Selectarea și justificarea sistemului de răcire și a schemei unității frigorifice. Selectarea metodei de răcire într-un stadiu incipient al proiectării

Ministerul Educației al Republicii Belarus

Instituția de învățământ „Universitatea de Stat din Belarus

informatică și radio electronică"

Departamentul RES

ESEU

pe subiect:

„Alegerea metodei de răcire într-un stadiu incipient de proiectare”

Minsk, 2008

Metoda de răcire determină în mare măsură proiectarea, prin urmare, deja într-un stadiu incipient de proiectare (propunere tehnică și proiect de proiect). Este necesar să alegeți o metodă de răcire și numai după aceea să continuați cu dezvoltarea. Într-un stadiu incipient, proiectantul are la dispoziție o sarcină tehnică, care conține informații despre natura regimului termic, sunt necesare următoarele date pentru a selecta metoda de răcire:

Putere disipată în bloc;

Gama de posibile modificări ale temperaturii ambiante, ;

Limitele de modificare a presiunii ambientale, ;

Timp de lucru continuu;

Temperatura celui mai puțin rezistent la căldură;

Înainte de a continua cu calculul, este necesar să calculați factorul de umplere în funcție de volum:

unde este volumul elementului i;

Număr de elemente;

Volumul ocupat de sistemul electronic.

Factorul de umplere după volum caracterizează gradul utilizare benefică volum, acesta este de obicei specificat în termenii de referință.

Când se calculează timpul de funcționare continuă, acesta trebuie să fie lung, deoarece metoda descrisă nu poate fi aplicată modurilor pe termen scurt sau periodice. Caracteristicile termice sunt afectate de presiune, în special de presiune scăzută. Zona carcasei sistemului electronic și factorul de umplere în funcție de volum sunt utilizate pentru a determina valoarea condiționată a suprafeței de schimb de căldură, care este determinată de:

unde sunt dimensiunile geometrice ale carcasei aparatului.

În cazul în care metoda de răcire este aleasă pentru un element mare, atunci dimensiunea suprafeței de schimb de căldură este determinată din desenele corespunzătoare în funcție de dimensiunile geometrice ale suprafeței în contact direct cu lichidul de răcire. Valoarea densității fluxului de căldură care trece prin suprafața de schimb de căldură este luată ca indicator principal care determină zonele de aplicare oportună a metodei de răcire. Această valoare este definită după cum urmează:

unde este un coeficient care ia în considerare presiunea aerului. Se determină conform tabelelor (de exemplu, Dulnik G.M. „Transferul de căldură și masă în REA”).

La presiunea atmosferică normală.

Al doilea indicator poate fi supraîncălzirea minimă admisă a elementului, care este determinată după cum urmează:

unde este temperatura corporală admisă a elementului cel mai puțin rezistent la căldură, adică aceasta este valoarea minimă a temperaturii elementului, iar pentru elementele mari, aceasta este temperatura admisă a suprafeței răcite.

Temperatura medie; pentru răcirea naturală cu aer, de ex. corespunde temperaturii maxime care este specificată în termenii de referință; pentru răcirea forțată cu aer, de ex. corespunde temperaturii aerului (lichidului) la intrarea în sistemul electronic.

Figura 1 prezintă domenii de aplicare rezonabilă diferite căi răcire.

Curbele superioare corespund, de obicei sunt folosite pentru a selecta metoda de răcire a elementelor mari, curbele inferioare - blocuri, rafturi etc.

Aici 1 este răcirea naturală cu aer; 2 - este posibilă utilizarea răcirii cu aer natural și forțat; 3 - răcire forțată cu aer; 4 - răcire forțată cu aer și lichid; 5 - răcire lichidă forțată; 6 - răcire lichidă forțată și evaporativă naturală; 7 - lichid forțat forțat și răcire evaporativă naturală; 8 - răcire evaporativă forțată și naturală; 9 - răcire evaporativă forțată.

Problema alegerii unei metode de răcire este luată în considerare cel mai pe deplin pentru regiunile 1 și 2.

Luați în considerare, de exemplu, procedura de alegere a unei metode de răcire, atunci când indicatorii și se încadrează în zona 2, în acest scop, construit diagrame suplimentare(Fig. 2-5).

Exemplu: un sistem electronic cu indicatoare, cu răcire naturală cu aer într-o carcasă etanșă, probabilitatea asigurării unui regim termic, iar cu amestecarea internă a aerului cu un debit specific, probabilitatea asigurării.

Pe fig. 5, spre deosebire de cele anterioare, este introdus un alt indicator - debitul masic de aer pe unitatea de putere disipată de sistemul electronic. Consumul de aer pentru răcire trebuie specificat în termenii de referință sau puteți utiliza estimările aproximative acceptate:

Cu o proiectare rațională, regimul termic al unui sistem electronic poate fi asigurat la consum specific aer

În sistemele electronice staționare, unde nu există restricții atât de severe privind dimensiunile, greutatea și consumul de energie.

Creșterea debitului de aer are sens dacă crește fiabilitatea sistemului electronic.

Să luăm în considerare mai detaliat sensul estimărilor probabilistice prezentate în Fig. 2-5. Atunci când proiectați un sistem electronic, este necesar să vă asigurați că sunt îndeplinite multe cerințe diferite, dintre care cele mai importante sunt:

Cerințe electrice;

Fiabilitate ridicată (timp până la defecțiune, funcționare fără defecțiune);

Reducerea masei si volumului;

Crearea unui regim termic normal;

Protecție împotriva șocurilor și vibrațiilor, zgomotului acustic;

Reducerea costurilor;

Îmbunătățirea capacității de fabricație etc.

Având în vedere cele de mai sus, procesul de proiectare devine o sarcină dificil de formulat.

Atunci când alegeți o metodă de răcire, trebuie respectate următoarele reguli:

Dacă un punct cu parametri dați pe unul dintre grafice (Fig. 2-5) se încadrează în regiunea probabilității, atunci vă puteți opri la această metodă de răcire.

Dacă, atunci această metodă de răcire poate fi aleasă, totuși, la proiectarea asigurării condițiilor termice, este necesar să se acorde mai multă atenție, cu atât probabilitatea este mai mică;

Dacă, atunci nu este recomandată alegerea acestei metode de răcire, în caz contrar este necesar să se acorde o atenție deosebită asigurării regimului termic, ceea ce implică posibilitatea creșterii dimensiunilor, greutății și altor soluții de proiectare;

Dacă, atunci este extrem de rar să se asigure un regim termic normal, iar la - este aproape imposibil.

