eng
Выпуск #3/2025
А.В.Липень
Новые испытания всепогодного шкафа ШТВ в климатической камере
Новые испытания всепогодного шкафа ШТВ в климатической камере
Просмотры: 876
DOI: 10.22184/2070-8963.2025.127.3.28.31
Российско-белорусская производственная группа REMER разрабатывает и производит на собственной промышленной базе монтажные конструктивы для телекоммуникаций и центров обработки данных под брендом "ЦМО". В статье описаны испытания уличного шкафа ШТВ-1-30.7.6-К3АА-ТК-MC3 с климатической системой (кондиционер со встроенным нагревателем 1000 Вт) в камере холода.
Российско-белорусская производственная группа REMER разрабатывает и производит на собственной промышленной базе монтажные конструктивы для телекоммуникаций и центров обработки данных под брендом "ЦМО". В статье описаны испытания уличного шкафа ШТВ-1-30.7.6-К3АА-ТК-MC3 с климатической системой (кондиционер со встроенным нагревателем 1000 Вт) в камере холода.
Новые испытания всепогодного шкафа ШТВ в климатической камере
А.В.Липень, заместитель директора по развитию ИООО "ЦМО" / info@remergroup.ru
УДК 620.171.32, DOI: 10.22184/2070-8963.2025.127.3.28.31
Российско-белорусская производственная группа REMER разрабатывает и производит на собственной промышленной базе монтажные конструктивы для телекоммуникаций и центров обработки данных под брендом "ЦМО". В статье описаны испытания уличного шкафа ШТВ-1-30.7.6-К3АА-ТК-MC3 с климатической системой (кондиционер со встроенным нагревателем 1000 Вт) в камере холода.
Введение
Уличные шкафы ШТВ-1 (рис.1) поставляются заказчикам укомплектованными дополнительным оборудованием, включая климатическую систему. Климат-система работает под управлением PDU REM c контроллером собственной разработки Производственной группы REMER (см. рис.2).
Цель проведенных испытаний – определение способности шкафа поддерживать заданную внутреннюю температуру в условиях экстремально низких внешних температур и при различной тепловой нагрузке от установленного активного оборудования. В ходе испытаний в термокамере, показанной на рис.3, оценивались время прогрева шкафа, энергопотребление климатической системы и влияние тепловыделения оборудования на температурный режим внутри шкафа. Результаты испытаний позволят оценивать эффективность конструкции шкафа и климат-системы для обеспечения надежной работы оборудования в суровых климатических условиях.
Результаты испытаний близких по размерам шкафов будут незначительно отличаться по показателям ввиду большего либо меньшего внутреннего объема конструктива. Графики, представленные на рис.4–6, получены за 2,5 ч работы камеры при температуре окружающей среды Токр. ср. = –30 °С. В качестве имитации работающего оборудования в шкафу устанавливали нагреватели моделей HGL различных модификаций.
Уличный шкаф рассчитан на холодный пуск при температуре внутри него Твнутр. > –30 °С, иначе не запустится контроллер климат-системы (реальные тесты показали, что он запускается и при –35 °С, но возможны отклонения этого значения при разных условиях эксплуатации и питания, поэтому при испытаниях исходили из –30 °С). То есть при холодном пуске необходимо предварительно прогреть шкаф. Самый простой вариант – перед включением шкафа подключить полупроводниковый нагреватель на 400 Вт с вентилятором (модель Rem HGL046-400W) до достижения температуры холодного пуска –30 °С.
Условия испытаний
Шкаф устанавливался в закрытой термокамере. Перед включением шкафа (запуском климат-системы) он с открытыми дверями охлаждался до температуры окружающей среды, равной –30 °С (минимальная допустимая температура холодного пуска климат-системы).
График красного цвета на рис.4 показывает температуру снаружи шкафа (холодный воздух нагнетается внутрь испытательной камеры вентиляторами, сила ветра 1–3 м/с). При реальной эксплуатации нужно учитывать скорость ветра на улице, так как сильный ветер может дополнительно понизить температуру на 5 °С при разных порывах ветра и их продолжительности.
