تكييف الغرفة الكهربائية وحساب الحمل الحراري

يجب أن يقوم تكييف الغرفة بإزالة المكاسب الفعلية للحرارة من الغرفة مع الحفاظ على معدلات الحرارة المسموح بها في حدودها البيئية. ابدأ ببيانات فقدان الطاقة من المورد، وأكثر الهواء الوارد حرارةً احتمالية، ودفوعات تشغيل موثقة. ثم قم بحساب تدفق الهواء، وتفقد المسار الكامل من الوصلة إلى الوصلة، وتأكد من رطوبة الغرفة والتلوث والاتصالات الحرارية وفشل التكييف. لا يعتمد معدل تغيير الهواء الثابت وحده على توفير تبريد كافٍ. يوضح هذا الدليل توازن حرارة الغرفة والمعلومات التي يجب على المشتري الكهربائي تبادلها مع مصمّم الآلات؛ ولكنه لا يحدد حجم واحد من المروحات بشكل عام ولا يوافق على تغييرات في المعدات المأهولة.

توزيع تبريد الغرفة بشكل منفصل عن تهوية الخزانة

تُعد الغرفة وحاوية المعدات الكهربائية أنظمة حرارية متصلة، لكنها غير قابلة للتبديل. قد يحافظ المروحة على درجة حرارة الغرفة المتوسطة عند المستوى المقبول، بينما يتراكم الهواء الساخن بالقرب من الأبواب العليا. وعلى العكس، قد يؤدي إضافة فتحات التهوية في الأبواب إلى تقويض حماية الغرفة المعتمدة للمعدات أو ترتيبها الداخلي ضد الدائرة الكهربائية. احصل على متطلبات الشركة المصنعة قبل تغيير أي جزء من الأبواب.

بالنسبة إلى سياق المعدات، قارن بين أبعادها وشروط التشغيل المعتمدة الخاصة بها. خزانة المفاتيح الكهربائية المتوسطة الجهد KYN28 مع الترتيب الفعلي للغرف. تحدد صورة المنتج عائلة المعدات؛ لكنها لا تحدد عبء تبريد الغرفة أو رقم الخسارة أو تصميم التهوية المعتمد.

استخدم دليل مفاتيح التوزيع متوسطة الجهد أولاً، يجب تحديد تشكيل الجهاز ووظائفه. يعالج هذا المقال الحرارة التي يجب أن تخرج من الغرفة، بدلاً من تكرار توصيات اختيار المعدات أو التوصيات المتعلقة بالتهوية فقط باستخدام المحولات.

قم ببناء سجل الحمل الحراري قبل اختيار المروّجات

ضع قائمة بكل مصدر للحرارة المعقولة المنبعثة داخل حدود الغرفة. تضمّن خسائر توصيل الطاقة في أجهزة التبديل، ومستويات الطاقة للتحكم، والمفاتيح، والمحولات، والمحولات الكهربائية، والمصابيح، وأي أجهزة أخرى تعمل بشكل دائم. حدّد ما إذا كان محول التيار الكهربائي أو نظام شحن البطاريات يتقاسم المساحة؛ قد يتطلب ذلك حسابات منفصلة وأحكام أمان إضافية.

يجب على الموردين بيان أساس عملهم. لا يمكن ضرب رقم قياسي مقاس بمعدل تيار محدد في عامل استخدام يُفترض أنه موجود. تختلف بعض الخسائر مع التيار، في حين قد تظل الأحمال الإضافية ثابتة تقريباً. يرجى من المورد فصل المكونات عند الاقتضاء، ثم يُمكن للمصمم الكهربائي إنشاء حالات تشغيل متزامنة موثوقة.

هذا هو قائمة مرجعية لمساهمات المشروع، وليس مجموعة من الحدود القياسية العددية. يجب أن تكون تنقيح الحسابات مرتبطة بالتشكيلة المعتمدة من المورد. قد يؤدي إضافة مضخة تغذية لاحقة إلى تغيير كل من الحمل الحراري والطريق المتاح لنقل الهواء.

حساب تدفق الهواء من ارتفاع درجة الحرارة المعلن عنه

لاستخدام التوازن الحراري المستقر الأولي، استخدم P = rho × cp × V × delta-T. في هذه الحالة، فإن P هو الحرارة المنقلة في واط، وrho هو كثافة الهواء في الكيلوغرامات لكل متر مكعب، وcp هو الحرارة النوعية في الجول لكل كيلوغرام-كيلوين، وV هو تدفق الهواء السطحي في الكيلومترات المكعبة في الثانية، وdelta-T هو درجة حرارة الهواء في مدخل النظام وخروجه في الكيلوين.

