Тема 6. Прорачун размене ваздуха током климатизације

Онлајн калкулатор за израчунавање расхладног капацитета

Да бисте самостално одабрали снагу кућног клима уређаја, користите поједностављену методу за израчунавање површине хладњаче, примењену у калкулатору. Нијансе мрежног програма и унети параметри описани су у наставку у упутствима.

Белешка. Програм је погодан за израчунавање перформанси расхладних уређаја за домаћинство и сплит система инсталираних у малим канцеларијама. Климатизација просторија у индустријским зградама је сложенији задатак, решен уз помоћ специјализованих софтверских система или методе прорачуна СНиП.

Упутства за употребу програма

Сада ћемо објаснити корак по корак како израчунати снагу клима уређаја на представљеном калкулатору:

1. У прва 2 поља унесите вредности за површину собе у квадратним метрима и висину плафона.
2. Изаберите степен осветљености (излагање сунцу) кроз отворе прозора. Сунчева светлост која продире у просторију додатно загрева ваздух - овај фактор се мора узети у обзир.
3. У следећем падајућем менију одаберите број станара који су дуго боравили у соби.
4. На преосталим картицама одаберите број телевизора и личних рачунара у зони климатизације. Током рада, ови уређаји за домаћинство такође производе топлоту и подлежу рачуноводству.
5. Ако је у соби инсталиран фрижидер, у претпостављено поље унесите вредност електричне снаге кућног апарата. Карактеристике је лако научити из упутства за употребу производа.
6. Последња картица вам омогућава да узмете у обзир доводни ваздух који улази у зону хлађења због вентилације. Према регулаторним документима, препоручена мултипликација за стамбене просторије је 1-1,5.

За референцу. Курс ваздуха показује колико пута се током једног сата ваздух у соби потпуно обнавља.

Објаснимо неке нијансе правилног попуњавања поља и избора картица. Када одређујете број рачунара и телевизора, размотрите њихов истовремени рад. На пример, један станар ретко користи оба уређаја истовремено.

Сходно томе, за одређивање потребне снаге сплит система одабире се јединица кућних апарата која троши више енергије - рачунар. Одвођење топлоте ТВ пријемника се не узима у обзир.

Калкулатор садржи следеће вредности за пренос топлоте из кућних апарата:

• ТВ уређај - 0,2 кВ;
• лични рачунар - 0,3 кВ;
• Будући да фрижидер претвара око 30% потрошене електричне енергије у топлоту, програм укључује 1/3 унете цифре у прорачуне.

Компресор и радијатор уобичајеног фрижидера одају топлоту амбијенталном ваздуху.

Савет. Одвођење топлоте ваше опреме може се разликовати од назначених вредности. Пример: потрошња рачунара за игре са моћним видео процесором достиже 500-600 В, лаптопа - 50-150 В. Познавајући бројеве у програму, лако је пронаћи потребне вредности: за играћи рачунар одаберите 2 стандардна рачунара, уместо лаптопа узмите 1 ТВ пријемник.

Калкулатор вам омогућава да искључите добитак топлоте из доводног ваздуха, али одабир ове картице није сасвим тачан. Ваздушне струје у сваком случају циркулишу кроз стан, доносећи топлоту из других просторија, попут кухиње. Боље је играти на сигурно и укључити их у прорачун клима уређаја, тако да његове перформансе буду довољне за стварање угодне температуре.

Главни резултат прорачуна снаге мери се у киловатима, секундарни резултат је у британским термалним јединицама (БТУ). Однос је следећи: 1 кВ ≈ 3412 БТУ или 3.412 кБТУ. Како одабрати сплит-систем на основу добијених слика, прочитајте даље.

Шта је СЦР индустријских просторија

Веће није боље

Системи климатизације у индустријским просторијама (АЦС) неопходни су за обезбеђивање потребних параметара ваздуха у индустријским просторијама. Климатизација у затвореном се изводи заједно са вентилацијом и понекад грејањем. Међутим, најнапреднији системи могу се носити са све три функције.

Према подацима грађевинских компанија, око 15% новца утрошеног за изградњу дата центара и предузећа са сложеним технолошким процесима одлази на организацију унутрашње климатизације. Савремена климатизација индустријских просторија скуп је задатак који узима до 60% средстава утрошених за одржавање зграде.

