Меню

Теплопоступления от оборудования по мощности

Расчет тепловыделений в производственных

а) Тепловыделения от нагретых поверхностей оборудования определяются по формуле

где F — теплоизлучающая поверхность, м 2 ;

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

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

t ПОВ — температура наружной поверхности оборудования,°С;

t B — температура воздуха в помещении,°С;

б) Тепловыделения от остывающих продуктов и материалов определяются по формуле

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

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

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

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

где N УСТ -установочная мощность оборудования, кВт;

К 1 — коэффициент использования установочной мощности

K 2 — коэффициент одновременности работы оборудования,

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

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

г) Тепловыделения от искусственного освещения определяются по формуле

где N УСТ — суммарная установочная мощность осветительных

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

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

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

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

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

К 1 — коэффициент загрузки электродвигателей (отношение средней

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

K 2 — коэффициент одновременности работы оборудования

К 3 — коэффициент тепловыделения оборудования с учетом уноса

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

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

для металлорежущих станков К 3= 1,0.

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

где N эл.двиг — мощность электродвигателей, кВт;

К 1, .K 2— см. предыдущую формулу;

— КПД электродвигателя.

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

Общее количество тепла, выделяемого людьми, определяется по формуле

Q я п = q я п × n , ккал/ч; (7)

Q п я, = q п я,× n , ккал/ч; (8)

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

Источник



Расчет теплопоступлений от технологического оборудования

Поступление теплоты от электродвигателей и приводимого ими в действие оборудования рассчитывается по формуле:

(6.1)

Ny-суммарная установочная мощность электродвигателей;

Kи- коэффициент использования мощности, равный 0,8

Kз- коэффициент загрузки двигателя, равный 0,7

Kо- коэффициент одновременности работы, равный 0,9

— коэффициент полезного действия, равный 0,85

Kт- коэффициент ассимиляции, равный 1.

Читайте также:  Мощность блока питания для ноутбука asus

коэффициент полезного действия, равный 0,85

Определение количества воздуха, удаляемого системами местных отсосов

Таблица 6.1- Местные отсосы от технологического оборудования

№ поз Название оборудования Кол-во,шт Характеристика выделяющихся вредностей Объем удаляемого воздуха
от един общий
Станок круглопильный Ц6-2 Опилки,пыль
Страгальный четырёхсторонний СП30-1 Опилки А-1500 Б-1500 В-1080 Г-1080 Д-1080 А-1500 Б-1500 В-1080 Г-1080 Д-1080
Станок торцовочный ИП Опилки,пыль
Станок шипорезный двухсторонний ШД-15 Опилки А-2200 Б-840 В-720 Г-2200 Д-840 Е-720 А-2200 Б-840 В-720 Г-2200 Д-840 Е-720
Станок прирезной многопильный ЦДК-5 опилки А-1200 В-1000 А-2400 В-2000
Σ =20680

Количество воздуха, удаляемого системами местных отсосов, м3/ч, определяется как сумма количеств воздуха, удаляемого от всех станков, расположенных в помещении деревообрабатывающего цеха. Количество воздуха, которое необходимо удалить от каждого станка, и места расположения встроенных отсосов указаны в паспорте. Определяется согласно экспликации оборудования:

Расчет расхода и температуры приточного воздуха

Расход воздуха определяется отдельно для теплого и холодного периодов года, принимая большую из величин, полученную при расчете, при плотности приточного и удаляемого воздуха, равной 1,2 кг/м3:

по избыткам явной теплоты:

где расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, м 3 /ч;

Q-избыточный явный тепловой поток в помещение, Вт;

c-теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(м 3 *С);

температура воздуха, удаляемого системами местных отсосов;

температура воздуха, удаляемого из помещения;

температура воздуха, подаваемого в помещение;

Параметры воздуха следует приняты равными расчетным параметрам в рабочей зоне помещения.

Источник

Способы рассчитать тепловыделение: расчёт серверного оборудования

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

Содержание

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

Организация серверной комнаты

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

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

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

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

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

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

Читайте также:  Мотопомпа двигатель мощностью 11 л с

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.
Читайте также:  Варочная панель электрическая характеристики мощность

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

Расчёт тепловыделения

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

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

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

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

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

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

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

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

Дополнительные источники тепла

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

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

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

Источник