Ikeahoff.ru

IKEA Hoff
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет радиаторов отопления

Расчет радиаторов отопления

Расчет радиаторов отопления«У вас теплые батареи?» или «У вас горячие радиаторы отопления?» — такие вопросы мы задаем соседям, если у нас прохладно в квартире, в кабинете, в производственном помещении. Все разнообразные приборы отопления в народе, обычно, называют батареями или радиаторами отопления.

Под эти термины попадают панельные и секционные радиаторы, ребристые трубы, регистры из гладких труб, разнообразные конвекторы и даже иногда относительно экзотические потолочные излучатели.

В статье, которую вы читаете, будет представлена небольшая программа в MS Excel, позволяющая выполнить тепловой расчет радиаторов отопления и конвекторов.

Радиатор МС 140-108Радиатор отопления – это прибор, который нагревает воздух и предметы в помещении посредством радиационного излучения и конвективного теплообмена, передавая при этом тепловую энергию от горячего теплоносителя (чаще всего от воды) через свои стенки.

Конвектор КСК 20Конвектор передает тепловую энергию в окружающее его пространство исключительно (на 95%) путем конвективного теплообмена – нагрева горячими стенками воздушных струй.

Доля тепла, передаваемая конвекцией (оставшаяся часть, соответственно, — инфракрасным излучением) для некоторых типов приборов отопления приведена ниже:

Чугунные радиаторы (батареи) – 25…35%

Алюминиевые секционные радиаторы – 50…60%

Панельные стальные радиаторы – 65…75%

Какой тип приборов отопления лучше однозначно сказать нельзя. У всех есть недостатки. Однако возросшее качество проектирования и изготовления конвекторов позволяет этому типу приборов в последнее время постоянно увеличивать свою долю рынка.

За последние лет пять мне довелось участвовать в выборе и проектировании систем отопления для большого торгового комплекса (4 этажа, более 30 тысяч квадратных метров) и для производственного цеха (500 квадратных метров). И там и там, в качестве приборов отопления по критерию «цена / качество / эффективность» были применены конвекторы, которые существенно «переиграли» конкурентные варианты (в том числе и вариант воздушного отопления). Практика последующей эксплуатации подтвердила правильность выбранного решения – конвекторы прекрасно отапливают объекты!

Как и большинство расчетов в теплотехнике предлагаемый расчет радиаторов отопления будет приблизительным. «Приблизительность» заключается в том, что на фактическую теплоотдачу приборов влияют десяток факторов, часть из которых в «точных» расчетах учитываются коэффициентами, определенными в практических опытах, а часть факторов из-за малой значимости и вовсе игнорируются.

Предложенный ниже расчет радиаторов отопления учитывает 90…95% факторов при выполнении ряда условий:

1. Атмосферное давление в месте эксплуатации приборов должно быть около 760 миллиметров ртутного столба. Для высокогорных местностей необходимо вводить дополнительную поправку при «точных» расчетах.

2. Подача воды в прибор не должна быть «снизу – вверх»! Подача может быть любой, предпочтительнее — «сверху – вниз». В противном случае около 15…20% тепла не дополучите.

3. Монтаж радиатора должен обеспечивать свободное движение воздуха вдоль его поверхностей в вертикальном направлении. Расстояние от пола до низа прибора и от верха прибора до подоконника или верха установочной ниши стены желательно должны быть не менее 100 миллиметров.

Предлагаемый далее расчет в Excel, можно выполнить и в программе OOo Calc из пакета Open Office.

О цветах ячеек листа Excel, которые применены в статьях этого блога, следует прочесть на странице « О блоге ».

Основы теплового расчета теплообменных аппаратов

Основой для расчета теплообменников являются уравнения теплопередачи и теплового баланса.

