Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Как найти тепловую мощность: Самостоятельный расчёт тепловой мощности | Справочник строителя

Содержание

Как рассчитать тепловую мощность кондиционера? Расчет, подбор, выбор в 1 комнату

Тепловая мощность кондиционера — максимальное количество тепла, которое кондиционер способен дать потребителю за определённое время. Мощность охлаждения кондиционера — максимальное количество тепла за выбранный промежуток времени, которое кондиционер способен забрать из комнаты. Мощность отопления равна сумме мощности охлаждения и потребляемой из электросети, поэтому мощность охлаждения всегда ниже мощности отопления, и расчёт ведётся по мощности охлаждения.

Приблизительно рассчитать мощность охлаждения кондиционера можно, если заполнить форму программы расчёта мощности кондиционеров или отопления в одну комнату или рассчитать вручную.

Самый простой метод расчёта мощности кондиционера основан на условии среднего утепления помещения. На каждые 10 м2 надо 1 кВт мощности охлаждения кондиционера, если потолки до 3 м в высоту.

Требуемую мощность охлаждения следует определить для компенсации потоков тепла от стен, пола, потолка и особенно оконных проёмов. Если в помещении много больших окон или окна выходят на южную или юго-западную сторону, то потоки тепла будут больше и потребуется увеличить мощность кондиционера на 15 — 20%. Расчет кондиционера по этой методике можно применять только для каменных зданий, так как для железного контейнера на 20 тонн или в магазин с прозрачной крышей в солнечный день потребуется значительная мощность. В расчете не учитывается тепло от людей и электроприборов, хотя это существенные факторы.

Зачем нужен подробный тепловой расчёт мощности кондиционера?

Среднее утепление — очень условное понятие, стены дома могут быть утеплены, но стыки, углы дома — ещё нет, в этом можно легко убедиться, если взглянуть в тепловизор, поэтому стоит доверить расчёт мощности охлаждения профессионалам.

Вид конструкций дома в тепловизор. Нажав, можно увеличить

Поток тепла через окно

Тепловые мостики в углах дома

Так становится холодно в доме

Мощность охлаждения кондиционера определяет максимальную способность обеспечить помещение холодом. Выбирая кондиционер подешевле, но недостаточно мощный, можно попасть в ситуацию, когда уже после установки, настройки, и недельной эксплуатации окажется, что кондиционер мало охлаждает. В таких случаях говорят: «Кондиционер не холодит». И отсутствие комфорта будет раздражать. Недостаточная мощность проявится с наступлением жаркой погоды. Если кондиционер был установлен в августе, то о недостатке мощности будет известно только через год, когда переустанавливать уже поздно. Если выбрать модель кондиционера значительной мощности, можно просто переплатить. Автоматика выполнит свою задачу, и оборудование будет работать в четверть своих возможностей, кому от этого, тогда будет легче? Кроме того, мощному кондиционеру требуется охладить большую площадь, поэтому поток холодного воздуха стремительный, что может привести к

переохлаждению организма.

Формула расчета мощности кондиционера

Q = S * h * q, где:

Q — поток тепла, Вт;

S — площадь комнаты, м2;

h — высота комнаты, м;

q — опытный коэффициент, для помещения, хорошо освещённого солнцем, q = 40 Вт/м3; для помещения в тени q = 30 Вт/м3.

Когда расчёт сделан, можно округлить полученное значение в большую сторону и выбрать близкую по мощности модель кондиционера из стандартного ряда в каталоге. Выбираем по рассчитанной максимальной мощности охлаждения с запасом мощности до ближайшего, далее в технических характеристиках для каждой модели можно выбрать точнее, так же можно протестировать тепловой насос в Одессе, приехав к нам в офис. Подробнее про подбор мощности…

Маркировка кондиционеров иногда выполняется в BTU/час, где BTU — British Thermal Unit, Британская Тепловая Единица. 1 BTU/час = 0,2931 Вт.

Рассчитать мощность многоблочного кондиционера можно суммированием мощностей внутренних блоков в каждой комнате.

мультисплит система

Как рассчитать мощность тепловой пушки. Пример расчета. | ТМК Инструмент

К выбору тепловой пушки нужно подходить ответственно. Слабый обогреватель не справится с отоплением на большой площади, а слишком мощный будет расходовать лишнюю энергию. Заранее вычислите, какая тепловая мощность воздухонагревателя в кВт нужна для вашего помещения.

Как определить мощность тепловой пушки

Формула для расчета минимальной тепловой мощности выглядит так:

V * T * k / 860 ккал/ч = Q


Чтобы определить минимальную тепловую мощность нагревателя, нужно знать следующие значения:

  • Q — необходимая тепловая мощность (кВт).
  • V — объем помещения (м³). Рассчитывается как произведение длины, ширины и высоты.
  • T — разница между температурой воздуха на улице и желательной температурой в помещении (C°).
  • k — коэффициент рассеяния тепла, зависящий от типа конструкции и теплоизоляции помещения.

Коэффициент рассеяния тепла, k3,0–4,0
Тип помещения:

  • Конструкция из дерева или профлиста.
  • Отсутствие теплоизоляции.

Коэффициент рассеяния тепла, k2,0–2,9
Тип помещения:

  • Упрощенная конструкция.
  • Кирпичные стены одиночной кладки.
  • Стандартное число окон, одинарные рамы.
  • Слабая теплоизоляция кровли.

Коэффициент рассеяния тепла, k1,0–1,9
Тип помещения:

  • Стандартная конструкция.
  • Кирпичные стены двойной кладки.
  • Мало окон или одинарные рамы.
  • Кровля со стандартной теплоизоляцией.

Коэффициент рассеяния тепла, k0,6–0,9
Тип помещения:

  • Утепленная конструкция.
  • Кирпичные стены с двухслойной изоляцией.
  • Мало окон, окна с двойными рамами.
  • Толстая основа пола.
  • Кровля с качественной теплоизоляцией.

Пример расчета мощности воздухонагревателя

Расскажем, как найти тепловую мощность пушки для комнаты площадью 15 метров, с высотой потолков 2,5 метров. Перемножаем значения, получаем объем комнаты 35,5 м³. Предположим, комната находится в новостройке. Возьмем средний коэффициент рассеяния тепла для утепленной квартиры — 1,5. Допустим, при температуре окружающей среды -15 °C мы хотим достичь температуры в комнате 20 °C. Итого разница температур — 35 °C.

С этими показателями расчет тепловой мощности будет выглядеть так:

35,5*35*1,5/860=2,16 кВт


Технические специалисты «ТМК» рекомендуют выбирать воздухонагреватели с небольшим запасом. Таким образом, для нашего помещения подойдут тепловые пушки мощностью 3 кВт.

Тепловая мощность топки — Энциклопедия по машиностроению XXL

Для такой мощности применяют только камерные топки. Тепловая мощность топки равна 1200/0,4 = 3000 МВт. При тепловом напряжении объем 150 КВт/м 1/ = = 20 000 м1  [c.215]

Тип горелок и компоновка их на котле определяются профилем котла и выбранной схемой пылеприготовления, которая в свою очередь зависит от качества сжигаемого топлива.

В табл. 1 приведены данные по котлам, изготовленным на ЗиО, за длительный период с начала 50-х до начала 80-х годов. Для каждого котла в таблице указаны тип горелок и их количество, основные данные по топливу, тепловые мощности топки и единичной горелки, тип растопочного устройства и другие данные.  [c.4]


Тепловая мощность горелок Qr, их число на котле 2г и количество ярусов горелок 2я выбираются в зависимости от тепловой мощности топки и вида топлива. Для пы-  [c.5]

Температура, С Тепловая мощность топки 0 , МВт(Гкал/ч) Топливо U 1 сх в О- и V S D >, И  [c.6]

Тепловая мощность всех установленных на котле горелок должна обеспечить необходимую тепловую мощность топки котла Qt, МВт  [c.57]

Тепловая мощность топки связана с расходом топлива следующим уравнением  

[c.57]

На рис. 58,0 даны зависимости тепловой мощности топки от паропроизводительности котла и от количества устанавливаемых горелок и их единичной мощности. На рис. 58,6 приведены указанные выше зависимости для котлов малой производительности.  [c.121]

По мере увеличения тепловой мощности топки с низкотемпературным кипящим слоем сверх 5-10 МВт все более сложной стано-новится проблема равномерного распределения топлива по ее сечению. Чрезмерное локальное повышение концентрации горючих в месте загрузки может стать причиной заметного химического недожога при малых избытках воздуха и отсутствии перемешивания (и вторичного дутья) над слоем. Наоборот, при больших значениях а , характерных для большинства топок со стационарным кипящим слоем, локальное увеличение концентрации топлива может привести к чрезмерному тепловыделению в этом месте, перегреву слоя и, как следствие, к шлакованию.  