تغيير الترتيب يعطي V = P / (rho × cp × delta-T). . تقرير أبحاث DOE بشأن التهوية، الملحق باء يصف العلاقة المعقولة للطاقة باستخدام تدفق الهواء وخصائص الهواء والفارق في درجة الحرارة. وتختلف تطبيقاته البحثية؛ فالعلاقة وحدها لا تحدد حدود بيئية للمولدات.

لأغراض حساب إيضاحي، افترضوا أن الحمل المعياري للمكان المكتظ بالمواد هو 6,000 واط، وكثافة الهواء 1.20 كجم/م3، ودرجة الحرارة النوعية 1,005 ج/كجم·ك، وارتفاع تدفق الهواء من المخرج إلى مدخل النظام 8 كلفن. الناتج هو 6,000 / (1.20 × 1,005 × 8) = تقريباً 0.622 م³/ثانية, ، أو 2,239 متر مكعب في الساعة. هذه هي مدخلات افتراضية، وليست خسائر أو حدود لدرجة الحرارة مدعومة لمنتج Shenheng.

نتيجة ذلك هي تدفق هواء فعال يحمل الحرارة، وليس مجموعة من خيارات المروحة. تحقق من خصائص الهواء بالنسبة للارتفاع ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة المحلية المسموح بها حول المعدات، وفقدان الهواء عبر الأبواب المنفذة، والمرايا، والأنفاق. قد يؤدي توصيل الهواء المورد مباشرةً إلى مروحة التهوية إلى جعل تدفق الهواء المثالي أقل فائدة بكثير مما تشير إليه هذه التوازن المثالي.

تحقق مما إذا كان الهواء الخارجي قادرًا على القيام بهذه المهمة

إذا كانت الهواء المستورد المقترح أكثر دفئًا من بيئة المعدات المسموح بها، فإن إضافة المزيد من تدفق الهواء الخارجي لن يبرد الغرفة دون أن تصل درجة الحرارة إلى تلك درجة. قد يكون من الضروري استخدام تبريد مبرد أو طريقة أخرى لتخليص الحرارة بنجاح. لا تفرز فارقًا سالبًا أو قريبًا من الصفر في درجة الحرارة في الصيغة، ولا تفسر النتيجة على أنها متطلبات عامل تهوية عملي.

معدلات تبديل الهواء لا تزال مفيدة كإجراء تكميلي وصفي. بالنسبة لغرفة مقاسها 180 متر مكعب، يتوافق التدفق الهوائي الافتراضي مع حوالي 12.4 حجم غرفة في الساعة. ويستند هذا الرقم إلى التوازن الحراري المفترض؛ وهو ليس معدل تهوية الأدنى لكل غرفة من معدات التوزيع.

تحقق من المسار الفعلي للهواء وفقدان الضغط

ارسم المسار الكامل من مدخل الهواء الخارجي إلى منطقة المعدات والتفريغ. سجل مساحة الأبواب الحرّة، والفلترات، والشاشات، والمخفضات، والمنعطفات، وعموديات الأنبوب، ونقطة تشغيل المروحة المقترحة. لا يشكل تدفق الهواء من المروحة على لوحة الإشهار عند مقاومة ضئيلة دليلاً على أن النظام المثبت يوفر الكمية المقدرة.

يجب أن تمنع مراكز الاستقبال والتفريغ من حدوث تكرار سريع للتدفق. تحقق مما إذا كانت الأبواب الجدارية، وخنادق الكابلات، واللوحات المستقبلية، أو المواد المخزنة، تسبب وجود جيوب متكدسة. حافظ على إمكانية الوصول إلى المعدات القابلة للإزالة وممرات الإخلاء واضحة؛ وقم بتنسيق التصميم مع دليل تخطيط غرفة المعدات الكهربائية.

تتطلب التهوية الطبيعية تقييمًا خاصًا لكتلة الجاذبية ومقاومتها. لا تثبت شبكات الحائط الكبيرة كفاءة المنطقة المفتوحة الكافية. يمكن أن يجعل التهوية الميكانيكية تدفق الهواء أكثر قابلية للتنبؤ، لكنها تفرض متطلبات في مجال الطاقة والتحكم والصيانة وفشل النظام. قارن الخيارات باستخدام نفس درجات الحمل الحراري، بدلاً من افتراضات متفائلة مختلفة لكل خيار.