Метод израчунавања и формуле

Са стране скрупулозног корисника, сасвим је логично да не верујете бројевима добијеним на мрежном калкулатору. Да бисте проверили резултат израчунавања снаге јединице, користите поједностављену методу коју су предложили произвођачи расхладне опреме.

Дакле, потребне хладне перформансе домаћег клима уређаја израчунавају се по формули:

Објашњење ознака:

• Ктп - топлотни ток који улази у просторију са улице кроз грађевинске конструкције (зидови, подови и плафони), кВ;
• Кл - одвођење топлоте од станара, кВ;
• Кбп - улаз топлоте из кућних апарата, кВ.

Лако је сазнати пренос топлоте електричних апарата за домаћинство - погледајте пасош производа и пронађите карактеристике потрошене електричне енергије. Скоро сва потрошена енергија претвара се у топлоту.

Важна тачка. Изузетак од правила су расхладне јединице и уређаји који раде у режиму старт / стоп. У року од 1 сата, компресор хладњака ће у просторију испустити количину топлоте једнаку 1/3 максималне потрошње наведене у упутству за употребу.

Компресор кућног фрижидера претвара готово сву утрошену електричну енергију у топлоту, али ради у прекидном режиму
Унос топлоте од људи одређен је регулаторним документима:

• 100 В / х од особе која мирује;
• 130 В / х - док ходате или радите лагане радове;
• 200 В / х - током тешких физичких напора.

За прорачуне се узима прва вредност - 0,1 кВ. Преостало је утврдити количину топлоте која продире споља кроз зидове по формули:

• С - квадрат расхлађене просторије, м²;
• х висина плафона, м;
• к је специфична топлотна карактеристика која се односи на запремину просторије, В / м³.

Формула вам омогућава да извршите збирни прорачун протока топлоте кроз спољне ограде приватне куће или стана користећи специфичне карактеристике к. Његове вредности су прихваћене на следећи начин:

1. Соба се налази на сенчној страни зграде, површина прозора не прелази 2 м², к = 30 В / м³.
2. Са просечном осветљеношћу и стаклом, узима се специфична карактеристика од 35 В / м³.
3. Соба се налази на сунчаној страни или има много провидних структура, к = 40 В / м³.

Утврдивши добитак топлоте из свих извора, додајте бројеве добијене помоћу прве формуле. Упоредите резултате ручног израчунавања са резултатима мрежног калкулатора.

Велика површина застакљивања подразумева повећање расхладног капацитета клима уређаја

Када је потребно узети у обзир улаз топлоте из вентилационог ваздуха, расхладни капацитет јединице се повећава за 15-30%, у зависности од курса. Приликом ажурирања ваздушног окружења 1 пут на сат, помножите резултат израчуна са фактором 1,16-1,2.

Матична плоча као извор топлоте.

За већину није тајна да матична плоча, осигуравајући рад чворова инсталираних на њој, сама троши електричну енергију и производи топлоту. Топлину емитују сјеверни и јужни мост чипсета, напајања за рачунарске чворове и једноставно електронске компоненте смјештене на њему. Штавише, ово одвођење топлоте је веће што је рачунар продуктивнији. Па чак и током рада, ослобађање топлоте се мења у зависности од оптерећења његових чворова.

Чипсет.

Чип Нортхбридге има највеће одвођење топлоте, што процесору обезбеђује магистрале. И често раде са меморијским модулима (у неким моделима савремених процесора они сами обављају ову функцију). Стога њихова снага одвођења топлоте може достићи од 20 до 30 В. Произвођач обично не наводи њихово расипање топлоте, као уопште одвођење топлоте матичне плоче.

Индиректни знак велике топлоте је присуство претварача за напајање у непосредној близини и побољшани систем хлађења (вентилатор, топлотне цеви). Имајте на уму да би снага и хлађење требали одржавати чипсет да ради на врхунским перформансама.

Сада једна фаза таквог извора напајања чини до 35 вати излазне снаге. Фаза напајања садржи пар МОСФЕТ-ова, индуктор и један или више оксидних кондензатора.

Меморија.

