موضوع 6. حساب تبادل الهواء أثناء التكييف

آلة حاسبة على الإنترنت لحساب سعة التبريد

لتحديد قوة مكيف الهواء المنزلي بشكل مستقل ، استخدم الطريقة المبسطة لحساب مساحة غرفة التبريد ، والتي يتم تنفيذها في الآلة الحاسبة. الفروق الدقيقة في البرنامج عبر الإنترنت والمعلمات التي تم إدخالها موصوفة أدناه في التعليمات.

ملحوظة. البرنامج مناسب لحساب أداء المبردات المنزلية وأنظمة الفصل المثبتة في المكاتب الصغيرة. يعد تكييف الهواء في المباني الصناعية مهمة أكثر تعقيدًا ، حيث يتم حلها بمساعدة أنظمة البرامج المتخصصة أو طريقة حساب SNiP.

تعليمات استخدام البرنامج

سنشرح الآن خطوة بخطوة كيفية حساب قوة مكيف الهواء على الآلة الحاسبة المقدمة:

1. في أول حقلين ، أدخل قيم مساحة الغرفة بالمتر المربع وارتفاع السقف.
2. حدد درجة الإضاءة (التعرض للشمس) من خلال فتحات النوافذ. بالإضافة إلى أن ضوء الشمس الذي يخترق الغرفة يسخن الهواء - يجب أن يؤخذ هذا العامل في الاعتبار.
3. في القائمة المنسدلة التالية ، حدد عدد المستأجرين المقيمين في الغرفة لفترة طويلة.
4. في علامات التبويب المتبقية ، حدد عدد أجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر الشخصية في منطقة تكييف الهواء. أثناء التشغيل ، تولد هذه الأجهزة المنزلية أيضًا حرارة وتخضع للمحاسبة.
5. إذا تم تركيب ثلاجة في الغرفة ، أدخل قيمة الطاقة الكهربائية للأجهزة المنزلية في الحقل قبل الأخير. من السهل تعلم الخاصية من دليل التعليمات الخاص بالمنتج.
6. تسمح لك علامة التبويب الأخيرة بمراعاة تدفق الهواء الداخل إلى منطقة التبريد بسبب التهوية. وفقًا للوثائق التنظيمية ، فإن التعدد الموصى به للمباني السكنية هو 1-1.5.

كمرجع. يوضح معدل تبديل الهواء عدد المرات التي يتم فيها تجديد الهواء في الغرفة بالكامل خلال ساعة واحدة.

دعنا نشرح بعض الفروق الدقيقة في الملء الصحيح للحقول واختيار علامات التبويب. عند تحديد عدد أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التلفزيون ، ضع في اعتبارك التشغيل المتزامن لها. على سبيل المثال ، نادرًا ما يستخدم المستأجر كلا الجهازين في نفس الوقت.

وفقًا لذلك ، لتحديد الطاقة المطلوبة لنظام الانقسام ، يتم تحديد وحدة من الأجهزة المنزلية التي تستهلك المزيد من الطاقة - جهاز كمبيوتر. لا يؤخذ في الاعتبار تبديد الحرارة لجهاز استقبال التلفزيون.

تحتوي الآلة الحاسبة على القيم التالية لنقل الحرارة من الأجهزة المنزلية:

• جهاز تلفزيون - 0.2 كيلو واط ؛
• كمبيوتر شخصي - 0.3 كيلو واط ؛
• نظرًا لأن الثلاجة تحول حوالي 30٪ من الكهرباء المستهلكة إلى حرارة ، يشتمل البرنامج على ثلث الرقم الذي تم إدخاله في الحسابات.

يقوم الضاغط والرادياتير الموجودان في الثلاجة التقليدية بإطلاق الحرارة للهواء المحيط.

النصيحة. قد يختلف تبديد حرارة جهازك عن القيم المشار إليها. مثال: يصل استهلاك كمبيوتر الألعاب المزود بمعالج فيديو قوي إلى 500-600 واط ، والكمبيوتر المحمول - 50-150 واط. من خلال معرفة الأرقام الموجودة في البرنامج ، من السهل العثور على القيم الضرورية: بالنسبة لجهاز كمبيوتر الألعاب ، اختر جهازي كمبيوتر قياسيين ، بدلاً من جهاز كمبيوتر محمول ، خذ جهاز استقبال تلفزيون واحدًا.

