированная выработка тепловой и электрической энергии (когенерация), фотоэлектрический метод или комбинированная выработка тепловой, электрической энергии и холода для климатизации (тригенерация).

2 Подведенную энергию определяют расчетом или измерением.

3.1.7 потребленная энергия для отопления: Тепло, которое подведено к отапливаемому помещению, чтобы обеспечить заданную температуру в определенный период.

Примечания

1 Энергопотребление рассчитывают и измеряют только по затратам.

2 Энергопотребление может изменяться в зависимости от дополнительных теплопоступлений или теплопотерь, возникающих, например, при неравномерном температурном распределении и неидеальном регулировании температуры.

3.1.8 потребность энергии для отопления: Расчетное количество энергии для системы отопления, необходимое для поддержания заданной температуры в отапливаемом помещении в заданный период.

3.1.9 расчетный временной период: Временной период, для которого проводят расчет, (т.е. период времени, рассматриваемый при проведении расчетов).

Примечание – Расчетный период может быть разделен на ряд шагов вычислений, на ряд расчетных интервалов.

3.1.10 теплопотери помещения: Теплопотери через оболочку здания (ограждающие конструкции), потери, обусловленные неравномерным распределением тепловых потоков, отсутствием балансировки и регулировки теплоотдачи отопительных приборов, встроенных в ограждающие конструкции здания.

Расчет теплового баланса в электротехническом шкафу

Расчет тепловыделения по потребляемой мощности
17.07.2017

Для продолжительной и бесперебойной работы электронного оборудования внутри электротехнического шкафа следует обеспечить надлежащий микроклимат внутри него, то есть постоянно поддерживать тепловой баланс.

Учитывая возможные расходы электроэнергии по поддержанию климата, температура воздуха в +35оС будет идеальным значением для устройств внутри шкафа. Ниже рассмотрим расчет мощности климатического оборудования, в том числе и на типичных примерах.

Общее уравнение для расчета баланса температуры выглядит так:

Pk=PvPr [Ватт], где

  • Pk [Ватт] – мощность устройства охлаждения/нагрева.
  • Pv [Ватт] – потеря тепла от рассеивания.
  • Pr [Ватт] – теплоизлучение/теплоотдача.

Потеря тепла от рассеивания – тепловая энергия, образующаяся внутри шкафа за счет нагревания работающих приборов.

Чтобы узнать данную величину, следует заглянуть в технические характеристики установленного оборудования, в некоторых из них дано значение тепловых потерь.

Для остальных устройств следует принять потери, составляющие примерно 10% от общей мощности потребления (её также можно найти в технических характеристиках).

Нужно знать КПД и степень нагрузки для более точного расчета тепловой потери отдельного электротехнического компонента.

К примеру, если КПД частотного преобразователя составляет 95%, то условно 5% от его мощности потребления уходит на нагрев. Если же во время работы этот преобразователь работает на 70% от своего номинала, то мощность его тепловых потерь составит

70 · 5 / 100 % = 3,5 %

Таким образом, тепловая мощность шкафа будет равна сумме тепловых потерь всех устройств установленных в нём.

Теплоизлучение/телоотдача – теплоотдача через корпус электротехнического шкафа (не учитывая коэффициент изоляции). Теплоотдача шкафа рассчитывается по формуле ниже и измеряется в Ваттах:

Pr= k · A · ∆T[Ватт], где

  • k [Вт/м2 K] – коэффициент теплоотдачи.
  • A [м2] – эффективная площадь электротехнического шкафа.
  • ∆T [K] – разница температур воздуха внутри и снаружи шкафа.