[c.149]

В настоящее время в небольших промыщленных котельных слоевые колосниковые решетки с ручным обслуживанием заменяются механизированными слоевыми топками. Кроме того, малоэффективные механизированные топочные устройства, например устаревшие цепные решетки, заменяются более совершенными. При такой модернизации слоевых топочных устройств увеличение тепловой мощности топки происходит за счет максимально возможного расширения площади зеркала горения решетки, допускаемого конструктивными особенностями данного котельного агрегата. Ниже в табл. 4-1 приводятся расчетные характеристики слоевых механизированных топок. Значительного повышения тепловой мощности слоевых топочных устройств можно достичь за счет интенсификации сжигания топлива в слое на некоторых типах решеток. Зарубежный и отечественный опыт слоевого сжигания каменных и бурых углей показывает, что из всех механических топок цепные решетки обратного хода с пневмо-механическим забросом топлива позволяют при сжигании каменных и бурых углей достигать максимальной интенсификации среднего значения теплового напряжения Q R решетки. Для большей части каменных и бурых углей по сравнению с обычными цепными решетками допустимые значения тепловых напряжений Q R повышаются на 40—50%. Такая интенсификация сжигания угля на решетках обратного хода объясняется тем, что при механическом забросе топ-  

[c. 84]


Барабанные сушилки (рис. АЛ,и). Транспортная производительность сушильного барабана при заданных размерах прямо пропорциональна числу его оборотов, углу наклона и степени заполнения сечения материалом. Часовое же количество испаренной влаги зависит от вида материала, начальной влажности, количества и температуры газов и способа относительного движения газов и материала. Увеличение транспортной производительности барабана должно сопровождаться соответствующим ростом тепловой мощности топки, вентиляционных устройств и улучшением условий теплообмена, Наибольшее внимание надо обращать на рациональную конструкцию внутренних устройств и равномерное питание каждой ячейки загружаемым материалом. Для этого делается проверка на холодном агрегате.  
[c.147]

При проектировании котлов используется такая величина, как тепловая мощность топки Q, соответствующая количеству теплоты, выделенной в топке за единицу времени, и величины теплового напряжения сечения топки = Q/F и теплового напряжения объема топки Q/Vj.[c.19]

Большая зольность угля может снижать температуру в топке также потому, что расплавленная зола обволакивает поверхность более грубых частиц горючего и тем самым препятствует их полно му выгоранию. Благодаря этому снижается эффективность сжигания и для поддержания требуемой тепловой мощности топки приходится давать увеличенное количество топлива. В пылеугольных топках с жидким шлакоудалением в настоящее время сжигаются угли с зольностью до 50% Температуру пламени также снижает возврат в топку золы уноса.  

[c.75]

При горении топлива в ручной топке тепло выделяется неравномерно. В начале загрузки топлива и его подогрева тепло не выделяется совсем. В период дожигания топлива тепло выделяется в минимальном количестве, в период же горения летучих веществ и кокса происходит наибольшее тепловыделение. Такая периодичность процесса горения топлива в топке с ручным обслуживанием объясняется периодичностью загрузок топлива, влечет за собой неизбежное снижение тепловой мощности топки и ее экономичности.[c.314]

Рис. 3-13. Зависимость от тепловой мощности топки величин qp и (а), величины Н (б), величины (в).
Известно, что с увеличением мощности котельного агрегата величина Вт/м , уменьшается, а qp, Вт/м , возрастает. По зарубежным данным, для буроугольных топок с твердым шлакоудалением [Л. 121] связь qv и q с тепловой мощностью топки может быть выражена формулами  [c.136]

Количество горелок, размещенных в топке, определяется на основе следующих расчетов. Тепловая мощность топки Qт.т, МВт, определяется по выражению  [c.167]

С увеличением паропроизводительности котла количество горелок соответственно увеличивается. Так, для котла производительностью 20,8 кг/с (75 т/ч) при тепловой мощности топки около 60 МВт применяют две-три вихревые горелки при фронтальном и две-четыре горелки при встречном их расположении при угловой компоновке применяют  [c.167]

Тепловой мощностью топки называют количество теплоты, выделяемой при сжигании топлива в топке в единицу времени. Мощность топки (кВт или МВт) определяется по формуле  [c.70]

Что называется тепловой мощностью топки и как она определяется  [c.148]

Слоевой процесс (рис. 3, а) сгорания топлива протекает на колосниковой решетке. При так называемой схеме встречного питания слоя воздух поступает под неподвижный или движущийся слой топлива, реагируя с которым, образует поток горячих топочных газов. Подвод воздуха и отвод продуктов сгорания осуществляются тягодутьевой установкой или происходят за счет естественной тяги. Интенсивность горения зависит от суммарной поверхности кусочков окисляемого топлива. Поэтому для увеличения тепловой мощности топки желательно сжигать топливо меньшими кусками. Однако при этом воздух может увлечь из слоя топлива некоторое количество мелочи. Это вынуждает  [c.30]


Видимая удельная тепловая мощность колосниковой решетки (или зеркала горения) равная тепловой мощности топки, отнесенной к 1 м площади решетки (без учета потерь в топке), кВт,  [c. 33]

Тепловая мощность объема топочной камеры ду, то есть тепловая мощность топки, отнесенная к 1 м топочного объема (прн полном сгорании топлива),  [c.33]

Однако при ручном обслуживании топок редко удается выдержать эти значения. Топка с ручным обслуживанием характеризуется периодическим режимом работы, трудностью регулирования поступления воздуха, наличием прорыва воздуха в периоды загрузки свежего топлива. В начале загрузки топлива и при его подогреве теплота почти не выделяется. В период дожигания топлива теплота выделяется в минимальном количестве, в период же горения летучих веществ и кокса происходит максимальное тепловыделение, Такая периодичность процесса горения топлива в топке с ручным обслуживанием влечет за собой неизбежное снижение тепловой мощности топки и ее экономичности. После подачи на догорающий слой свежего топлива, его прогрева и подсушки наступает период более интенсивного выделения летучих веществ, причем для полного сгорания  [c. 62]

Работа топки характеризуется видимыми тепловыми напряжениями решетки и топочного пространства. Удельным тепловым напряжением решетки дт/Ит называют тепловую мощность топки отнесенную к полной площади / т колосниковой решетки. Полней площадью колосниковой решетки называют поверхность, образуемую колосниками  [c.161]

Удельным тепловым напряжением топочного пространства дг Ут называют тепловую мощность топки отнесенную к единице объема Ут топочного пространства, без учета потерь тепла в топке  [c.161]

Работа топки характеризуется видимыми тепловыми напряжениями решетки и топочного пространства. Удельным тепловым напряжением решетки называют тепловую мощность топки д , отнесенную к  [c.181]

Тепловая мощность топки тт и горелки рт.г, МВт (Гкал/ч), отражает количество теплоты, вносимой в единицу времени в топку или через одну горелку Q = Bк Qi, Q .г = = Qт.т/ r Здесь Вк — расход топлива на котел, кг/с Пг — число горелок в топке. Значения Q , и Q r зависят от паропроизводительности котла, конструкции и числа горелок.  [c.102]

Тепловая мощность топки представляет собой количество тепла, вводимое в Топку с топливом в единицу времени, Гкал/ч, и определяется по формуле  [c.102]

Тепловая мощность топки  [c.122]

Тепловая мощность топки — это количество теплоты Q, кВт, выделяемой в ней за единицу времени  [c.35]

V т — тепловая. мощность топки , к — тепловая мощность котла N г, — полезная мощность идеальной турбины Л, — внутренняя. мощность турбины Л е — эффективная мощность турбины Л э — электрическая мощность тур-  [c.189]

Пример 4>10. Топка парового котла оборудована колосниковой решеткой с зеркалом горения =8 м объем топочного пространства У=20 м . В топке сжигают 0,022 г/с 80 кг/ч) угля с теплотой сгорания 29 300 кДж/кг (7000 ккал/кг). Определить тепловую мощность топки, зеркала горения я объема топочного пространства.[c.86]

Средний размер частиц в топках с кипящим слоем обычно составляет 2—3 мм. Им соответствует рабочая скорость псевдоожижения (ее берут в 2—3 раза больше, чем ьик) 1,5-ь4м/с. Это определяет в соответствии с (17.7) площадь газораспределительной решетки при заданной тепловой мощности топки. Теплонап-ряжение объема принимают примерно таким же, как и для слоевых топок.  [c.143]

Из рис. 3-13,6 и приложения, где приведены значения Н для различных топок, следует, что с повышением тепловой мощности топки Qt разрыв между основными И сбросными горелками увеличивается. Выше заштрихо-  [c.135]

Так как этот способ регулирования связан с надежным измерением расходов воздуха и топлива, то имеется возможность одновременного управления обоими этими расходами. Сигнал задания, определяющий тепловую мощность топки, одно вре-менно (воздействует на регуляторы расходы воздуха 6 и расхода топлива 7 Срис. 13.6,а). Сигналы, поступающие в регуляторы, могут быть предварительно преобразованы в устройстве 8 таким образом, чтобы обеспечивалось соответствие обоих расходов.[c.312]

В идимое тепловое напряжение топочного объема — это тепловая мощность топки Q , отнесенная к единице объема пространства топки Ут без учета потерь тепла в топке  [c.299]

К числу количественных характеристик относится тепловая мощность топки, то есть количество теплоты, выделяе-  [c.32]

При выборе горелок производится определение тепловой мощности и количества горелок в зависимости от тепловой мощности топки, расположения горелок, марки топлива и способа щлакоудаления. При схемах пылеприготовления с прямым вдуванием количество горелок увязывается с числом установленных мельниц, мощность горелок выбирается из расчета обеспечения номинальной нагрузки котла при одной остановленной мельнице.  [c.102]

Влажность топлива сильно влияе на условия воспламенения. Сжигание на цепной решетке топлив со значительной влажностью может привести к тому, что зона подсушки и подогрева (фиг. 53) займет всю переднюю часть решетки, фронт воспламенения топлива и активная зона горения отодвинутся к концу ее, сильно сократится зона выжига шлаков. В результате сильно уменьшится тепловая мощность топки и увеличится потеря от химической и механической неполноты сгорания.  [c.123]