Савремени меморијски модули велике брзине такође имају прилично велико одвођење топлоте. Индиректни знак овога је присуство одвојеног извора напајања и присуство додатног хладњака (металних плоча) инсталираног на меморијским чиповима. Снага одвођења топлоте меморијских модула зависи од његовог капацитета и радне фреквенције. Може досећи 10 - 15 В по модулу (или 1,5 - 2,5 В по меморијском чипу који се налази на модулу, у зависности од перформанси). Меморијско напајање расипа 2 до 3 вата снаге по меморијском модулу.

ПРОЦЕСОРИ.

Савремени процесори имају потрошњу енергије до 125, па чак и 150 В (тренутна потрошња достиже 100 А), па се напајају из засебног извора напајања који садржи до 24 фазе (гране) које раде на једном оптерећењу. Снага коју расипа напајање процесора за такве процесоре достиже 25 - 30 вати. Документација процесора често наводи параметар ТДП (топлотна снага дизајна), који карактерише одвођење топлоте процесора.

Видео картица.

На модерним матичним плочама нема додатних напајања за видео картице. Они се налазе на самим видео картицама, јер њихова снага значајно зависи од начина рада и графичких процесора који се користе. Видео картице са додатним изворима напајања (инвертери) напајају се кроз додатну грану напајања напоном +12 В.

Елементарна основа матичне плоче као извор топлоте.

Због раста броја спољних уређаја, расте и број спољних портова који се могу користити за повезивање спољних уређаја који немају сопствена напајања (на пример, спољни ХДД-ови на УСБ портовима). Један УСБ порт је до 0,5 А, а таквих портова може бити до 12. Због тога се на матичној плочи често инсталирају додатна напајања како би се одржавала.

Не смемо заборавити да топлоту на овај или онај начин генеришу сви радио елементи инсталирани на матичној плочи. То су специјализовани чипови, отпорници, диоде, па чак и кондензатори. Зашто чак? Јер се верује да се на кондензаторима који раде на једносмерну струју не пушта снага (осим незнатне снаге изазване струјама цурења). Али у правој матичној плочи нема чисте једносмерне струје - напајања су импулсна, оптерећења су динамичка и у њиховим круговима увек постоје наизменичне струје. А онда почиње да се ослобађа топлота чија снага зависи од квалитета кондензатора (вредност ЕСР) и величине и фреквенције ових струја (њихових хармоника).А број фаза инвертерског напајања процесора достигао је 24 и не постоје предуслови за њихово смањење на висококвалитетним матичним плочама.

Укупна снага одвођења топлоте матичне плоче (само једна!) Може достићи 100В на свом врхунцу.

Одвођење топлоте напајања уграђених у системску плочу.

Чињеница је да се сада, са растом снаге коју рачунарски чворови троше (видео картица, процесор, меморијски модули, сетови чипова северног и јужног моста), њихова снага напаја из посебних извора напајања смештених на матичној плочи. Ови извори представљају квар вишефазних претварача (од 1 до 12 фаза) претварача који раде од извора 5 - 12В и напајају потрошаче дате струје (10 - 100 А) излазним напоном од 1 - 3В. Сви ови извори имају ефикасност од око 72 - 89%, у зависности од базе елемената која се користи у њима. Различити произвођачи користе различите методе одвођења произведене топлоте. Од једноставног одвођења топлоте до матичне плоче лемљењем транзистора кључа МОСФЕТ до одштампаног проводника на плочи, до специјалних хладњака за топлотне цеви помоћу специјалних вентилатора.

Уграђено напајање је конвенционални претварач, са вишефазном везом, ово је неколико (број одговара броју фаза) синхронизованих и фазних претварача који раде на истом оптерећењу.

Пример процене расипања топлоте у ланцу „процесор - полифазни претварач - напајање“.

Прорачун снаге одвођења топлоте у ланцу „процесор - полифазни претварач - напајање“ врши се на основу снаге крајњег потрошача у ланцу „процесора“.

Чињеница је да се сада, са растом снаге коју рачунарски чворови троше (видео картица, процесор, меморијски модули, сетови чипова северног и јужног моста), њихова снага напаја из посебних извора напајања смештених на матичној плочи. Ови извори представљају квар вишефазних претварача (од 1 до 12 фаза) претварача који раде од извора 5 - 12В и напајају потрошаче дате струје (10 - 100 А) излазним напоном од 1 - 3В. Сви ови извори имају ефикасност од око 72 - 89%, у зависности од базе елемената која се користи у њима. Уграђено напајање је конвенционални претварач, са вишефазном везом, ово је неколико (број одговара броју фаза) синхронизованих и фазних претварача који раде на истом оптерећењу. Различити произвођачи користе различите методе одвођења произведене топлоте. Од једноставног одвођења топлоте до матичне плоче лемљењем транзистора кључа МОСФЕТ до одштампаног проводника на плочи, до специјалних хладњака цеви за грејање помоћу специјалних вентилатора. Приближни прорачун одвођења топлоте дуж ланца напајања.