Exemplu: să presupunem că în funcție de sarcina tehnică este necesară determinarea metodei de răcire a unui sistem electronic neermetic cu următoarele date inițiale: , modul este lung, presiunea în afara unității este normală.

Să presupunem că trebuie să oferim un regim termic normal cu probabilitate. Să folosim graficele din fig. 5 din care stabilim de unde este, asadar, daca ne ghidam dupa recomandarile subliniate mai sus, atunci ne putem opri la aceasta metoda de racire.

Se știe că o scădere a presiunii contribuie la deteriorarea condițiilor de transfer de căldură, deoarece temperatura elementelor începe să crească, deși puterea disipată în bloc rămâne neschimbată. Prin urmare, atunci când se calculează, este necesar să se țină cont de coeficientul care este selectat din tabel (cărți de referință). Adesea pentru sistemele electronice se folosește presurizarea carcaselor blocurilor ermetice.

Problemă: să presupunem că este necesar să alegeți o metodă de răcire a unei unități de sistem electronic care funcționează în mod continuu într-un compartiment nepresurizat al unei aeronave sub presiune. Date inițiale ale blocului: .

Din tabel stabilim ce, apoi obținem:

Conform curbelor (Fig. 1), determinăm că parametrii blocului se află la granița regiunilor 2 și 3, prin urmare, este recomandabil să alegeți răcirea forțată cu aer. Cu toate acestea, vom verifica posibilitatea utilizării răcirii naturale cu aer, pentru aceasta vom folosi graficele 2-5. Conform orarului 2 vom verifica posibilitatea folosirii unei carcase presurizate fara presurizare si cu presurizare. Din grafic se poate observa că probabilitatea este de cca. Pe baza recomandărilor, această metodă de răcire nu trebuie aleasă. Utilizarea boost-ului nu va duce la o îmbunătățire semnificativă deoarece (tabelul) și probabilitatea este de cca.

Prin verificarea amestecării interne cu viteze și ținând cont de care, respectiv, și se poate observa că probabilitatea asigurării regimului termic va crește oarecum și, în consecință, și deci aceasta metoda poate fi utilizată răcirea, totuși poate fi necesară presurizarea pentru a asigura viteza necesară de agitare a aerului intern. De aceea este necesar să se calculeze modurile ventilatorului pentru amestecarea aerului intern în unitate la presiune redusă.

Conform fig. 3 când verificăm posibilitatea utilizării fluxului de aer extern, atunci probabilitatea, prin urmare, poate fi adoptată această metodă de răcire.

Dacă blocul este răcit prin suflarea de aer rece, atunci din fig. 5 rezultă că cu un debit de aer specific poate fi asigurat cu probabilitate regimul termic al blocului.

Dacă folosim un corp perforat, atunci din fig. 4 puteți obține acea probabilitate de blocare.

Concluzii generale

1. Dacă, în funcție de condițiile de funcționare, unitatea trebuie realizată într-o carcasă etanșă, atunci este necesar să alegeți răcirea forțată cu aer cu amestec de aer intern sau cu flux de aer extern. Dacă nu este posibil să se efectueze răcirea forțată, atunci pentru a efectua răcirea naturală în prezența fluxului de aer, este necesar fie să se mărească dimensiunile geometrice ale unității, fie să se reducă puterea disipată, fie să se scadă temperatura ambiantă.

2. Dacă, conform condițiilor de funcționare, unitatea nu poate fi realizată într-o carcasă etanșă, atunci cu o mare probabilitate este posibil să se asigure condiții termice normale cu răcire forțată cu suflare de aer rece. Această metodă este cea mai preferată.

LITERATURĂ

1. Dostanko A.P., Pikul M.I., Khmyl A.A. Tehnologia de producție pe computer. - Minsk: Cea mai mare școală, 2004.

2. Tehnologie de montare la suprafață: Proc. indemnizație / Kundas S.P., Dostanko A.P., Anufriev L.P. etc. - Minsk: „Armita - Marketing, Management”, 2000.

3. Tehnologia aparatelor electronice radio și automatizarea producției: Manual / A.P. Dostanko, V.L. Lanin, A.A. Khmyl, L.P. Anufriev; Sub total ed. A.P. Dostanko. – Mn.: Vysh. scoala, 2002

4. Guskov G.Ya., Blinov G.A., Gazarov A.A. Instalarea echipamentelor microelectronice M.: Radio și comunicații, 2005.-176s.

5. Productie automatizata flexibila. Managementul fabricabilității REA / A.M. Voichinsky, N.I. Didenko, V.P. Luzin.-M .: Radio și comunicare, 2007.-272 p.

Notă explicativă la proiectul de absolvire: 18 desene, 20 tabele, 24 surse, 3 foi de desene în format A1.

Obiectul cercetării: reglarea răcirii sistemelor informatice.

Obiectul de studiu: sisteme de răcire pentru sisteme informatice.

Prima secțiune discută principii generale răcirea și funcționarea diferitelor tipuri și tipuri de răcire a sistemelor informatice.

A doua secțiune se concentrează pe Atentie speciala diverse tipuri de sisteme de racire in ceea ce priveste imbunatatirea acestora, se face alegerea optima a sistemului de racire, dupa diverse criterii.

În a treia secțiune a fost efectuat un studiu de fezabilitate al obiectului de dezvoltare, a fost realizat un studiu de fezabilitate a diferitelor sisteme de răcire.

În a patra secțiune se efectuează calcule de încălzire, ventilație, iluminare naturală și artificială, valorile obținute sunt comparate cu cele normative.

VENTILATOR, RĂCIRE ​​CU APA, RĂCIRE ​​AER, SISTEM DE COMPUTER, RĂCIRE ​​AZOT, RĂCIRE ​​PASIVĂ, ELEMENT PELTIER

Introducere

1.3 Răcirea hard diskului

2.1.1 Dispunerea ventilatorului

2.2 Răcire pasivă

2.4 Răcire economică

4. Protectia muncii

4.1.2 Iluminat

4.1.3 Parametrii de microclimat

4.1.4 Zgomot și vibrații

4.3 Programul de lucru

4.4 Calculul iluminării

4.5 Calculul ventilației

4.6 Calculul zgomotului

Lista de linkuri

Sul simboluri, simboluri, unități, abrevieri și termeni

ADC - convertor analog-digital

CMOS - logica complementară pe tranzistoare metal-oxid-semiconductor

LSM - metoda celor mai mici pătrate

MPS - sistem cu microprocesor

CPU - unitate centrală de procesare

PWM - modularea lățimii impulsului

Introducere

Subiect teza- „Reglarea răcirii sistemelor informatice”, care va face obiectul studiului.

