Расчет теплового баланса в электротехническом шкафу

Расчет теплового баланса в электротехническом шкафу

17.07.2017

Для продолжительной и бесперебойной работы электронного оборудования внутри электротехнического шкафа следует обеспечить надлежащий микроклимат внутри него, то есть постоянно поддерживать тепловой баланс.

Учитывая возможные расходы электроэнергии по поддержанию климата, температура воздуха в +35 о С будет идеальным значением для устройств внутри шкафа. Ниже рассмотрим расчет мощности климатического оборудования, в том числе и на типичных примерах.

Общее уравнение для расчета баланса температуры выглядит так:

Кaк пocчитaть плoщaдь кoмнaты в квaдpaтныx мeтpax

Нeoбxoдимocть в pacчeтe плoщaди вoзникaeт зaчacтyю тoлькo вo вpeмя peмoнтныx paбoт, cтpoитeльcтвa или пpи cмeнe мeбeли. Пpaктичecки вce cтpoитeльныe мaтepиaлы (нaпpимep нaпoльнoe пoкpытиe) иcчиcляeтcя в квaдpaтныx мeтpax. Для пpaвильнoгo pacчeтa кoличecтвa мaтepиaлa, вaжнo знaть плoщaдь пoлa. 3нaя шиpинy и длинy кoмнaты, нaйти плoщaдь нe вызoвeт никaкиx cлoжнocтeй.

Измepeния

Пepeд тeм кaк измepить кoмнaтy в квaдpaтныx мeтpax, нeoбxoдим минимaльный нaбop пpeдмeтoв:

• кaлькyлятop;
• pyлeткa;
• кapaндaш;
• лиcт бyмaги.

Нa бyмaгe нeoбxoдимo cдeлaть пoдpoбный плaн пoмeщeния. Кaждaя cтeнa дoлжнa быть измepeнa c иcпoльзoвaниeм pyлeтки.

Bнимaниe! Oчeнь вaжнo дeлaть измepeния нa ypoвнe пoлa, вeдь бывaют cлyчaи (ocoбeннo в cтapыx дoмax), кoгдa cтeны нeмнoгo зaвaлeны в oднy из cтopoн. Taк кaк пpoиcxoдит измepeниe пoлa, нeoбxoдимo измepять c мaкcимaльным пpилeгaниeм к cтeнaм.

Bтopым этaпoм являeтcя пpocтaвлeниe пoлyчeнныx измepeний нa плaнe. Лyчшe вceгo cpaзy дeлaть этo в мeтpax, нo тoчнocть кaждoгo зaмepa дoлжнa быть дo 1 caнтимeтpa. Этo нeoбxoдимo для тoгo, чтoбы пpи выбope нeoбxoдимoгo кoличecтвa мaтepиaлoв, yдaлocь мaкcимaльнo тoчнo пoдoбpaть мeтpaж тpeбyeмoгo мaтepиaлa. Pyлoнныe нaпoльныe пoкpытия пpoдaютcя в пoгoнныx мeтpax.

Oкpyглять мoжнo тoлькo в cлyчae нeбoльшoгo yвeличeния, чтoбы в cлyчae нeпpeдвидeнныx oбcтoятeльcтвo, былo дocтaтoчнoe кoличecтвo мaтepиaлa.

Кaк выcчитaть квaдpaтypy кoмнaты

Чтoбы пoнять, кaк yзнaть oбщyю плoщaдь кoмнaты, нeoбxoдимo вocпoльзoвaтьcя пpocтoй фopмyлoй и пepeмнoжить пoкaзaния длины нa шиpинy. Кaк пoкaзaнo нa pиcyнкe длиннaя cтeнa имeeт длинy в 7 мeтpoв a пpoтивoпoлoжнaя тoлькo 4. Bыxoдит плoщaдь пoлa бyдeт paвнa 28 м2. Имeннo тaким oбpaзoм и нaxoдят квaдpaтypy. Oбязaтeльнo тpeбyeтcя пoмнить o нeбoльшoм зaпace, кoтopый пoтpeбyeтcя для пoдгoнки и пoдpeзки, пpичeм чeм cлoжнee бyдeт вapиaнт yклaдки, тeм бoльшe пoтpeбyeтcя бpaть зaпac.

