Расчет тепловыделения от электрооборудования для установки кондиционера
Обновлено: 04.05.2024
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.
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.
Построение и расчет обработки воздуха для кондиционера с рекуперацией
Что такое рекуперация, какие бывают рекуператоры и для чего они предназначены мы уже рассматривали. На данный момент это самый экономичный вариант, который поможет сохранить немало денег. Поэтому он набирает все большей популярности среди заказчиков.
Исходные данные:
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.
Ecolog Natural
Тепловыделения от превращения механической энергии в тепловую
Данные тепловыделения происходят обычно в результате работы станков, машин и т.п., может быть определено по формуле:
где — коэффициент использования установочной мощности, принимаемый равным 0.8;
— коэффициент загрузки (отношение среднего потребления мощности к максимальному), принимаемый равным 0.7;
— коэффициент одновременности работы машин, принимаемый равным 0.8;
— коэффициент, учитывающий ассимиляцию выделяющегося тепла воздухом, принимаемый равным 0.65;сумм — суммарная мощность электродвигателей, кВт.
Суммарные тепловыделения можно определить по формуле:
где: Q1чел — суммарные тепловыделения от людей, Q2солн.рад. — суммарные тепловыделения от солнечной радиации, Q3общ. — суммарные тепловыделения от электрических светильников, Q4превр. — суммарные тепловыделения при превращении механической энергии в тепловую.
Далее необходимо произвести расчет потребного воздухообмена для удаления избыточного тепла по формуле:
где: L, м3/ч — потребный воздухообмен;сумм, ккал/ч — избыточное тепло;
gв = 1.206 кг/м3 — удельная масса приточного воздуха;в = 0,24 ккал/кг×.град — теплоемкость воздуха;
Dt — разность температур приточного и удаляемого воздуха;
Величина Dt при расчетах выбирается в зависимости от теплонапряженности воздуха (Qн), которая рассчитывается по формуле 10:
где: Vп, м3 — внутренний объем помещения.
Если получаем Qн £ 20 ккал/(м3*ч) , то Dt = 6 oC, если же Qн > 20 ккал/(м3*ч), то Dt = 8 oC.
Тепловыделения от людей:
Тепловыделения от солнечной радиации:
Тепловыделения от источников искусственного освещения и радиотехнических установок и устройств вычислительной техники:
Тепловыделения от превращения механической энергии в тепловую:
Расчет потребного воздухообмена для удаления избыточного тепла:
Получаем Qн £ 20 ккал/(м3*ч), тогда Dt = 6 oC;
Исходя из расчетов делаем вывод, что необходимый расход подаваемого воздуха составляет 15024 м3/ч.
В рамках третьей главы:
. Рассмотрены основные экологические проблемы в сфере утилизации ТБО. Приведены мероприятия, позволяющие снизить экологическую опасность обращения с ТБО.
. Дана характеристика основным требованиям, предъявляемых к микроклимату производственных помещений.
. Выполнен расчет необходимого расхода воздуха из условия наличия избыточного тепла, в помещении мусоросортировочной станции.
Перейти на страницу: 2
Другие статьи по теме
Экология бобров в Карелии. Расселение бобров на естественных и искусственных водоёмах Бобр, как объект изучения, весьма интересен и в тоже время своеобразен. Полуводный образ жизни, активная средообразующая деятельность, способность жить на самых разных водоемах, от придорож …
Механическая очистка сточных вод Сохранение гидросферы при непрерывном увеличении водопотребления и загрязнения водоемов промышленными и бытовыми отходами является одной из основных экологических проблем современности. Уже …
Ограниченность водных ресурсов Казахстана Состояние водных ресурсов Казахстана оценивается общей недостаточностью, продолжающимся их загрязнением и истощением. Экологические кризисы по характеру протекания можно разделить на две гр …
Расчет теплопритоков помещения
Расчет теплопритоков помещения можно осуществлять разными способами, — существует несколько методик. Одни более подробны, и пользуются ими чаще при расчете систем вентиляции и кондиционирования промышленных зданий, другими, — очень упрощенными методиками расчета теплопритоков, пользуются менеджеры при продажах кондиционеров. Такая программа для ориентировочного расчета и подбора кондиционера, например, находится ЗДЕСЬ. Нижеприведеный расчет теплопритоков помещения учитывает все основные теплопритоки, недооценка которых на наш взгляд нежелательна. Соответственно, программу для расчета теплопритоков по этой методике можно найти ВОТ-ТУТ .