Для успешного сжигания на цепной решетке очень влажных топлив необходима предварительная их подготовка до поступления на решетку, так как подсушка и прогрев такого топлива на решетке сильно снижает тепловую мощность топки. В связи с этим цепные реше1ки стали дополнять подсушивающими шахтами. На фиг. 58 изображена шахтно-цепная топка для сжигания кускового торфа системы проф. Макарьева, сыгравшая большую роль в отечественной топочной технике.  [c.125]


Здесь тепло, выделившееся при горении топлива в единицу времени, BQi , можно назвать тепловой мощностью установки (или тепловой мощностью топки) Мг, а произведение Л т11к.у—тепловой мощностью котла.  [c.186]

Для наглядности такой баланс представляют обычно графически в виде потоков энергии (рис. 37). За начало принимается поток тепловой энергии, выделившейся при горении топлива. Если В — расход топлива в единицу времени, то jVt = QS — величина этого потока или иначе тепловая мощность топки [вт). После исключения потерь тепла в котельной получают поток энергии, характеризующий тепловую мощность парового котла jVk = D in—г в) = Л т11к-у Если пренебречь потерями тепла в паропроводе, которые при тщательной изоляции и небольшой длине паропровода незначительны, то Л/к будет вместе с тем и потоком тепловой энергии, поступившей в турбину для преобразования в механическую энергию. Напомним, что по второму закону термодинамики только часть тепла (Л о), измеряемая термическим к. п. д., может перейти в механическую энергию остальная часть (1—rjt) — это непревратимое тепло, которое для преобразования в механическую энергию оказывается потерянным. В конденсационных установках (КЭС) эта часть, т. е. jVk(1—r]t), не может быть использована для тепловых целей (отопление зданий и др.), так как температура выходящего из турбин пара составляет примерно 29° С. Но если повысить давление, а следовательно, и температуру пара, выходящего из турбины, то можно  [c. 188]


Энергоцентр «Уса» эффективно преобразует ПНГ в электрическую и тепловую энергию

5-летний рубеж надежной эксплуатации прошел энергоцентр собственных нужд «Уса» – крупнейший ЭСН на месторождениях Республики Коми

Москва, 3 дек — ИА Neftegaz.RU. 25 ноября 2016 года компания ЛУКОЙЛ-Коми ввела ГТУ-ТЭЦ на Усинском нефтяном месторождении. Строительство провело ООО «ЛУКОЙЛ-Энергоинжиниринг». Применение основного оборудования отечественного производства и использование инновационных технологий на всех этапах строительства позволили завершить проект за 14 месяцев. Основное и резервное топливо для ЭСН – попутный нефтяной газ. Мощности энергообъекта рассчитаны на потребление 170 млн кубометров ПНГ в год.

Проект осуществлен в интересах развития производственной деятельности на Денисовском лицензионном участке. Энергоцентр «Уса» решает несколько задач:

  • покрытие электрических нагрузок в условиях сетевых ограничений;
  • выработка тепловой мощности для различных объектов месторождений;
  • обеспечение технологических потребностей в горячей воде для закачки в пласты;
  • сокращение затрат на потребляемые энергоресурсы;
  • уменьшение зависимости предприятия от тарифной политики на рынке электроэнергии;
  • снижение нагрузки на окружающую среду и улучшение экологической обстановки на промыслах.
Так возможности ЭСН, наряду с увеличением объемов полезного использования ПНГ, обеспечивают рост добычи углеводородов и энергетическую независимость Усинского, Баяндыского и Восточно-Ламбейшорского месторождений.

Установленная электрическая мощность ГТУ-ТЭЦ составляет 100 МВт (номинальная – 125 МВт), тепловая мощность – 152,1 Гкал/ч. ЭСН состоит из 5 когенерационных энергоблоков, каждый из которых выполнен на основе газотурбинной установки ГТЭ-25ПА с генератором мощностью 25 МВт. Выработка электроэнергии происходит по схеме «4 ГТУ в работе — одна в резерве», что гарантирует надёжность снабжения.

Газотурбинная установка ГТЭ-25ПА разработана АО «ОДК-Авиадвигатель» (Пермь). С 2013 года агрегат серийно выпускается предприятием «ОДК-Пермские моторы». Основа конструкции – турбина ПС-90ГП-25А, самый эффективный энергетический привод российского производства, созданный на базе авиационного двигателя ПС-90А2.

Для выдачи тепловой мощности здесь установлены пять котлов-утилизаторов, сопряженных с ГТУ. Они нагревают воду за счет высокой температуры выхлопных газов турбин. Отпуск тепла осуществляется аналогично генерации электричества – по схеме 4+1, с резервированием одного котла-утилизатора. В итоге, когенерационный цикл обеспечивает комбинированную выработку энергии, высокую топливную эффективность, экологичность и экономичность объекта.

Помимо энергоблоков в структуру ЭСН входит котельная собственных нужд, которая также работает на попутном газе.

Для надежной эксплуатации энергоцентра практическое значение имеет качественная подготовка ПНГ перед подачей на турбины и котельную. Требуемые параметры топлива по чистоте, температуре, давлению и расходу гарантирует многофункциональная технологическая система «ЭНЕРГАЗ», в состав которой входят блок подготовки попутного газа и дожимная станция из трех газокомпрессорных установок.


Расчет мощности газовых котлов — Котельное оборудование, паровые и водогрейные котлы — Технологии Комфорта

Одним из определяющих значений в выборе промышленного котла является его мощность.

Одним из определяющих значений в выборе промышленного котла является его мощность. На него влияет множество параметров объекта, на который рассчитан котёл. В их число входит и давление газа в газоподводящих трубах.

Значение давления в газоподводящих трубах

Давление газа на входе в горелку может быть максимальным и минимальным.

Минимальное давление — это самое низкое давление, при котором горелка начинает работать и выдаёт заявленную тепловую мощность. А значит, подаваемое давление газа является одним из важнейших факторов для работы горелки и, соответственно, котла.

Давление подведённого газа: работа на мощность

В условиях российской действительности, современные горелки могут работать нестабильно и даже способны выключиться. Это вызвано тем, что в отечественных сетях давление газа, как правило, варьируется от 18 до 12 мбар. Из-за возможных колебаний и спадов, особенно при высокой нагрузке, например, в зимний период, давление в газовой сети не будет соответствовать заявленным техническим требованиям горелок.

Формула расчёта отношения мощности к давлению газа

Точных расчётов для выведения зависимости мощности оборудования от давления газа нет. Однако, приблизительную корректировку всё-таки можно сделать по формуле:

Qфакт. (%) = √(Рфакт. / Рномин.) * 100

где

Qфакт. (%) — тепловая мощность котла при сниженном номинальном давлении газа, указанном в техническом паспорте изготовителя

Рфакт. — фактическое давление газа на входе в горелку при работающем котле
Рномин. — номинальное давление газа, указанное в паспорте котла

Пример:

Условие:
Рфакт. = 10 мбар
Рномин. = 20 мбар
Qфакт. = √(10/20) * 100 = 71 %

Таким образом, расчётная мощность котла составляет 71 % от номинальной тепловой мощности.

Итак, чтобы понять, чего ждать от горелки в реальных условиях, нужно учесть давление газа в централизованном газопроводе и хотя бы примерно вычислить возможную мощность.

Производство тепла | Инженерная библиотека

На этой странице представлена ​​глава о тепловыделении из «Справочника по основам Министерства энергетики: термодинамика, теплопередача и поток жидкости», DOE-HDBK-1012/2-92, Министерство энергетики США, июнь 1992 г.

Другие связанные главы из «Справочника по основам Министерства энергетики: термодинамика, теплопередача и поток жидкости» можно увидеть справа.

Производство тепла

Тепловыделение и выходная мощность в реакторе связаны между собой.Мощность реактора зависит от массового расхода теплоносителя и перепада температур в активной зоне реактора.

Производство тепла

Скорость тепловыделения в ядерной зоне прямо пропорциональна скорости деления топлива и присутствующему потоку тепловых нейтронов. На прямой термодинамической основе это же тепловыделение также связано с разницей температур жидкости в ядре и массовым расходом жидкости, проходящей через ядро. Таким образом, размер активной зоны реактора зависит и ограничивается тем, сколько жидкости может быть пропущено через активную зону для удаления генерируемой тепловой энергии.Многие другие факторы влияют на количество тепла, выделяемого в активной зоне реактора, но его предельная скорость генерации основана на том, сколько энергии может безопасно унести теплоноситель.