Размотримо овај ланац.

Резултат разматрања биће одговор на питање: "Која снага се додељује на напајање уређаја који се налази на матичној плочи?"

Узмите АМД Пхеном ™ ИИ Кс4 3200 процесор који има 125 В вршне потрошње енергије (ТДП). Ово, као што је већ горе поменуто, са довољно великом тачношћу његовог ослобађања топлоте.

Полифазни претварач из којег се напаја наведени процесор, практично без обзира на број фаза, са ефикасношћу од 78% (обично), на свом врхунцу генерише 27,5 В топлоте.

Укупно одвођење топлоте у кругу напајања процесора АМД Пхеном ™ ИИ Кс4 3200 и његовог напајања (инвертора) достиже 152,5 В.

Удео расипања топлоте у јединици за напајање који се може приписати овом процесору биће (узимајући у обзир ефикасност напајања) више од 180 В на врхунцу оптерећења процесора.

Да би се израчунао удео снаге (струје) која се напаја у датом колу за ПСУ, користи се укупна снага од 152,5 вати. Да бисте превели ову снагу, морате знати од којих напона се напаја ово коло. И ово не зависи толико од процесора и јединице за напајање (ПСУ), колико од дизајна матичне плоче.Ако се напајање напаја из напона од 12В, израчунава се из укупне снаге потрошене у овом колу, претварајући ову снагу у струју и добијамо, при напону кола од 12В, укупну струју потрошену из ПСУ за напајање процесора коло је 12,7А.

Пример за собу од 20 кв. м

Покажимо прорачун капацитета за климатизацију малог стана - гарсоњере површине 20 м² са висином плафона 2,7 м. Остатак почетних података:

• осветљење - средње;
• број становника - 2;
• плазма ТВ панел - 1 ком;
• рачунар - 1 ком;
• Потрошња електричне енергије у фрижидеру - 200 В;
• учесталост размене ваздуха без узимања у обзир повремено кухињске напе - 1.

Емисија топлоте од становника износи 2 к 0,1 = 0,2 кВ, из кућних апарата, узимајући у обзир истовременост - 0,3 + 0,2 = 0,5 кВ, са бочне стране фрижидера - 200 к 30% = 60 В = 0,06 кВ. Соба са просечном осветљеношћу, специфична карактеристика к = 35 В / м³. Сматрамо проток топлоте са зидова:

Ктп = 20 к 2,7 к 35/1000 = 1,89 кВ.

Коначни прорачун капацитета клима уређаја изгледа овако:

К = 1,89 + 0,2 + 0,56 = 2,65 кВ, плус потрошња хлађења за вентилацију 2,65 к 1,16 = 3,08 кВ.

Кретање ваздушних струјања око куће током процеса вентилације

Важно! Не мешајте општу вентилацију са кућном вентилацијом. Проток ваздуха који улази кроз отворене прозоре је превелик и мења га налетима ветра. Хладњак не би требало и не може нормално да условљава просторију у којој неконтролисана запремина спољашњег ваздуха слободно тече.

Избор клима уређаја по снази

Подељени системи и расхладне јединице других врста производе се у облику модел линија са производима стандардних перформанси - 2,1, 2,6, 3,5 кВ и тако даље. Неки произвођачи указују на снагу модела у хиљадама британских термичких јединица (кБТУ) - 07, 09, 12, 18 итд. Кореспонденција клима уређаја изражена у киловатима и БТУ приказана је у табели.

Референца. Од ознака у кБТУ отишла су популарна имена расхладних уређаја различитих хладноћа, "девет" и других.

Знајући потребне перформансе у киловатима и царским јединицама, изаберите сплит систем у складу са препорукама:

1. Оптимална снага кућног клима уређаја је у опсегу од -5 ... + 15% од израчунате вредности.
2. Боље је дати малу маргину и резултат заокружити нагоре - на најближи производ у асортиману модела.
3. Ако израчунати капацитет хлађења премаши капацитет стандардног хладњака за стоти део киловата, не бисте требали заокруживати.

