Thermische Berechnungen zur Schrankkühlung


Schnellanforderung



Berechnung des erforderlichen Thermalwiderstands für einen Schrank oder ein Gehäuse

Die Hersteller von Wärmetauschern präsentieren in der Regel thermische Leistungsdaten in Abhängigkeit der Wärmebelastung und den einströmenden Luft- und Wassermengen. Dies funktioniert gut für Anwendungen, bei denen der Wärmetauscher zur Kühlung von Wasser mit Luft verwendet wird, da Sie einfach Ihre Wärmelast. Geben Sie einfach die Lufttemperatur und Flüssigkeitstemperatur ein, um festzustellen, ob er über ausreichend thermische Leistung verfügt.

Bei Schrankkühlanwendungen wird der Wärmetauscher in der umgekehrten Konfiguration verwendet: Kaltes Wasser fließt in den Flüssigkeitskreislauf und warme Luft aus dem Schrank wird beim Durchströmen der Wärmetauscher-Lamellen gekühlt. Bei Anwendungen als Schrankkühlung müssen Sie normalerweise die Temperatur der Luft beim Eintritt in den Schrank und die maximale Temperatur, die die Luft im Schrank erreichen wird, kennen. Beides kann nicht direkt aus den Leistungskurven der Wärmetauscher abgelesen werden.

Der übliche Weg, die Temperaturänderung der Luft zu berechnen, ist die Berechnung des Massenstroms.



Dies kann zeitaufwendig und fehlerbehaftet sein.

Um diese Berechnungen zu vermeiden, entwickelte Aavid Diagramme zur schnellen Abschätzung des Temperaturanstiegs in gängigen Wärmeübertragungsmedien bei verschiedenen Wärmelasten. Diagramme sind für Luft, Wasser, Öl und 30/70-Ethylenglykol-Wasser (EGW) verfügbar. Um die Temperaturänderung zu berechnen, wählen Sie einfach die entsprechende Grafik aus, sehen Sie sich Ihre Durchflussrate und Wärmebelastung an und lesen Sie die Temperaturänderung ab. In unserer technischen Bibliothek können Sie unter der Rubrik Thermische Referenz ein PDF oder unsere Temperaturänderungsgrafiken ansehen.

In Verbindung mit Produktleistungskurven bieten diese eine schnelle und einfache Möglichkeit, die Temperatur der in den Schrank eintretenden Kaltluft und die maximale Lufttemperatur im Schrank zu berechnen.




Beispiel für eine Schrankkühlungsberechnung

Sie evaluieren den Wärmetauscher 6310 mit einem Ostro-Lüfter zur Kühlung eines Elektronikschranks. Das in den Wärmetauscher eintretende Wasser hat eine Temperatur von 20 °C und eine Durchflussrate von 1 gpm. Die Hitzeladung, Q, ist 2400 W.



Wie hoch ist die Temperatur der gekühlten Luft, die in den Schrank eintritt (d. h. die Temperatur der Luft, die den Wärmetauscher verlässt) und wie hoch ist die maximale Temperatur im Schrank (d. h. die Temperatur der warmen Luft, die in den Wärmetauscher eintritt)?

Überprüfen Sie zunächst die Leistungskurve von 6310 im Katalog. Sie werden sehen, dass bei einem Wasserfluss von 1 gpm und dem Ostro-Lüfter, der ungefähr 250 cfm liefert, seine Leistung 80 W/°C beträgt.

Da wir wissen, dass Q gleich 2400 W und Q/ITD gleich 80 °C/W ist, können wir die Anfangstemperaturdifferenz (ITD) berechnen.

ITD = 2400 W ÷ 80 °C/W = 30 °C


Wir wissen auch, dass die Temperatur des einströmenden Wassers 20 °C beträgt. Wir können daher die Temperatur der einströmenden Luft berechnen:

Temperatur der einströmenden Luft = 20 °C + 30 °C = 50 °C.


Um die Austrittstemperatur der Luft zu bestimmen, verwenden wir das Diagramm „Air Flow“ (Luftströmung) mit den Parametern 250 CFM und 2400 W.



Wir stellen fest, dass die Temperaturänderung ungefähr 17 °C beträgt. Die Temperatur der Abluft beträgt 50 °C - 17 °C = 33 °C.

Wir wissen, dass dieser Wärmetauscher mit dem Ostro-Lüfter die Luft auf 33 °C abkühlt, und die heißeste Temperatur der Luft im Schrank wird 50 °C erreichen.

Zur Bestimmung der Austrittstemperatur des Wassers verwenden wir das Diagramm „Water Flow“ (Wasserfluss).



Bei 1 gpm und 2400 W zeigt dies, dass die Temperaturänderung ungefähr 9 °C beträgt. Daher beträgt die Temperatur des austretenden Wassers 20 °C + 9 °C = 29 °C.

Diagramme für Luft, Wasser, Öl und EGW stehen im PDF-Format zum Herunterladen zur Verfügung. Diese sind hilfreich für die Dimensionierung von Wärmetauschern und Kühlplatten und sind auch bei einer Vielzahl anderer Temperaturänderungsberechnungen nützlich.


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