Уравнение теплопередачи имеет следующий вид:

  • Q – размер теплового потока, Вт;
  • F – площадь рабочей поверхности, м2;
  • k – коэффициент передачи тепла;
  • Δt – разница между температурами носителей на выходе в аппарат и на выходе из него. Также величина называется температурным напором.

Как можно заметить, величина F, являющаяся целью расчета, определяется именно через уравнение теплопередачи. Выведем формулу определения F:

Уравнение теплового баланса учитывает конструкцию самого аппарата. Рассматривая его можно определить значения t1 и t2 для дальнейшего вычисления F. Уравнение выглядит следующим образом:

  • G1 и G2 – расходы масс греющего и нагреваемого носителей соответственно, кг/ч;
  • cp1 и cp2 – удельные теплоемкости (принимаются по нормативным данным), кДж/кг‧ ºС.

В процессе обмена тепловой энергией носители изменяют свои температуры, то есть в устройство каждый из них входит с одной температурой, а выходит – с другой. Эти величины (t1 вх ;t1 вых и t2 вх ;t2 вых ) являются результатом проверочного расчета, с которым сравниваются фактические температурные показатели теплоносителей.

Вместе с тем большое значение имеют коэффициенты теплоотдачи несущих сред, а также особенности конструкции агрегата. При детальных конструкторских расчетах составляются схемы теплообменных аппаратов, отдельным элементом которых являются схемы движения теплоносителей. Сложность расчета зависит от изменения коэффициентов теплопередачи k на рабочей поверхности.

Читайте так же:
Как собрать шкаф под посудомоечную машину

Для учета этих изменений уравнение теплопередачи принимает дифференциальный вид:

Дифференциальный вид уравнения теплопередачи

Такие данные, как коэффициенты теплоотдачи носителей, а также типовые размеры элементов при конструировании аппарата или при проверочном расчете, учитываются в соответствующих нормативных документах (ГОСТ 27590).

Влияние способов подключения и места установки на теплоотдачу радиаторов

При расчете фактической мощности радиаторов следует знать, что теплоотдача приборов также зависит и от способа размещения. Фактическая мощность, полученная в результате расчетов, показывает какое количество тепла радиатор отдаст при расчетных параметрах теплоносителя, грамотной схеме подключения, сбалансированной системе отопления, а также при установке открыто на стене или под окном без использования декоративных экранов.

Как правило, оконные проемы являются строительными элементами с максимальными потерями тепла вне зависимости от количества камер и прочих энергоэффективных показателей. Поэтому радиаторы отопления принято размещать в пространстве под окном. В таком случае радиатор, нагревая воздух в зоне установки, создает некую душирующую завесу вдоль окна, направленную вверх помещения и позволяющую отсекать поток холодного воздуха. При смешивании холодного воздуха с теплыми потоками от радиатора возникают конвективные потоки в помещении, которые позволяют увеличить скорость прогрева.

Радиатор под окном.

Рекомендуется устанавливать радиаторы шириной не меньше половины ширины оконного проема.

Еще одним требованием увеличить эффективность обогрева комнаты является подбор габарита радиатора относительно ширины оконного проема. Длину радиатора рекомендуется подбирать не мене половины ширины оконного проема. В противном случае будет велика вероятность образования холодных зон в непосредственной близости к окну и будет заметно снижена конвективная составляющая обогрева помещения.

Если в здании присутствует большое количество угловых комнат, то следует размещать такое количество приборов отопления, равное количеству наружных ограждающих конструкций.

Например, для помещения 1-го этажа рассматриваемого в качестве примера жилого дома площадью 8, 12 м2 следует предусматривать по 2 радиатора. Один располагается под оконными конструкциями, второй или у противоположного окна или у глухой стены, но в максимальном приближении к углу помещения. Таким образом, будет соблюден максимально равномерный прогрев всех комнат.

Если система отопления дома проектируется по вертикальной схеме, то прокладку стояков для подводки к радиаторам угловых комнат следует производить непосредственно в угловых стыках стен. Это позволит дополнительно прогревать наружные строительные конструкции и предотвратить отсыревание и порчу отделочных материалов в углах.

