Title: Большой гайд: вентиляция и кондиционировk Post by: safar1980 on May 16, 2021, 04:48:24 PM Большой гайд: вентиляция и кондиционирование помещения
Гайд годный, продублирую "Доброе время суток, дорогие форумчане! Я являюсь инженером сетей теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования, и решил написать небольшой гайд по организации воздухообмена и охлаждению помещений. Гайд постараюсь структуризировать, и рассказать некоторые тонкости, но в то же время расчеты теплопоступлений и тепловых потерь - довольно объемный процесс, и дабы не запутать вас большим количеством расчетов и нормативных документов - буду немного упрощать. 1. Немного теории. Работа майнингового оборудования происходит с выделением теплоты, и эту теплоту необходимо отводить от чипов. Видеокарты, асики, процессоры и блоки питания имеют для этого собственные вентиляторы, которые прогоняя воздух через радиатор охлаждают его, а радиатор в свою очередь охлаждает необходимый элемент. Чем холоднее воздух в помещении, тем эффективнее будет охлаждение, однако отводимая теплота поднимает температуру воздуха в помещении. В какой то момент может возникнуть ситуация, когда разогретый воздух в помещении не способен будет снять необходимую тепловую мощность с оборудования и оборудование начнет перегреваться. Температура воздуха в помещении разнится в зависимости от высотной отметки. Горячий воздух имеет меньшую плотность и стремится подняться выше. Например, в квартире температура на высоте органов дыхания может быть +20С, около пола +18С, а под потолком +22С. Тепло отводимое от оборудования так же стремится уйти вверх, и чем выше находится риг, тем хуже его условия. Таким образом для эффективной работы системы охлаждения оборудования необходимо поддерживать расчетную температуру воздуха в рабочей зоне помещения. 2. Варианты охлаждения помещения. Есть два основных варианта охлаждения помещения - устройство системы вентиляции и устройство системы кондиционирования. а) устройство системы вентиляции. Если наружный воздух за границами помещения имеет меньшую температуру, чем расчетная температура воздуха в помещении - устройство системы вентиляции будет оптимальным решением. Система вентиляции может быть общеобменной или местной. Общеобменная вентиляция - это подача, вытяжка или комбинация обоих вариантов для всего объема помещения. Локальная вентиляция представляет собой вытяжку и/или приток в каком-то конкретном месте помещения, в непосредственной близости от оборудования. Общеобменная вентиляция может быть приточной, вытяжной или приточно-вытяжной. Вентиляция может быть с механическим побуждением (вентилятор) или естественной (например, открытое окно). Приточная вентиляция с механическим побуждением - это забор воздуха с улицы (или соседнего помещения) и нагнетание его с помощью вентилятора в обслуживаемое помещение. Вытяжная вентиляция с механическим побуждением - это забор воздуха из помещения и нагнетание его с помощью вентилятора на улицу (или в соседнее помещение) Естественная вентиляция - это приток или вытяжка, организованная без применения вентилятора. Устройство приточно-вытяжной вентиляции с естественным побуждением - это малоэффективный способ для наших целей, и его рассматривать не будем, однако надо понимать, что если мы устраиваем принудительную вытяжку без притока, то приток необходимо обеспечить через открытое окно, из соседней комнаты или через какие-либо приточные решетки. Это и будет естественный приток. Тоже самое и с обратной стороны: если мы нагнетаем в помещение воздух с улицы, то необходимо обеспечить какую-либо естественную вытяжку, дабы воздух мог выходить на улицу или куда-то еще. Объем подаваемого и удаляемого воздуха необходимо определить с учетом ассимиляции теплопоступлений от оборудования и он будет зависеть от температуры приточного и удаляемого воздуха. Распределение воздуха в помещении осуществляется путем выбора точек притока и вытяжки. Если организовать и вытяжку и приток на одной стороне помещения, а оборудование установить на другой, то сильного эффекта такие мероприятия не возымеют, т.к. свежий приточный воздух будет сразу же удаляться из помещения. Местная вентиляция - это забор воздуха непосредственно от оборудования и/или подача свежего воздуха непосредственно к оборудованию. Пример местной вытяжки - это вытяжной зонт на кухне над плитой, которая забирает избыточное тепло и влагу в процессе готовки и выбрасывает за пределы помещения. б) Устройство системы кондиционирования Существует 2 варианта - центральное кондиционирование и местное кондиционирование. Центральное кондиционирование - это приточная система вентиляции с охладителем (воздух забирается с улицы, попадает в приточную установку, охлаждается и подается в помещение). Это довольно дорогой вариант, и может быть обоснован только при очень больших мощностях, скажем так от 20 кВт. Местное кондиционирование - это кондиционирование с помощью местных доводчиков (сплит-системы, VRV-системы, фанкойлы и т.д.). В данном случае воздух в помещении не меняется, мы не забираем ничего с улицы, и не выбрасываем на улицу, а лишь охлаждаем воздух, находящийся в границах помещения. Плюсы и минусы: Система вентиляции: Плюсы: - Цена системы. Основные затраты - вентилятор, воздуховоды, фильтры, воздухораспределительные устройства (решетки, диффузоры). Минусы: - Воздух перед подачей в помещение желательно очищать. - Количество воздуха, необходимое для ассимиляции теплопоступлений зависит от климата, и если климат жаркий, зачастую нужны слишком большие объемы, либо вообще не возможно ассимилировать теплопоступления. Система центрального кондиционирования: Плюсы: - Возможность обеспечивать заданные параметры воздуха в широком диапазоне в огромных помещениях. Минусы: - Большая цена, серьезное оборудование. - Сложный монтаж Система местного кондиционирования: Плюсы: - Нет необходимости обрабатывать воздух. - Легко смонтировать - Легко подобрать необходимую мощность Минусы: - Устанавливать необходимо силами специалистов - Большое потребление электроэнергии - Довольно высокая цена по сравнению с вентиляцией. 3. Расчетные параметры. Для подбора оборудования необходимо определить расчетные параметры. а) Расчетная температура воздуха в помещении б) Теплоизбытки в) расчетная температура наружного воздуха (только для вентиляции и центрального кондиционирования) а) Расчетная температура воздуха в помещении. Всё оборудование рассчитано на работу в определенных условиях. Требуемую температуру воздуха в помещении для конкретного оборудования необходимо запрашивать у производителя. Но если в случае с асиками есть вероятность того, что вам ответят, то в случае с видеокартами, боюсь, конкретный ответ получить сложно. Исходя из того, что видеокарты рассчитаны на работу в компьютерах, а за компьютером сидит человек, логично предположить что производитель предусматривал работу видеокарты при температуре комфортного для человека воздуха +- 10С. Таким образом определим верхний порог по температуре в помещении майнинговой фермы на видеокартах в 30С. Для асиков думаю будет что-то похожее. б) Тепловые избытки в помещении определяются как сумма теплоты от работающего оборудования и теплопоступления от солнечной радиации. Возможны так же еще какие-то теплопоступления, например если ферма расположена в гараже, то паркуя в нем автомобиль, какое-то время он тоже будет являться источником теплопоступлений. Любой предмет или ограждающая конструкция (стены) с температурой выше температуры воздуха будет отдавать тепло в помещение, и его необходимо учитывать. Электрическое оборудование, не совершающее механическую работу преобразует практически всю потребляемую электрическую энергию в тепловую. Таким образом для определения теплопоступлений от оборудования необходимо знать его потребляемую мощность. Замечательно, если можно замерить потребление из розетки, смело берем эту цифру. Теплопоступления от солнечной радиации будут только в том случае если в помещении есть окна. Количество поступающей теплоты зависит от площади окон, ориентации по свету (южное, северо-западное и т.д.), географического положения, степени остекленности и технологии изготовления стекла (есть стекла, отражающие часть тепловой энергии). Для определения теплового потока от солнечной радиации есть целая методика, но большинство людей запутаются, поэтому мы будем очень сильно упрощать и прикидывать примерно. Определяемся с географическим положением нашей фермы, и лезем в ПОСОБИЕ 2.91 к СНиП 2.04.05-91, находим там таблицу 1 и в соответствии с географической широтой и ориентацией окну по сторонам света определяем максимальные теплопоступления от солнечной радиации. Эту цифру делим на коэффициент 0.4...0.8 и получаем расчетное значение. Коэффициент я ввожу свой, и он будет учитывать сразу кучу параметров - остекление (одинарное, двойное), наличие и качество солнцезащитных устройств (шторы, жалюзи), деревянный, пластиковый или металлический стеклопакет. Если у нас двухкамерный стеклопакет с деревянным или ПВХ профилем, да еще и со шторами и светоотражающим покрытием - это хорошо, берем коэффициент 0,4. Если одинарный стеклопакет, алюминиевый профиль и никаких штор - берем 0,8. в) расчетная температура наружного воздуха (только для вентиляции и центрального кондиционирования). Если мы собираемся избавляться от теплоизбытков посредством вентиляции - мы буквально хотим забирать воздух с улицы и подавать его в помещение. Здесь нам необходимо знать температуру наружного воздуха в расчетный период, и мы смотрим ее в СП 131.13330.2018 "Строительная климатология" Таблица 4.1, столбец 4." Источник https://miningclub.info/threads/bolshoj-gajd-ventiljacija-i-kondicionirovanie-pomeschenija.82573/ Title: Re: Большой гайд: вентиляция и кондиционировk Post by: safar1980 on May 16, 2021, 04:49:35 PM "4. Расчет и подбор оборудования.
Для начала нам необходимо определиться с принципиальным решением, выбираем вентиляцию или кондиционирование. В плане подбора оборудования - кондиционер в лице сплит-системы будет самым простым решением. а) Подбор сплит-системы. Здесь все банально: считаем все теплопоступления, суммируем их и получаем необходимую холодопроизводительность. Далее находим интересующий бренд и выбираем модель по необходимой холодопроизводительности. б) Подбор системы вентиляции. Тут всё на порядок сложнее, нам прежде всего необходимо определиться с количеством подаваемого воздуха. Определяем его по формуле: L=3,6*Q/(1,2х1,005х(Твн-Тнар)), где L- расход воздуха, м3/ч Q - теплопоизбытки, Вт Твн - температура вытяжного воздуха (воздух в помещении) Тнар - температура приточного воздуха Теперь необходимо выбрать сечение воздуховода. Если слишком заузить сечение - будет неприятный шум и свист, а вентилятор должен быть на порядок мощнее, чтоб протянуть необходимое количество воздуха через узкий воздуховод. Если сечение будет слишком большим - это нецелесообразно с экономической точки зрения и не удобно в плане монтажа. Оптимальными будут скорости в районе 2-3 м/с. Находим какую-нибудь табличку, типа этой типа этой и подбираем сечение. Далее, получив искомое количество необходимого воздуха, выбираем вентилятор, желательно фильтр к нему, обратный клапан при необходимости. Вентилятор выбирается по двум параметрам - расход воздуха и давление. Расход воздуха нам известен, а давление зависит от сечения воздуховода, его длины, потерь давления на отводах, переходах, клапанах, фильтрах и воздухораспределительных решетках. Вероятнее всего наша приточная система будет маленькой и ненасыщенной, поэтому опустим этот параметр, т.к. практически любой вентилятор сможет прокачать несколько метров воздуховода, с парой отводов и вент. решеткой. 5. Объемно-планировочные решения. Здесь мы обдумываем как и где будет размещаться наша система. В случае с кондиционированием всё просто - вешаем внутренний блок на свободную стену, желательно так чтоб он дул непосредственно на оборудование, размещаем наружный блок на фасаде или кровле, выводим дренаж на улицу или в канализацию и наслаждаемся результатом. С системой вентиляции же перед нами стоит задача правильно организовать распределение и движение воздуха. а) если у нас приточная система с механическим побуждением и естественной вытяжкой, нам надо подавать воздух непосредственно к оборудованию, чтоб уходя из помещения он успел забрать теплоту от оборудования. Делать приток рядом с открытым окном будет не разумно." https://i.ibb.co/kMDtxmV/photo-2021-05-16-15-56-55.jpg (https://ibb.co/t3294Lw) Источник https://miningclub.info/threads/bolshoj-gajd-ventiljacija-i-kondicionirovanie-pomeschenija.82573/ Title: Re: Большой гайд: вентиляция и кондиционировk Post by: safar1980 on May 16, 2021, 04:51:48 PM "Если у нас приличный расход воздуха, а мы хотим обойтись лишь одним вентилятором - необходимо позаботиться о том, чтоб воздух мог поступать и удаляться из помещения в равном объеме. Если в закрытое помещение организовать только приток, то воздуху некуда будет уходить, и результат будет минимальным.
Принимая систему с одним вентилятором лучше ставить его на приток и оснащать фильтром. Так мы будем подавать чистый воздух в помещение, а в самом помещении будет небольшое избыточное давление, и через щели под дверью и через неплотности ограждающих конструкций грязный, пыльный воздух не будет проникать в помещение. Если же поставить вентилятор на вытяжку - помещение будет под разряжением, и пыльный воздух будет подсасываться из любых возможных щелей. Пример 1: Представим, что мы живем в Сочи, у нас есть помещение с двумя окнами (однокамерные ПВХ) площадью по 2 кв.м. на северо-восточной стороне и 5 ригов с карточками 6х1660super. Определяемся с исходными данными: Географическая широта - 43град. Теплопоступление от солнечной радиации - 357+110=467 Вт/кв.м (ПОСОБИЕ 2.91 к СНиП 2.04.05-91, таб.1) Температура наружного воздуха - 28С (СП 131.13330.2018 "Строительная климатология" Таблица 4.1, столбец 4) Расчетная температура воздуха в помещении - 30С Расчет теплопоступлений от солнечной радиации: 467х2х2х0,7= 1300 Вт/ч - поступление теплоты через 2 окна по 2 кв.м. Расчет теплопоступлений от оборудования: Каждая карточка потребляет по 80 Вт, еще 100 Вт на процессор, блок питания, память и т.д. Получаем 580 Вт с рига и 580х5 = 2900 Вт со всего оборудования. Суммарные теплопоступления 2900+1300 = 4200 Вт. Определяем количество воздуха на ассимиляцию теплоты: L=3,6*Q/(1,2х1,005х(Твн-Тнар))= 3,6х4200/(1,2х1,005х(30-28)) = 6300 м3/ч. Получаем очень большое число, по причине того, что мы хотим поддерживать температуру 30С в помещении уличной температурой 28С. Один лишь вентилятор будет стоить от 50тыс.руб, а сечение воздуховода должно быть хотя бы 1000х500мм. Можно устроить вариант с центральным кондиционированием. Задаем адекватный расход воздуха в 1000 м3/ч, задаемся температурой приточного воздуха +20 С и считаем необходимую мощность охладителя по той же формуле: Q=Lх1,2х1,005х(Твн-Тпр)/3,6=1000х1,2х1,005х(30-20)/3,6= 3350 Вт. Запрашиваем у производителя подбор приточной установки с расходом воздуха 1000м3/ч и фреоновым охладителем 3,35кВт, а так же компрессорно-конденсаторный блок для этого охладителя. Цена нас неприятно удивит, поэтому рассматриваем третий вариант - установку сплит-системы: Просто берем теплоизбытки и выбираем кондиционер с холодопроизводительностью немного больше, например такой Пример 2: Точно такая же ситуация, но мы живем в Воркуте, у нас есть помещение с двумя окнами (однокамерные ПВХ) площадью по 2 кв.м. на северо-восточной стороне и 5 ригов с карточками 6х1660super. Географическая широта - 67град. Теплопоступление от солнечной радиации - 457+78=665 Вт/кв.м (ПОСОБИЕ 2.91 к СНиП 2.04.05-91, таб.1) Температура наружного воздуха - 20С (СП 131.13330.2018 "Строительная климатология" Таблица 4.1, столбец 4) Расчетная температура воздуха в помещении - 30С Расчет теплопоступлений от солнечной радиации: 665х2х2х0,7= 1850 Вт/ч - поступление теплоты через 2 окна по 2 кв.м. Расчет теплопоступлений от оборудования: Каждая карточка потребляет по 80 Вт, еще 100 Вт на процессор, блок питания, память и т.д. Получаем 580 Вт с рига и 580х5 = 2900 Вт со всего оборудования. Суммарные теплопоступления 2900+1850 = 4750 Вт - даже больше чем в Сочи Определяем количество воздуха на ассимиляцию теплоты: L=3,6*Q/(1,2х1,005х(Твн-Тнар))= 3,6х4750/(1,2х1,005х(30-20)) = 1400 м3/ч. - а тут на порядок меньше. Берем вентилятор, например такой - 2 штуки, https://vents-shop.ru/ventilyator-vents-vkmc-315/ подбираем воздуховод например круглый диаметром 400, делаем две дырки в стене, и пихаем в них воздуховоды, навешиваем вентиляторы, разводим воздуховоды по разные стороны помещения и желательно поставить на приток фильтр. На воздуховодах ставим клапана, чтоб можно было все перекрыть зимой и утепляем приточный воздуховод до клапана. Если помещение большое - желательно сделать несколько приточных и вытяжных решеток, равномерно их распределив. Либо ставим один вентилятор, на приток (либо на вытяжку), фильтр (если вентилятор на приточной системе), так же делаем две дырки в стене, суем воздуховод 400мм, и на оба ставим клапана. Сплит систему, и центральное кондиционирование здесь не рассматриваем из-за цены, а так же сплит будет потреблять не менее 1700 Вт, а наши вентиляторы всего по 180 Вт. На этом пока всё. Получилось очень объемно и основательно, но есть еще очень много вариантов и тонкостей. Чуть позже допишу некоторые нюансы, постараюсь рассмотреть какие-то упрощенные варианты, локальный обдув ригов, мобильные кондиционеры, выбор сплит-системы и т.д. Если есть какие-то вопросы и пожелания - пишите, постараюсь учесть и рассказать." Источник https://miningclub.info/threads/bolshoj-gajd-ventiljacija-i-kondicionirovanie-pomeschenija.82573/ |