تتيح لك الآلة الحاسبة استبعاد اكتساب الحرارة من هواء الإمداد ، لكن اختيار علامة التبويب هذه ليس صحيحًا تمامًا. على أي حال ، تنتشر التيارات الهوائية عبر المسكن ، مما يجلب الحرارة من الغرف الأخرى ، مثل المطبخ. من الأفضل تشغيله بأمان وإدراجهما في حساب التكييف ، بحيث يكون أدائه كافياً لخلق درجة حرارة مريحة.

يتم قياس نتيجة حساب الطاقة الرئيسية بالكيلوواط ، والنتيجة الثانوية هي الوحدات الحرارية البريطانية (BTU). النسبة كالتالي: 1 kW ≈ 3412 BTU أو 3.412 kBTU. كيفية اختيار نظام الانقسام بناءً على الأرقام التي تم الحصول عليها ، اقرأ.

ما هو SCR للمباني الصناعية

الأكبر ليس أفضل

تعد أنظمة تكييف الهواء في المباني الصناعية (ACS) ضرورية لتوفير معايير الهواء اللازمة في المباني الصناعية. يتم إجراء تكييف الهواء الداخلي جنبًا إلى جنب مع التهوية والتدفئة في بعض الأحيان. ومع ذلك ، يمكن للأنظمة الأكثر تقدمًا التعامل مع الوظائف الثلاث.

وفقًا لشركات البناء ، يذهب حوالي 15٪ من الأموال التي يتم إنفاقها على إنشاء مراكز البيانات والشركات ذات العمليات التكنولوجية المعقدة إلى تنظيم تكييف الهواء الداخلي. يعد تكييف الهواء الحديث للمباني الصناعية مهمة مكلفة تستهلك ما يصل إلى 60٪ من الأموال المستخدمة لصيانة المبنى.

طريقة الحساب والصيغ

من جانب المستخدم الدقيق ، من المنطقي تمامًا عدم الوثوق بالأرقام التي تم الحصول عليها من الآلة الحاسبة عبر الإنترنت. للتحقق من نتيجة حساب قوة الوحدة ، استخدم الطريقة المبسطة المقترحة من قبل الشركات المصنعة لمعدات التبريد.

لذلك ، يتم حساب الأداء البارد المطلوب لمكيف الهواء المنزلي بواسطة الصيغة:

شرح التعيينات:

• Qtp - التدفق الحراري الذي يدخل الغرفة من الشارع من خلال هياكل المباني (الجدران والأرضيات والسقوف) ، كيلوواط ؛
• Ql - تبديد الحرارة من مستأجري الشقق ، كيلوواط ؛
• Qbp ​​- مدخلات الحرارة من الأجهزة المنزلية ، كيلوواط.

من السهل معرفة انتقال الحرارة للأجهزة الكهربائية المنزلية - ابحث في جواز سفر المنتج وابحث عن خصائص الطاقة الكهربائية المستهلكة. يتم تحويل كل الطاقة المستهلكة تقريبًا إلى حرارة.

نقطة مهمة. استثناء من القاعدة هو وحدات التبريد والوحدات التي تعمل في وضع البدء / الإيقاف. في غضون ساعة واحدة ، سيطلق ضاغط الثلاجة في الغرفة كمية من الحرارة تساوي 1/3 من الحد الأقصى للاستهلاك المحدد في تعليمات التشغيل.

يحول ضاغط الثلاجة المنزلية كل الكهرباء المستهلكة تقريبًا إلى حرارة ، لكنه يعمل في الوضع المتقطع
يتم تحديد المدخلات الحرارية من الناس من خلال الوثائق التنظيمية:

• 100 واط / ساعة من شخص في حالة راحة ؛
• 130 واط / ساعة - أثناء المشي أو القيام بأعمال خفيفة ؛
• 200 واط / ساعة - أثناء المجهود البدني الثقيل.

للحسابات ، يتم أخذ القيمة الأولى - 0.1 كيلو واط. يبقى تحديد كمية الحرارة التي تخترق من الخارج عبر الجدران بالصيغة:

• S - مربع الغرفة المبردة ، متر مربع ؛
• ح هو ارتفاع السقف ، م ؛
• q هي الخاصية الحرارية المحددة المشار إليها بحجم الغرفة ، W / m³.