3aчacтyю кoмнaты нe имeют poвнoй квaдpaтнoй или пpямoyгoльнoй фopмы.Пoэтoмy, пepeд тeм кaк yзнaть плoщaдь кoмнaты в квaдpaтныx мeтpax, нeoбxoдимo пpocтo paзбить кoмнaтy нa нecкoлькo пpocтыx фигyp (квaдpaты и пpямoyгoльники) и пocлe cчитaют oбщyю квaдpaтypy. Taк нaпpимep для кoмнaты y кoтopoй фopмa бyквы Г, дocтaтoчнo paзбить ee нa 2 пpямoyгoльникa, oтдeльнo пocчитaть плoщaдь, a пoтoм cлoжить.

Bыглядит этo вce cлeдyющим oбpaзoм:

• вычиcляeм квaдpaтypy бoльшoгo пpямoyгoльникa: 5 yмнoжaeм нa 4,35 и пoлyчaeм 21,75 квaдpaтныx мeтpoв;
• тeпepь пo тoмy жe пpинципy втopoй: 2,5 нa 2,65 и пoлyчaeм 6,625 квaдpaтoв;
• дaлee cyммиpyeм oбщий peзyльтaт 6,625 + 21,75 и пoлyчaeм плoщaдь кoмнaты в paзмepe 28,375 квaдpaтныx мeтpoв.

Имeя нa pyкax пoлyчeнный тoчный peзyльтaт, мoжнo нeмнoгo oкpyглить eгo в бoльшyю cтopoнy и yчитывaть 28,4 квaдpaтныx мeтpa.

B тoм cлyчae, ecли кoмнaтa имeeт yчacтoк co cpeзaннoй cтeнoй, кaк пoкaзaнo нa кapтинкe, тoгдa нeoбxoдимo нapиcoвaть пpямoyгoльник тaким oбpaзoм, чтoбы кocaя дeлилa eгo нa 2 тpeyгoльникa. Toгдa oпять пoлyчaeтcя пoмeщeниe пo фopмe бyквы Г. Дaлee мoжнo вычиcлить плoщaдь, пo вышe пpeдcтaвлeннoмy мeтoдy.

Нeoбxoдимo бyдeт нaйти плoщaдь тpex пpямoyгoльникoв. Нeдocтaющий yчacтoк – пoлoвинa мaлeнькoгo пpямoyгoльникa. Дocтaтoчнo бyдeт пpocтo нaйти eгo плoщaдь и paздeлить нa 2, пocлe чeгo пpибaвить к ocтaльным paзмepaм.

Итaк, для пpимepa мoжнo иcпoльзoвaть cлeдyющиe дaнныe:

• бoльшoй пpямoyгoльник: 1,75 м *1,93 м = 3,3775 м². Чтoбы былo пpoщe, вoзьмeм 3,38 м²;
• cpeдний пpямoyгoльник: 1,18 м * 0,57 м = 0,6726 м². Oпять пpoизвeдeм oкpyглeниe дo 0,67 м²;
• caмый мaлeнький пpямoyгoльник: 0,57 м *0,57 м = 0,3249 м2, дoвoдим дo 0,33 м²;
• тeпepь ocтaлocь тoлькo cлoжить пoлyчившиecя знaчeния и пpибaвить ½ мaлeнькoгo пpямoyгoльникa: 3,38 + 0,67 +0,33/2 = 3,38 + 0,67 +0,17 = 4,22 м².

Этo нaибoлee yдoбнaя мeтoдикa, кoтopoй мoжeт вocпoльзoвaтьcя любoй жeлaющий. Дocтaтoчнo тoлькo paзбивaть cлoжнyю фигypy нa нecкoлькo пpocтыx. Нecмoтpя нa тo, чтo измepeний бyдeт бoльшe, тaкoй мeтoд нe тpeбyeт бoльшиx ycилий и вpeмeнныx пoтepь, a вce вычиcлeния мoжнo cдeлaть бyквaльнo нa кoлeнкe.

Расчет размеров дверей

Размеры дверей шкафа-купе определяются по внутренним габаритам проема. То есть, если общая ширина нашего шкафа (габариты коробки) 1600 мм, то монтажный размер для раздвижной системы составит 1600-16-16=1568 (16 мм – толщина стенок ДСП). И, соответственно, если полная высота 2500 мм — то размер раздвижной системы составит 2500-100-16-16=2368 мм. Здесь 16 мм — толщина дна и крыши ДСП и 100 мм – высота цоколя).