Для долговечной надежной работы кондиционера важно, чтобы его холодопроизводительность была немного большей чем величина реальных теплопритоков помещения.
В первую очередь, учитывают внешние теплопоступления. Это, прежде всего, солнечная радиация, проникающая через оконные проемы. Количество тепловой энергии, поступающей таким образом, зависит от расположения окна относительно сторон света, его площади и наличия / отсуствия на нем солнцезащитных элементов: Qокн = qокн Fокн k, где qокн— удельная тепловая мощность от солнечной радиации в зависимости от ориентации окна Вт/м2(таблица 1).
Fокн — площадь остекленной части окна, м2; k — коэффициент, учитывающий наличие солнцезащитных элементов на окне (таблица 2).
Теплопритоки от нагретого защитного сооружения: qЗС — удельная тепловая мощность теплопередачи защитного сооружения, Вт/м2(таблица 3).
FЗС — площадь защитного сооружения, м2. Для постоянно открытой наружной двери теплоприток принимают 300 Вт.
Вторая группа теплопритоков, это тепловыделения от внутренних источников в помещении, — от людей, освещения, электрооборудования.
Тепловыделения от людей: Qл = qл n, где n — количество людей в соответствующем состоянии; qл — тепловыделение одного человека, Вт/чел(таблица 4).
Тепловыделения от электрооборудования: Qэ = Nэ m i, где m — количество единиц оборудования; Nэ- электрическая мощность единицы оборудования, Вт; i — коэффициент превращения электрической энергии в тепловую (таблица 5).
Для компьютера тепловыделения принимают 300 Вт. Расчет теплопритоков помещения можно считать завершенным. Суммарная величина теплопритоков помещения будет составлять: ΣQ = Σ Qокн+ ΣQ ЗС + ΣQ л + Σ Qэ
Затем проводится подбор кондиционера. Холодопроизводительность выбранного кондиционера должна на 10-20% превышать суммарную величину теплопритоков помещения: Qконд = (1,1-1,2) Σ Q
Таблица 1. Удельная тепловая мощность от солнечной радиации
Расчёт необходимой мощности кондиционера сводится к определению суммарных теплоизбытков помещения, оборудования и наличия людей, с учётом теплопроводности строительных конструкций - стен, перекрытий, остекления, а также наличия систем вентиляции и многих других факторов. Такой расчёт достаточно сложен и на практике для небольших помещений можно успешно применять упрощённые методы расчётов.
Способы расчета мощности
В действительности методик определения холодильной мощности для помещения существует не так уж много:
- С помощью специальных калькуляторов, размещенных на интернет-ресурсах производителей или крупных дилеров, продающих холодильную бытовую технику.
- По квадратуре комнаты.
- По формулам с учетом объема помещения и тепловых источников в нем.
- Теплофизический расчет ограждающих конструкций для летнего времени с учетом дополнительных теплопоступлений.
Из 4 перечисленных методов обычному домовладельцу, желающему подобрать кондиционер для комнаты, доступны первые 3, последний способ достаточно сложен и ним пользуются инженеры – проектировщики в своих расчетах.
Расчеты при помощи онлайн – калькуляторов
Это наиболее легкий и быстрый способ, но в нем кроется один недостаток: мы не видим, каким образом производится расчет и какие значения теплопоступлений от различных источников заложены в программе. Иногда создатели подобных ресурсов закладывают в нее слишком большой запас, за который вам впоследствии придется выложить свои деньги. Поэтому результаты расчетов, выполненных с помощью онлайн–калькулятора, не помешает проверить иными методами.
Вычисление производительности по квадратуре помещения
Второй доступный способ – это расчет мощности кондиционера по площади помещения. Это излюбленная методика торговых представителей, напоминающая подбор отопительной техники по удельному количеству тепла на единицу площади. Суть такова: при высоте потолков до 3 м на 1 м2 комнаты должно выделяться 100 Вт энергии холода. То есть, для помещения 20 м2 потребуется кондиционер мощностью 2 кВт. Если же потолки выше, чем 3 м, то удельная холодопроизводительность принимается не 100 Вт/ м2, а больше, в соответствии с таблицей:
В дополнение к затрачиваемому количеству холода на всю площадь помещения к нему прибавляется мощность на компенсацию тепловых поступлений от постоянно находящихся в комнате людей и бытовой техники. При этом предлагается принять следующие значения выделяющейся теплоты: от 1 человека – 300 Вт, от единицы бытового оборудования – также 300 Вт. Это значит, что если в вышеупомянутом помещении 20 м2 постоянно находится 1 человек, работающий на компьютере, то к полученным 2 кВт надо прибавить еще 600 Вт, итого 2.6 кВт. Подробности можно просмотреть на видео:
На самом деле в соответствии с нормативной документацией количество полной теплоты, выделяемой человеком в состоянии покоя, составляет 100 Вт, при небольшом движении – 130 Вт, при физической работе – 200 Вт. Выходит, что в данном способе вычисления несколько завышены тепловые поступления от людей.