تسمح لك الصيغة بإجراء حساب مجمع لتدفقات الحرارة عبر الأسوار الخارجية لمنزل أو شقة خاصة باستخدام الخاصية المحددة q. يتم قبول قيمها على النحو التالي:

1. تقع الغرفة على الجانب المظلل من المبنى ، ولا تتجاوز مساحة النوافذ 2 متر مربع ، q = 30 واط / متر مكعب.
2. مع متوسط ​​مساحة الإضاءة والتزجيج ، يتم أخذ خاصية محددة تبلغ 35 وات / متر مكعب.
3. تقع الغرفة على الجانب المشمس أو بها العديد من الهياكل الشفافة ، q = 40 W / m³.

بعد تحديد كسب الحرارة من جميع المصادر ، أضف الأرقام التي تم الحصول عليها باستخدام الصيغة الأولى. قارن نتائج الحساب اليدوي بنتائج الحاسبة عبر الإنترنت.

تشير مساحة الزجاج الكبيرة إلى زيادة سعة التبريد لمكيف الهواء

عندما يكون من الضروري مراعاة المدخلات الحرارية من هواء التهوية ، تزداد سعة تبريد الوحدة بنسبة 15-30٪ ، اعتمادًا على سعر الصرف. عند تحديث بيئة الهواء مرة واحدة في الساعة ، اضرب نتيجة الحساب بمعامل 1.16-1.2.

اللوحة الأم كمصدر للحرارة.

لا يخفى على أحد أن اللوحة الأم ، التي تضمن تشغيل العقد المثبتة عليها ، هي نفسها تستهلك الكهرباء وتولد الحرارة. تنبعث الحرارة من الجسور الشمالية والجنوبية للشرائح ، وإمدادات الطاقة لعقد الكمبيوتر ، والمكونات الإلكترونية الموجودة عليها ببساطة. علاوة على ذلك ، فإن تبديد الحرارة هذا هو كلما كان جهاز الكمبيوتر الخاص بك أكثر إنتاجية. وحتى أثناء التشغيل ، يتغير إطلاق الحرارة اعتمادًا على عبء العمل في العقد الخاصة به.

شرائح.

تتميز شريحة Northbridge بأعلى نسبة تبديد للحرارة ، والتي تزود المعالج بالحافلات. وغالبًا ما تعمل مع وحدات الذاكرة (في بعض نماذج المعالجات الحديثة ، تؤدي هذه الوظيفة هي نفسها). لذلك ، يمكن أن تصل قدرتها على تبديد الحرارة من 20 إلى 30 وات. عادة لا تشير الشركة المصنعة إلى تبديد الحرارة ، كما هو الحال بشكل عام في تبديد الحرارة الكلي للوحة الأم.

من العلامات غير المباشرة لتوليد الحرارة العالية وجود عاكس لتشغيله في الجوار المباشر ونظام تبريد محسّن (مروحة ، أنابيب حرارية). تذكر أن الطاقة والتبريد يجب أن يحافظا على تشغيل مجموعة الشرائح بأعلى أداء.

الآن ، تمثل إحدى مراحل مصدر الطاقة هذا ما يصل إلى 35 واط من طاقة الإخراج. تحتوي مرحلة تزويد الطاقة على زوج من MOSFETs ، ومحث ، وواحد أو أكثر من مكثفات الأكسيد.

ذاكرة.

تتميز وحدات الذاكرة الحديثة عالية السرعة أيضًا بتبديد حرارة مرتفع إلى حد ما. علامة غير مباشرة على ذلك هي وجود مصدر طاقة منفصل ووجود مشتت حرارة إضافي (ألواح معدنية) مثبتة على رقائق الذاكرة. تعتمد قوة تبديد الحرارة لوحدات الذاكرة على سعتها وتردد التشغيل. يمكن أن تصل إلى 10-15 واط لكل وحدة (أو 1.5 - 2.5 واط لكل شريحة ذاكرة موجودة في الوحدة ، اعتمادًا على الأداء). يقوم مصدر طاقة الذاكرة بتبديد 2 إلى 3 واط من الطاقة لكل وحدة ذاكرة.

وحدة المعالجة المركزية.