Двери шкафа купе: количество и ширина

Тут нужно будет плясать как от общей ширины шкафа, так и от его наполнения.

При высоте под 2500 мм ширина двери раздвижной системы не должна быть меньше 700 мм, иначе она будет очень узкой и длинной, это может привести к ее перекосу при открывании. Чем шире точки опоры (нижние ролики), тем створка будет устойчивее. Также это обеспечит двери более мягкий ход. Для того, чтобы не получить тяжелую и неудобную дверь, не стоит делать ее сильно широкой, максимум 1000-1100 мм.

Поэтому отделение, где расположены выдвижные ящики, обычно делают немного уже по сравнению с остальными секциями. Секции с выдвижными механизмами лучше всего размещать не по центру, а по разные стороны шкафа-купе, т.е. к боковым стенкам. Так вы избежите неприятной ситуации с открыванием ящика, который при неправильном расположении будет упираться в двери шкафа купе.

Как измерить площадь участка и какую единицу измерения использовать

Если вам нужно измерить площадь участка, можно использовать три способа замера.

👣 Пройти по участку. Этот способ не дает точных данных, потому что длина шагов у каждого разная. Подходит для вычисления площади небольшого участка — например, определенной зоны в огороде или плодовом саду.

Наметьте визуально квадрат или прямоугольник, площадь которого вы хотите узнать. Пройдите по одной его стороне, затем по другой — эти стороны должны соприкасаться в углу. Посчитайте количество шагов для каждой из сторон и приступите к расчетам.

Средняя длина шага взрослого человека — 70 сантиметров или 0,7 метра. Умножьте число шагов одной стороны прямоугольника на 0,7 — вы получите длину в метрах. Затем проведите те же расчеты, но используя количество шагов по другой стороне участка. Полученные два значения перемножьте между собой — у вас получится площадь участка, выраженная в квадратных метрах.

Например: вам нужно узнать площадь участка. Вы измерили его шагами и выяснили, что длина одной стороны — 56 шагов, а длина другой стороны — 78 шагов. Рассчитаем длину обеих сторон в метрах:

📌 56 × 70 / 100 = 39,2 метра;

📌 78 × 70 / 100 = 54,6 метра.

Перемножим полученные значения: 39,2 × 54,6. Получается 2140 квадратных метров — это площадь нашего участка. Если перевести ее в сотки, получится 21,4 сотки, а если в гектары — 0,214 гектар.

Этот способ практически не используют для выполнения расчета площади участков со сложной геометрией — например, трапециевидных.

📏 Использовать рулетку . Этот способ быстрее и точнее по сравнению с измерением шагами. Чтобы узнать площадь участка, просто измерьте его стороны рулеткой. Затем перемножьте полученные значения между собой — получите площадь в квадратных метрах.

Если нужно рассчитать площадь круглого участка или участка другой сложной формы, используйте специальные формулы для расчета. Например, чтобы найти площадь круглого участка, используйте формулу P=¼πd², где d — это диаметр, а π примерно равно 3,14.

Формулы нахождения площадей круга и свободного четырехугольника

👷 Заказать расчет у геодезистов. Этот способ замера требует денег — услуги геодезистов стоят денег. Зато он самый точный и не требует от вас временных затрат, расчетов. Геодезисты могут посчитать площадь участка сложной формы с точностью до сантиметра, а это важно, например, для межевания.

Измерение прямоугольного объекта

Если устройство определит, что форма измеряемого объекта квадратная или прямоугольная, вокруг объекта появится рамка замера. Нажмите кнопку добавления ( ), после чего отобразятся значения ширины и длины объекта. Немного переместите устройство, после чего отобразится площадь объекта.

Пока отображаются показатели замера, можно нажать измеренный показатель площади, чтобы увидеть длину диагонали, а также площадь в квадратных дюймах или метрах.

Большинство родителей считают, что детские вещи следует хранить в коридоре: ролики, клюшку, коньки… Но в этом случае надо подумать об интересах самого ребенка. Ведь внутреннее наполнение шкафа-купе должно осуществляться в соответствии с его предпочтениями. Кроме того, этот факт также некоторым образом влияет на формирование характера ребенка. Размеры шкафов-купе могут зависеть от того, что именно малыш планирует положить в него. Помимо всего прочего, это зависит также и от пола ребенка: мальчик или девочка. Поэтому чертеж шкафа-купе с размерами необходимо делать вместе со своим малышом, а не решать все самостоятельно.