Коэффициент теплоотдачи – мощность излучения на 1 м2 площади поверхности. Является постоянной величиной и зависит от материала:

МатериалКоэффициент теплоотдачи
Листовая сталь5,5 Вт/м2 K
Нержавеющая сталь5,5 Вт/м2 K
Алюминий12,0 Вт/м2 K
Пластмасса3,5 Вт/м2 K

Эффективная площадь поверхности электрошкафа измеряется в соответствии со спецификациями VDE 0660, часть 500. Расчет зависит от расположения шкафа:

Один шкаф, свободно стоящий A = 1,8·H · (W + D) + 1,4 · W · D
Один шкаф, монтируемый на стену A = 1,4 · W · (H + D) + 1,8 · D · H
Крайний шкаф свободно стоящего ряда A = 1,4 · D · (H + W) + 1,8 · W · H
Крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену A = 1,4 · H · (W + D) + 1,4 · W · D
Не крайний шкаф свободно стоящего ряда A = 1,8 · W · H + 1,4 · W · D + D · H
Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену A = 1,4 · W · (H + D) + D · H
Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену, под козырьком A = 1,4 · W · H + 0,7 · W · D + D · H

где W — ширина шкафа, H — высота шкафа, D — глубина шкафа, измеряемые в метрах.

Разницу температур воздуха внутри и снаружи шкафа принято измерять в градусах Кельвина (разница температур в Кельвинах равна разнице температур в Цельсиях).

Разницу находят, вычитая из температуры внутри шкафа температуру окружающей среды:

∆T = Ti – Ta, где

  • Ti – температуры внутри шкафа.
  • Ta – температура окружающей среды.

Если температура окружающей среды отрицательная, к примеру, Ta = -10оС, а требуемая внутри шкафа Ti = +35оС, то

∆T = 35 – (-10) = 35 + 10 = 45оK

Подставив в общее уравнение формулу по определению теплоотдачи шкафа, общее уравнение теплового баланса примет вид:

Pk = Pv – k · A · ∆T [Ватт]

Положительная величина полученной мощности указывает на то, что следует применять охлаждение, а отрицательная – нагрев.

Необходимо установить тепловой баланс отдельно стоящего электрошкафа с размерами 2000x800x600мм, изготовленного из стали, имеющего степень защиты не ниже IP54. Потери тепловой энергии всех компонентов в шкафу составляют Pv = 550 Вт.

В разное время года температура внешней среды может значительно меняться, поэтому рассмотрим два случая.

Рассчитаем поддержание температуры внутри шкафа Ti = +35оС при внешней температуре

в зимний период:        Ta = -30оС

в летний период:        Ta = +40оС

1.       Рассчитаем эффективную площадь электрошкафа. Поскольку площадь измеряется в м2, то его размеры следует перевести в метры.

A = 1,8·H · (W + D) + 1,4 · W · D = 1,8 · 2000/1000 · (800 + 600)/1000 + 1,4 · 800/1000 · 600/1000 = 5,712 м2

2.       Определим разницу температур для разных периодов:

в зимний период:        ∆T = Ti – Ta = 35 – (-30) = 65оK

в летний период:        ∆T = Ti – Ta = 35 – 40 = -5оK

3.       Рассчитаем мощность:

в зимний период:        Pk = Pv – k · A · ∆T = 550 – 5.5 · 5.712 · 65 = -1492 Вт.

в летний период:        Pk = Pv – k · A · ∆T = 550 – 5.5 · 5.712 · (-5) = 707 Вт.

Для надежной работы устройств по поддержанию климата, их обычно «недогружают» по мощности около 10%, поэтому к расчетам добавляют порядка 10%.

Таким образом, для достижения теплового баланса в зимний период следует использовать нагреватель с мощностью 1600 – 1650 Вт (при условии постоянной работы оборудования внутри шкафа). В тёплый же период следует отводить тепло мощностью порядка 750-770 Вт.

Нагрев можно осуществлять, комбинируя несколько нагревателей, главное набрать в сумме нужную мощность нагрева.

Предпочтительнее брать нагреватели с вентилятором, так как они обеспечивают лучшее распределения тепла внутри шкафа за счет принудительной конвекции.

Для управления работой нагревателей применяются термостаты с нормально замкнутым контактом, настроенные на температуру срабатывания равную температуре поддержания внутри шкафа.