حفظ الرطوبة والتلوث في التصميم

إن دخول المزيد من الهواء الخارجي لا يعني بالضرورة تحسين موثوقية العزل. يمكن أن تسبب تسرب المطر والملوحة والغبار والرطوبة مشاكلًا لا تدركها حسابات التبريد. مرسوم شبكة الجرانيت الوطنية بشأن تدفئة غرف التبديل وتجفيف الرطوبة وتكييف الهواء, يحتوي التقرير الصادر في أكتوبر 2013 على تحذيرات بشأن التهوية المفرطة وتغير درجات الحرارة في البيئات الرطبة. وهو مرجع تاريخي محدد لنوع من الأجهزة وليس شرطًا عالميًا ومستمرًا لجميع المشاريع.

اطلب من المصمم كيفية منع تكون الترسبات الجليدية أثناء التبريد الليلي، والتغيرات الموسمية، وإيقاف التشغيل. إن الرطوبة النسبية وحدها غير كافية دون وجود درجات الحرارة والحد الأدنى للرطوبة. كما أن صيانة مرشحات وإجراءات تصريف المياه تتطلب وصولاً ماديًا. تجنب توجيه الهواء المبرد نحو سطح خزانة محدد دون تقييم توزيع درجة الحرارة الناتجة.

تنسيق التحكم في الغرف مع الموجود نهج منع تشكّل الترسبات في أجهزة التبديل. تستهدف سخانات الأبواب الجدران المختلفة عن تبريد الغرف، ولا ينبغي اعتبارها بديلاً لتصميم الغرفة البيئي. ويقتضي أي متطلب متعلق بالتنفس بالغاز أو التنفيس بالبطارية أو التحكم في الدخان تقييمًا خاصًا به.

تخطيط الضوابط لحالات التشغيل والفشل

حدد مكان تركيب أجهزة الاستشعار وما تعنيه كل إشارة إنذار. يمكن أن يبلغ جهاز استشعار بجانب المدخل عن ظروف مرضية في حال ارتفاع درجة حرارة منطقة المعدات. يجب أن تقع مواقع أجهزة الاستشعار في الأماكن التي تكون درجات حرارتها محدودة، كما يجب أن تكون هذه الأجهزة سهلة الوصول إليها للتعديل دون الحاجة إلى الدخول إلى أجزاء المعدات المحظورة.

تحديد الاستجابة في حالة وجود مروحة متوقفة، أو فلتر محصور، أو وحدة تبريد معطلة. قد تتضمن الخيارات وحدة احتياطية، أو إنذار يتضمن إجراءات من قبل المستخدم، أو تقييد الحمل، أو تسلسل إيقاف التشغيل المبرمج. يعتمد الاختيار على سرعة ارتفاع درجات الحرارة، والنتائج التشغيلية، وفلسفة الحماية المعتمدة. لا تُخصّص فترة سماح عامة دون تحليل داعم.

كما يجب أن تلتزم الضوابط بمتطلبات الحماية من الحرائق والدمس. قد يكون من الضروري استخدام مروحة تبريد عادية لإيقاف التشغيل أو تغيير الوضع في إطار تسلسل طوارئ معتمد. قم بتسجيل هذا التفاعل بشكل صريح حتى لا يصدر حزم الكهرباء والميكانيك صراعات في الأوامر.

اللجنة ضد الأدلة الملموسة على القبول

قبل بدء التشغيل، قارن المسارات المخصصة للتدفق والتدفق الخارجي والوصلات مع الرسومات المعتمدة. تأكد من دوران المروحة ومواضع المدارات والخصائص الخاصة بالمرشحات وتحديد كابلات التحكم وتحديد إشارات الإنذار. يجب أن يتم إجراء القياسات والتعديلات من قبل موظفين مؤهلين وفقًا لترتيبات العمل الآمنة الخاصة بالمشروع.

قياس تدفق الهواء الموزع في ظل ظروف مقاومة نموذجية، ثم تسجيل درجات الحرارة في مواقع الغرفة المتفق عليها. الاحتفاظ بوزن المعدات والظروف الخارجية وتكوين التشغيل مع كل قراءة. لا يمكن لصباح بارد بدون معدات تشغيلية غير مخصصة للعمل في اليوم الأكثر سخونة في اليوم الكامل، أن يثبت بشكل مستقل أداء المعدات؛ استخدم طريقة الحساب والتشغيل المعتمدة لإغلاق هذه الفجوة.