Пример. Резултат прорачуна је 2,13 кВ, први модел у серији развија капацитет хлађења од 2,1 кВ, други - 2,6 кВ. Изабрали смо опцију бр. 1 - клима уређај од 2,1 кВ, што одговара 7 кБТУ.

Пример два. У претходном одељку израчунали смо перформансе јединице за студио апартман - 3,08 кВ и пали смо између модификација од 2,6-3,5 кВ. Одабрали смо сплит систем већег капацитета (3,5 кВ или 12 кБТУ), јер се враћање на мањи неће задржати у оквиру 5%.

За референцу. Имајте на уму да је потрошња енергије било ког клима уређаја три пута мања од његовог расхладног капацитета. Јединица од 3,5 кВ "повући" ће око 1200 В електричне енергије из мреже у максималном режиму. Разлог лежи у принципу рада расхладне машине - "сплит" не генерише хладноћу, већ преноси топлоту на улицу.

Велика већина климатских система способна је да ради у 2 режима - хлађење и грејање током хладне сезоне. Штавише, топлотна ефикасност је већа, јер мотор компресора, који троши електричну енергију, додатно загрева фреонски круг. Разлика снаге у режиму хлађења и грејања приказана је у горњој табели.

РАЗМОТРИМО ПРИМЕР:

Потребно је успоставити топлотни биланс самостојећег електричног ормана димензија 2000к800к600мм, израђеног од челика, са степеном заштите не нижим од ИП54. Губитак топлоте свих компоненти у орману је Пв = 550 В.

У различито доба године, температура околине може значајно да варира, па ћемо размотрити два случаја.

Израчунајмо одржавање температуре унутар ормана Ти = + 35 ° Ц на спољној температури

зими: Та = -30оС

лети: Та = + 40оС

1. Израчунајте ефективну површину електричног ормана.

Будући да се површина мери у м2, њене димензије треба претворити у метре.

А = 1,8 В (Ш + Д) + 1,4 В Д = 1,8 2000/1000 (800 + 600) / 1000 + 1,4 800/1000 600/1000 = 5,712 м2

2. Одредити температурну разлику за различите периоде:

зими: ∆Т = Ти - Та = 35 - (-30) = 65оК

лети: ∆Т = Ти - Та = 35 - 40 = -5оК

3. Израчунајмо снагу:

зими: Пк = Пв - к А ∆Т = 550 - 5,5 5,712 65 = -1492 В.

лети: Пк = Пв - к · А · ∆Т = 550 - 5,5 · 5,712 · (-5) = 707 В.

За поуздан рад уређаја за контролу климе, они су обично „подоптерећени“ за око 10% снаге, па се у прорачуне додаје око 10%.

Дакле, да би се постигао топлотни баланс зими, треба користити грејач снаге 1600 - 1650 В (под условом да опрема унутар ормана непрекидно ради). У топлом периоду топлоту треба уклонити снагом од око 750-770 В.

Грејање се може изводити комбиновањем неколико грејача, главна ствар је прикупљање укупне потребне снаге грејања. Пожељно је узимати грејаче са вентилатором, јер они обезбеђују бољу расподелу топлоте унутар ормана због присилне конвекције. За контролу рада грејача користе се термостати са нормално затвореним контактом, подешеним на температуру одзива једнаку температури одржавања унутар ормана.

За хлађење се користе различити уређаји: вентилатори за филтрирање, измењивачи топлоте ваздух / ваздух, клима уређаји који раде на принципу топлотне пумпе, измењивачи топлоте ваздух / вода, хладњаци. Специфична примена овог или оног уређаја последица је различитих фактора: температурне разлике ∆Т, потребног степена заштите ИП итд.

У нашем примеру, током топлог периода ∆Т = Ти - Та = 35 - 40 = -5оК. Добили смо негативну температурну разлику, што значи да није могуће користити вентилаторе филтера. Да бисте користили вентилаторе филтера и измењиваче топлоте ваздух / ваздух, ∆Т мора бити већи или једнак 5оК. Односно, температура околине треба да буде најмање 5оК нижа од потребне у ормару (температурна разлика у Келвинима једнака је температурној разлици у Целзијусу).