تتمتع المعالجات الحديثة باستهلاك طاقة يصل إلى 125 وحتى 150 واط (يصل الاستهلاك الحالي إلى 100 أمبير) ، لذلك يتم تشغيلها من مصدر طاقة منفصل يحتوي على ما يصل إلى 24 مرحلة (فروع) تعمل بحمل واحد. الطاقة التي يبددها المعالج لمثل هذه المعالجات تصل إلى 25 - 30 واط. غالبًا ما تحدد وثائق المعالج معلمة TDP (قوة التصميم الحراري) ، والتي تميز تبديد حرارة المعالج.

بطاقة فيديو.

لا توجد مصادر طاقة إضافية لبطاقات الفيديو على اللوحات الأم الحديثة. توجد على بطاقات الفيديو نفسها ، نظرًا لأن قوتها تعتمد بشكل كبير على وضع التشغيل ومعالجات الرسومات المستخدمة. يتم تشغيل بطاقات الفيديو المزودة بمصادر طاقة إضافية (محولات) من خلال فرع إمداد طاقة إضافي بجهد +12 فولت.

قاعدة عنصر اللوحة الأم كمصدر للحرارة.

نظرًا للنمو في عدد الأجهزة الخارجية ، يتزايد أيضًا عدد المنافذ الخارجية ، والتي يمكن استخدامها لتوصيل الأجهزة الخارجية التي لا تحتوي على مصادر الطاقة الخاصة بها (على سبيل المثال ، محركات الأقراص الصلبة الخارجية على منافذ USB). يصل منفذ USB إلى 0.5 أمبير ، ويمكن أن يكون هناك ما يصل إلى 12 منفذًا ، لذلك ، غالبًا ما يتم تثبيت مصادر طاقة إضافية على اللوحة الأم لصيانتها.

يجب ألا ننسى أن الحرارة تتولد بطريقة أو بأخرى عن طريق جميع عناصر الراديو المثبتة على اللوحة الأم. هذه هي رقائق متخصصة ومقاومات وثنائيات وحتى مكثفات. لماذا حتى؟ لأنه يُعتقد أنه لا يتم إطلاق أي طاقة على المكثفات التي تعمل بالتيار المباشر (باستثناء الطاقة الضئيلة الناتجة عن التيارات المتسربة). ولكن في اللوحة الأم الحقيقية ، لا يوجد تيار مباشر نقي - حيث تنبض إمدادات الطاقة ، وتكون الأحمال ديناميكية وهناك دائمًا تيارات متناوبة في دوائرها. ثم تبدأ الحرارة في الانبعاث ، وتعتمد قوتها على جودة المكثفات (قيمة ESR) وحجم وتواتر هذه التيارات (التوافقيات الخاصة بهم).ووصل عدد مراحل مزود طاقة العاكس للمعالج إلى 24 ولا توجد شروط مسبقة لتقليلها على اللوحات الأم عالية الجودة.

يمكن أن تصل قوة تبديد الحرارة الإجمالية للوحة الأم (واحدة فقط!) إلى 100 واط في ذروتها.

تبديد الحرارة لمصادر الطاقة المدمجة في لوحة النظام.

الحقيقة هي أنه الآن ، مع نمو الطاقة التي تستهلكها عُقد الكمبيوتر (بطاقة الفيديو والمعالج ووحدات الذاكرة ومجموعات الرقاقات في الجسر الشمالي والجنوبي) ، يتم توفير قوتها من مصادر الطاقة الخاصة الموجودة على اللوحة الأم. تمثل هذه المصادر فشلًا في المحولات متعددة الأطوار (من 1 إلى 12 مرحلة) التي تعمل من مصدر 5 - 12 فولت وتزويد مستهلكين تيار معين (10-100 أمبير) بجهد خرج 1 - 3 فولت. كل هذه المصادر لها كفاءة بحوالي 72 - 89٪ ، حسب قاعدة العنصر المستخدمة فيها. تستخدم الشركات المصنعة المختلفة طرقًا مختلفة لتبديد الحرارة المتولدة. من تبديد الحرارة البسيط إلى اللوحة الأم عن طريق لحام ترانزستورات مفتاح MOSFET إلى موصل مطبوع على اللوحة ، إلى مبردات أنابيب الحرارة الخاصة باستخدام مراوح خاصة.

مزود الطاقة المدمج هو محول تقليدي ، مع اتصال متعدد المراحل ، وهذه عدة (الرقم يتوافق مع عدد المراحل) محولات متزامنة ومراحل تعمل على نفس الحمل.