في حالة توفرها، يجب تضمين اختبار آمن ووظيفي للإنذارات وتشغيل الاستعداد. يجب الحفاظ على انخفاض ضغط الفلتر الأساسي، وتوفير تعليمات الوصول للعمليات الصيانة. في حال كانت الأداء غير كاف، يجب التحقيق في انخفاض تدفق الهواء بسبب ماس كهربائي أو ارتفاع غير متوقع في درجة الحرارة أو قيود أخرى قبل زيادة سرعة المروحة. قد يؤدي ذلك إلى زيادة الضوضاء واستخدام الطاقة دون حل مشكلة منطقة الجهاز.

فيديو: فهم توزيع تدفق الهواء قبل استعراض الغرفة

يدعم الفيديو التعليمي الوارد أدناه مبادئ تدفق الهواء وإزالة الحرارة المذكورة هنا. قم بتطبيق هذه المبادئ من خلال التصميم الميكانيكي للمشروع وحدود المعدات؛ ولا يثبت الفيديو وجود غرفة كهربائية أو يحل محل سجل الحسابات والموافقة.

التعلم الإضافي: محاضرة – 39 حسابات حمولة التبريد والتدفئة — nptelhrd. الخلفية التعليمية: هذه ليست ترخيص تشغيلي. افتح الفيديو على يوتيوب.

معلومات المشتريات التي تمنع إعادة التصميم المتأخر

أرسل إلى مصمّم الآلات أبعاد المجموعة المعتمدة، وتخطيط الغرفة، وفقدان الموردين، والحالات التشغيلية والحدود البيئية معًا. اسأل عن حساب يحدد من أين جاء كل عنصر من المكونات. من الصعب مراجعة أو الحفاظ على رقم واحد غير مبرر لقدرة التبريد عندما يتغير المشروع.

طلب نقاط العمليات الخاصة بالمراوح، ومخصصات المرشحات، ومعايير الصوت، ومصدر الطاقة، ومواقع الاستشعار، ومصفوفة الإنذار، ومسار الصيانة. حدد المقاول الذي يقوم بتوريد الأبواب المنفتحة، ومداخلات الحرائق، والتحكمات، والفتحات. غالبًا ما توضح هذه الحدود الخاصة بالباقة سبب وصول وحدة تبريد كاملة دون وجود تركيب تشغيلي كامل.

في حالة التوسعة، يجب تمييز المساحة المخصصة للمعدات عن القدرة التبريدية الفعلية المثبتة. يجب تسجيل الحدث الذي سيؤدي إلى إعادة حساب الحملات، والمسار المادي اللازم لإضافة القدرة. هذا يضمن اتخاذ قرار هندسي يمكن الاستفادة منه بدلاً من الوعد غير الموثق بأن الغرفة مقاومة للتطورات المستقبلية.

الأسئلة الشائعة

هل عدد ثابت من تغييرات الهواء كافي لتبريد غرفة المعدات الكهربائية؟

لا. تُحدد تغييرات الهواء تدفق الهواء بالنسبة لحجم الغرفة. وتعتمد الكفاية على الحمل الحراري الفعلي، ودرجة حرارة الهواء الوارد، وتوزيع تدفق الهواء المفيد، وحدود البيئة المعتمدة للمعدات. يجب أولاً تحديد توازن الحرارة، ثم استخدام تغييرات الهواء كإجراء تكميلي.

هل يمكن للتهوية العادية أن تحل محل تكييف الهواء؟

ولا يمكن تحقيق الاستقرار المطلوب إلا عندما يتمكن الهواء الداخل والتدفق الفعال للهواء من الحفاظ على البيئة المطلوبة وفقًا لظروف التصميم. وإذا كان الهواء الخارجي دافئًا أو رطبًا أو ملوثًا، فقد يكون من الضروري استخدام حل تبريد أو تكييف مختلف. قم بتوثيق القرار بدلاً من افتراض أن أحد النهج يناسب كل موقع.

هل يجب استخدام التيار المقنن للمولدات الكهربائية كمعدل الحمل الحراري؟

لا. التيار ليس كمية حرارية. احصل على بيانات فقدان الطاقة باستخدام أساس تشغيلي، وأضف مكاسب أخرى في الغرفة، وقم بتقييم حالات الحمل الموثوقة. لا تحوّل القدرة الكهربائية للمعدات إلى وظيفة تبريد الغرفة مباشرةً.

ما الذي ينبغي الاحتفاظ به بعد التشغيل؟

احتفظ بسجل الحمل الحراري المعتمد، وحساب تدفق الهواء، وحدود المعدات، واستهلاك المروحة، والتدفق الحراري المقاس، ومواقع درجة الحرارة، وظروف التشغيل، واختبارات التشغيل، وإرشادات الصيانة. تتيح هذه السجلات تقييم التغييرات اللاحقة وفقًا لمبدأ التصميم الأصلي.