Скорость деления в ядерном реакторе контролируется несколькими факторами. Плотность топлива, поток нейтронов и тип топлива — все это влияет на скорость деления и, следовательно, на скорость тепловыделения. Следующее уравнение представлено здесь, чтобы показать, как скорость тепловыделения (\( \dot{Q} \)) связана с этими факторами.Термины будут обсуждаться более подробно в модулях ядерной науки.

$$ \dot{Q} = G ~N ~\sigma_f ~\phi ~V_f $$

(2-14)

куда:

\( \точка{Q} \) = скорость тепловыделения (БТЕ/сек)
Г = энергии, произведенной за одно деление (БТЕ/деление)
Н = количество ядер делящегося топлива/единица объема (атомов/см 3 )
о ж = микроскопическое сечение деления топлива (см 2 )
ϕ = поток нейтронов (н/см 2 -сек)
В ф = объем топлива (см 3 )

Тепловая мощность, вырабатываемая реактором, напрямую связана с массовым расходом теплоносителя реактора и перепадом температур в активной зоне. Связь между мощностью, массовым расходом и температурой представлена ​​в уравнении 2-15.

$$ \dot{Q} = \dot{m} ~c_p ~\Delta T $$

(2-15)

куда:

\( \точка{Q} \) = мощность тепловыделения (БТЕ/час)
\(\точка{м}\) = массовый расход (фунт/час)
с р = удельная теплоемкость системы теплоносителя реактора (Btu/lbm-°F)
ΔТ = разница температур по сердечнику (°F)

Для большинства типов реакторов (за исключением реакторов с кипящей водой) температура теплоносителя зависит от мощности реактора и расхода теплоносителя.Если скорость потока постоянна, температура будет напрямую зависеть от мощности. Если мощность постоянна, температура будет изменяться обратно пропорционально скорости потока.

Профили флюса

После определения типа и количества топлива устанавливается форма распределения потока нейтронов вдоль активной зоны. Необходимо определить как радиальное, так и осевое распределение потока. Радиальное распределение рассматривает поток от центра ядра к краям. Осевое распределение рассматривает поток снизу вверх по сердечнику.Как видно из уравнения 2-14, скорость деления напрямую влияет на скорость тепловыделения в активной зоне реактора. В основных областях с самым высоким потоком будет присутствовать самая высокая скорость тепловыделения.

Рисунок 14: Профиль осевого потока

На осевое и радиальное распределение потока влияет множество факторов, в том числе количество и тип управляющих стержней, геометрия и размер активной зоны, концентрация поглотителей продуктов деления и свойства отражателя. Области пиковой выработки мощности в каждом распределении обычно возникают вблизи центра активной зоны, как показано на рисунках 14 и 15, но могут изменяться во время переходных процессов или по мере старения активной зоны.

Рисунок 15: Профиль радиального потока

На приведенных выше рисунках представлены профили потока нейтронов без учета влияния регулирующих стержней. После учета регулирующих стержней и отражателей профили потока становятся намного более плоскими, хотя пик по-прежнему приходится на центр.

Форма профилей может быть определена путем измерения отношения пикового потока к среднему потоку в распределении. Этот пиковый коэффициент называется коэффициентом горячего канала. Коэффициент горячего канала 1.0 будет означать плоский профиль потока.

Температурные пределы

Коэффициенты горячего канала представляют собой расчетные значения, используемые для учета различных неопределенностей допусков, используемых при изготовлении сердечника. Например, рассмотрим канал теплоносителя минимально допустимой ширины и длины, который оказывается примыкающим к топливной пластине с максимально допустимой загрузкой топлива. В этом канале у нас теперь было бы меньше воды, чем в среднем канале, получая больше тепла, чем в обычном канале теплоносителя.Для любых заданных значений мощности ядра и расхода этот гипотетический канал будет ближе всего к тепловому пределу. Таким образом, все конструктивные соображения основаны на коэффициенте горячего канала для каждого сердечника. Коэффициент горячего канала ядерного теплового потока (HFHCF) представляет собой отношение максимального теплового потока, ожидаемого в любой области, к среднему тепловому потоку для активной зоны. Коэффициент повышения ядерной энтальпии в горячем канале представляет собой отношение общего количества кВт, выделяемого тепла вдоль топливного стержня с наивысшим общим значением кВт, к общему количеству кВт среднего топливного стержня.

Таким образом, ограничение пикового значения потока в активной зоне напрямую связано с коэффициентом горячего канала. Однако при обсуждении профилей потока обычно имеют в виду «средние» значения потока в активной зоне, а не пики.

Средняя линейная плотность мощности

В ядерных реакторах топливо обычно распределено по отдельным компонентам, которые иногда напоминают стержни, трубы или пластины. Можно определить среднюю мощность, вырабатываемую на единицу длины компонента топлива, путем деления общей тепловой мощности активной зоны на общую длину всех компонентов топлива в активной зоне. Эта величина называется средней линейной плотностью мощности . Общепринятыми единицами измерения средней линейной плотности мощности являются кВт/фут.

Пример:

Рассчитайте среднюю линейную удельную мощность для всей активной зоны, если реактор мощностью 3400 МВт работает на полной мощности.

Основные данные: каждый топливный стержень имеет длину 12 футов
264 стержня/твэл
193 ТВС в активной зоне

Решение:

$$ \text{Средняя линейная удельная мощность} = { \text{полная тепловая мощность} \over \text{полная длина твэлов} } $$

$$ \begin{выравнивание} \text{Средняя линейная плотность мощности} &=& { 3.6 ~\text{кВт} \over (12 ~\text{ft}) (264) (193) } \nonumber \\ &=& 5,56 ~\text{кВт/фут} \end{эквнаррай} $$

Максимальная локальная линейная плотность мощности

Максимальная локальная линейная плотность мощности по сравнению со средней линейной плотностью мощности дает определение коэффициента горячего канала ядерного теплового потока. Коэффициент горячего канала ядерного теплового потока можно рассматривать как имеющий осевую и радиальную составляющие, которые зависят от плотности мощности и, таким образом, от потока в радиальной и осевой плоскостях активной зоны.Как только коэффициент горячего канала известен, можно определить максимальную локальную линейную плотность мощности в любом месте активной зоны, как показано в следующем примере.

Пример:

Если коэффициент горячего канала ядерного теплового потока равен 1,83, рассчитайте максимальную локальную линейную плотность мощности в активной зоне для предыдущего примера (задача о средней линейной плотности мощности).

Решение:

Максимальная линейная плотность мощности = HFHCF (средняя линейная плотность мощности)
= 1.83 (5,56) кВт/фут
= 10,18 кВт/фут

Обычно операторам ядерных установок предоставляются указанные выше распределения мощности и тепла в активной зоне, а не расчеты. Кроме того, всегда используются различные системы мониторинга, чтобы предоставить оператору средства мониторинга производительности ядра и близости существующих условий эксплуатации к ограничениям работы ядра.

Температурные профили

Дополнительными интересными областями являются профили температуры, обнаруженные в ядре.Типичный осевой профиль температуры вдоль канала теплоносителя для водо-водяного реактора (PWR) показан на рисунке 16. Как и следовало ожидать, температура теплоносителя будет увеличиваться по всей длине канала.

Рисунок 16: Осевой температурный профиль

Однако скорость увеличения будет меняться вместе с линейным тепловым потоком канала. Плотность мощности и линейная тепловая мощность будут следовать форме потока нейтронов. Однако распределения температуры искажаются из-за изменяющейся способности теплоносителя отводить тепловую энергию.Поскольку температура теплоносителя повышается по мере его движения вверх по каналу, температура оболочки твэла и, следовательно, топлива выше в верхней приосевой области активной зоны.

Радиальный профиль температуры в активной зоне реактора (при условии, что потоки теплоносителя во всех каналах равны) будет в основном соответствовать радиальному распределению мощности. Области с наибольшей скоростью тепловыделения (мощностью) будут производить больше всего тепла и иметь самые высокие температуры. Радиальный температурный профиль для отдельного твэла и канала теплоносителя показан на рис. 17.Основная форма профиля будет зависеть от коэффициента теплопередачи различных используемых материалов. Разность температур по каждому материалу должна быть достаточной для передачи произведенного тепла. Следовательно, если мы знаем коэффициент теплопередачи для каждого материала и тепловой поток, мы можем рассчитать пиковые температуры топлива для заданной температуры охлаждающей жидкости.

Рис. 17. Профиль радиальной температуры поперек топливного стержня и канала охлаждающей жидкости

Объемная тепловая мощность источника

Суммарная тепловая мощность активной зоны реактора называется коэффициентом тепловыделения . Скорость тепловыделения, деленная на объем топлива, даст среднюю объемную силу теплового источника . Объемная тепловая мощность источника может быть использована для расчета теплоотдачи любой секции твэла, если известен объем секции.

$$ \text{Объемная мощность теплового источника} = { \dot{Q}_{core} \over V_{fuel} } $$

Замена топлива во время работы реактора

В процессе работы ядерного реактора с топливом происходят физические изменения, влияющие на его способность передавать тепло теплоносителю.Точные изменения, которые происходят, зависят от типа и формы топлива. В некоторых реакторах используются тепловыделяющие сборки, состоящие из трубок из циркаллового сплава, содержащих цилиндрические керамические таблетки диоксида урана. При изготовлении между топливными таблетками и циркаллоевой трубкой (оболочкой) оставляют небольшое пространство или зазор. Этот зазор заполнен сжатым гелием. Когда реактор работает на мощности, в топливе происходят некоторые физические изменения, влияющие на зазор между таблетками и оболочкой. Одно изменение происходит из-за высокого давления теплоносителя вне оболочки и относительно высокой температуры оболочки во время работы реактора.Высокая температура и высокое давление вызывают вдавливание оболочки в гранулы в процессе, называемом ползучести . Другое физическое изменение вызвано процессом деления. Каждое событие деления создает два атома продукта деления из атома топлива. Несмотря на то, что каждый атом продукта деления составляет примерно половину массы атома топлива, продукты деления занимают больший объем, чем исходный атом топлива. Продукты деления, представляющие собой газы, могут собираться вместе и образовывать небольшие пузырьки газа внутри топливной таблетки.Эти факторы вызывают набухание топливных таблеток, расширяя их относительно оболочки. Таким образом, два процесса набухания гранул и ползучести оболочки работают на уменьшение зазора между топливом и оболочкой.