Ход испытаний
График синего цвета на рис.4 отражает испытание шкафа без тепловой нагрузки (в шкафу нет потребителей – мощность внутренних источников тепла 0 Вт), обогрев идет только за счет нагревателя климат-системы 1000 Вт, который включается, если температура внутри конструктива падает ниже +10 °С (в настройках климатической системы установлен параметр Твнутр. = +10 °С).
Вывод: при разнице температуры с наружной ΔT = 40 °С климат-система шкафа стабильно поддерживает температуру Твнутр. в пределах ±2 °С от заданной. Цикл нагревателя: 6 мин включен / 6 мин выключен. Нагрев шкафа от минимальной температуры холодного запуска –30 °С до заданного значения +10 °С занял 35 мин (ΔT = 40 °С, время прогрева t = 35 мин при потреблении установленным оборудованием 0 Вт). Анализ графика показывает, что нагрев на дополнительные 10 °С займет около 9 мин (ΔT = 50 °С, время прогрева t = 44 мин при потреблении установленным оборудованием 0 Вт), следующие 10 °С – 12 мин (ΔT = 60 °С, время прогрева t = 56 мин при потреблении установленным оборудованием 0 Вт).
Зеленый график на рис.4 отражает испытание шкафа с дополнительной тепловой нагрузкой 250 Вт (оборудование в шкафу потребляет 250 Вт – мощность внутренних источников тепла 250 Вт); обогрев за счет нагревателя климат-системы 1000 Вт включается, если температура Твнутр. падает ниже +10 °С.
Вывод: установленное оборудование с малым тепловыделением (250±100 Вт) незначительно влияет на тепловые характеристики шкафа, но позволяет сократить время работы нагревателя климат-системы до 5–12 мин. Время нагрева шкафа от минимальной температуры холодного запуска –30 °С до заданного значения +10 °С составило 20 мин (ΔT = 40 °С, время прогрева t = 20 мин при потребляемой мощности установленного оборудования 250 Вт). Тепла 250 Вт недостаточно, чтобы шкаф подогревался только за счет потребляемого оборудованием электричества.
Фиолетовый график показывает изменение температуры внутри шкафа при дополнительной тепловой нагрузке 500 Вт (имитация оборудования в шкафу на 500 Вт – мощность внутренних источников тепла 500 Вт); обогрев за счет нагревателя климат-системы 1000 Вт включается, если температура Твнутр. падает ниже +10 °С.
Вывод: установленное оборудование с тепловыделением 500±100 Вт способно поддерживать оптимальную температуру в шкафу без включения нагревателя климат-системы. Время прогрева от температуры холодного запуска –30 °С до заданной +10 °С составило 15 мин (ΔT = 40 °С, время прогрева t = 15 мин при потребляемой мощности установленного оборудования 500 Вт).
Результаты испытаний
На рис.5 и 6 показаны графики работы кондиционера шкафа без оборудования и с оборудованием, потребляющем 250 Вт, соответственно.
Конструкция шкафа без установленного оборудования гарантированно обеспечивает внутри шкафа температуру +10 °С при температуре окружающего воздуха –30 °С и способна обеспечить стабильное поддержание установленной температуры с циклами "работа/отдых" = "6 мин/6 мин", что равноценно дополнительным энергозатратам 0,5 кВт/ч. Любое установленное энергозависимое оборудование выделяет тепло, что способствует уменьшению энергозатрат на подогрев шкафа.
Благодаря установленному утеплителю и конструкции шкафа уже при нагрузке 500 Вт от оборудования включения дополнительного подогрева не требуется, оборудование начинает греть само себя и способно поддерживать ΔT = 43 – 50 °С.
Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к включению вентилятора на внешнем контуре кондиционера для удаления избыточного тепла. При большем тепловыделении рекомендуются установка дополнительного вентиляторного модуля R-FAN-3T в крышу либо дверь шкафа и настройка терморегулятора на требуемую температуру.
Заключение
На основании проведенных испытаний можно сделать следующие выводы:
Эти выводы позволяют оценить применимость шкафа для использования в различных климатических условиях и подобрать оптимальную конфигурацию оборудования для обеспечения надежной работы.