Scopul lucrării este de a investiga reglementarea răcirii sistemelor informatice și domeniul de aplicare.

Obiectivele studiului sunt identificarea și selectarea celor mai eficiente mijloace de răcire a sistemelor informatice.

Lucrarea este împărțită în etape:

1. Studiul principiilor de răcire (tipuri și tipuri).

2. Cercetare de noi sisteme de răcire progresivă.

3. Compararea indicatorilor tehnici și economici ai diferitelor tipuri de răcire.

Relevanța acestui subiect este foarte mare, deoarece. Performanța generală a întregului sistem informatic - productivitatea și durabilitatea acestuia - depinde de performanța proprietăților de răcire ale sistemului.

Viteza mare a computerelor moderne are un preț: acestea consumă o cantitate uriașă de energie, care este disipată sub formă de căldură. Părțile principale ale unui computer - unitatea centrală de procesare, procesorul grafic - necesită propriile sisteme de răcire; au trecut vremurile în care aceste microcircuite se mulțumiu cu un mic radiator. Noua unitate de sistem este echipată cu mai multe ventilatoare: cel puțin unul în sursa de alimentare, unul răcește procesorul, o placă video serioasă este echipată cu propriul ventilator. În carcasa computerului sunt instalate mai multe ventilatoare, există chiar și plăci de bază cu răcire activă a cipurilor chipset-urilor. De asemenea, unele hard disk-uri moderne se încălzesc la temperaturi vizibile.

Majoritatea calculatoarelor sunt echipate cu răcire conform principiului minimizării costurilor: sunt instalate unul sau două ventilatoare de carcasă zgomotoase, procesorul este echipat cu un sistem de răcire standard. Răcirea este suficientă, ieftină, dar foarte zgomotoasă.

Există o altă ieșire – soluții tehnice complexe: răcire cu lichid (de obicei cu apă), răcire cu freon, o carcasă specială din aluminiu pentru computer care disipează căldura pe toată suprafața sa (de fapt, funcționează ca un calorifer). Pentru unele sarcini, este necesar să folosiți astfel de soluții: de exemplu, pentru un studio de înregistrare, unde computerul trebuie să fie complet silențios. Pentru utilizarea tipică acasă și la birou, aceste sisteme specializate sunt prohibitiv de scumpe, începând de la sute de dolari și mai mult. Astfel de opțiuni sunt foarte exotice astăzi.

1. Răcirea sistemelor informatice

1.1 Principii de răcire (tipuri și tipuri)

Aerul rece este greu și, prin urmare, coboară, în timp ce aerul cald, dimpotrivă, este ușor și, prin urmare, tinde să urce. Această teoremă simplă joacă un rol cheie în organizarea răcirii competente. Prin urmare, aerul trebuie să fie furnizat cel puțin în partea inferioară a unității de sistem și să iasă în partea superioară a spatelui. Mai mult, nu este necesar să puneți ventilatorul pe suflante. Dacă sistemul nu este foarte fierbinte, va fi suficientă o simplă gaură la admisia de aer.

Calculați capacitatea necesară a sistemului de răcire a carcasei. Pentru calcule folosim următoarea formulă:

Q \u003d 1,76 * P / (Ti - To), (1,1)

unde P este puterea termică totală a sistemului informatic;

Ti - temperatura aerului din interiorul carcasei sistemului;

To - temperatura aerului proaspăt aspirat în unitatea de sistem din mediul înconjurător;

Q - performanța (debitul) sistemului de răcire a carcasei.

Puterea totală de căldură (P) este găsită prin însumarea puterilor termice ale tuturor componentelor. Acestea includ procesorul, placa de bază, Berbec, plăci de expansiune, hard disk-uri, unități ROM/RW, PSU. În general, ceea ce este instalat în interiorul unității de sistem.

Pentru temperatura din sistem (Ti), trebuie să luăm temperatura pe care o dorim în interiorul unității de sistem. De exemplu - 35 o C.

În ceea ce privește, luați temperatura maximă care se întâmplă în general în cea mai caldă perioadă a anului în zona noastră climatică. Să luăm 25 o C.

Când toate datele necesare sunt primite, le înlocuim în formulă. De exemplu, dacă P=300 W, atunci calculele vor arăta astfel:

Q \u003d 1,76 * 300 / (35-25) \u003d 52,8 CFM

Adică, în medie, numărul total de rotații ale tuturor ventilatoarelor carcasei, inclusiv ventilatorul din PSU, trebuie să fie de cel puțin 53 CFM. Dacă elicele se rotesc mai încet, aceasta este plină de arderea oricărei componente a sistemului și defecțiunea acesteia.

De asemenea, în teoria răcirii există și impedanța sistemului. Exprimă rezistența exercitată de fluxul de aer care se deplasează în interiorul carcasei. Această rezistență se poate dovedi a fi tot ceea ce nu este acest flux: plăci de expansiune, cabluri și fire, elemente de fixare a carcasei și așa mai departe. De aceea, este de dorit să legați toate cablurile cu cleme și să le plasați într-un colț de aer, astfel încât să nu devină un obstacol în calea fluxului de aer.

Acum că ne-am hotărât asupra puterii totale a CO cabinetului, să ne gândim exact de câte ventilatoare avem nevoie și unde să le plasăm. Amintiți-vă că un singur ventilator, dar instalat cu înțelepciune, va aduce mai multe beneficii decât două, dar instalate analfabet. Dacă atunci când calculăm P nu am obținut mai mult de 115 W, atunci, fără o nevoie specială, nu are rost să instalați ventilatoare suplimentare de carcasă, este suficient un ventilator în PSU. Dacă sistemul generează mai mult de 115 wați de căldură, va trebui să adăugați ventilatoare la carcasă pentru a o menține în viață pentru anii următori. Cel puțin, trebuie să puneți un ventilator de suflare pe spatele unității de sistem în plus față de ventilatorul din sursa de alimentare.

Se știe că ventilatoarele sunt zgomotoase. Dacă zgomotul este deosebit de enervant, puteți recurge la această metodă de rezolvare a problemei: în loc de una rapidă și zgomotoasă, puneți două din ce în ce mai lente. Împărțiți încărcătura, ca să spunem așa. De exemplu, în loc de unul de 80 mm cu 3000 rpm. înșurubați două din același (sau chiar 120 mm) la 1500 de rotații fiecare. Este de preferat să schimbați un diametru mai mic cu două diametre mai mari, deoarece un rotor mare va antrena mai multe cuburi de aer pe minut decât paletele mici. În unele cazuri, vă puteți limita chiar la înlocuirea unui ventilator mai mic cu unul mai mare.