Определение мощности по объему помещения
Наиболее корректно холодильная мощность кондиционеров высчитывается по удельному количеству холода на 1 м3 объема комнаты, особенно если ее площадь лежит в пределах 70 м2. Для расчета рекомендуется принимать значение удельной мощности q, равной:
- 30 Вт/м3 в затененных помещениях;
- 35 Вт/м3 для комнат со средней освещенностью;
- 40 Вт/м3 в помещениях на солнечной стороне здания.
Потребная мощность для компенсации теплопоступлений сквозь строительные конструкции рассчитывается по формуле:
Q1 = q x V, где V – объем комнаты в м3.
Поскольку в здании находятся люди и бытовые приборы, которые также выделяют тепло, к полученной величине Q1 необходимо добавить количество теплоты, выделяемое людьми Q2 (в соответствии с нормами) и от бытовой техники Q3. Последняя величина принимается в зависимости от назначения бытового оборудования:
- От компьютера – 250—300 Вт.
- От домашней или оргтехники – в размере 30% от потребляемой электрической мощности.
Теперь рассчитаем мощность кондиционера по формуле:
В нашем примере высота потолков принимается равной 2.7 м, объем получится 20 м2 х 2.7 м = 54 м3. Взяв среднюю величину удельной холодопроизводительности равной 35 Вт/м3, вычислим Q1 = 35 х 54 = 1890 Вт. Теперь сюда следует прибавить теплоту от человека с компьютером, соответственно, Q2 = 130 Вт и Q3 = 300 Вт:
Q = 1890 + 130 + 300 = 2320 Вт.
Особые расчетные условия
Существует ряд факторов, дополнительно влияющих на микроклимат и, соответственно, на требуемую мощность охлаждения. Чтобы впоследствии не попасть в ситуацию, когда установленный агрегат работает не выключаясь круглые сутки, нужно учесть такие условия:
- Комната расположена на последнем этаже здания.
- Нестандартные окна с большой площадью остекления или часть светопрозрачной кровли.
- В помещении постоянно находится большое число людей (офис).
- Частое проветривание или высокая инфильтрация наружного воздуха внутрь здания.
- Большое количество бытовой или оргтехники.
В этом случае рекомендуется расчетную холодопроизводительность кондиционера увеличить, применив коэффициент от 1.2 до 1.5.
Окончательный подбор кондиционера по мощности
В примере мы получили значение 2.32 кВт, но оно не является окончательным. Дело в том, что охладитель не должен работать постоянно на верхнем пределе возможностей. Чтобы рабочий режим был щадящим, а кондиционер прослужил долго, нужно иметь запас мощности. Как правило, его берут в количестве 15—20% от расчетного значения. В данном примере мощность кондиционера для помещения площадью в 20 квадратных метров и высотой потолков 2.7 м с одним человеком и компьютером составит:
2.32+ 15% = 2.67 кВт
Большинство производителей выпускают линейки своих агрегатов в соответствии с принятой в Соединенных Штатах градацией. В ее основе лежит так называемая Британская Единица Теплоты (BTU), чье соотношение с общепринятыми единицами следующее: 1000 BTU/ч = 293 Вт. Параметр, что указывается в технической документации к изделию, обозначает мощность в тысячах Британских единиц, а градация начинается с величины 7, то есть, 7000 BTU или 2.1 кВт. Ниже представлена таблица мощности кондиционеров, по которой можно понять соответствие градации в Британских единицах общепринятым, а также приблизительная квадратура помещений, куда подойдет каждый агрегат из линейки:
Примечание. Этой таблицей также можно пользоваться для укрупненного расчета мощности охладителя.