Это изменение зазора между таблеткой и оболочкой оказывает существенное влияние на теплопередачу от топлива и рабочие температуры топлива. Первоначально в зазоре существует значительная разница температур, которая вызывает передачу тепла за счет конвекции через газообразный гелий. Поскольку размер зазора уменьшается, меньшая разница температур может поддерживать тот же тепловой поток.Когда топливные таблетки и оболочка соприкасаются, теплопередача за счет теплопроводности заменяет конвекцию, и разница температур между поверхностью топлива и оболочкой еще больше уменьшается. Из-за процессов набухания таблеток и ползучести оболочки температуры топлива некоторых реакторов со временем несколько снижаются, в то время как тепловой поток от топлива и, следовательно, мощность реактора остаются постоянными.

Не все изменения, происходящие с топливом во время работы реактора, способствуют увеличению теплопередачи.Если химический состав хладагента тщательно не контролируется в соответствующих пределах, на поверхности плакирования могут происходить химические реакции, приводящие к образованию слоя продуктов коррозии или накипи между металлом плакирования и хладагентом. Как правило, этот слой будет иметь более низкую теплопроводность, чем у плакированного материала, поэтому он будет действовать как изолирующее покрытие, уменьшая теплопередачу.

Если позволить этому коррозионному слою образоваться, потребуется большая разница температур между охлаждающей жидкостью и топливом для поддержания того же теплового потока.Следовательно, работа на том же уровне мощности вызовет более высокие температуры топлива после накопления продуктов коррозии и нагара.



Как рассчитать тепловыделение для ЧРП

 

При сборке панели с частотно-регулируемыми приводами (ЧРП) легко недооценить их вклад в тепловую нагрузку электрического шкафа. Частично проблема возникает из-за нехватки информации, предоставляемой производителями, которые не всегда публикуют информацию о рассеиваемой мощности или эффективности в брошюрах.

ЧРП

выделяют значительное количество тепла, и если это тепло не отводится за счет охлаждения корпуса, приводы могут перегреться и отключиться, что приведет к простою предприятия. Вот простое руководство по расчету требований к рассеиванию тепла для частотно-регулируемых приводов.

Эффективность привода

КПД большинства частотно-регулируемых приводов составляет от 93 до 98 процентов, а оставшаяся часть энергии теряется в виде тепла. Рассеиваемая мощность рассчитывается путем вычитания эффективности из 100 процентов и умножения результата на потребляемую мощность привода.Тепловые потери 95-процентного КПД привода мощностью 100 лошадиных сил можно оценить как 5 процентов от 100 лошадиных сил, что равняется 5 лошадиным силам или 3729 Вт.

Для выполнения этого расчета необходимо получить от поставщика оборудования КПД привода ЧРП при расчетной нагрузке.

Учет прочих убытков

Учитывайте тепловые потери вспомогательного оборудования, такого как реакторы постоянного тока, фазосдвигающие трансформаторы, источники питания и распределительные устройства. Если они не являются незначительными, их потери должны быть добавлены к общей тепловой нагрузке. Потери от трансформатора могут составить еще 4 процента потребляемой мощности.

Опять же, получите эти данные от поставщиков оборудования.

Если привод использует тормозные резисторы и часто останавливается и запускается, следует также учитывать мощность, рассеиваемую тормозным резистором.

Максимальная рабочая температура

Производители приводов указывают максимально допустимую рабочую температуру своих устройств. В некоторых случаях это относительно мало, так как учитывается эффект нагрева силовой электроники на печатных платах внутри приводов.Кроме того, некоторые производители снижают номинальные характеристики своих приводов при температурах выше 104 ºF.

Хорошей инженерной практикой является проектирование охлаждения корпуса для температуры, которая на 20 ºF ниже максимальной температуры оборудования; это продлит срок службы и сведет к минимуму возможность перегрева.

Общая тепловая нагрузка

Тепловая нагрузка корпуса определяется суммированием общего тепловыделения всех элементов оборудования. Кроме того, при расчете необходимо учитывать передачу тепла через стенки ограждения в результате воздействия температуры окружающей среды, местных источников тепла и солнечного излучения.Хотя это можно рассчитать различными способами, наиболее эффективным является использование онлайн-калькулятора тепловой нагрузки для определения общей тепловой нагрузки шкафа и связанной с ней потребности в холодопроизводительности.

Решения для охлаждения

Если температура окружающей среды ниже требуемой температуры корпуса, блок вентиляторов с фильтром может обеспечить достаточную мощность отвода тепла для надлежащего охлаждения корпуса. В качестве альтернативы, если необходимо использовать герметичный корпус, хорошо подойдет решение с теплообменником воздух-воздух.

Однако, если температура окружающего воздуха близка к требуемой температуре корпуса или превышает ее, потребуется кондиционер воздуха в корпусе. Это имеет несколько преимуществ. Во-первых, поскольку корпус должен быть герметичным, никакая пыль, грязь или загрязняющие вещества не могут загрязнить поверхности. Во-вторых, кондиционер осушает воздух, что обеспечивает соблюдение требований к максимальной влажности для приводов с частотно-регулируемым приводом.

Не стоит недооценивать тепловую нагрузку ЧРП

Легко не заметить совокупную тепловую нагрузку частотно-регулируемых приводов.Это может иметь серьезные последствия с точки зрения отключения приводов, плохого управления и простоев оборудования, вызванных высокой температурой. Это также может привести к преждевременному выходу из строя диска. Хотя расчет тепловой нагрузки на корпус прост, влияние внешних воздействий оценить сложнее: если вам нужна помощь в расчете системы охлаждения корпуса, обратитесь к нашим специалистам в Thermal Edge.

 

 

 

Как рассчитать и снизить тепловую нагрузку вашего производства

Общеизвестно, что люди работают лучше в прохладной и здоровой среде.Поэтому производственные помещения должны обеспечивать комфортный микроклимат для сотрудников. В связи с повышением температуры во всем мире возникла необходимость внедрить систему климат-контроля для создания такой рабочей среды. Одним из соображений, которые необходимо учитывать при выборе системы климат-контроля для производственного объекта, является тепловая нагрузка здания. Тепловая нагрузка – это рассчитанная тепловая величина, используемая для установления требуемой холодопроизводительности для поддержания комфортной температуры в помещении.Этот расчет учитывает все потенциальные источники тепла, включая солнечное излучение, людей, машины, освещение и т. д. внутри здания. Другими словами, общая тепловая нагрузка здания или помещения складывается из внешней и внутренней тепловой нагрузки.

В этом блоге мы дополнительно обсудим внешнюю и внутреннюю тепловую нагрузку здания и то, как ее можно уменьшить с помощью простых корректировок.

Внешняя и внутренняя тепловая нагрузка

Внешняя тепловая нагрузка здания складывается из:

 

  • солнечное тепло
    • на стекле окон и световых люков и через них
    • на наружных стенах и крышах
  • температура наружного воздуха
  • инфильтрация наружного воздуха (когда здание «негерметично», и воздух может проникать в здание)
  • Вентилируемый воздух — в случае горячего наружного воздуха, который вдувается внутрь без охлаждения до желаемой температуры.

 

Внутренняя тепловая нагрузка здания состоит из: 

 

  • тепло, излучаемое присутствующими людьми. Количество тепла зависит от количества людей и уровня их активности
  • электрическое освещение (некоторые виды электрического освещения могут выделять больше тепла, чем другие)
  • тепло, выделяемое машинами, оборудованием и производственным процессом (печи, генераторы, фрезерные станки (процессы) и т. д.)
  • передача тепла из окружающих областей (например, теплообмен между некондиционируемыми и кондиционируемыми помещениями)


Снижение тепловой нагрузки за счет простой регулировки

Архитектурный проект здания оказывает значительное влияние на внешнюю тепловую нагрузку.Например, разумный выбор может быть сделан при размещении окон по отношению к солнцу, чтобы уменьшить воздействие солнечного излучения. Однако, как только производственный объект уже построен, можно внести минимальные структурные коррективы, чтобы уменьшить внешнюю тепловую нагрузку здания. Тем не менее, некоторые простые изменения могут быть сделаны для снижения внешней тепловой нагрузки.

Рассмотрите возможность устранения протечек во внешних стенах здания. Окна с одинарным остеклением можно заменить на солнцезащитные (с двойным остеклением) окна и/или на остекление можно нанести светоотражающее покрытие или пленку.Покрытие позволяет солнечному свету проходить через стекло, отражая при этом значительную часть солнечного излучения. Другие варианты включают установку солнцезащитных жалюзи, покрытие оконных стекол светоотражающим мелом или краской или покрытие окон светоотражающей тканью.

Еще больше уменьшите внешнюю тепловую нагрузку, покрасив крышу в белый или светло-серый цвет, чтобы отражать солнечное излучение. Аналогичного эффекта можно добиться, разместив солнечные панели на крыше.

Внутреннюю тепловую нагрузку можно уменьшить, заменив обычное освещение на светодиодное.Светодиодные лампы производят минимальное количество тепла и, в качестве бонуса, потребляют значительно меньше энергии, чем обычное освещение.

Вытяжные колпаки, расположенные над производственными процессами, производящими тепло, могут отводить большое количество тепла, образующегося в процессе.

Если возможно, рассмотрите возможность размещения экрана вокруг теплогенерирующего оборудования, чтобы уменьшить количество тепла, которое они излучают в производственный объект. Некоторое теплогенерирующее оборудование, такое как машины внутреннего охлаждения, можно было бы даже разместить за пределами производственного цеха, чтобы исключить их влияние на внутреннюю тепловую нагрузку.

Внедрив вышеперечисленные корректировки, можно значительно снизить тепловую нагрузку производственного объекта. В результате требуемая холодопроизводительность системы климат-контроля также снизится. Следовательно, для обеспечения здоровой и комфортной рабочей среды потребуется меньше энергии.

 

Загрузите наш технический документ «Вызовы и возможности для энергоэффективного климат-контроля», чтобы получить дополнительную информацию о том, как создать комфортный и устойчивый климат в помещении на вашем производственном предприятии.

 

 

5. Тепловыделение от людей, освещения и приборов

РИСУНОК 26
Тепло, выделяемое людьми, освещением и оборудованием, представляет собой внутреннее тепловыделение здания.

Преобразование химической или электрической энергии в тепловую в здании представляет собой внутренний приток тепла или внутреннюю нагрузку здания. Основными источниками внутреннего нагревания являются люди, свет, бытовые приборы и различное оборудование, такое как компьютеры, принтеры и копировальные аппараты (рис.26). Внутреннее тепловыделение обычно не учитывается при расчете проектной тепловой нагрузки, чтобы гарантировать, что система отопления может выполнять свою работу даже при отсутствии теплопритока, но оно всегда учитывается при проектных расчетах холодопроизводительности, поскольку внутреннее тепловыделение обычно составляет значительную долю Это.

Люди

Среднее количество тепла, выделяемого человеком, зависит от уровня активности и может колебаться от примерно 100 Вт у отдыхающего человека до более 500 Вт у физически очень активного человека. Типичные показатели рассеивания тепла людьми приведены в таблице 8 для различных видов деятельности в различных областях применения. Обратите внимание, что скрытое тепло составляет около одной трети всего тепла, рассеиваемого во время отдыха, но возрастает почти до двух третей уровня во время тяжелой физической работы. Кроме того, около 30 процентов явного тепла теряется за счет конвекции, а остальные 70 процентов — за счет излучения. Скрытые и конвективные потери явного тепла представляют собой «мгновенную» охлаждающую нагрузку для людей, поскольку их необходимо немедленно удалить.Радиационное тепло, с другой стороны, сначала поглощается окружающими поверхностями, а затем постепенно выделяется с некоторой задержкой.

РИСУНОК 27
Если собрать и сконденсировать влагу, покидающую тело среднестатистического отдыхающего человека за один день, она заполнит 1-литровый контейнер.

Интересно отметить, что среднестатистический человек в состоянии покоя рассеивает скрытое тепло не менее 30 Вт. Учитывая, что энтальпия парообразования воды при 33°С составляет 2424 кДж/кг, количество воды, которое средний человек теряет в сутки при испарении через кожу и легкие, составляет (рис.27)

, что обосновывает здравый совет о том, что человек должен выпивать не менее 1 л воды каждый день. Таким образом, семья из четырех человек будет подавать в воздух в доме 4 л воды в день, просто отдыхая. Эта сумма будет намного выше при тяжелых работах.

Тепло, выделяемое людьми, обычно составляет значительную долю притока явного и скрытого тепла здания и может доминировать в охлаждающей нагрузке в зданиях с высокой посещаемостью, таких как театры и концертные залы. Скорость поступления тепла от людей, приведенная в Таблице 8, достаточно точна, но существует значительная неопределенность во внутренней нагрузке, связанной с людьми, из-за сложности прогнозирования количества людей в здании в любой момент времени.Расчетная холодопроизводительность здания должна определяться с учетом полной занятости. При отсутствии более точных данных количество людей можно оценить из расчета один человек на 1 м 2 в аудиториях, 2,5 м 2 в школах, 3–5 м 2 в розничных магазинах и 10 –15 м 2 в офисах.

Освещение

Освещение составляет около 7 процентов от общего потребления энергии в жилых зданиях и 25 процентов в коммерческих зданиях.Таким образом, освещение может оказывать значительное влияние на тепловые и охлаждающие нагрузки здания. Не считая свечей, используемых в чрезвычайных ситуациях и романтических ситуациях, и керосиновых ламп, используемых во время кемпинга, все современное осветительное оборудование питается от электричества. Основными типами электроосветительных приборов являются лампы накаливания, люминесцентные и газоразрядные лампы.

РИСУНОК 28
Компактная люминесцентная лампа мощностью 15 Вт дает столько же света, сколько и лампа накаливания мощностью 60 Вт.

Количество тепла, выделяемого на люкс освещения, сильно зависит от типа освещения, поэтому нам необходимо знать тип установленного освещения, чтобы точно предсказать внутреннюю тепловую нагрузку освещения. Световая эффективность распространенных типов освещения приведена в Таблице 9. Обратите внимание, что лампы накаливания являются наименее эффективными источниками света, и поэтому они будут оказывать наибольшую нагрузку на системы охлаждения (Рис. 28). Поэтому неудивительно, что практически во всех офисных зданиях используются высокоэффективные люминесцентные лампы, несмотря на их более высокую начальную стоимость. Обратите внимание, что лампы накаливания тратят энергию впустую, (1) потребляя больше электроэнергии для того же количества освещения и (2) заставляя систему охлаждения работать усерднее и дольше, чтобы отводить выделяемое тепло.Офисные помещения обычно хорошо освещены, а потребление энергии на освещение в офисных зданиях составляет от 20 до 30 Вт/м 2 (от 2 до 3 Вт/фут 2 ) площади пола.

Энергия, потребляемая светом, рассеивается за счет конвекции и излучения. Конвекционная составляющая тепла составляет около 40 процентов для люминесцентных ламп и представляет собой мгновенную часть охлаждающей нагрузки за счет освещения. Оставшаяся часть находится в виде излучения, которое поглощается и переизлучается стенами, полом, потолком и мебелью, и, таким образом, влияет на охлаждающую нагрузку с временной задержкой.Следовательно, освещение может продолжать вносить свой вклад в охлаждающую нагрузку за счет переизлучения даже после выключения света. Иногда при определении расчетной холодопроизводительности может возникнуть необходимость учитывать эффекты временной задержки.

Отношение используемой мощности освещения к общей установленной мощности называется коэффициентом использования, и его необходимо учитывать при определении притока тепла из-за освещения в данный момент времени, поскольку установленное освещение не отдает тепло, если оно не включено . Для коммерческих приложений, таких как супермаркеты и торговые центры, коэффициент использования принимается равным единице.

РИСУНОК 29
Двигатель с КПД 80%, приводящий в действие вентилятор мощностью 100 Вт, обеспечивает 25 Вт и 100 Вт тепловой нагрузки моторного отсека и машинного зала соответственно.
Оборудование и приборы

Большинство оборудования и приборов приводится в действие электродвигателями, поэтому тепло, выделяемое прибором при устойчивой работе, представляет собой просто мощность, потребляемую его двигателем. Например, для вентилятора часть мощности, потребляемой двигателем, передается вентилятору для его привода, а остальная часть преобразуется в тепло из-за неэффективности двигателя.Вентилятор передает энергию молекулам воздуха и увеличивает их кинетическую энергию. Но эта энергия также преобразуется в тепло, поскольку быстро движущиеся молекулы замедляются другими молекулами и останавливаются в результате трения. Следовательно, можно сказать, что вся энергия, потребляемая двигателем вентилятора в помещении, в конечном итоге преобразуется в тепло в этом помещении. Конечно, если двигатель находится в одном помещении (скажем, в помещении А), а вентилятор в другом (скажем, в помещении Б), то теплоприток помещения Б будет равен мощности, передаваемой только вентилятору, а теплоприток помещения А будет теплом, выделяемым двигателем из-за его неэффективности (рис. 29).

Номинальная мощность двигателя W на этикетке двигателя представляет собой мощность, которую двигатель будет обеспечивать в условиях полной нагрузки. Но двигатель обычно работает с частичной нагрузкой, иногда даже с 30–40 процентами, и поэтому он потребляет и выдает гораздо меньше энергии, чем указано на этикетке. Это характеризуется коэффициентом нагрузки f нагр двигателя во время работы, который равен f нагр = 1,0 для полной нагрузки. Кроме того, существует неэффективность, связанная с преобразованием электрической энергии в механическую энергию вращения.Это характеризуется КПД двигателя h двигателя , который уменьшается с уменьшением коэффициента нагрузки. Следовательно, не рекомендуется увеличивать размер двигателя, поскольку двигатели увеличенного размера работают с низким коэффициентом нагрузки и, следовательно, с более низким КПД. Еще одним фактором, влияющим на количество тепла, выделяемого двигателем, является продолжительность фактической работы двигателя. Это характеризуется коэффициентом использования f использования , при этом f использования = 1,0 для непрерывной работы. Двигатели с очень низким коэффициентом использования, такие как двигатели дверей доков, при расчетах можно не учитывать.Тогда приток тепла от двигателя внутри кондиционируемого помещения можно выразить как

Тепло, выделяемое в кондиционируемых помещениях электрическими, газовыми и паровыми приборами, такими как плита, холодильник, морозильник, телевизор, посудомоечная машина, стиральная машина, сушилка, компьютеры , принтеры и копировальные аппараты могут быть значительными, и поэтому их необходимо учитывать при определении пиковой нагрузки на охлаждение здания. Существует значительная неопределенность в оценках притока тепла от приборов из-за различий в приборах и различных графиках использования.Вытяжные колпаки на кухне еще больше усложняют ситуацию. Кроме того, некоторая офисная техника, такая как принтеры и копировальные аппараты, потребляет значительную мощность в режиме ожидания. Например, лазерный принтер мощностью 350 Вт может потреблять 175 Вт, а компьютер мощностью 600 Вт может потреблять 530 Вт в режиме ожидания.