Для охлаждения применяются различные устройства: вентиляторы с фильтром, теплообменники воздух/воздух, кондиционеры, работающие по принципу теплового насоса, теплообменники воздух/вода, чиллеры. Конкретное применение того или иного устройства обусловлено различными факторами: разницей температур ∆T, требуемой степенью защиты IP и т.д.

В нашем примере в тёплый период ∆T = Ti – Ta = 35 – 40 = -5оK. Мы получили отрицательную разницу температур, а это значит, что применить вентиляторы с фильтром не представляется возможным.

Для использования вентиляторов с фильтром и теплообменников воздух/воздух необходимо, чтобы ∆T была больше или равна 5оK.

То есть чтобы температура окружающей среды была ниже требуемой в шкафу не менее чем на 5оK (разница температур в Кельвинах равна разнице температур в Цельсиях).

Необходимо с помощью расчетов подобрать устройства поддержания микроклимата в шкафу, установленном в помещении. Шкаф изготовлен из стали, степень защиты не ниже IP54, его габариты 2000x800x600мм. Потери тепловой энергии всех приборов известны и составляют Pv = 550 Вт.

Требуется обеспечить внутреннюю температуру в холодный период не ниже Ti = +15оС, а в летний – не выше Ti = +35оС.

Внешняя температура равна: в зимний период Ta = 0оС, в летний период Ta = +30оС.

Необходимо выполнить следующие действия:

1.         Вычислить эффективную площадь шкафа с данными размерами (её мы уже считали A = 5,712 м2).

2.         Определить разницу температур для разных периодов:

в зимний период:        ∆T = Ti – Ta = 15 – 0 = 15оK

в летний период:        ∆T = Ti – Ta = 35 – 30 = 5оK

3.         Рассчитать мощность:

в зимний период:        Pk = Pv – k · A · ∆T = 550 – 5.5 · 5.712 · 15 = 79 Вт.

в летний период:        Pk = Pv – k · A · ∆T = 550 – 5.5 · 5.712 · 5 = 393 Вт.

В результате вычислений мы получили положительные мощности, т.е. нагрев не нужен.

Таким образом, следует использовать только охлаждение круглый год. Но это применимо только при условии непрерывной работы электрооборудования и постоянного выделения тепла в холодный период.

В случае остановки оборудования на профилактику, ремонт или модернизацию оно остынет и при включении не сразу выйдет на штатный режим работы, при котором и будет выделять Pv=550 Вт. В этом случае рассматривают так называемый «холодный пуск», т.е.

расчеты производятся при условии, что оборудование не выделят тепло в холодный период времени, т.е. Pv= 0 Вт.

в зимний период:        Pk = Pv – k · A · ∆T = 0 – 5.5 · 5.712 · 15 = -471 Вт.

Получается, что для обеспечения климатического баланса следует использовать нагрев с мощностью в сумме 500-520 Вт. Отводить тепло в летний период следует порядка 430 Вт при температуре окружающей среды Ta = +30оС.

Т.к. в жаркий период мы получили ∆T = 5оK, то возможность отвести это тепло с помощью вентилятора с фильтром существует. Попробуем его подобрать.

Уравнение для расчета необходимого потока воздуха имеет вид:

V = 3,1 · Pv / ∆T  [м3/ч]

  • V[м3/ч] – воздушный поток, создаваемый вентилятором с фильтром.
  • Pv [Ватт] – потеря тепла от рассеивания.
  • ∆T – разница температур воздуха внутри и снаружи шкафа.

Рассчитаем необходимый воздушный поток для нашего примера:

V = 3,1 · Pv / ∆T = 3,1 · 430 / 5 = 267 м3

Смотрим в технические характеристики и подбираем нужный вентилятор с фильтром с воздушным потоком не менее 267 м3/ч. Здесь следует учесть, что вентиляторы с фильтром нужно использовать совместно с выпускной решеткой.

Поэтому мы смотрим характеристику воздушного потока вентилятора с фильтром в комбинации с выпускной решеткой.