Осуществляя выбор сплит-системы или другого вида охлаждающего агрегата, следует знать, что в отличие от электроотопительных установок электрическая мощность, потребляемая кондиционером, не соответствует мощности холодильной. И правда, полученная в нашем примере цифра 2.67 кВт на 20 квадратов комнаты, может смутить домовладельца, не владеющего вопросом. Здесь следует разъяснить, что данные холодильные машины весьма эффективны благодаря процессу парообразования и конденсации рабочего тела, то есть, фреона. На самом деле кондиционер использует в 3 раза меньше электроэнергии, для нашего примера это всего лишь 2.67 / 3 = 0.89 кВт.
Вы можете задать закономерный вопрос: если кондиционер потребляет втрое меньше, чем производит, значит, КПД установки тогда составляет 300%? Ответ прост: как известно, КПД не может превышать 100%, а остальные 200% — это тепловая энергия, которую рабочее тело (фреон) отбирает у горячего воздуха комнаты при испарении. Изначально это энергия солнца, нагревшая наше здание и воздух в нем, а основная задача кондиционера – отобрать эту энергию у воздушной среды помещения.
Электроэнергия нужна лишь для вращения роторов электродвигателей компрессора и вентиляторов, вот почему потребляемая мощность кондиционера гораздо меньше его холодопроизводительности.
Заключение
Все описанные методы определения холодопроизводительности весьма приблизительны, хотя и рекомендованы к использованию. Если же вы хотите разместить охладители во всей квартире или частном доме, то лучше за точным расчетом обратиться к специалистам, это поможет сэкономить вам время и средства.
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 | 0 |
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.
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:
Евгений А 2 сентября 2021
Отправьте заявку на расчет мощности кондиционера и подбор через вотсап 89378498363
Важное по теме: мы производим расчет и подбор кондиционера для серверной бесплатно! Предлагаем различные варианты охлаждения. Имеется в наличии широкий ассортимент кондиционеров для серверных от 8 до 52 кВт. Комплектация оптимальна, подача воздуха: вверх и под фальшпол. Срок поставки 2-3 дня. Доставка по Уфе за наш счет. Детальная смета на монтаж. Выезд инженера и составление сметы также за наш счет.
Этапы самостоятельного расчета кондиционера для серверной:
В идеале, расчет системы кондиционирования для серверного помещения должен быть произведен проектной организацией. Тогда можно с уверенностью сказать, что все аспекты и особенности помещения учтены, а подобранная система охлаждения будет максимально точно справляться с поставленными задачами. Но на практике все несколько иначе. Поэтому если расчет мощности кондиционера для серверной Вы производите самостоятельно - обязательно учитывайте следующие параметры:
1. Учет тепловыделения всего оборудования.
Необходимо учесть суммарное тепловыделение от всего оборудования, находящегося в серверном помещении и выделяющего тепло. Помимо непосредственно серверов, тепло выделяют: источники бесперебойного питания (ИБП), мониторы, бытовая техника (бывает и такое) и тд.
Способов расчета здесь два:
2. Площадь помещения.
Рассчитываем по следующей схеме: 10 Вт на каждый м2 площади. Важно. За основу берется не общая площадь помещения, а рассчитывается площадь стен, потолка и пола. Стены – Н (высота стен*ширину стен). Пол, потолок – (длинна*ширину). Суммируем эти данные и получаем общую площадь помещения.
Если в серверной есть окна, то в среднем это около 20 Вт на каждый м2 площади остекления. При больших количествах солнечного света, рекомендуем прибавлять еще 0,1 кВт к полученному результату. Т.е. 3 окна * 20 Вт + 10 Вт=70 Вт (теплоприток от естественного освещения).
3. Люди в серверной.
Если в серверной будут постоянно присутствовать люди, то учитываем это так:
- 15 Вт на человека, находящегося в спокойном состоянии;
- 17,5 Вт — при легком движении;
- 20 Вт — при физической нагрузке.
Мы берем усредненный показатель 17,5 Вт на человека, поскольку в любом помещении, где работают люди, процесс рабочей активности постоянен.
4. Приточно-вытяжная вентиляция в серверной.
Если в серверной комнате есть приточно-вытяжная вентиляция, то учитываем ее следующим образом: либо берем данные расхода воздуха из технической документации на приточку, либо с помощью анемометра измеряем скорость воздуха. Замер скорости воздуха анемометром делается вблизи одной из решеток, через которые происходит приток воздуха. Данный результат, который выражается в м/с, и может быть в пределах от 1 м/с до 5 м/с, умножаем на количество решеток. Если замер скорости движения воздуха происходит в подающем воздуховоде, то полученную цифру умножаем на сечение воздуховода. В обоих случаях получаем расход воздуха в помещении.