В случае установки радиаторов под окнами с использованием дополнительных декоративных элементов (экранов, широких подоконников) или установки в нишах для расчета фактической мощности отопительных приборов необходимо пользоваться следующими поправочными коэффициентами:

Коэффициент на потери

  • Узкий подоконник не перекрывает радиатор по глубине, но лицевая панель прибора отопления закрыта декоративным экраном (расстояние между стеной и экраном не менее 250 мм) – Ккорр=0,9.
  • Широкий подоконник полностью перекрывает глубину радиатора, декоративный экран закрывает лицевую панель (расстояние между стеной и экраном не менее 250 мм), но в верхней части оставлена щель, равная 100 мм по вертикали – Ккорр=1,12.
  • Широкий подоконник полностью перекрывает радиатор по глубине, дополнительные декоративные конструкции отсутствуют – Ккорр=1,05.

Из рассмотренных выше вариантов установки приборов отопления видно, что для того чтобы уровень конвекции не был снижен следует оставлять воздушные зазоры со всех сторон приборов отопления. Минимальными расстояниями от финишного уровня напольного покрытия и от подоконника до прибора отопления должно составлять не менее 100 мм, а зазор между стеной и задней поверхностью радиатора не менее 30 мм.

Способы подключения приборов отопления и варианты подвода подающего трубопровода также влияют на конечную мощность и теплоотдачу радиатора.

Различают одностороннее подключение радиаторов к системам отопления и разностороннее, когда трубопроводы подводят к прибору с противоположных сторон. Односторонний способ является наиболее экономичным и удобным с точки зрения дальнейшей эксплуатации приборов отопления. Подключение радиаторов с разных сторон немного увеличивает их теплоотдачу, но на практике этот способ используют при установке отопительных приборов более 15-ти секций или при подключении нескольких радиаторов в связке.

Теплосъем от радиаторов зависит также и от точки подвода подающего трубопровода. При подключении по схеме «сверху-вниз», когда горячая вода подводится к верхнему патрубку, а обратка к нижнему, теплопередача от радиатора увеличивается. При подключении «снизу-вверх» тепловой поток снижается, при этом прогрев радиаторов осуществляется неравномерно, а типоразмер приборов должен быть значительно увеличен для достижения расчетной мощности.

Читайте так же:
Встроенный шкаф с жалюзийными дверцами своими руками

Для определенных случаев к основным теплопоступлениям добавляются дополнительные. Для каждого случая разные. Например для кафе это теплопритоки от еды и от вытяжного зонта на кухне, для гальванических цехов — теплопоступления от открытой водной поверхности и т.д. Рассмотрим же формулы наиболее востребованных.

Теплопритоки от еды

Теплопритоки от еды — неотъемлемая часть расчета вентиляции в кафе, и определяются по формуле:

теплопритоки от еды

где g – средний вес всех блюд на одного посетителя(0,85кг)

ccp – средняя теплоемкость еды (3,35 кДж/ кг ͦ С);

tH — начальная температура еды ( 70 ͦ С);

tk — температура еды в момент потребления (40 ͦ С);

n – количество посадочных мест;

τ – длительность принятия пищи ,год.

Теплопритоки от печей в термическом цеху

От горизонтальной поверхности печи

где n- коэффициент, что зависит от температуры поверхности печи , при 55 С n=1,625.

Fг- площадь горизонтальной поверхности печи, м 2 ;

tв- температура внутреннего воздуха, ;

tпов – температура поверхности печи.

От вертикальной поверхности печи

где все то же кроме Fв=a*b=(2a+2b)h, a и b — размеры печи, h — ее высота

Сначала находим отдельно теплопоступления от вертикальной части печи и отдельно от горизонтальной и просто их додаем, это и будут полные тепловыделения от печи.