Приток тепла от оргтехники в типичном офисе с компьютерными терминалами на большинстве столов может достигать 47 Вт/м 2 . Это значение может быть в 10 раз больше для компьютерных залов, в которых размещены мейнфреймы.Когда известен запас оборудования здания, приток тепла к оборудованию можно определить более точно, используя данные, приведенные в ASHRAE Handbook of Fundamentals.

Наличие термостатического контроля и типичная практика использования делают крайне маловероятным, что все бытовые приборы в кондиционируемом помещении будут работать с полной нагрузкой. Более реалистичный подход состоит в том, чтобы взять 50 процентов от общей паспортной мощности приборов, чтобы представить максимальное использование. Таким образом, пиковый приток тепла от приборов принимается равным

независимо от типа используемой энергии или топлива. Для оценки нагрузки на охлаждение можно предположить, что около 34 процентов притока тепла приходится на скрытую теплоту, а остальные 66 процентов в данном случае являются явными.

РИСУНОК 30
В вытяжных шкафах около 68% выделяемого тепла выбрасывается вместе с нагретым и увлажненным воздухом.

В приборах с колпаком воздух, нагретый конвекцией, и образующаяся влага удаляются колпаком. Таким образом, единственным источником тепла от закрытых приборов является излучение, которое составляет до 32% энергии, потребляемой прибором (рис.30). Следовательно, расчетное значение притока тепла от электрических или паровых приборов с колпаком составляет просто половину от этих 32 процентов.

Как рассчитать тепловую нагрузку и требования к охлаждению серверного помещения

Очень часто, когда речь идет об охлаждении и мониторинге окружающей среды, компьютерные шкафы, компьютерные и серверные помещения упускаются из виду, и тем не менее они могут подвергаться быстрому нагреву. Одна из самых больших проблем заключается в том, чтобы решить, как рассчитать фактические потребности в охлаждении, а затем как лучше всего обеспечить их в относительно небольших и ограниченных пространствах.

Рекомендуемая температура и влажность в серверной комнате

Большинство электронных устройств могут работать при температуре до 30–40°C, и в брошюрах и спецификациях серверов может быть указано, что их устройства могут работать в этом диапазоне температур без снижения номинальных характеристик, но на самом деле тепло убивает электронику.

В верхней части своего рабочего диапазона температур охлаждающие вентиляторы должны работать намного быстрее, чтобы перемещать объем воздуха над ЦП и связанной с ним электроникой. Вентиляторы представляют собой механические устройства с подшипниками, которые изнашиваются и требуют замены.Срок службы электронных компонентов также снижается при более высоких температурах.

Для большинства людей любая температура выше 27˚C становится некомфортной для работы. Рекомендуемый диапазон температур для компьютерной или серверной комнаты или центра обработки данных составляет 18-27˚, а в идеале 18-25˚. Этот нижний предел рекомендуется для любых систем ИБП, используемых в вычислительной среде со свинцово-кислотными батареями с регулируемым клапаном (VRLA). Рекомендуемый диапазон температур для системы ИБП с батареями VRLA составляет 20–25°C.

Рекомендуемая относительная влажность 45-50%.Это гарантирует, что помещение не будет слишком сухим, что может привести к накоплению статического электричества, и не будет слишком влажным, что может привести к образованию конденсата на более холодных пластиковых и металлических поверхностях.

ASHRAE, Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, является ведущей организацией, когда речь идет об уровнях охлаждения и влажности в критически важных объектах и ​​центрах обработки данных. Организация предложила расширить диапазон температур окружающей среды до 30°C, чтобы повысить энергоэффективность.

Для получения дополнительной информации см.: https://tc0909.ashraetcs.org/documents/ASHRAE%20Networking%20Thermal%20Guidelines.pdf

Хотя более высокая температура окружающей среды снизит требования к системам охлаждения и, следовательно, улучшит энергопотребление, она может подходить только для больших серверных и центров обработки данных, которые могут включать холодные и/или горячие коридоры. Для небольших компьютерных и серверных помещений это нерентабельно, и единственным решением является установка какого-либо кондиционера.

Кондиционеры для шкафов и компьютерных залов

Как охлаждать серверы в ближайшем ИТ, компьютерном или серверном помещении, зависит от их расположения и формата установки. Большинство серверов устанавливаются в серверную стойку или размещаются в виде напольных башен. В этом типе среды серверы имеют воздушное охлаждение и снабжены охлаждающими вентиляторами, которые пропускают холодный воздух через блоки через решетки на передней панели и выводят горячий воздух через выпускные отверстия на задней панели.

Можно установить несколько серверов вместе с устройствами хранения, сетевыми коммутаторами и маршрутизаторами.Все эти элементы будут генерировать тепловую мощность, которая должна учитываться при расчете потребности в охлаждении.

Независимо от того, установлены ли серверы на полу или в стойке, им потребуется достаточный поток воздуха вокруг них и источник холодного воздуха. Наиболее распространенный подход – установка кондиционера. Доступны решения для жидкостного охлаждения, но они чаще используются в высокопроизводительных вычислительных средах и центрах обработки данных.

Кондиционер может быть установлен на стене или потолке и будет таким же, как обычно используемый в офисной среде.Эти типы кондиционеров известны как «сплит-системы».

Сплит-системы кондиционирования воздуха — очень эффективный способ охлаждения помещения. Они состоят из внутреннего блока, соединенного медными трубами с наружным блоком или теплообменником и компрессором. Блоки переменного тока снабжены охлажденным хладагентом, а внутренние вентиляторы нагнетают воздух через змеевики испарителя в помещение.

Тепло поднимается вверх, поэтому кондиционер внутри помещения либо подвешивается к потолку, либо крепится к стене. Однако этот блок будет только «выталкивать» холодный воздух в комнату.Внутри серверной стойки может происходить накопление тепла, называемое «горячими точками». Поток воздуха внутри шкафа сервера можно улучшить, используя панели-заглушки и предоставив достаточное пространство вокруг отдельных ИТ-компонентов для потока воздуха. Также можно установить дополнительные кассеты вентиляторов для подачи воздуха через серверный шкаф.

Из-за возможности быстрых скачков температуры в ограниченном пространстве, таком как серверная стойка или компьютерный зал, важно установить мониторинг окружающей среды. Помимо температуры и влажности, система мониторинга окружающей среды также может обнаруживать проблемы с дымом, огнем и водой, если она оснащена соответствующими дополнительными датчиками.Чтобы система мониторинга окружающей среды работала эффективно, датчики должны быть соответствующим образом расположены внутри установки с подходящим потоком воздуха для отбора проб. В серверной стойке это может означать до 3 пар датчиков (спереди и сзади), размещенных снизу, посередине и вверху серверной стойки.

Использование внешнего теплообменника и компрессора предотвращает образование конденсата внутри внутреннего блока кондиционера. Это одна из проблем с портативными блоками переменного тока, которые будут иметь лоток для хранения влаги, удаляемой из воздуха по мере его охлаждения.Лоток конденсатора необходимо регулярно опорожнять, чтобы портативный блок переменного тока продолжал работать. В качестве альтернативы переносные блоки переменного тока могут также иметь выхлопную трубу, которую необходимо вывести наружу через дверной проем или окно; оба из них обеспечивают плохую изоляцию от окружающей среды и, следовательно, низкую эффективность охлаждения.

Расчет потребности в охлаждении

Быстрое эмпирическое правило расчета кондиционера для комнаты состоит в том, чтобы определить площадь пола комнаты с точки зрения ширины на глубину в метрах и умножить это на 20, чтобы получить британскую тепловую единицу (BTU) для помещения.

Если помещение 10 на 20 метров, площадь пола = 10 × 20 = 200 м²

БТЕ равно 200 × 20 = 4000 БТЕ или 4000 БТЕ в час

Что касается кондиционера, нам необходимо учитывать необходимое количество БТЕ/ч, при этом 1 кВт = 3412 БТЕ/ч. Таким образом, киловатты равны:

.

4000 / 3412 = требуется 1,17 кВт охлаждения

Таким образом, для этого приложения мы рассмотрим блок переменного тока ближайшего размера, который может представлять собой систему мощностью 3 или 5 кВт.

Расчет тепловой нагрузки

Приток тепла относится к передаче тепла в окружающей среде, и существует несколько источников притока тепла в вычислительной среде, для которых необходимо произвести расчет.Они должны быть учтены при более точном расчете и включают:

  • Площадь пола: как указано выше 10 × 20 метров
  • Окна: небольшие компьютерные комнаты, как правило, имеют окна, которые увеличивают приток тепла
  • Количество людей в комнате: количество людей в комнате в любой момент времени
  • Тепло, выделяемое оборудованием: для серверов мощность = тепловыделение
  • Электрическое освещение, тепло: независимо от того, выделяется ли освещение светодиодами или люминесцентными лампами

Взяв остальные элементы для расчета после площади пола имеем:

Windows

Если в ИТ-комнате, компьютерной или серверной комнате нет окон, то эту часть расчета можно проигнорировать. Если есть окна, то они должны учитываться в зависимости от того, выходят ли окна на юг или на север.

  • Южное окно BTU = ширина окна x глубина (м) x 870, затем x 1,5 (если нет жалюзи)
  • Северное окно BTU = Ширина окна x Глубина (м) x 165, затем x 1,5 (если нет жалюзи)

Общее окно БТЕ = Южное окно БТЕ + Северное окно (БТЕ) ​​

Люди (жители и посетители)

Обычно допускается 400 БТЕ на человека.Расчет тогда:

Общее количество БТЕ = количество человек в номере x 400

ИТ-оборудование и другие устройства

Для серверов мощность, потребляемая оборудованием, преобразуется в тепло центральным процессором (ЦП). Следовательно, сервер мощностью 900 Вт будет генерировать 900 Вт тепла. Для этого расчета важно перечислить все ИТ-устройства, включая коммутаторы, маршрутизаторы и устройства хранения, а также серверы. Общая мощность, необходимая, скажем, для системы ИБП, может быть принята для охлаждающей нагрузки в ваттах или киловаттах. В целях безопасности добавьте к расчету коэффициент 1,5, чтобы учесть возможность расширения в будущем.

ИТ-оборудование БТЕ = общая мощность x 1,5

Другие более крупные электрические системы в помещении также увеличивают нагрузку на БТЕ. Например, источник бесперебойного питания. Чем больше ИБП по номинальной мощности кВА/кВт, тем выше тепловая мощность. Это также зависит от нагрузки ИБП и состояния заряда батареи.

Электрическое освещение

Тот же процесс для ИТ-оборудования можно повторить для освещения.Окончательная цифра умножается на 4,25, чтобы получить БТЕ освещения, но она может быть уменьшена на одну треть, если вместо флуоресцентного освещения используется светодиодное освещение.

БТЕ освещения = общая мощность всего освещения x 4,25

Расчет полного охлаждения

Тогда общая холодопроизводительность представляет собой сумму отдельных расчетов следующим образом:

Площадь пола + Окно + Люди + ИТ-оборудование + Освещение = Требуемое общее охлаждение БТЕ

и чтобы получить кВт, разделите общее охлаждение BTU на 3412

Требуемое полное охлаждение, БТЕ / 3412 = Требуемое общее охлаждение, кВт

Несмотря на то, что это является более точным, чем расчет по «эмпирическому правилу», он все же является общим в своем подходе и может снова использоваться только в качестве руководства. Для более точного и полного расчета рекомендуется провести обследование объекта, чтобы учесть другие характеристики и требования, характерные для данного объекта, и убедиться, что выбрана наиболее подходящая технология охлаждения и кондиционер правильного размера.

Резюме

Изменение климата продолжает увеличивать спрос на кондиционирование воздуха, особенно в компьютерных и серверных помещениях, которые, возможно, уже находятся на границе допустимого температурного диапазона. Улучшить поток охлаждающего воздуха в помещениях такого типа относительно легко, если имеется существующий кондиционер, который необходимо модернизировать.Для ИТ-объектов без существующего блока переменного тока необходимо рассчитать требования к охлаждению серверной комнаты.

Несмотря на то, что можно сделать быстрый расчет, важно, чтобы участок был обследован инженером ОВКВ и специалистом по охлаждению с соответствующей квалификацией. Наряду с любой установленной ИТ-сетью или решением для охлаждения компьютерного зала также важно учитывать мониторинг окружающей среды, чтобы гарантировать, что внезапные скачки тепла и скачки температуры вызовут аварийное состояние, на которое можно быстро отреагировать, чтобы обеспечить бесперебойную работу сервера и непрерывность бизнеса.

Как рассчитать тепловыделение для частотно-регулируемых приводов

Яркий солнечный день для вас может стать катастрофой для ваших частотно-регулируемых приводов. Системы кондиционирования воздуха устанавливаются для обеспечения того, чтобы механизмы, такие как приводы, панели и т. д., работали в оптимальном диапазоне температур. Но если температура превысит ожидаемый уровень, все может очень быстро пойти не так. Рассеивание тепла часто упускается из виду в случае частотно-регулируемых приводов или приводов переменного тока , что приводит к разрушительным простоям.Принятие во внимание нескольких факторов может в значительной степени помочь контролировать рассеивание энергии и снизить риск непредвиденных отключений.

Эффективность привода

Большинство частотно-регулируемых приводов имеют высокий КПД, обычно находящийся в диапазоне 93–98 процентов, при этом оставшаяся энергия теряется в виде тепла. Мощность, рассеиваемая в таких формах, может быть легко рассчитана путем вычитания эффективности из 100% и умножения оставшейся части на потребляемую мощность ЧРП .

Например, если работает привод мощностью 100 л.с. с эффективностью 95%, он будет выделять тепло стоимостью:

(100%-95%)x100 л.с. = 5 л.с.

Преобразовав обратно в ватты, 5 л.с. будут эквивалентны 3729 ваттам. Но одним из предварительных условий для выполнения такого расчета является знание точной эффективности частотно-регулируемого привода , которая должна быть подтверждена поставщиком.

Комната для прочих убытков

Вспомогательное оборудование, такое как реакторы постоянного тока, источники питания, распределительные устройства, фазосдвигающие трансформаторы и т. д.производят собственные тепловые потери. Если они не слишком малы для подсчета, эти потери также необходимо учитывать при расчете общей тепловой нагрузки. Например, трансформатор может увеличить потребляемую мощность почти на 4%. Точные цифры будут зависеть от информации, полученной от продавца, и должны быть получены своевременно.

Рабочая температура

Производители накопителей часто указывают максимальный порог температуры для своих устройств, после которого они становятся склонными к сбоям. В некоторых случаях этот порог является относительно низким, поскольку он учитывает эффект нагрева компонентов силовой электроники на печатных платах.

Хорошее эмпирическое правило заключается в том, что охлаждение корпуса должно поддерживать температуру ниже 20 градусов по Фаренгейту. Это продлит срок службы и сведет к минимуму вероятность перегрева.

Общая тепловая нагрузка

Общая рассеиваемая тепловая нагрузка рассчитывается путем сложения всех индивидуальных тепловыделений каждого оборудования.Уравнение также должно учитывать теплопередачу через стенки корпуса из-за температуры окружающей среды, близлежащих источников тепла, излучения и т. д. Простой способ сделать точный расчет в этом отношении — использовать следующий онлайн-калькулятор тепловой нагрузки.

 

Системы охлаждения

Учитывая, что температура окружающей среды ниже температуры корпуса, можно использовать блок вентиляторов с фильтром для отвода тепла от корпуса. В противном случае, в случае герметичного корпуса, также можно использовать теплообменник воздух-воздух.

Но, если температура окружающего воздуха превышает требуемую температуру корпуса, необходимо установить решение на основе кондиционера. Это было бы дорого, но принесло бы много преимуществ из-за герметичности, таких как удаление пыли, грязи и других загрязняющих веществ. Кроме того, это позволит контролировать требования к влажности, что является основной причиной сбоев в работе.

Хотите узнать больше? Свяжитесь со специалистом или посетите наш веб-сайт: PanelShop.ком .

Вам также может быть интересно прочитать

Оценка тепловыделения для исторического распределительного устройства | Архив статей T&D Guardian

Нас часто запрашивают расчетные данные о тепловыделении для нашего оборудования. Эти запросы наиболее характерны для наших современных продуктов, но у нас также есть запросы на данные о конструкциях распределительных устройств типов D и F, в которых используются воздушные магнитные выключатели. В этом выпуске журнала Tech Topics представлена ​​информация об этих исторических конструкциях, позволяющая рассчитать приблизительное количество тепла, выделяемого распределительным устройством при предполагаемых условиях нагрузки.

 

Данные о тепловыделении в таблицах (стр. 2-3) основаны на полном номинальном длительном токе. Фактические оценки тепловыделения должны учитывать реальную загрузку оборудования. Количество выделяемого тепла связано с квадратом тока, поэтому автоматический выключатель, работающий при половине номинального тока, будет выделять только одну четверть тепла при полном номинальном длительном токе. Поскольку эффект квадратичной зависимости очень значителен, было бы слишком консервативно оценивать тепловыделение, исходя из предположения, что все секции и все автоматические выключатели все время проводят свой номинальный непрерывный ток.Системы кондиционирования воздуха, размеры которых основаны на таких оценках, будут больше, чем требуют реальные условия эксплуатации.

 

Чтобы оценить тепловыделение при реальных условиях нагрузки, определите тепловыделение компонента для каждого из компонентов, указанных в таблице. Расчетное тепловыделение автоматических выключателей должно быть скорректировано с учетом фактической нагрузки на основе соотношения квадратов фактической токовой нагрузки для каждой отдельной вертикальной секции, но это часто игнорируется в интересах упрощения.Вместо этого обычно предполагается, что нагрузка главного выключателя равна нагрузке главной шины во всех вертикальных секциях.

 

Пример: Предположим, имеется группа распределительных устройств типа F с пятью вертикальными секциями, одним главным выключателем на 2000 А (нагрузка до 1400 А), тремя фидерными выключателями на 1200 А (нагрузка на 250 А, 600 А и 550 А), с главной шиной на 2000 А и обогревателями. Модельный ряд включает в себя один выкатной ТН, один КПП 10 кВА, а также несложную электромеханическую релейную связь (например, три индукционных дисковых реле) и контрольно-измерительные приборы (например,г.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.