مثال على تقييم تبديد الحرارة في سلسلة "المعالج - العاكس متعدد الأطوار - إمداد الطاقة".

يتم حساب قوة تبديد الحرارة في سلسلة "المعالج - العاكس متعدد الأطوار - إمداد الطاقة" بناءً على قدرة المستهلك النهائي في سلسلة "المعالج".

الحقيقة هي أنه الآن ، مع نمو الطاقة التي تستهلكها عُقد الكمبيوتر (بطاقة الفيديو والمعالج ووحدات الذاكرة ومجموعات شرائح الجسر الشمالي والجنوبي) ، يتم توفير قوتها من مصادر الطاقة الخاصة الموجودة على اللوحة الأم. تمثل هذه المصادر فشلًا في المحولات متعددة الأطوار (من 1 إلى 12 مرحلة) التي تعمل من مصدر 5 - 12 فولت وتزويد مستهلكين تيار معين (10-100 أمبير) بجهد خرج 1 - 3 فولت. كل هذه المصادر لها كفاءة بحوالي 72 - 89٪ ، حسب قاعدة العنصر المستخدمة فيها. مزود الطاقة المدمج هو محول تقليدي ، مع اتصال متعدد المراحل ، وهذه عدة (الرقم يتوافق مع عدد المراحل) محولات متزامنة ومراحل تعمل على نفس الحمل. تستخدم الشركات المصنعة المختلفة طرقًا مختلفة لتبديد الحرارة المتولدة. من تبديد الحرارة البسيط إلى اللوحة الأم عن طريق لحام ترانزستورات مفتاح MOSFET إلى موصل مطبوع على اللوحة ، إلى مبردات أنابيب الحرارة الخاصة باستخدام مراوح خاصة. حساب تقريبي لتبديد الحرارة على طول سلسلة إمداد الطاقة.

لنفكر في هذه السلسلة.

ستكون نتيجة النظر هي الإجابة على السؤال: "ما هي الطاقة المخصصة لمصدر الطاقة للجهاز الموجود على اللوحة الأم؟"

خذ على سبيل المثال معالج AMD Phenom ™ II X4 3200 ، الذي يتمتع بأقصى استهلاك للطاقة 125 وات (TDP). هذا ، كما سبق ذكره أعلاه ، بدقة عالية بما فيه الكفاية لإطلاق الحرارة.

العاكس متعدد الأطوار الذي يعمل منه المعالج أعلاه ، بغض النظر عمليا عن عدد المراحل ، بكفاءة 78٪ (عادة) ، يولد 27.5 واط من الحرارة في ذروته.

إجمالاً ، إجمالي تبديد الحرارة في دائرة الطاقة لمعالج AMD Phenom ™ II X4 3200 ووحدة إمداد الطاقة (العاكس) يصل إلى 152.5 وات.

ستكون حصة تبديد الحرارة في وحدة إمداد الطاقة المنسوبة إلى هذا المعالج (مع مراعاة كفاءة مصدر الطاقة) أكثر من 180 وات في ذروة حمل المعالج.

لحساب حصة الطاقة (الحالية) التي يتم توفيرها لدائرة معينة لوحدة PSU ، يتم استخدام طاقة إجمالية قدرها 152.5 واط. لترجمة هذه القوة ، عليك أن تعرف من الفولتية التي تعمل بها هذه الدائرة. وهذا لا يعتمد كثيرًا على المعالج ووحدة الإمداد بالطاقة (PSU) ، ولكن على تصميم اللوحة الأم.إذا تم توفير الطاقة من جهد 12 فولت ، يتم حسابها من إجمالي الطاقة المستهلكة في هذه الدائرة ، وتحويل هذه الطاقة إلى تيار ونحصل ، بجهد دائرة يبلغ 12 فولت ، على إجمالي التيار المستهلك من PSU لمصدر طاقة المعالج الدائرة 12.7A.

مثال على غرفة مساحتها 20 مترًا مربعًا. م

لنعرض حساب السعة لتكييف شقة صغيرة - استديو بمساحة 20 م 2 بارتفاع 2.7 م وبقية البيانات الأولية:

• إضاءة - متوسطة
• عدد السكان - 2 ؛
• لوحة تلفزيون بلازما - 1 قطعة ؛
• كمبيوتر - 1 جهاز كمبيوتر ؛
• استهلاك الكهرباء للثلاجة - 200 واط ؛
• تردد تبادل الهواء دون مراعاة شفاط المطبخ الذي يعمل بشكل دوري - 1.