Răcirea poate fi pasivă sau activă.

Pasivul este pur și simplu un radiator sprijinit de suprafața matriței și atașat la o „priză” sau „slot”. Nu a fost folosit de mult timp pentru a răci majoritatea procesoarelor, uneori este instalat pe GPU și este folosit în mod activ pentru răcirea modulelor RAM, memoriei video și chipset-urilor. O astfel de răcire se bazează pe convecția naturală a aerului. Radiatorul ar trebui să fie de preferință din cupru (elimină căldura mai bine decât aluminiul) și în formă de ac (fără puncte la capătul acelor). Ceea ce contează este suprafața sa totală. Cu cât este mai mare, cu atât radiatorul este mai eficient. Talpa radiatorului trebuie să fie netedă, altfel contactul cu cipul (și, în consecință, transferul de căldură) se va rupe. Toate radiatoarele se caracterizează printr-o astfel de caracteristică precum rezistența termică. Arată cât de mult se va schimba temperatura procesorului atunci când puterea consumată de acesta crește cu 1 watt. Cu cât această rezistență este mai mică, cu atât mai bine. Radiatoarele sunt montate pe cip fie cu un dispozitiv de fixare special (la soclul procesorului), fie lipite cu lipici fierbinte (pe cipuri de memorie, chipset). În primul caz, trebuie mai întâi să aplicați un strat subțire de pastă termică pe suprafața procesorului (creați o interfață termică). Cele mai comune paste termice sunt KPT-8 și AlSil.

Răcire activă. Poate fi aer, apă, criogen și azotat.

Figura 1.1 - Răcirea cu aer

Aer. Se mai numește și aerogen. Aceasta este răcire pasivă + răcitor, adică un radiator cu un ventilator montat deasupra. Un cooler este, după cum știți, un ventilator instalat pe un cip, de exemplu, pe un procesor sau pe un nucleu grafic. Absolut toți fanii au o mulțime de caracteristici prin care le puteți evalua adecvarea:

Dimensiuni ventilator. Exprimat ca înălțime x lățime x înălțime. De exemplu, 80x80x20. Toate valorile sunt exprimate în mm (milimetri). Există o diferență între dimensiunea carcasei ventilatorului (dimensiunea răcitorului, scrisă ca lungime x lățime) și dimensiunea pătratului real în care este înscrisă circumferința rotorului (dimensiunea ventilatorului, lungime x lățime). Mărimea răcitorului din toate punctele de vedere este cu câțiva milimetri mai mare decât dimensiunea ventilatorului. De obicei, dimensiunile mai cool nu sunt 80x80x20, ci pur și simplu 80x80 (optzeci pe optzeci). Racitoarele sunt disponibile în dimensiunile 40x40, 50x50, 60x60, 70x70, 80x80 și 120x120. Cele mai comune sunt 40x40, 80x80 și 120x120.

Tip rulment. Rotorul ventilatorului este rotit fie de un rulment cu manșon (manșon), fie de un rulment de rulare (bil). Ambele au propriile avantaje și dezavantaje.

Rulment simplu. Dispozitivul său este următorul: un rotor este introdus în manșon lubrifiat cu unsoare. Un ventilator cu un astfel de rulment este pur și simplu acoperit cu deficiențe, care includ: durata de viață scăzută în comparație cu un rulment, care este, de asemenea, redusă atunci când un ventilator cu un astfel de rulment este aproape de o temperatură de peste 50 ° C; dezechilibrul rotorului - în timpul frecării rotorului cu manșonul, acesta din urmă nu se uzează uniform (adică nu de-a lungul tuturor circumferințelor), ci numai pe două părți, drept urmare, în secțiune transversală, în timp, nu devine un cerc, un oval. Din această cauză, există o bătaie a rotorului și, ca urmare, zgomot. În plus, în timp, lubrifiantul începe să curgă din golul dintre bucșă și rotor, ceea ce, evident, nu ajută la oprirea bătăii. Există doar două avantaje pentru răcitoarele cu rulmenți alți - sunt foarte ieftine în comparație cu frații lor cu bile și sunt mai silențioase până când bucșa se uzează sau se epuizează lubrifierea. Acesta din urmă se rezolvă prin demontarea motorului și înlocuirea lubrifiantului.

Rulment de frecare. Dispozitivul este oarecum diferit: în loc de lubrifiere, bile sunt plasate între bucșă și rotor, de-a lungul cărora rotorul se rotește. Manșonul este închis pe ambele părți cu inele speciale, care împiedică scurgerea bilelor. Dezavantajele unor astfel de răcitoare sunt opusul avantajelor coolerelor cu mâneci - răcitoarele cu bile sunt mai scumpe și mai zgomotoase decât răcitoarele cu mâneci. La profesioniști - rezistență la temperaturi ridicate transmise de radiator și durabilitate mai mare.

Există, de asemenea, o soluție combinată:

Un ventilator care este rotit atât de un manșon, cât și de un rulment cu bile. În acest caz, al doilea crește durabilitatea și reduce nivelul de zgomot. Există și ventilatoare cu lagăr aluat, dar pe rotorul acestora este tăiat un filet care, la rotire, împiedică scurgerea lubrifiantului în fund, datorită căruia circulă continuu în interiorul manșonului.

Numărul de rotații pe minut. Viteza de rotație a rotorului ventilatorului. Acest parametru este măsurat în RPM (Rotații pe minut) și cu cât această valoare este mai mare, cu atât mai bine. De regulă, este de la 1500 la ... este greu de spus cât de mult, deoarece valoarea rpm este crescută constant de producători. Cu cât ventilatorul se rotește mai repede, cu atât produce zgomot mai tare. Aici trebuie să alegeți: fie viteză, frig și zgomot, fie liniște și temperaturi ridicate. Funcționarea oricărui ventilator poate fi încetinită prin reducerea tensiunii furnizate motorului. Acest lucru se poate face prin conectarea la canalul 7 sau chiar 5 V în loc de 12 V sau prin lipirea unui rezistor de 10-70 ohmi în întreruperea cablului de alimentare a ventilatorului. Dar atunci când este aplicată o tensiune prea mică (sub 6 V), ventilatorul poate pur și simplu să nu aibă suficientă putere și nu va începe să se rotească și nu va asigura o răcire adecvată.