Если характеристика воздушного потока в комбинации с выпускным фильтром производителем не указана, то берут характеристику воздушного потока вентилятора с фильтром на 10-15% выше, чем нужна по расчетам.

В итоге нам подойдет вентилятор производстваStego с фильтром WT310B с воздушным потоком 295 м3/час.

Коммерческое предложение действительно на 14.01.2020 г.

Расчет тепловыделения по потребляемой мощности – Все об электричестве

Расчет тепловыделения по потребляемой мощности

  • 1 Расчет мощности систем вентиляции для серверной
  • 2 Расчет теплового баланса в электротехническом шкафу
    • 2.1 Pk=Pv– Pr [Ватт], где
    • 2.2 Pr= k · A · ∆T[Ватт], где
    • 2.3 ∆T = Ti – Ta, где
    • 2.4 Pk = Pv – k · A · ∆T [Ватт]
    • 2.5 Необходимо установить тепловой баланс отдельно стоящего электрошкафа с размерами 2000x800x600мм, изготовленного из стали, имеющего степень защиты не ниже IP54. Потери тепловой энергии всех компонентов в шкафу составляют Pv = 550 Вт.
    • 2.6 Необходимо с помощью расчетов подобрать устройства поддержания микроклимата в шкафу, установленном в помещении. Шкаф изготовлен из стали, степень защиты не ниже IP54, его габариты 2000x800x600мм. Потери тепловой энергии всех приборов известны и составляют Pv = 550 Вт. Требуется обеспечить внутреннюю температуру в холодный период не ниже Ti = +15оС, а в летний – не выше Ti = +35оС. Внешняя температура равна: в зимний период Ta = 0оС, в летний период Ta = +30оС.
    • 2.7 V = 3,1 · Pv / ∆T  [м3/ч]
  • 3 Онлайн калькулятор | Как рассчитать необходимую мощность кондиционера?
  • 4 Расчёт тепловой мощности, точный и упрошенный
  • 5 Расчет мощности кондиционера бытового назначения с учетом дополнительных параметров

Прежде чем покупать оборудование, которое будет поддерживать заданную температуру в помещении, где установлены высокотехнологичные компьютерные станции необходимо произвести вычисления теплового баланса и для того чтобы убедиться, что его производительности хватит для создания оптимально режима работы. Расчет мощности кондиционера для серверной следует производить в соответствии с требованиями, предъявляемыми к данным помещениям и согласно основных режимам работы всего находящегося там оборудования.

Основные определения и требования

Под определением серверной понимают помещения, в которых могут располагаться:

  • мощные серверные станции,
  • блоки хранения баз данных,
  • основные телекоммуникационные устройства,
  • распределительные пункты,
  • различное пассивное оборудование, такое как кросс-блоки, патч-панели, распределительные шкафы.

Стандартного определения для серверной не существует, как и четкого понятия температурных режимов, поэтому при расчетах необходимого руководствоваться значениями, которые указываются в паспортных данных от производителя оборудования.

Единственное официально существующее на сегодняшний день руководство – это «Инструкция по проектированию зданий и помещений для электронно-вычислительных машин», которое приводит лишь общие значения температуры и влажности для помещений, где установлено высокотехнологичное серверное оборудование.

Так, согласно данным, которые приводятся в данном руководстве СН 512-78, устанавливаются основные температурные режимы, а также влажность и скорость движения воздуха в помещениях с вычислительным и коммуникационным оборудованием. Таким образом, допускается, чтобы:

  • в холодное время года температура в помещении должна быть от 18 до 25⁰C, влажность не более 75% при скорости движения воздух не больше 0,3 м/сек;
  • в теплое время года значение температуры воздуха в помещении не должно превышать +28⁰C при влажности от 50 до 70% со скоростью передвижения воздушных масс не более 0,5 м/сек.