الانبعاثات الحرارية من السكان هي 2 × 0.1 = 0.2 كيلو واط ، من الأجهزة المنزلية ، مع مراعاة التزامن - 0.3 + 0.2 = 0.5 كيلو واط ، من جانب الثلاجة - 200 × 30 ٪ = 60 واط = 0.06 كيلو واط. غرفة ذات إضاءة متوسطة ، خاصية محددة q = 35 W / m³. نعتبر تدفق الحرارة من الجدران:

Qtp = 20 × 2.7 × 35/1000 = 1.89 كيلو واط.

يبدو الحساب النهائي لقدرة مكيف الهواء على النحو التالي:

Q = 1.89 + 0.2 + 0.56 = 2.65 كيلو واط ، بالإضافة إلى استهلاك التبريد للتهوية 2.65 × 1.16 = 3.08 كيلو واط.

حركة التيارات الهوائية حول المنزل أثناء عملية التهوية

مهم! لا تخلط بين التهوية العامة والتهوية المنزلية. تدفق الهواء عبر النوافذ المفتوحة كبير جدًا ويتغير بفعل هبوب الرياح لا ينبغي للمبرد ولا يمكنه عادة تكييف غرفة يتدفق فيها حجم الهواء الخارجي غير المتحكم فيه بحرية.

اختيار التكييف بالطاقة

يتم إنتاج أنظمة الانقسام ووحدات التبريد من الأنواع الأخرى في شكل خطوط نموذجية مع منتجات ذات أداء قياسي - 2.1 ، 2.6 ، 3.5 كيلو واط وما إلى ذلك. تشير بعض الشركات المصنعة إلى قوة الطرازات في آلاف الوحدات الحرارية البريطانية (kBTU) - 07 ، 09 ، 12 ، 18 ، إلخ. تظهر مراسلات وحدات تكييف الهواء ، معبرًا عنها بالكيلوواط و BTU ، في الجدول.

المرجعي. من التسميات في kBTU ذهبت الأسماء الشعبية لوحدات التبريد المختلفة الباردة "تسعة" وغيرها.

معرفة الأداء المطلوب بالكيلوواط والوحدات الإمبراطورية ، حدد نظام الانقسام وفقًا للتوصيات:

1. تتراوح الطاقة المثلى لمكيف الهواء المنزلي بين -5 ... + 15٪ من القيمة المحسوبة.
2. من الأفضل إعطاء هامش صغير وتقريب النتيجة لأعلى - إلى أقرب منتج في نطاق النموذج.
3. إذا تجاوزت سعة التبريد المحسوبة سعة المبرد القياسي بمقدار جزء من مائة كيلو وات ، فلا يجب التقريب.

مثال. نتيجة الحسابات هي 2.13 كيلو واط ، يطور النموذج الأول في السلسلة قدرة تبريد تبلغ 2.1 كيلو واط ، والثاني - 2.6 كيلو واط. نختار الخيار رقم 1 - مكيف هواء 2.1 كيلو واط ، والذي يتوافق مع 7 كيلو بايت.

المثال الثاني. في القسم السابق ، حسبنا أداء الوحدة لشقة من غرفة واحدة - 3.08 كيلو وات وانخفضنا بين تعديلات 2.6-3.5 كيلو وات. نختار نظامًا مقسمًا بسعة أعلى (3.5 كيلو واط أو 12 كيلو بايت) ، نظرًا لأن التراجع إلى نظام أصغر لن يظل في حدود 5٪.

كمرجع. يرجى ملاحظة أن استهلاك الطاقة لأي مكيف هواء أقل بثلاث مرات من قدرته على التبريد. ستسحب وحدة 3.5 كيلو واط حوالي 1200 واط من الكهرباء من الشبكة في الوضع الأقصى. السبب يكمن في مبدأ تشغيل آلة التبريد - "الانقسام" لا يولد البرودة ، بل ينقل الحرارة إلى الشارع.