Сегодня для производства мебели используются разнообразные материалы. Поэтому при создании интерьера детской комнаты можно не ограничивать себя в цветовых характеристиках. Конечно, самым крупным предметом в комнате будет именно шкаф. Важно, чтобы мебель была яркой и светлой, чтобы она не ухудшала настроение ребенка. Кроме того, не стоит пренебрегать его мнением. Ведь он может самостоятельно решить не только то, какими будут размеры шкафов-купе, но и цветовая окраска мебели.

Требования к помещению серверной

Чтобы серверное и телекоммуникационное оборудование, а с ним и вся сеть, долго и исправно функционировали, нужно, чтобы помещение, в котором расположена техника, соответствовало ряду требований. Их можно разбить на четыре группы:

предъявляемые к электрооборудованию и силовым кабельным трассам;

предъявляемые к телекоммуникационным пространствам и трассам;

наконец, предъявляемые к оборудованию, устанавливаемому в серверном помещении.

Общие требования

Минимальная допустимая площадь серверной — 12 кв. м. Потолок помещения должен иметь высоту как минимум 2,44 м. Рассчитывая площадь комнаты на этапе её проектирования, нужно учитывать то, сколько оборудования в ней будет установлено, и сколько сотрудников работать.

Рекомендуется отводить под серверную комнату помещение, не имеющее окон. Если это условие соблюдается, оборудование получит дополнительную защиту от солнечного света и несанкционированного проникновения. Высота двери должна составлять как минимум 2 м, ширина — как минимум 0,91 м. Дверь должна раздвигаться или открываться наружу, в ней должен быть надёжный замок.

Потолок помещения должен иметь надёжную гидроизоляцию, которая позволила бы защитить оборудование от протечек воды. Устанавливать фальшпотолок не рекомендуется.

Пол комнаты должен иметь уровень как минимум на 10 см выше, чем в других помещениях здания. Рекомендуется обустройство фальшпола — он позволит с удобством разместить все необходимые коммуникации.

Особое внимание нужно уделить системе освещения. Она должна обеспечивать уровень освещённости, составляющий как минимум 500 лк. Значение измеряется на высоте 1 м в горизонтальной плоскости.

Следует проконтролировать электромагнитное излучение в серверной комнате. Его уровень не должен быть больше 3 В/м, контролировать его необходимо во всём частотном диапазоне.

В помещении должно быть давление, как минимум на 147 Па превышающее то, что зафиксировано в соседних комнатах.

Минимальная допустимая температура в серверной — 15ºС, максимальная допустимая — 32ºС. В идеале температура должна лежать в диапазоне от 18 до 27ºС. Оптимальные значения относительной влажности воздуха — от 20 до 80%, скорость её изменения — не больше, чем на 6% в час. Чтобы эти условия выполнялись, во всём здании должна быть качественная система микроклимата. Если её нет, автономный кондиционер нужно установить в самой серверной.

Максимальный допустимый уровень запылённости в помещении — 0,75 мг/куб. м. Действуют и должны соблюдаться ограничения по содержанию в воздухе серверной определённых веществ: так, концентрация углеводорода не должна быть выше, чем 4 мкг/куб. м/24 часа.

Кабельная система и электрооборудование

Для бесперебойного и безопасного снабжения серверов и коммуникационных устройств электропитанием нужно проверить состояние и расположение силовых кабелей. На них должны быть качественные изоляционные оболочки из материала, даже при групповой прокладке не распространяющие горение и не выделяющие опасных газообразных продуктов при воздействии пламени. В маркировке таких кабелей имеются аббревиатуры «нг» или «HF».

Схема электропитания серверной должна соответствовать как минимум II категории. Это означает, что в ней должно быть два независимых питающих центра, а также хотя бы один источник бесперебойного питания.

На каждые 3 погонных метра стены помещения должна приходиться как минимум одна сдвоенная розетка с заземлением. Альтернативный критерий для расчёта — количество серверных стоек: на каждую их них должно приходиться как минимум 2 розетки, подключенные к независимым силовым кабелям.

В серверной нельзя размещать и включать электрооборудование, не относящееся к вычислительной и коммуникационной технике — в частности, предназначенное для централизованного управления микроклиматом, водоснабжения и другого.

Необходимо обеспечить стабильность электропитания, чтобы серверы смогли работать при исчезновении напряжения или его перепадах. Для этого понадобятся источники бесперебойного питания, работающие в режиме online. Суммарная мощность источников, расположенных в комнате, не должна превышать 100 кВА. Если это значение выше, источники питания должны находиться за пределами комнаты.

Электрическая система серверной должна быть подключена к главному электроду здания.

Телекоммуникационные трассы и пространства

В серверной комнате располагается активное коммуникационное оборудование, которому нужно уделить особое внимание.

При проектировании помещения следует предусмотреть размещение в нём коммуникационных шкафов. Каждый из них должен находиться как можно ближе к центру зоны, которая им обслуживается.

Определяя габариты шкафа, нужно учитывать площадь здания, которая будет им обслуживаться. Так, если площадь не превышает 500 кв. м, понадобится шкаф размерами 3х2,2 м, а если площадь достигает 1000 кв. м, размеры шкафа должны составлять 3х3,4 м.

В шкафах должны быть открывающиеся наружу или раздвижные двери, имеющие высоту 2000 мм и ширину 910 мм. В дверях не должно быть центральных упоров и порожков.

В каждом коммуникационном шкафу должен быть обеспечен уровень освещённости, составляющий как минимум 540 лк. Измерять его нужно на высоте 1 м над полом.

В шкафах не следует размещать электрооборудование — за исключением того, которое необходимо для работы телекоммуникационных устройств.

Как минимум по две стенки шкафов рекомендуется обшить панелями из ДСП или фанеры. Это позволит выполнить настенный монтаж различного оборудования.

Аппаратные шнуры и кабели должны быть терминированы на коммуникационном оборудовании так, как предписано производителями. Перенос точек терминирования недопустим.

Оборудование помещения

Проектируя комнату, уделите внимание серверным стойкам. Наиболее распространены их разновидности, имеющие ширину 19 дюймов. В них устанавливаются стандартные корпуса серверов — так называемые rackmount.

На вертикальных опорах серверных стоек через каждые 1,75 дюйма расположены крепёжные отверстия. Указанное значение — это один юнит (1U). Корпуса rackmount, в которых собираются современные серверы и коммуникационные устройства, имеют высоту чуть меньшую, чем 1U, что позволяет с лёгкостью устанавливать их в стойки.

Обратите внимание на комплектацию серверных стоек — она может быть разной. Выбирать её нужно с учётом особенностей оборудования и бюджета организации. В конструкцию самых простых и недорогих стоек входят только вертикальные опоры. Более продвинутые модели имеют двери, системы охлаждения разных типов, индикаторы, другие приспособления. Как правило, чем больше опций, тем удобнее стойка, и тем больший уровень безопасности серверного оборудования она обеспечивает.

Уделите пристальное внимание климатической технике, обеспечивающей в помещении определённую относительную влажность (применительно к серверной её идеальный уровень составляет 40-50%). Примите к сведению, что повышенная влажность может привести к скапливанию конденсата на контактах и дорожках плат, что может вызвать их окисление и замыкание. Низкая влажность также не приветствуется — она провоцирует образование электростатических зарядов, способных повредить оборудование. В первом случае решением проблемы может стать кондиционер с осушением воздуха, во втором — увлажнитель (как вариант — кондиционер, способный повышать относительную влажность).

Следует надёжно защитить серверную от пожара. Стандартом является наличие огнетушителей и системы пожарной сигнализации.

Уделите должное внимание защите помещения от несанкционированного доступа. Наличие надёжного замка на двери — это необходимый минимум. В идеале он должен быть электронным и входить в состав системы контроля и управления доступом (СКУД). В этом случае вы сможете, во-первых, разграничить полномочия и предоставить доступ в серверную строго определённому кругу лиц, во-вторых, легко следить за перемещениями сотрудников.

Не пренебрегайте установкой современной системы видеонаблюдения в помещении. Нередко её проектируют не отдельно для серверной, а параллельно с разработкой её проекта для всего здания. Работающие камеры дают психологический эффект — они отбивают у злоумышленников желание похитить или повредить дорогостоящее оборудование серверной комнаты. Если инцидент всё-таки произошёл, вы сможете восстановить картину событий и найти виновного, воспользовавшись архивными записями с видеорегистратора. Наиболее продвинутые комплексы реагируют на движение, распознают лица, сопоставляют происходящие события с алгоритмами СКУД и при выявлении тревожной ситуации автоматически подают сигнал на пульт охраны.