Калькулятор для расчета кондиционера

Основной функцией кондиционеров является охлаждение и поддержание заданной температуры воздуха во внутренних помещениях. Поэтому основным критерием выбора кондиционера для серверной является упрощенный расчет его охлаждающей мощности, для вычисления которой хватит простого калькулятора.

Холодопроизводительность системы кондиционирования всегда должна быть больше значения всех суммарных тепловыделении в данном помещении.

Формула для упрощённого расчета количества холодопроизводительность выглядит так:

Pk ≥ Qo + Qn + Qv,

где Pk – это холодопроизводительность кондиционера, измеряется в кВт;

      Qo – суммарные тепловыделения, работающего в помещении оборудования;

      Qn – тепловыделения производимые находящимися в помещении людьми и прочими вспомогательными приборами;

      Qм – количество тепла окружающей среды, поступающее в помещение.

Величину значения тепловыделения Qo можно взять в паспортных данных работающего в помещении оборудования или при их отсутствии можно принять от 30 до 50% от значения потребляемой мощности, которое указано на маркировочных табличках.

Тепловыделения Qn, производимые находящимися в помещении людьми и прочими    вспомогательными приборами, как правило, не существенно и составляет не более 3-5% от общего тепловыделения, так как в серверных, как правило, отсутствует персонал, выключено основное освещение и не должно находиться другое производственное оборудование. Если же помещение обитаемо, то для расчета можно принять 100-200 ватт тепла на одного человека.

Тепло, поступающее от окружающей среды вычисляется по формуле:

Qм = V x q / 1000,

где V — это объем помещения (площадь умноженная на высоту) в м3,

      q – это коэффициент освещённости, который зависит от площади остекления и теплопроводности внешних стен и в расчетах принимается от 30 ватт/ м3 для затененных помещений до 40 ватт/ м3 для помещений с южным расположением и большой площадью остекления.

Дополнительные параметры выбора кондиционера

При выборе кондиционера необходимо также руководствоваться V объемом помещения, так как это величина напрямую определяет производительность вентиляторов охладителя в м3/час.

Холодопроизводительность системы кондиционирования и потребляемая мощность несколько разные параметры.

Величина мощности охлаждения в несколько раз превышает потребляемую мощность из электрической сети, так как фреон забирает тепло в помещении и отдает его в окружающую среду.

Их соотношение называют энергоэффективностью системы кондиционирования (EER). Для небольших кондиционеров это отношение лежит в диапазоне от 2 до 3,5.

Мощность работы кондиционера нередко обозначается отличными от привычных значений в киловаттах (кВт). К примеру, существует обозначение мощности в британских тепловых единицах, измеряемых в БТЕ/час, которые соответствуют количеству теплоты для массы одного английского фунта на градус температуры по шкале Фаренгейта в единицу времени.

Перевод в понятную в большинстве стран мира систему измерений СИ и обратно имеет следующее соотношения, так:

1000 БТЕ/ч=293 Вт или 1Вт=3,4 БТЕ/ч.

Источник: https://ecoline-air.ru/raschet-moschnosti-kondicionera-dlya-servernoy/

Расчет теплового баланса в электротехническом шкафу

17.07.2017

Для продолжительной и бесперебойной работы электронного оборудования внутри электротехнического шкафа следует обеспечить надлежащий микроклимат внутри него, то есть постоянно поддерживать тепловой баланс.

Учитывая возможные расходы электроэнергии по поддержанию климата, температура воздуха в +35оС будет идеальным значением для устройств внутри шкафа. Ниже рассмотрим расчет мощности климатического оборудования, в том числе и на типичных примерах.

Общее уравнение для расчета баланса температуры выглядит так:

Онлайн калькулятор | Как рассчитать необходимую мощность кондиционера?

Расчет тепловыделения по потребляемой мощности

Более точный расчет мощности охлаждения кондиционера Q в киловаттах, производится по формуле:

Q = Q1 + Q2 + Q3

где Q1 — теплопритоки от окна, стен, пола и потолка; Q2 — сумма теплопритоков от людей; Q3 — сумма теплопритоков от бытовых приборов.