Дополнительную информацию по всепогодным решениям ЦМО можно найти на сайте www.cmo.ru.
А.В.Липень, заместитель директора по развитию ИООО "ЦМО" / info@remergroup.ru
УДК 620.171.32, DOI: 10.22184/2070-8963.2025.127.3.28.31
Российско-белорусская производственная группа REMER разрабатывает и производит на собственной промышленной базе монтажные конструктивы для телекоммуникаций и центров обработки данных под брендом "ЦМО". В статье описаны испытания уличного шкафа ШТВ-1-30.7.6-К3АА-ТК-MC3 с климатической системой (кондиционер со встроенным нагревателем 1000 Вт) в камере холода.
Введение
Уличные шкафы ШТВ-1 (рис.1) поставляются заказчикам укомплектованными дополнительным оборудованием, включая климатическую систему. Климат-система работает под управлением PDU REM c контроллером собственной разработки Производственной группы REMER (см. рис.2).
Цель проведенных испытаний – определение способности шкафа поддерживать заданную внутреннюю температуру в условиях экстремально низких внешних температур и при различной тепловой нагрузке от установленного активного оборудования. В ходе испытаний в термокамере, показанной на рис.3, оценивались время прогрева шкафа, энергопотребление климатической системы и влияние тепловыделения оборудования на температурный режим внутри шкафа. Результаты испытаний позволят оценивать эффективность конструкции шкафа и климат-системы для обеспечения надежной работы оборудования в суровых климатических условиях.
Результаты испытаний близких по размерам шкафов будут незначительно отличаться по показателям ввиду большего либо меньшего внутреннего объема конструктива. Графики, представленные на рис.4–6, получены за 2,5 ч работы камеры при температуре окружающей среды Токр. ср. = –30 °С. В качестве имитации работающего оборудования в шкафу устанавливали нагреватели моделей HGL различных модификаций.
Уличный шкаф рассчитан на холодный пуск при температуре внутри него Твнутр. > –30 °С, иначе не запустится контроллер климат-системы (реальные тесты показали, что он запускается и при –35 °С, но возможны отклонения этого значения при разных условиях эксплуатации и питания, поэтому при испытаниях исходили из –30 °С). То есть при холодном пуске необходимо предварительно прогреть шкаф. Самый простой вариант – перед включением шкафа подключить полупроводниковый нагреватель на 400 Вт с вентилятором (модель Rem HGL046-400W) до достижения температуры холодного пуска –30 °С.
Условия испытаний
Шкаф устанавливался в закрытой термокамере. Перед включением шкафа (запуском климат-системы) он с открытыми дверями охлаждался до температуры окружающей среды, равной –30 °С (минимальная допустимая температура холодного пуска климат-системы).
График красного цвета на рис.4 показывает температуру снаружи шкафа (холодный воздух нагнетается внутрь испытательной камеры вентиляторами, сила ветра 1–3 м/с). При реальной эксплуатации нужно учитывать скорость ветра на улице, так как сильный ветер может дополнительно понизить температуру на 5 °С при разных порывах ветра и их продолжительности.
Ход испытаний
График синего цвета на рис.4 отражает испытание шкафа без тепловой нагрузки (в шкафу нет потребителей – мощность внутренних источников тепла 0 Вт), обогрев идет только за счет нагревателя климат-системы 1000 Вт, который включается, если температура внутри конструктива падает ниже +10 °С (в настройках климатической системы установлен параметр Твнутр. = +10 °С).
Вывод: при разнице температуры с наружной ΔT = 40 °С климат-система шкафа стабильно поддерживает температуру Твнутр. в пределах ±2 °С от заданной. Цикл нагревателя: 6 мин включен / 6 мин выключен. Нагрев шкафа от минимальной температуры холодного запуска –30 °С до заданного значения +10 °С занял 35 мин (ΔT = 40 °С, время прогрева t = 35 мин при потреблении установленным оборудованием 0 Вт). Анализ графика показывает, что нагрев на дополнительные 10 °С займет около 9 мин (ΔT = 50 °С, время прогрева t = 44 мин при потреблении установленным оборудованием 0 Вт), следующие 10 °С – 12 мин (ΔT = 60 °С, время прогрева t = 56 мин при потреблении установленным оборудованием 0 Вт).