الغالبية العظمى من أنظمة المناخ قادرة على العمل في وضعين - التبريد والتدفئة خلال موسم البرد. علاوة على ذلك ، فإن الكفاءة الحرارية أعلى ، لأن محرك الضاغط ، الذي يستهلك الكهرباء ، يسخن بالإضافة إلى ذلك دائرة الفريون. يظهر فرق الطاقة في وضع التبريد والتدفئة في الجدول أعلاه.

لنفكر في مثال:

من الضروري إنشاء توازن حراري لخزانة كهربائية قائمة بذاتها بأبعاد 2000 × 800 × 600 مم ، مصنوعة من الفولاذ ، بدرجة حماية لا تقل عن IP54. فقدان الحرارة لجميع المكونات في الخزانة هو Pv = 550 W.

في أوقات مختلفة من العام ، يمكن أن تختلف درجة الحرارة المحيطة بشكل كبير ، لذلك سننظر في حالتين.

دعونا نحسب الحفاظ على درجة الحرارة داخل الخزانة Ti = + 35 درجة مئوية في درجة الحرارة الخارجية

في الشتاء: Ta = -30оС

في الصيف: Ta = + 40оС

1. احسب المنطقة الفعالة لخزانة الكهرباء.

نظرًا لأن المساحة تقاس بالمتر المربع ، فيجب تحويل أبعادها إلى أمتار.

أ = 1.8 H (W + D) + 1.4 W D = 1.8 2000/1000 (800 + 600) / 1000 + 1.4 800/1000 600/1000 = 5.712 م 2

2. تحديد فرق درجات الحرارة لفترات مختلفة:

في الشتاء: ∆T = Ti - Ta = 35 - (-30) = 65оK

في الصيف: ∆T = Ti - Ta = 35-40 = -5оK

3. لنحسب القوة:

في الشتاء: Pk = Pv - k A ∆T = 550-5.5 5.712 65 = -1492 W.

في الصيف: Pk = Pv - k · A · ∆T = 550 - 5.5 · 5.712 · (-5) = 707 W.

من أجل التشغيل الموثوق لأجهزة التحكم في المناخ ، عادة ما تكون "غير محملة" بحوالي 10٪ من الطاقة ، وبالتالي ، تتم إضافة حوالي 10٪ إلى الحسابات.

وبالتالي ، من أجل تحقيق التوازن الحراري في الشتاء ، يجب استخدام سخان بقوة 1600-1650 واط (بشرط أن تعمل المعدات الموجودة داخل الخزانة باستمرار). في الفترة الدافئة ، يجب إزالة الحرارة بقوة حوالي 750-770 وات.

يمكن إجراء التسخين عن طريق الجمع بين العديد من السخانات ، الشيء الرئيسي هو تجميع طاقة التسخين المطلوبة إجمالاً. يفضل استخدام السخانات بمروحة ، لأنها توفر توزيعًا أفضل للحرارة داخل الخزانة بسبب الحمل الحراري القسري. للتحكم في تشغيل السخانات ، يتم استخدام منظمات الحرارة ذات الاتصال المغلق عادةً ، ويتم ضبطها على درجة حرارة استجابة مساوية لدرجة حرارة الصيانة داخل الخزانة.

يتم استخدام أجهزة مختلفة للتبريد: مراوح التصفية ، ومبادلات حرارية الهواء / الهواء ، ومكيفات الهواء التي تعمل على مبدأ المضخة الحرارية ، والمبادلات الحرارية للهواء / الماء ، والمبردات. يرجع التطبيق المحدد لهذا الجهاز أو ذاك إلى عوامل مختلفة: اختلاف درجة الحرارة ∆T ، ودرجة حماية IP المطلوبة ، إلخ.

في مثالنا ، خلال فترة دافئة ∆T = Ti - Ta = 35-40 = -5оK. حصلنا على اختلاف سلبي في درجة الحرارة ، مما يعني أنه لا يمكن استخدام مراوح الفلتر. لاستخدام مراوح الترشيح والمبادلات الحرارية للهواء / الهواء ، يجب أن تكون ∆T أكبر من أو تساوي 5oK. بمعنى ، يجب أن تكون درجة الحرارة المحيطة أقل بمقدار 5 درجة مئوية على الأقل من درجة الحرارة المطلوبة في الخزانة (فرق درجة الحرارة في كلفن يساوي اختلاف درجة الحرارة بالدرجة المئوية).