Q1 = S * h * q / 1000

где S — площадь помещения (м²); h — высота помещения (м); q — коэффициент, равный 30 – 40 Вт/м³ (q = 30 для затененного помещения, q = 35 при средней освещенности, q = 40 для помещений, в которые попадает много солнечного света).

Теплопритоки от взрослого человека:

Q2 = 0,1 кВт — в спокойном состоянии;

Q2 = 0,13 кВт — при легком движении;

Q2 = 0,2 кВт — при физической нагрузке.

Теплопритоки от бытовых приборов:

Q3 = 0,3 кВт — от компьютера;

Q3 = 0,1 кВт — от телевизора.

Для других приборов Q3 будет равно 50% от максимальной потребляемой мощности (то есть предполагается, что средняя потребляемая мощность составляет 50% от максимальной).

Давайте попробуем рассчитать параметры мощности кондиционера на основе данных, используемых в первом примере. Итак, имеем комнату 20 кв. м. с солнечной стороны, с одним компьютером, одним телевизором и двумя находящимися в ней людьми.

Q1 = 20 * 3 * 40 / 1000 = 2,4 кВт

Q2 = 0,1 * 2= 0,2 кВт

Q3 = 0,3 + 0,1 = 0,4 кВт

Таким образом Q = 2,4 + 0,2 + 0,4 = 3,0 кВт.

Если в модельном ряде производителя нет кондиционера с точными параметрами необходимой Вам мощности, рекомендуется выбирать модель с близкими значениями, округляя их при этом в большую сторону (например, Вам нужен кондиционер мощностью 3,0 кВт, а у производителя есть только модели 2,9 и 3,4, в таком случае необходимо выбрать модель, мощностью 3,4 кВт).

Как мы можем заметить, результат второго способа не сильно отличается от первого. Это и не удивительно – оба способа верны, однако при расчете мы взяли стандартную высоту потолков – 3 м. Если же высота помещения будет больше, первый способ в таком случае не поможет.

Типовой расчет мощности кондиционера, описанный выше, в большинстве случаев дает достаточно точные результаты, однако вам будет полезно знать о некоторых дополнительных параметрах, которые порой не учитываются, но существенным образом влияют на требуемую мощность кондиционера.

Учет притока свежего воздуха от приоткрытого окна:

Методика, по которой мы рассчитали мощность кондиционера, предполагает, что кондиционер работает при закрытых окнах и свежий воздух в комнату не поступает.

В инструкции к кондиционеру обычно также говорится о том, что эксплуатировать его необходимо при закрытых окнах, иначе наружный воздух, попадая в помещение, будет создавать дополнительную тепловую нагрузку.

Следуя инструкции, пользователю приходится периодически отключать кондиционер, проветривать помещение и снова включать его. Это создает определенные неудобства, поэтому покупатели часто интересуются, можно ли сделать так, чтобы и кондиционер работал, и воздух был свежим.

Для ответа на этот вопрос нам нужно разобраться, почему кондиционер может эффективно работать вместе с приточной вентиляцией, но не может — с открытым окном.

Дело в том, что система вентиляции имеет вполне определенную производительность и подает в помещение заданный объем воздуха, поэтому при расчете мощности кондиционера можно легко учесть эту тепловую нагрузку.

С открытым окном ситуация иная, ведь объем воздуха, попадающий через него в комнату, никак не нормируется, и дополнительная тепловая нагрузка неизвестна.

Эту проблему можно попробовать решить, установив окно в режим зимнего проветривания (приоткрыв форточку) и закрыв в комнате дверь. Тогда в помещении не будет сквозняков, но небольшое количество свежего воздуха будет постоянно поступать внутрь.

Сразу оговоримся, что работа кондиционера с приоткрытым окном не предусмотрена инструкцией, поэтому мы не можем гарантировать нормальную работу кондиционера в таком режиме. Тем не менее, во многих случаях такое техническое решение позволит поддерживать в помещении комфортные условия без периодического проветривания.

Если вы планируете использовать кондиционер в таком режиме, то необходимо учесть следующее:

  • Мощность Q1 должна быть увеличена на 20 – 25% для компенсации тепловой нагрузки от приточного воздуха. Эта величина получена исходя из однократного дополнительного воздухообмена при температуре/влажности наружного воздуха 33°С/50% и температуре внутреннего воздуха 22°С.
  • Потребление электроэнергии возрастет на 10 – 15%. Заметим, что это является одной из основных причин запрета эксплуатации кондиционеров при открытых окнах в офисах, отелях и других общественных помещениях.
  • В некоторых случаях теплопритоки могут оказаться слишком большими (например, при очень жаркой погоде) и кондиционер не сможет поддерживать заданную температуру. В этом случае окно придется закрыть.

Гарантированные 18 – 20°С:

Поскольку типовой расчет делается с небольшим запасом, то на практике кондиционер сможет эффективно охлаждать помещение при температуре наружного воздуха до 30 – 33°С, однако при увеличении температуры до 35 – 40°С его мощности уже будет недостаточно. Поэтому тем, кто «любит похолоднее» можно посоветовать увеличить мощность Q1 на 20 – 30%.

Верхний этаж:

Если квартира расположена на последнем этаже и сверху нет чердака или технического этажа, то тепло от нагретой крыши будет передаваться в помещение. Вследствие этого теплопритоки от потолка будут выше, чем учтено в типовом расчете, и мощность Q1 необходимо будет увеличить на 10 – 20%.

Большая площадь остекления:

Насколько сильно влияет большая площадь остекления на поступление тепла? Самый простой способ понять это без сложных расчетов — обратиться к аналогии и рассмотреть обогрев помещения в зимний период.

Эта аналогия уместна, поскольку теплоизоляция здания не зависит от того, где теплее — внутри или снаружи, а теплопритоки или теплопотери определяются только перепадом температур. Зимой перепад температур между наружным и внутренним воздухом может длительное время превышать 40°С (от -20°С до +20°С). Летом же перепад в два раза меньше (от +40°С до +20°С).

Несмотря на то, что теплопотери зимой в два раза больше, чем теплопритоки летом, для расчета мощности обогревателей используется та же формула, что и для расчета кондиционера — 1 кВт на 10 м².

Объясняется это как раз влиянием солнечного излучения, проникающего в комнату через окно. Зимой солнце помогает обогревать помещение (Вы, наверное, замечали, что в морозный солнечный день в квартире заметно теплее, чем в пасмурную погоду). А летом кондиционеру приходится тратить до 50% своей мощности на компенсацию теплопритоков от солнца.

При типовом расчете предполагается, что в комнате есть одно окно стандартного размера (с площадью остекления 1,5 – 2,0 м²). В зависимости от инсоляции (степени освещенности солнечными лучами) мощность кондиционера изменяется на 15% в большую или меньшую сторону от среднего значения.

Если площадь остекления больше стандартного значения, то мощность кондиционера необходимо увеличить. Поскольку в типовом расчете уже учтена стандартная площадь остекления (2.

0 м²), то для компенсации дополнительных теплопритоков на каждый квадратный метр площади остекления свыше 2,0 м² нужно прибавить 200 – 300 Вт при сильной инсоляции, 100 – 200 Вт при средней освещенности и 50 – 100 Вт для затененного помещения.

Если в течение дня в помещение заглядывает солнце, на окне обязательно должны быть светлые шторы или жалюзи — они позволяют снизить теплопритоки от солнечного излучения.

На что еще обратить внимание?

Если учет дополнительных параметров привел к увеличению мощности, то мы рекомендуем купить инверторный кондиционер, который имеет переменную мощность охлаждения и поэтому будет эффективно работать в широком диапазоне тепловых нагрузок. Обычный (не инверторный) кондиционер увеличенной мощности из-за специфики своей работы может создавать некомфортные условия, особенно в небольшом помещении.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.