Теплопоступления сквозь стенки воздуховодов

Сквозь стенки воздуховодов местных вытяжных систем часть теплого воздуха возвращается в помещение. Тепло,поступающее в комнату сквозь стенки воздуховодов можно найти по формуле:

где к– коэффициент теплопередачи стенки воздуховода;

F – площадь воздуховодов;

Tср– температура среды внутри воздуховода;

Tв– температура воздуха в помещении.

Теплота от отопления

В помещении с большими стеклянными стенами бывает необходимо включать кондиционер, но отопительный сезон еще не закончился. Тогда тепловыделения от системы отопления равны 80-125 Вт/м2 площади помещения. В этом случае необходимо также рассчитывать и теплопотери после чего составляем тепловой баланс помещения и определяем необходимость в кондиционировании.

Тепловой расчет шкафа автоматики

Все электронные компоненты выделяют тепло, поэтому умение рассчитывать радиаторы так, чтобы не пролетать в прикидках на пару порядков очень полезно любому электронщику.

Тепловые расчеты очень просты и имеют очень много общего с расчетами электронных схем. Вот, посмотрите на обычную задачу теплового расчета, с которой я только что столкнулся

Задача

Нужно выбрать радиатор для 5-вольтового линейного стабилизатора, который питается от 12вольт максимум и выдает 0.5А. Максимальная выделяемая мощность получается (12-5)*0.5 = 3.5Вт

Погружение в теорию

Для того, чтобы не плодить сущностей, люди почесали тыковку и поняли, что тепло очень похоже на электрической ток, и для тепловых расчетов можно использовать обычный закон Ома, только

В итоге, закон Ома заменяется на свой тепловой аналог:

ohm_law

 

Небольшой замечание – для того, чтобы обозначить, что имеется ввиду тепловое (а не электрическое) сопротивление, к букве R,  дописывают букву тэта:на клавиатуре у меня такой буквы нет, а копировать из таблицы символов лень, поэтому я буду пользоваться просто буквой R.

Продолжаем

Тепло выделяется в кристалле стабилизатора, а наша цель – не допустить его перегрева (не допустить перегрева именно кристалла, а не корпуса, это важно!).

До какой температуры можно нагревать кристалл, написано в даташите:

image

Обычно, предельную температуру кристалла называют Tj (j = junction = переход – термочувствительные внутренности микросхем в основном состоят из pn переходов. Можно считать, что температура переходов равна температуре кристалла)

Без радиатора

Попробуем рассчитать, до какой температуры нагреется кристалл, если не ставить радиатор.

Тепловая схема выглядит очень просто:

Специально для случаев использования корпуса без радиатора, в даташитах пишут тепловое сопротивление кристалл-атмосфера (Rj-a) (что такое j вы уже в курсе, a = ambient = окружающая среда)

Заметьте, что температура “земли” не нулевая, а равняется температуре окружающего воздуха (Ta). Температура воздуха зависит от того, в каких условиях находится радиатор Если стоит на открытом воздухе, то можно положить Ta = 40 °C, а вот, если в закрытой коробке, то температура может быть значительно выше!

Записываем тепловой закон Ома: Tj = P*Rj-a + Ta. Подставляем P = 3.5, Rj-a = 65, получаем Tj = 227.5 + 40 = 267.5 °C. Многовато, однако!

Цепляем радиатор

Тепловая схема нашего примера со стабилизатором на радиаторе становится вот такой:

    Rj-c – сопротивление от кристалла до теплоотвода корпуса (c = case = корпус ). Дается в даташите. В нашем случае – 5 °C/Вт – из даташита
Читайте так же:
Диф для духового шкафа

Rc-r – сопротивление корпус-радиатор. Тут не все так просто. Это сопротивление зависит от того, что находится между корпусом и радиатором. К примеру, силиконовая прокладка имеет коэффициент теплопроводности 1-2 Вт/(м*°C), а паста КПТ-8 – 0.75Вт/(м*°C). Тепловое сопротивление можно получить из коэффициента теплопроводности по формуле:

R = толщина прокладки/(коэффициент теплопроводности * площадь одной стороны прокладки)

Часто Rc-r вообще можно игнорировать. К примеру, в нашем случае (используем корпус TO220, с пастой КПТ-8, средняя глубина пасты, взятая с потолка – 0.05мм). Итого, Rc-r = 0.5 °C/Вт. При мощности 3.5вт, разница температур корпуса стабилизатора и радиатора — 1.75градуса. Это – не много. Для нашего примера, возьмем Rc-r = 2 °C/Вт

Подставляем все эти данные в закон Ома, и получаем Tj = 3.5*(5+2+12.5) + 40 = 108.25 °C

Это значительно меньше, чем предельные 150 °C. Такой радиатор можно использовать. При этом, корпус радиатора будет греться до Tc = 3.5*12.5 + 40 = 83.75 °C. Такая температура уже способна размягчить некоторые пластики, поэтому нужно быть осторожным.

Измерение сопротивления радиатор-атмосфера.

Скорее-всего, у вас уже валяется куча радиаторов, которые можно задействовать. Тепловое сопротивление измеряется очень легко. Это этого нужно сопротивление и источник питания.

Лепим сопротивление на радиатор, используя термопасту:

resistor

 

Подключаем источник питания, и выставляем напряжение так, чтобы на сопротивлении выделялась некая мощность. Лучше, конечно, нагревать радиатор той мощностью, которую он будет рассеивать в конечном устройстве (и в том положении, в котором он будет находиться, это важно!). Я обычно оставляю такую конструкцию на пол часа, чтобы она хорошо прогрелась.

После того, как измерили температуру, можно рассчитать тепловое сопротивление

Rr-a = (T-Ta)/P. К примеру, у меня радиатор нагрелся до 81 градуса, а температура воздуха – 31 градус. таким образом, Rr-a = 50/4 = 12.5 °C/Вт.

Прикидка площади радиатора

В древнем справочнике радиолюбителя приводился график, по которому можно прикинуть площадь радиатора. Вот он:

diagram

Работать с ним очень просто. Выбираем перегрев, который хочется получить и смотрим, какая площадь соответствует необходимой мощности при таком перегреве.

К примеру, при мощности 4вт и перегреве 20 градусов, понадобится 250см^2 радиатора. Этот график дает завышенную оценку площади, и не учитывает кучу факторов как то принудительный обдув, геометрия ребер, итп.

> если в закрытой коробке, то температура может быть значительно выше!

Температура в коробке считается совершенно так же, просто в цепочку добавляются дополнительные сопротивления — стенок, прослойки воздуха в корпусе, перехода стенка-атмосфера…

Елси коробка находится на прямом солнечном свету, то ГОСТ 15150 (который про климатические исполнения) рекомендует к температуре окружающей среды тупо прибавить 15 градусов , если оболочка имеет белый или серебристо-белый цвет, и 30 градусов при любом другом.

Впрочем, нагрев солнцем тоже можно учесть, зная поглощающую способность поверхности и энергию солнечного излучения.

>Температура в коробке считается совершенно так же
Это да, но нужно учесть тепловыделение ВСЕХ компонентов схемы.

>тупо прибавить 15 градусов
Спасибо, не знал!

> I=U*R
ошибочка U=I*R , а I=U/R

>>>К примеру, при мощности 4вт и перегреве 20 градусов, понадобится 150см^2 радиатора

промазали с пересечением, понадобится 250см^2 радиатора

и спасибо за статью)

Сергей, спасибо за статью! очень пригодилась!

> Tj = P*Rj-a + Ta.
> Подставляем P = 3.5, Rj-a = 65, получаем Tj = 227.5 + 40 = 227.5 °C.

Где-то читал, что срок службы кремниевых полупроводниковых приборов при температуре кристалла 60 градусов составляет 50-75 лет, при температуре 125 градусов — 1000 часов. Интересно, при какой температуре полупроводник прослужит 100 000 часов. Нигде не могу найти зависимость срока службы от температуры. Кто-нибудь может добавить полезной информации?

Обычно все подобного рода процессы экспоненциальны. Так как ты знаешь два числа, легко можешь посчитать коэффициенты при экспоненте.

Спасибо, за идею измерения теплового сопротивления радиаторов. Почему-то сам не догадался и не попадалась раньше.
Но думаю реализация требует некоторого уточнения.
Резистор при нагреве «отдаёт тепло» по всем 4-м граням равномерно в отличии от полупроводниковых элементов (конструкция которых обычно оптимизируется для передачи бОльшей части тепла именно радиатору), а это значит, что из рассеиваемой на резисторе мощности радиатором будет получена далеко не вся мощность, что приведёт к значительному занижению полученного значения теплового сопротивления (завышение теплорассеивающей способности радиатора, что нехорошо).
Как вариант либо теплоизолировать свободные грани резистора например силиконовым герметиком толщиной в несколько миллиметров, либо применить в качестве нагревателей биполярные или полевые транзисторы в связке с ОУ (генератор стабильного тока), тем более, что при этом не будет возникать сложность с креплением нагревателя на радиаторе.
С уважением, Вячеслав.

Читайте так же:
Как выровнять перекосившийся шкаф

Необходимые нормативные документы

Для расчета потребуются два СНиПа, один СП, один ГОСТ и одно пособие:

  • СНиП 23-02-2003 (СП 50.13330.2012). «Тепловая защита зданий». Актуализированная редакция от 2012 года [1].
  • СНиП 23-01-99* (СП 131.13330.2012). «Строительная климатология». Актуализированная редакция от 2012 года [2].
  • СП 23-101-2004. «Проектирование тепловой защиты зданий» [3].
  • ГОСТ 30494-96 (заменен на ГОСТ 30494-2011 с 2011 года). «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» [4].
  • Пособие. Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие» [5].

Скачать СНиПы и СП вы можете здесь, ГОСТ — здесь, а Пособие — здесь.

При построении новой аппаратной инфраструктуры или реконструкции существующей на первом плане стоит цель достижения её максимальной эффективности. Пользователь ожидает, что необходимые ресурсы будут доступны круглосуточно с гарантированной надёжностью, поэтому при проектировании инфраструктуры необходимо учесть все строительные и технические требования. Контрольный список руководителя проекта можно ограничить четырьмя наиболее важными пунктами:

    ;
  • электропитание; ;
  • безопасность.

Выбирающему оборудование для обеспечения требуемого микроклимата в шкафу.

ТИПЫ АГРЕГАТОВ ТЕПЛООБМЕНА

Для обогрева оборудования в шкафу используются устройства одного типа — нагреватели, в то время как для отвода избыточного тепла из шкафа — множество устройств различных типов. Как сориентировать
ся, какие агрегаты лучше применить в том или ином случае?

Наиболее широкое практическое применение имеют нагнетательные вентиляторы и холодильные агрегаты. Важно отметить, что в настоящее время на рынке доступны блоки «вентилятор+фильтр», при установке которых на боковую поверхность шкафа можно сохранить его защиту на уровне не ниже IP54.

Все доступные на рынке агрегаты характеризуются различной производительностью, что помогает потребителю выбрать оптимальный вариант для решения его задачи.

В области систем микроклимата для шкафов действуют несколько стандартов: IEC 60 890 (ранее МЭК 890), EN 60 814, DIN 57660 часть 500, VDE 0660 часть 500, являющиеся по сути одной и той же нормой, принятой разными институтами. Эти стандарты унифицируют принцип расчёта теплообмена шкафа. Считается, что единственным способом теплообмена шкафа с окружающей средой является естественная
конвекция. Следовательно, принципиально важным является понятие эффективной площади теплообмена шкафа. Очевидно, что способ установки шкафа: свободно стоящий, у стены, в нише — радикально влияет на теплообмен шкафа.

АКТИВНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Блоки вентилятор+фильтр (ВФ) являются наиболее экономным средством отвода тепла. Предпосылками для их использования являются:

  • температура воздуха вне шкафа ниже температуры воздуха внутри него;
  • относительно чистый окружающий воздух, иначе слишком часто придётся менять фильтры.

Обратите внимание, что в характеристиках блоков вентилятор плюс фильтр обычно указывается производительность для свободного потока, без учёта противодавления воздуха, возникающего при установке в шкаф также и выходного фильтра. При установке одного выходного фильтра совпадающего с блоком вентилятора с фильтром размера реальная производительность вентилятора падает в среднем на 25-30%. Уменьшить падение производительности помогает установка двух фильтров или одного фильтра следующего в модельном ряду типоразмера. Дальнейшее увеличение площади выходного фильтра существенной прибавки производительности не даёт.
Рекомендуется всегда устанавливать вентиляторы так, чтобы они нагнетали воздух в нижнюю часть шкафа и комплектовать шкаф выходными фильтрами в верхней части. Блоки вентилятора с фильтром поставляются производителями собранными именно в виде нагнетающего модуля. В шкафу создаётся избыточное давление чистого воздуха, предотвращающее попадание грязного воздуха внутрь через возможные дефекты уплотнения шкафа. Тем не менее в случае необходимости вентилятор легко перемонтировать, развернув его на 180°, чтобы обеспечить вытяжку воздуха из шкафа.
Как правило, блоки вентилятора с фильтром имеют уровень защиты IP54 стандартно. При установке фильтров тонкой очистки (опция), способных задерживать частицы с поперечником более 10 мкм, уровень защиты достигает IP55, а при установке ещё и специального брызгозащитного козырька — IP56.
Поставляются специальные версии вентиляторов с питанием от постоянного тока (24 или 48 В), а также вентиляторы, не нарушающие электромагнитную защиту шкафа при их установке.

ВОЗДУХО-ВОЗДУШНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ
Воздухо-воздушные теплообменники являются самыми простыми и экономичными агрегатами теплоотвода после вентиляторов. Предпосылками для их использования являются:

  • температура воздуха вне шкафа ниже температуры воздуха внутри него;
  • загрязнённая или агрессивная окружающая среда.
Читайте так же:
Как снять стекло с духового шкафа сименс

Наличие двух независимых несообщающихся воздушных контуров, наружного и внутреннего, полностью изолирует содержимое шкафа от внешней среды. Эти агрегаты незаменимы там, где окружающая среда загрязнена мелкодисперсной пылью, аэрозолями, парами растворителей, едких веществ.

ВОЗДУХО-ОДЯНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ
Воздухо-водяные теплообменники незаменимы, если:

  • необходимо рассеять большое количество избыточного тепла из сравнительно малого объёма, в том числе из шкафов, образующих ряд;
  • непосредственное рассеяние тепла в окружающий воздух нежелательно или невозможно из-за малого объёма помещения или экстремальных значений температуры окружающей среды (от +1 до +75°С);
  • воздух помещения сильно загрязнён, поэтому использование обычного холодильного агрегата невозможно.

Для того чтобы при установке теплообменника не нарушалась защита шкафа, эти приборы имеют уровень защиты IP55 стандартно, по заказу изготавливаются изделия с уровнем защиты до IP65.
Согласно требованию стандарта DIN 3168 теплообменники характеризуются параметром «полезная охлаждающая мощность», Вт.

Подбор теплообменника проводится точно так же, как и подбор холодильного агрегата. Температура воды на входе теплообменника может лежать в пределах от +1 до +30°С. Естественно, обязательно использовать только специально подготовленную воду. Детализацию требований к подготовке воды можно получить у производителя или продавца оборудования.

СИСТЕМЫ ОБРАТНОГООХЛАЖДЕНИЯ
Системы обратного охлаждения (СОО) используются там, где требуется очень высокая мощность охлаждения:

  • охлаждение машин и механизмов, приводов, лазеров;
  • охлаждение жидкостей, газов;
  • рассеяние тепла от воздухо-водяных теплообменников;
  • централизованные/интегрированные системы охлаждения.

Системы обратного охлаждения характеризуются главным параметром — мощностью охлаждения. Согласно стандарту эта характеристика нормируется всегда при фиксированных условиях: температура окружающего воздуха +32°С и температура на входе +18/+20°С при использовании в качестве теплоносителя воды/масла соответственно.
Серийно в виде готовых к подключению аппаратов поставляются системы мощностью примерно от 1 до 200 кВт, по заказу возможно изготовление и более производительных систем. Аппараты обратного охлаждения обычно имеют уровень защиты не выше IP44, так как не предназначены для установки в загрязнённых помещениях.
Сравнительно новым является непосредственное применение СОО без воздуховодяных теплообменников в ИТ-приложениях. Не секрет, что современные процессоры рассеивают очень большую мощность, более 50 Вт/см2. Процессоры и дисковые накопители дают максимальный вклад в тепловые потери серверов. Решение с отводом тепла от процессора и накопителей специальным радиатором с циркуляцией теплоносителя и его последующим охлаждением в СОО оказывается эффективнее, чем использование бесконечного числа вентиляторов для отвода тепла сначала от его источника в корпус сервера, затем в шкаф, затем из шкафа в окружающий воздух. Продолжающаяся гонка производительности ведёт к тому, что система распределения жидкого теплоносителя скоро станет такой же обязательной для каждого ИТ-шкафа, как сейчас система распределения кабелей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Несколько простых рекомендаций, следование которым поможет избежать сложных проблем и больших затрат.

Выбирайте агрегаты с запасом по тепловой мощности на 20% относительно расчётной не только для компенсации погрешностей расчёта, но и для более быстрого выхода на стационарный тепловой режим.
Всегда используйте термостаты, контроллеры кондиционеров и теплообменников, контроллеры скорости вентиляторов. Эти простые устройства автоматики не только не допустят перегрева или переохлаждения воздуха в шкафу, но и сэкономят электроэнергию, снизят уровень шума от работающих агрегатов.
По возможности вместо одного обогревателя большой мощности используйте несколько приборов меньшей мощности, разместив их в разных местах шкафа. Смонтируйте на нагреватели специальные вентиляторы или установите универсальные вентиляторы внутри шкафа для перемешивания воздуха с целью добиться ровного распределения температуры.
Избегайте «термопробок» и «застойных мест». Не пытайтесь направить тёплый воздух вниз — циркуляция воздуха в шкафу должна быть организована по направлению снизу вверх. Ни один вентилятор в шкафу
не должен оказаться ниже уровня подачи холодного воздуха от кондиционера или теплообменника. Кондиционеры или теплообменники, монтируемые на потолок шкафа, обязательно доукомплектовать рукавами
для подачи холодного воздуха в нижнюю часть шкафа.
Не устанавливайте оборудование в шкаф так, чтобы оно оказалось отделено от кондиционера монтажной панелью.
Не устанавливайте оборудование в шкафу на расстоянии менее 20 см от входных или выходных патрубков кондиционера.
Расстояние от внешней поверхности кондиционера до стены помещения или до поверхности соседнего кондиционера при монтаже на шкафы, образующие ряд, должно составлять не менее 40 см.
Трубка для отвода конденсата должна быть проложена с уклоном только вниз. При наращивании трубки не допускается уменьшение её поперечного сечения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector