Тепловыделение от электрооборудования расчет: Тепловыделение от электрооборудования расчет – Все о газоснабжении

alexxlab
24.02.2023
Комментарии: 0

формула для определения показателя, организация комнаты

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.
• Линейно-интерактивный. Помимо коммутатора, включает в себя дополнительный автоматический регулятор напряжения. Гарантирует достаточное питание нагрузки при нестабильном сетевом напряжении. Благодаря этому продлевается срок службы независимых аккумуляторов.
• С двойным преобразованием напряжения (On-Line). Его схема обеспечивает оптимальное выходное напряжение независимо от неполадок в сети. ИБП имеет нулевое время переключения из стандартного режима в автономный и обратно без переходных процессов. Стоит такой прибор достаточно дорого, требует дополнительных энергозатрат для преобразования напряжения.

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.

Пример расчета системы кондиционирования

Сообщение

Содержание материала

• Пример расчета системы кондиционирования
• Выбор места расположения вытяжных устройств
• Тепловой режим помещения
• Тепловой баланс помещения
• Расчет поступлений тепла в помещение
• Тепловыделения от нагретых поверхностей
• Тепловыделения от искусственного освещения
• Поступление тепла через заполнение световых проемов
• Теплотехнические характеристики световых проемов
• Коэффициент затенение остекления
• Значение солнечного азимута
• Поступления тепла в помещения
• Дополнительная информация
• Выбор кондиционера
• Характеристика некоторых кондиционеров
• Расчет теплопоступления в помещение
• Тепловыделения от электродвигателей
• Производительность системы кондиционирования
• Выбор кондиционера
• Все страницы

Страница 1 из 19

Организация воздухообмена

Для обеспечения параметров воздушной среды помещений, установленных санитарными нормами и технологическими требованиями, в зданиях и сооружениях устраивают системы вентиляции с естественным или механическим побуждением, смешанные системы либо системы кондиционирования воздуха.

Количество воздуха, необходимого для обеспечения нормируемых параметров воздушной среды в рабочей или обслуживаемой зоне помещений, определяют расчетом из условия ассимиляции избытков тепла и влаги, уменьшения концентраций вредных паров и газов до допустимых пределов, а также удаления пыли, поступившей в помещения. Минимальное количество наружного воздуха, подаваемого в помещения системами вентиляции и кондиционирования воздуха, рекомендуется принимать в соответствии с табл.1.

Таблица 1

Минимальное количество наружного воздуха, подаваемого в помещения

*⁾ Допускается уменьшить до 10% при подаче на одного работающего более 120 м³/ч наружного воздуха.

**⁾ В зрительные залы театров, кинотеатров, клубов, Дворцов культуры и других помещений с продолжительностью пребывания людей до 3 ч следует подавать наружный воздух в количестве 20 м³/ч на одного человека.

Подачу приточного воздуха системами вентиляции и кондиционирования воздуха в помещения со значительными избытками явного тепла, а также в помещения, в которых тепловыделения (значительные и незначительные) сопровождаются выделениями влаги и вредных веществ, проектируют в рабочую или в обслуживаемую зону.

Вредные выделения в виде газов, паров и пыли необходимо удалять непосредственно от мест их образования при помощи местных отсосов. При возможности полного удаления вредных выделений через них проектируют вытяжную общеобменную систему вентиляции. При устройстве вытяжной общеобменной системы вентиляции место расположения вытяжных устройств рекомендуется выбирать в зависимости от характера вредных выделений, руководствуясь данными табл. 2.

мощность – тепловыделение в ваттах оборудования в коробке

спросил 3 года 11 месяцев назад

Изменено 3 года, 11 месяцев назад

Просмотрено 2к раз

\$\начало группы\$

Ситуация такая, какое-то электрооборудование будет находиться при низких температурах окружающей среды и мне нужно сделать его теплее, чтобы не повредить его. Я хочу рассчитать, какая мощность в ваттах нужна для нагрева оборудования внутри коробки из алюминия. 92) он изготовлен из алюминия, имеет толщину 0,1 дюйма и изолирован.

Из предыдущих тестов я зафиксировал, что когда температура окружающей среды была на уровне -20 градусов по Цельсию в течение длительного времени (не менее 1 часа), температура поверхности оборудования была стабильной на уровне -10 градусов по Цельсию, а воздух между коробкой и оборудованием был -11 градусов по Цельсию.

Два вопроса: 1) Сколько мощности в ваттах рассеивается электроникой? 2) Какая мощность в ваттах нужна для доведения температуры поверхности оборудования до 0 градусов Цельсия? до 10 С?

Я провел небольшое исследование и нашел это: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/heatcond.html

формула теплопроводности

Q/t = k A (Thot – Tcold )/d

где k = теплопроводность, А = площадь поверхности, Тот – Тхолд = 10, d = толщина,

Проблема в том, что когда я подставляю k для алюминия = 205 или 0,5, регулируя единицы измерения в формуле, я получаю большое значение для ватт в любом случае. .. я делаю это совершенно неправильно, есть ли другая формула, которая лучше моделирует эту проблему?

• мощность
• температура
• тепло
• тепловая
• Вт

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Ваша проблема в том, что вы смотрите не на ту часть теплового уравнения. Рассеивание тепла нагретой металлической коробки определяется тепловым сопротивлением поверхности раздела металл/воздух, а не теплопроводностью самой коробки. Охарактеризовать тепловое сопротивление этого интерфейса будет сложно без проведения гораздо большего количества измерений.

С практической точки зрения, самым простым решением будет увеличить размер нагревателя и использовать термостат для поддержания заданной температуры в корпусе — это сделает точный размер нагревателя неважным, а также будет означать, что температура останется стабильно даже при изменении температуры окружающей среды.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Теплопроводность алюминиевых стен практически не имеет отношения к проблеме (тепловое сопротивление стен, вероятно, незначительно). Это вопрос о тепловых свойствах прямоугольного ящика при свободной конвекции в поле силы тяжести. В постановке задача не имеет простого решения и требует привлечения CFD – вычислительной гидродинамики. Результат будет зависеть от ориентации коробки и от того, является ли окружающий воздух неподвижным или движущимся. Существует огромное количество инженерных статей для оценки тепловых режимов ограждений, подобных этому, хотя это довольно бестолково (расстояние между ребрами слишком мало для развития хорошей естественной конвекции).

Вот лучшая статья о том, как получить доступ к теплообмену через герметичный корпус электроники, вот общий рисунок проблемных компонентов,

С внешней стороны необходимо учитывать естественную конвекцию вокруг вертикальных поверхностей корпуса , от верхней и нижней горизонтальных поверхностей (передаточные свойства во всех трех случаях различны) и радиационный обмен. Для внутренней конвекции действуют те же факторы, и они также нуждаются в расчетах/оценках. Таким образом, здесь задействовано множество факторов, и возможны только грубые оценки.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Вы используете неправильную температуру в своем уравнении и вообще неправильное уравнение. Чтобы это уравнение работало, вам нужно измерить температуру внутренней и внешней алюминиевых поверхностей, а не температуру воздуха. Но учитывая очень низкий дифференциал там, это упражнение было бы бессмысленным.

В первом приближении можно просто рассчитать рассеивание блока материала с разницей в 10 градусов и той же площадью поверхности коробки. Уравнение очень похожее, но важным фактором является не теплопроводность коробки, а коэффициент конвекции тепла для воздуха и общая площадь поверхности. 92 K) \$

Но если вы используете температуру воздуха, это приблизительная оценка, поскольку она игнорирует то, что внутренняя температура также должна передаваться от воздуха к коробке, и что часть тепла также излучается. .

Было бы лучше, если бы вы измеряли температуру поверхности коробки напрямую.

Но в вашем приложении я бы сделал две вещи:

1. Добавьте немного негорючей пеноизоляции внутрь коробки. Даже несколько миллиметров, покрывающих внутренние поверхности, будут иметь большое значение.
2. Если этого недостаточно, добавьте резистор для рассеивания нескольких дополнительных ватт.

Вы могли бы сэкономить время, если бы просто поэкспериментировали с парой известных уровней мощности (парой резисторов и источником питания) и напрямую вычислили коэффициент теплопередачи воздух-воздух для вашей конкретной коробки.

Если вы хотите регулировать температуру и вам нужна относительно небольшая мощность, вы можете напрямую использовать термистор с положительным температурным коэффициентом. Или вы можете соединить термистор с транзистором для увеличения рассеяния.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Расчет тепловой нагрузки на панель корпуса

Главная | Как работают шкафы-холодильники | Рассчитать тепловую нагрузку на панель корпуса | Тематические исследования | О нас | Свяжитесь с нами

Для заказа звоните по телефону 1-800-903-9247 (США и Канада) или 1-513-671-3322 (по всему миру).
Электронная почта [email protected]

Как рассчитать тепловую нагрузку для вашего шкафа

Чтобы определить правильную модель для вашего приложения, сначала необходимо определить общую тепловую нагрузку, которой подвергается панель управления. Эта общая тепловая нагрузка является комбинацией двух факторов: тепла, рассеиваемого внутри корпуса, и теплопередачи извне внутрь корпуса.

Таблица преобразования температуры
Перепад температур °F	БТЕ/час/фут. 2
5	1,5
10	3,3
15	5. 1
20	7.1
25	9.1
30	11,3
35	13,8
40	16,2

Для расчета БТЕ/час:

1. Сначала определите приблизительное количество тепла, выделяемого в корпусе в ваттах.
   Вт x 3,41 = БТЕ/ч.
2. Затем рассчитайте внешний теплообмен следующим образом:
   1. Определите площадь в квадратных футах, подверженную воздействию воздуха, без учета верхней части шкафа.
   2. Определите разницу между максимальной температурой окружающей среды и требуемой внутренней температурой. Затем, используя таблицу преобразования температуры, определите БТЕ/час/фут2 для этого перепада. Умножение площади поверхности шкафа на БТЕ/ч/фут2 дает внешний теплообмен в БТЕ/ч.
3. Добавьте внутреннюю и внешнюю тепловые нагрузки к общей тепловой нагрузке.

Пример: Внутреннее тепловыделение: 471 Вт или 1606 БТЕ/ч.

Площадь шкафа: 40 футов2
Максимальная наружная температура: 110°F
Требуемая внутренняя температура: 95°F

Таблица преобразования (выше) показывает, что разница температур 15°F потребляет 5,1 БТЕ/ч/фут2
40 кв. футов x 5,1 БТЕ/ч/фут2 = 204 БТЕ/ч. внешняя тепловая нагрузка.

Следовательно, 204 БТЕ/ч. внешняя тепловая нагрузка плюс 1606 БТЕ/ч. внутренняя тепловая нагрузка = 1810 БТЕ/ч. общая тепловая нагрузка или БТЕ/ч. охлаждение, необходимое для поддержания заданной температуры.

В этом примере правильным выбором является 2000 БТЕ/ч. Система охлаждения шкафа. Выберите модель шкафа-охладителя, определив рейтинг NEMA корпуса (тип окружающей среды) и с термостатным управлением или без него.

Нужна помощь в подборе шкафных охладителей EXAIR?

Загрузите руководство по определению размеров шкафного кулера, отправьте его нам по факсу по телефону 513-671-3363 , и мы немедленно свяжемся с вами и предоставим нашу рекомендацию – ИЛИ – . 0129 1-800-903-9247 (за пределами США и Канады звоните по телефону 513 671-332 .

Для расчета ккал/час:

1. Сначала определите приблизительное количество тепла, выделяемого в корпусе в ваттах.
   Ватт x 0,86 = ккал/час.
2. Затем рассчитайте внешний теплообмен следующим образом:
   1. Определите площадь в квадратных метрах на открытом воздухе без учета верхней части шкафа.
   2. Определите разницу между максимальной температурой окружающей среды и требуемой внутренней температурой. Затем, используя Таблицу преобразования метрической температуры, определите ккал/час/м2 для этого перепада. Умножение площади поверхности шкафа на ккал/ч/м2 дает внешний теплообмен в ккал/ч.
3. Добавьте внутреннюю и внешнюю тепловые нагрузки к общей тепловой нагрузке.

Пример: Внутреннее тепловыделение: 471 Вт или 405 ккал/ч.

Площадь шкафа: 3,7 м2
Максимальная наружная температура: 44°C
Требуемая внутренняя температура: 35°C

Таблица преобразования (выше) показывает, что разница температур в 9°C потребляет 15,1 ккал/час/м2.

3,7 м2 x 15,1 ккал/ч/м2 = 56 ккал/ч. внешняя тепловая нагрузка.

Следовательно, 56 ккал/час. внешняя тепловая нагрузка плюс 405 Ккал/час. внутренняя тепловая нагрузка = 461 Ккал/час. общая тепловая нагрузка или ккал/ч.