Зеленый график на рис.4 отражает испытание шкафа с дополнительной тепловой нагрузкой 250 Вт (оборудование в шкафу потребляет 250 Вт – мощность внутренних источников тепла 250 Вт); обогрев за счет нагревателя климат-системы 1000 Вт включается, если температура Твнутр. падает ниже +10 °С.
Вывод: установленное оборудование с малым тепловыделением (250±100 Вт) незначительно влияет на тепловые характеристики шкафа, но позволяет сократить время работы нагревателя климат-системы до 5–12 мин. Время нагрева шкафа от минимальной температуры холодного запуска –30 °С до заданного значения +10 °С составило 20 мин (ΔT = 40 °С, время прогрева t = 20 мин при потребляемой мощности установленного оборудования 250 Вт). Тепла 250 Вт недостаточно, чтобы шкаф подогревался только за счет потребляемого оборудованием электричества.
Фиолетовый график показывает изменение температуры внутри шкафа при дополнительной тепловой нагрузке 500 Вт (имитация оборудования в шкафу на 500 Вт – мощность внутренних источников тепла 500 Вт); обогрев за счет нагревателя климат-системы 1000 Вт включается, если температура Твнутр. падает ниже +10 °С.
Вывод: установленное оборудование с тепловыделением 500±100 Вт способно поддерживать оптимальную температуру в шкафу без включения нагревателя климат-системы. Время прогрева от температуры холодного запуска –30 °С до заданной +10 °С составило 15 мин (ΔT = 40 °С, время прогрева t = 15 мин при потребляемой мощности установленного оборудования 500 Вт).
Результаты испытаний
На рис.5 и 6 показаны графики работы кондиционера шкафа без оборудования и с оборудованием, потребляющем 250 Вт, соответственно.
Конструкция шкафа без установленного оборудования гарантированно обеспечивает внутри шкафа температуру +10 °С при температуре окружающего воздуха –30 °С и способна обеспечить стабильное поддержание установленной температуры с циклами "работа/отдых" = "6 мин/6 мин", что равноценно дополнительным энергозатратам 0,5 кВт/ч. Любое установленное энергозависимое оборудование выделяет тепло, что способствует уменьшению энергозатрат на подогрев шкафа.
Благодаря установленному утеплителю и конструкции шкафа уже при нагрузке 500 Вт от оборудования включения дополнительного подогрева не требуется, оборудование начинает греть само себя и способно поддерживать ΔT = 43 – 50 °С.
Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к включению вентилятора на внешнем контуре кондиционера для удаления избыточного тепла. При большем тепловыделении рекомендуются установка дополнительного вентиляторного модуля R-FAN-3T в крышу либо дверь шкафа и настройка терморегулятора на требуемую температуру.
Заключение
На основании проведенных испытаний можно сделать следующие выводы:
- шкаф ШТВ-1-30.7.6-К3АА-ТК эффективно поддерживает заданную внутреннюю температуру в условиях низких внешних температур;
- климат-система обеспечивает быстрый прогрев шкафа от температуры холодного пуска (–30 °C) до рабочей температуры (+10 °C). Время прогрева зависит от наличия и мощности установленного оборудования;
- тепловыделение установленного оборудования существенно влияет на энергопотребление климатической системы. При тепловой нагрузке 500 Вт и более дополнительный подогрев шкафа не требуется;
- конструкция шкафа и используемые теплоизоляционные материалы обеспечивают эффективную теплоизоляцию, что позволяет снизить энергозатраты на поддержание температурного режима.
Эти выводы позволяют оценить применимость шкафа для использования в различных климатических условиях и подобрать оптимальную конфигурацию оборудования для обеспечения надежной работы.
Дополнительную информацию по всепогодным решениям ЦМО можно найти на сайте www.cmo.ru.
Отзывы читателей