Пример:
Данные анимометра 3 м/с * 0,05 м2 (сечение воздуховода) = 0,15 м3/с. Это будет показатель расхода воздуха на все серверное помещение.
Далее, полученную цифру показателя расхода воздуха умножаем на разницу температур между притоком и уставкой прецизионного кондиционера, а так же на теплоемкость воздуха.
Температура входящего воздуха от приточно-вытяжной вентиляции, например, 23С минус температура, которая планируется к поддержанию в серверном помещении, например, 20С. Получаем 3С. Умножаем 0,15 м3/с на 3С, получаем 0, 45 м3/с. Полученную цифру (0, 45 м3/с) умножаем на коэффициент теплоемкости воздуха, который стандарно равен 1200 и получаем цифру 540 Вт. Таким образом, мы посчитали дополнительный теплоприток в серверную от приточно-вытяжной вентиляции. Он равен 5,4 кВт.
5. Отопление в помещении серверной.
Если в помещении есть отопление, которое в силу тех или иных причин, не может быть отключено (отключение отопления редкое явление, но имеет место быть), то можно воспользоваться упрощенной схемой расчета, а именно 10 Вт/ м2. Но лучше, теплопритоки от существующей системы центрального отопления просчитать проектным расчетом.
Разберем на примере:
Серверная комната площадью 21, 9 м2 (стены, пол, потолок)* 0,1 кВт = 2,19 кВт.
Суммарный теплоприток от всего оборудования 34, 8 кВт.
Окно (умеренно солнечная сторона) - 1 шт - 0,2 кВт.
Постоянно работающие люди - 2 человека – 0,175 кВт *2 = 0,35 кВт.
Приточно-вытяжная вентиляция - 2 м/с*0,05метра (сечение воздуховода) = 0,1 м3/с.
Приток t = 25°C минус уставка 18 °C = 7 °C.
Расход воздуха 0,1 м3/с *1200 (коэффициент теплоемкости)*7С = 8,4 кВт. Теплоприток от вентиляции 8,4 кВт.
Отопление 0,1 кВт*21,9м2=2,19 кВт
Итого: 2,19 кВт+ 34,8 кВт + 0,2 кВт + 0,35 кВт + 8,4 кВт + 2,19 кВт = 48, 13 кВт. Таким образом, суммарное тепловыделение Вашей серверной = 48, 13 кВт. Соответственно фактическая холодопроизводительность прецизионного кондиционера должна быть не ниже 48 кВт.
Важно. При выборе кондиционера для серверной, обращайте внимание на показатель фактической холопроизводительности покупаемой установки. Т.е. 48 кВт по холоду машина должна давать при поддержании нужных Вам условий температуры и влажности в серверном помещении.
Дело в том, что холодопроизводительность большинства кондиционеров рассчитывается на определенные температурные условия, например, t 24°C, отн. влажность 50% или t 27 °C, отн. влажность 40-60%. Соответственно, кондиционер, холодопроизводительность, которого 48 кВт при температуре уставки в серверной, например, 18 °C, будет давать холода примерно 36 кВт. Поэтому, при заказе прецизионной техники, помимо сведений о суммарном теплопритоке, обязательно уточняйте какие именно температурно-влажностные условия должны поддерживаться в помещении серверной. Это важно для правильного подбора прецизионной установки!
Низкотемпературные комплекты для прецизионных кондиционеров.
Для осуществления круглогодичного кондиционирования обслуживаемых помещений, прецизионные кондиционеры оборудованы низкотемпературными комплектами, посредством которых становится возможной работа блоков при отрицательных температурах наружного воздуха, стандартные условия до - 40°C. Низкотемпературный комплект состоит из регулятора скорости вращения вентилятора, обогрева картера компрессора и обогрева дренажа. Обогрев дренажа необходим только в случае отвода конденсата на улицу, а в случае подключения дренажного трубопровода в канализацию здания он не нужен.
Ну и последнее, для обеспечения беспрерывности в работе кондиционеров применяется система резервирования, которая реализуется по следующим схемам:
1) 100% резервирование, т.е. два попеременно работающих кондиционера, холодопроизводительность каждого из которых равна суммарному теплопритоку серверной.
2) 50% резервирование.
В обоих случаях при резервировании, оборудование работает по переменному принципу: когда работает один - второй отдыхает. Таким образом, срок службы кондиционеров увеличивается.
Читайте также: