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/