Volumul de aer pe minut. Denumită și eficiență. Măsurat în CFM (picioare cubi pe minut). Cu cât este mai mare CFM, cu atât zgomotul ventilatorului este mai puternic.

Nivel de zgomot. Măsurat în dB. Depinde de valoarea celor doi parametri anteriori. Zgomotul poate fi mecanic sau aerodinamic. Zgomotul mecanic este afectat de RPM și CFM. Aerodinamica depinde de unghiul curbei rotorului. Cu cât este mai sus, cu atât aerul bate mai puternic împotriva lamelor și cu atât zgomotul este mai puternic.

Metoda de conectare la alimentare. Plug PC (direct la PSU) sau Molex (la placa de baza).

Următorul tip de răcire este răcirea cu apă. Este format dintr-un bloc de apă, un radiator, un rezervor cu apă sau agent frigorific, o pompă și furtunuri de conectare. Blocul de apă cu doi conectori (fittings) pentru furtunul de intrare și de evacuare este instalat pe procesor. Apa rece (refrigerant) este pompată de la pompă la calorifer prin furtunul de admisie, trece prin el și se deplasează prin furtunul de evacuare, fiind încălzită de căldura procesorului, către al doilea radiator (pe care este instalat ventilatorul) pentru degajă căldura luată de la procesor.

Figura 1.2 - Răcirea cu apă

După aceea, apa curge înapoi în pompă, iar ciclul de pompare se repetă. Apa CO are doar doi parametri: volumul rezervorului și puterea pompei. Primul se măsoară în l (litri), iar puterea este în l / h. Cu cât puterea este mai mare, cu atât zgomotul produs de pompă este mai mare. Răcirea cu apă are un avantaj față de răcirea cu aer, deoarece lichidul de răcire utilizat are o capacitate de căldură mult mai mare decât aerul și, prin urmare, elimină căldura din elementele de încălzire mai eficient. Dar, în ciuda tuturor, răcirea cu apă nu este foarte comună din cauza costului ridicat în raport cu răcirea cu aer și a pericolului de scurtcircuit în caz de depresurizare și scurgere.

răcire criogenică. CO, care răcește cipul cu un gaz special - freon. Este alcătuit dintr-un compresor, condensator, filtru, capilar, evaporator și tub de aspirație. Funcționează astfel: freonul gazos intră în compresor și este pompat acolo. În plus, gazul sub presiune intră în condensator, unde se transformă într-un lichid și eliberează energie sub formă de căldură. Această energie este disipată de condensator în interior mediu inconjurator. În plus, freonul, fiind deja lichid, curge în filtru, unde este curățat de resturile aleatorii care pot pătrunde în capilar și, înfundandu-l, dezactivează sistemul de răcire. Prin capilar, freonul lichid intră în evaporator, unde, sub influența căldurii transferate de la evaporator, începe să fiarbă, absorbind în mod activ căldura primită de la procesor. energie termală, și revine la compresor prin conducta de aspirație și ciclul se repetă.

Figura 1.3 - Răcire criogenică

Nu este obișnuit din cauza costului său ridicat și a necesității de a completa freon, deoarece dispare în timp și trebuie adăugat la sistemul de răcire. De asemenea, este eficient în timpul overclockării, deoarece este capabil să creeze temperaturi sub zero.

răcire cu azot. Întregul sistem de răcire constă dintr-un recipient de dimensiuni medii umplut cu azot lichid. Nimic și nicăieri nu trebuie dezamăgiți, nu deturnați. Când este încălzit de procesor, azotul lichid se evaporă și, ajungând la „tavanul” recipientului, devine lichid și din nou cade la fund și se evaporă din nou. Răcirea cu azot, precum și răcirea cu freon, sunt capabile să asigure temperaturi sub zero (aproximativ -196 ° C). Inconvenientul este că azotul lichid, precum și freonul, au capacitatea de a fierbe și trebuie să-l adaugi în cantități considerabile. În plus, răcirea cu azot este destul de costisitoare.

Figura 1.4 - Răcirea cu azot

Principiul de funcționare al elementului Peltier se bazează pe funcționarea semiconductorilor de tip p și n.

Un alt dispozitiv de răcire format din două plachete semiconductoare. Când trece un curent electric prin ele, o placă începe să înghețe, iar cealaltă, dimpotrivă, radiază căldură. Mai mult, intervalul de temperatură dintre temperaturile celor două plăci este întotdeauna același. Elementul Peltier este utilizat după cum urmează: partea „înghețată” este atașată procesorului.

Figura 1.5 - Element Peltier

Pericolul utilizării acestuia se datorează faptului că, dacă elementul este instalat incorect, există posibilitatea condensului, care va duce la defectarea echipamentului. Deci, atunci când utilizați elementul Peltier, ar trebui să fiți extrem de atenți.

1.2 Procesoare de răcire și plăci video

CPU și GPU sunt cele mai puternice surse de căldură din interiorul unui computer modern. Au fost dezvoltate multe modele diferite de sisteme de răcire pentru aceste componente, varietatea de soluții de proiectare este uimitoare.

De regulă, un factor limitativ semnificativ atunci când alegeți un cooler pentru un procesor și o placă video este costul: sistemele de răcire foarte eficiente și silențioase sunt foarte scumpe. Din cele spuse în secțiunea despre principiile răcirii (Secțiunea 1.1), rezultă că este mai bine să folosiți sisteme de răcire cu radiatoare cât mai mari, de preferat cele din cupru. Datorită costului ridicat al cuprului, se utilizează adesea o schemă combinată: un miez de cupru presat într-un radiator de aluminiu; cuprul ajută la distribuirea mai eficientă a căldurii. Este mai bine să folosiți ventilatoare de răcire cu viteză mică: sunt mai silențioase. Pentru a menține performanța acceptabilă, se folosesc ventilatoare de dimensiuni mari (până la x120 mm). Așa, de exemplu, răcitorul de procesor Zalman CNPS7700-AlCu arată.

Adesea, conductele de căldură sunt folosite pentru a construi un radiator mare - țevi metalice închise ermetic și special aranjate (de obicei din cupru). Ele transferă căldura foarte eficient de la un capăt la altul: astfel, chiar și cele mai îndepărtate aripioare ale unui radiator mare funcționează eficient la răcire. Deci, de exemplu, popularul cooler Scythe Ninja este aranjat

Pentru a răci GPU-urile moderne de înaltă performanță, se folosesc aceleași metode: radiatoare mari, sisteme de răcire cu miez de cupru sau radiatoare din cupru, conducte de căldură pentru a transfera căldura la radiatoare suplimentare.

Recomandările pentru a alege aici sunt aceleași: folosiți ventilatoare lente și de dimensiuni mari, cele mai mari radiatoare posibile. Deci, de exemplu, popularele sisteme de răcire pentru plăcile video Zalman VF700 și Zalman VF900 arată așa.

De obicei, fanii sistemelor de răcire a plăcilor video amestecau doar aerul din interiorul unității de sistem, ceea ce nu este foarte eficient în ceea ce privește răcirea întregului computer.

Abia recent, sistemele de răcire au fost folosite pentru a răci plăcile video care scot aerul cald din carcasă: primele au fost Arctic Cooling Silencer și un design similar, IceQ de la marca HIS.

Sisteme similare de răcire sunt instalate pe cele mai puternice plăci video moderne (nVidia GeForce 8800, ATI x1800XT și mai vechi). Un astfel de design este adesea mai justificat, în ceea ce privește organizarea corectă a fluxurilor de aer în interiorul carcasei computerului, decât schemele tradiționale.

1.3 Răcirea hard diskului

Ca orice altă componentă a unui computer, un hard disk tinde să se încălzească în timpul funcționării. Și deși problema răcirii acestei componente nu este deosebit de acută, totuși, cu o supraîncălzire severă, durata de viață a unității este redusă semnificativ. În plus, mulți utilizatori se confruntă cu problema zgomotului și vibrațiilor HDD. Si daca pentru a organiza racirea procesorului si a placii video cu nivel minim Deoarece pe piață există o selecție uriașă de coolere adecvate, nu există o listă de sisteme de răcire din această clasă pentru hard disk.

Un răcitor HDD tipic este o placă cu un ventilator (sau două) care este înșurubat din partea de jos a unității. Aceste coolere sunt cele mai ieftine și mai eficiente. Desigur, zgomotul de la ventilatoarele suplimentare din unitatea de sistem crește.

Pentru a combate problema de mai sus, precum și pentru răcirea suplimentară a hard disk-urilor, Scythe produce două modele CO - Himuro și Quite Drive. Pe bună dreptate, putem spune că aceste dispozitive ies în evidență pe fundalul unor sisteme similare. Designul lor este similar - o carcasă de radiator, în interiorul căreia este instalată unitatea. Carcasa atenuează vibrațiile și zgomotul, iar combinând aceste caracteristici, aceste modele sunt poate cele mai de succes de pe piață. Și dacă Quite Drive a reușit deja să câștige recunoașterea consumatorilor, atunci Himuro este un model relativ nou.

Dacă măsurăm încălzirea în timpul muncii grele, atunci temperatura unui HDD modern poate ajunge la 50-60 de grade Celsius. Pentru partea electrică, acest lucru, desigur, nu este foarte înfricoșător, deși durata sa de viață este, de asemenea, redusă - microcircuitele moderne au un regim de temperatură clar. Da, iar producătorul trebuie să se gândească la îndepărtarea căldurii de la elemente (în special de la driverul motorului) în timpul proiectării. Dar plăcile din HDA sunt foarte sensibile la temperaturi ridicate. Aceasta este exprimată direct proporțional cu numărul de ore de timp dintre defecțiunile modului de funcționare. Dacă aceste moduri nu corespund cu cele nominale, atunci durata de viață poate scădea de câteva ori. Riscăm să pierdem nu numai dispozitivul, ci și datele stocate pe acesta. Mai mult decât atât, temperatura crescută duce la apariția unor sectoare „rele” pe plăci, iar recuperarea informațiilor în astfel de cazuri poate deveni imposibilă.

Cel mai important lucru este temperatura optimă de funcționare a hard disk-ului. Privind Tabelul 1.1, totul va deveni imediat clar.

Tabel 1.1 - Funcționarea hard disk în funcție de temperatură

Temperatura, °С	Rata de respingere	Coeficientul de temperatură de reducere MTBF	MTBF corectat

1.4 Răcirea unității de sistem

Standardele moderne pentru proiectarea carcaselor computerelor, printre altele, reglementează modul în care este construit sistemul de răcire. Pornind de la sisteme bazate pe Intel Pentium II, a căror lansare a fost lansată în 1997, tehnologia de răcire a computerului este introdusă cu un flux de aer direct direcționat de la peretele frontal al carcasei spre spate (în plus, aerul pentru răcire este aspirat prin peretele stâng) (Figura 1.11).

Cel puțin un ventilator este instalat în sursa de alimentare a computerului (multe modele moderne au două ventilatoare, care pot reduce semnificativ viteza de rotație a fiecăruia dintre ele și, prin urmare, zgomotul în timpul funcționării). Ventilatoarele suplimentare pot fi instalate oriunde în interiorul carcasei computerului pentru a crește fluxul de aer. Asigurați-vă că urmați regula: pe pereții frontali și laterali din stânga, aerul este forțat în carcasă, pe peretele din spate, aerul cald este aruncat afară. De asemenea, trebuie să vă asigurați că fluxul de aer cald de pe peretele din spate al computerului nu cade direct în priza de aer de pe peretele stâng al computerului (acest lucru se întâmplă în anumite poziții ale unității de sistem în raport cu pereții acestuia). camera si mobilierul). Ce ventilatoare trebuie instalate depinde în primul rând de disponibilitatea suporturilor adecvate în pereții carcasei. Zgomotul ventilatorului este determinat în principal de viteza ventilatorului, așa că sunt recomandate modele de ventilatoare lente (silențioase). Cu dimensiuni de instalare și viteză de rotație egale, ventilatoarele de pe peretele din spate al carcasei sunt subiectiv mai zgomotoase decât cele din față: în primul rând, sunt mai departe de utilizator, iar în al doilea rând, există grile aproape transparente în spatele carcasei, în timp ce diverse elemente decorative sunt situate în față. Adesea, zgomotul este creat din cauza fluxului de aer în jurul elementelor panoului frontal: dacă cantitatea de flux de aer transferată depășește o anumită limită, pe panoul frontal al carcasei computerului se formează fluxuri turbulente, care creează un zgomot caracteristic (seamănă cu șuierat de aspirator, dar mult mai silențios).

2. Reglarea răcirii sistemelor informatice

2.1 Răcirea cu aer a sistemelor informatice

Ventilatoarele sunt folosite pentru a circula aerul în sistemele de răcire.

2.1.1 Dispunerea ventilatorului

Ventilatorul este format dintr-o carcasă (de obicei sub formă de cadru), un motor electric și un rotor montat cu rulmenți pe aceeași axă cu motorul (Figura 2.1).

Figura 2.1 - Ventilator (dezasamblat)

Fiabilitatea ventilatorului depinde de tipul de rulmenți instalați. Producătorii susțin acest MTBF tipic (număr de ani bazat pe funcționarea 24/7) (Tabelul 2.1).

Ținând cont de învechirea echipamentelor informatice (pentru uz casnic și birou este de 2-3 ani), ventilatoarele cu rulmenți cu bile pot fi considerate „eterne”: viața lor nu este mai mică decât viața tipică a unui computer. Pentru aplicații mai serioase, în care computerul trebuie să funcționeze non-stop de mulți ani, merită să alegeți ventilatoare mai fiabile.

Tabel 2.1 - Dependența funcționării ventilatorului de marca rulmenților

Mulți au dat peste ventilatoare vechi în care lagărele de alunecare și-au uzat viața: arborele rotorului zdrăngănește și vibrează în timpul funcționării, scoțând un sunet caracteristic de mârâit. În principiu, un astfel de rulment poate fi reparat prin lubrifierea lui cu lubrifiant solid - dar câți vor fi de acord să repare un ventilator care costă doar câțiva dolari?

2.1.2 Specificațiile ventilatorului

Ventilatoarele variază în dimensiune și grosime: se găsesc în mod obișnuit în computere sunt 40x40x10mm pentru răcirea plăcilor grafice și buzunarele pentru hard disk, precum și 80x80x25, 92x92x25, 120x120x25mm pentru răcirea carcasei. De asemenea, ventilatoarele diferă prin tipul și designul motoarelor electrice instalate: consumă curent diferit și asigură viteze diferite de rotație a rotorului. Dimensiunea ventilatorului si viteza de rotatie a palelor rotorului determina performanta: presiunea statica generata si volumul maxim de aer transferat.

Volumul de aer transportat de un ventilator (debitul) este măsurat în metri cubi pe minut sau picioare cubi pe minut. Performanța ventilatorului, indicată în caracteristici, se măsoară la presiune zero: ventilatorul funcționează într-un spațiu deschis. În interiorul carcasei computerului, ventilatorul suflă în unitatea de sistem de o anumită dimensiune, astfel încât creează o presiune în exces în volumul deservit. Desigur, randamentul volumetric va fi aproximativ invers proportional cu presiunea generata. tip specific caracteristica de curgere depinde de forma rotorului folosit și de alți parametri ai unui anumit model. De exemplu, graficul corespunzător pentru ventilatorul GlacialTech SilentBlade GT80252BDL (Figura 2.2).

Figura 2.2 - Performanța ventilatorului SilentBlade GT80252BDL

Forma generală ventilatorul SilentBlade II GT80252-BDLA1 este prezentat în Figura 2.3, iar caracteristicile sale sunt mai jos.

Figura 2.3 - Vedere generală a ventilatorului SilentBlade II GT80252-BDLA1

Specificațiile ventilatorului SilentBlade II GT80252-BDLA1

Ventilator de răcire a carcasei PC

Nivel scăzut zgomot

Tensiune de alimentare 12 V

Rulment 2 x rulant

Viteza de rotatie 1700 (± 10%) rpm.

Debit de aer 26,3 CFM

Dimensiuni 80 x 80 x 25 mm

Conector de alimentare Conector cu 3 pini + 4 pini

Culoare neagră

De aici rezultă concluzia simplă: cu cât ventilatoarele din spatele carcasei computerului funcționează mai intens, cu atât mai mult aer poate fi pompat prin întregul sistem, iar răcirea va fi mai eficientă.

Nivelul de zgomot generat de ventilator în timpul funcționării depinde de diferitele sale caracteristici. Este ușor de stabilit relația dintre performanță și zgomotul ventilatorului. Pe site producator major populare sisteme de răcire Titan, în secțiunea ventilatoare carcasei vedem: multe ventilatoare de aceeași dimensiune sunt echipate cu motoare electrice diferite, care sunt proiectate pentru viteze de rotație diferite. Deoarece se folosește același rotor, obținem datele care ne interesează: caracteristicile aceluiași ventilator la viteze diferite rotație. Alcătuim un tabel pentru cele mai comune trei dimensiuni: grosime 25 mm, 80 × 80 × 25 mm, 92 × 92 × 25 mm și 120 × 120 × 25 mm (Tabelele 2.2).

Tabel 2.2 - Nivelul de zgomot al diferitelor ventilatoare Titan

Fontul aldine indică cele mai populare tipuri de ventilatoare.

După ce am calculat coeficientul de proporționalitate al debitului de aer și nivelul de zgomot față de viteza, vedem o potrivire aproape completă. Pentru a ne limpezi conștiința, luăm în considerare abateri de la medie: mai puțin de 5%. Astfel, am obținut trei dependențe liniare, câte 5 puncte fiecare. Considerăm ipoteza confirmată.

Eficiența volumetrică a ventilatorului este proporțională cu numărul de rotații ale rotorului, același lucru este valabil și pentru nivelul de zgomot.

Folosind ipoteza obținută, putem extrapola rezultatele obținute folosind metoda celor mai mici pătrate (LSM): în tabel, aceste valori sunt marcate cu caractere cursive. Cu toate acestea, trebuie amintit că domeniul de aplicare al acestui model este limitat. Dependența investigată este liniară într-un anumit interval de viteze de rotație; este logic să presupunem că natura liniară a dependenței va rămâne într-o vecinătate a acestui interval; dar la viteze foarte mari și foarte mici, imaginea se poate schimba semnificativ.

Acum luați în considerare linia de ventilatoare de la alt producător: GlacialTech SilentBlade 80x80x25mm, 92x92x25mm și 120x120x25mm. Să facem un tabel similar 2.3.

Tabel 2.3 - Nivelul de zgomot al diferitelor ventilatoare GlacialTech

Datele calculate sunt marcate cu caractere cursive.

Vederea generală a ventilatoarelor din această serie este prezentată în Figura 2.4.

Figura 2.4 - Vedere generală a ventilatoarelor GlacialTech

După cum am menționat mai sus, la viteze ale ventilatorului care diferă semnificativ de cele studiate, modelul liniar poate fi incorect. Valorile obținute prin extrapolare trebuie înțelese ca o estimare aproximativă.

Să fim atenți la două circumstanțe. În primul rând, ventilatoarele GlacialTech sunt mai lente, iar în al doilea rând, sunt mai eficiente. Acesta este, evident, rezultatul utilizării unui rotor cu o formă mai complexă a palelor: chiar și la aceeași viteză, ventilatorul GlacialTech transportă mai mult aer decât Titanul (vezi coloana câștig). Și nivelul de zgomot la aceeași viteză este aproximativ egal: proporția este observată chiar și pentru ventilatoare de la diferiți producători cu forme diferite de rotor.

Trebuie înțeles că caracteristicile reale de zgomot ale unui ventilator depind de proiectarea sa tehnică, de presiunea generată, de volumul de aer pompat, de tipul și forma obstacolelor în calea fluxurilor de aer; adică pe tipul carcasei computerului. Deoarece sunt utilizate multe cazuri diferite, este imposibil să se aplice direct caracteristicile cantitative ale ventilatoarelor măsurate în condiții ideale - acestea pot fi comparate între ele doar pentru diferite modele de ventilatoare.

2.1.3 Monitorizarea și controlul ventilatoarelor

Cele mai multe plăci de bază moderne vă permit să controlați viteza ventilatoarelor conectate la niște conectori cu trei sau patru pini. Mai mult, unii dintre conectori suportă controlul programului viteza ventilatorului conectat. Nu toți conectorii de pe placă oferă astfel de capabilități: de exemplu, placa populară Asus A8N-E are cinci conectori pentru alimentarea ventilatoarelor, doar trei dintre ei acceptă controlul vitezei de rotație (CPU, CHIP, CHA1) și doar un control al vitezei ventilatorului ( CPU); Placa de bază Asus P5B are patru conectori, toți cei patru acceptă controlul vitezei de rotație, controlul vitezei de rotație are două canale: CPU, CASE1 / 2 (viteza a două ventilatoare ale carcasei se modifică sincron). Numărul de conectori cu capacitatea de a controla sau controla viteza de rotație nu depinde de chipset-ul sau southbridge folosit, ci de modelul specific al plăcii de bază: modelele de la diferiți producători pot diferi în acest sens. Adesea, designerii de plăci de bază privează în mod deliberat modelele mai ieftine de capabilitățile de control al vitezei ventilatorului. De exemplu, placa de bază Asus P4P800 SE pentru procesoarele Intel Pentiun 4 este capabilă să regleze viteza coolerului procesorului, în timp ce versiunea sa mai ieftină Asus P4P800-X nu este. În acest caz, puteți utiliza dispozitive speciale care sunt capabile să controleze viteza mai multor ventilatoare (și, de obicei, asigură conectarea unui număr de senzori de temperatură) - există din ce în ce mai mulți dintre ei pe piața modernă.

Vitezele ventilatorului pot fi controlate folosind BIOS Setup. De regulă, dacă placa de bază acceptă modificarea vitezei ventilatorului, aici, în BIOS Setup, puteți configura parametrii algoritmului de control al vitezei. Setul de parametri este diferit pentru diferite plăci de bază; de obicei algoritmul folosește citirile senzorilor termici încorporați în procesor și placa de bază. Există o serie de programe pentru diferite sisteme de operare care vă permit să controlați și să reglați viteza ventilatoarelor, precum și să monitorizați temperatura. diverse componenteîn interiorul computerului. Producătorii unor plăci de bază își grupează produsele cu programe proprietare pentru Windows: Asus PC Probe, MSI CoreCenter, Abit µGuru, Gigabyte EasyTune, Foxconn SuperStep etc. Sunt distribuite mai multe programe universale, printre care: Hmonitor (shareware, $20-30), MotherBoard Monitor (distribuit gratuit, neactualizat din 2004). Cel mai popular program din această clasă este SpeedFan (Figura 2.5).

Figura 2.5 - Programul SpeedFan

2.2 Răcire pasivă

Sistemele de racire pasiva se numesc acelea care nu contin ventilatoare. Componentele individuale ale computerului se pot mulțumi cu răcirea pasivă, cu condiția ca radiatoarele lor să fie plasate într-un flux de aer suficient creat de ventilatoare „străine”: de exemplu, un cip de chipset este adesea răcit de un radiator mare situat în apropierea răcitorului CPU. Sistemele pasive de răcire pentru plăcile video sunt, de asemenea, populare, de exemplu, Zalman ZM80D-HP (Figura 2.6).

Figura 2.6 - Răcirea pasivă a plăcilor video

Evident, cu cât un ventilator trebuie să sufle mai multe radiatoare, cu atât trebuie să depășească mai multă rezistență la curgere; astfel, odată cu creșterea numărului de radiatoare, este adesea necesară creșterea vitezei de rotație a rotorului. Este mai eficient să folosiți o mulțime de ventilatoare cu viteză mică și diametru mare, iar sistemele pasive de răcire sunt de preferință evitate. În ciuda faptului că sunt produse radiatoare pasive pentru procesoare, plăci video cu răcire pasivă, chiar și surse de alimentare fără ventilatoare (FSP Zen), încercarea de a construi un computer fără ventilatoare deloc din toate aceste componente va duce cu siguranță la o supraîncălzire constantă. Pentru că un computer modern de înaltă performanță disipează prea multă căldură pentru a fi răcit doar de sisteme pasive. Datorită conductibilității termice scăzute a aerului, este dificil să se organizeze o răcire pasivă eficientă pentru întregul computer, cu excepția transformării întregului carcasă a computerului într-un radiator, așa cum se face în Zalman TNN 500A (Figura 2.7).

Poate că răcirea complet pasivă va fi suficientă pentru computerele specializate cu consum redus de energie (pentru acces la internet, pentru a asculta muzică și a viziona videoclipuri etc.)

Figura 2.7 - Carcasa radiatorului pentru computer Zalman TNN 500A

2.3 Răcirea cu apă a sistemelor informatice

Cea mai comună abordare a sistemelor informatice de răcire este asamblarea unui sistem, adesea cu o duzină de ventilatoare, toate cu un rotor optimizat și rulmenți hidrodinamici. Textolitul plăcilor cu circuite imprimate poate rezista cu greu la kilogramele de cupru de la radiatoarele performante străpunse cu conducte de căldură. Rezultatul tuturor acestor îmbunătățiri fantastice scade direct proporțional cu puterea sistemului, deoarece temperatura din interiorul carcasei crește rapid odată cu creșterea puterii, iar în configurațiile de vârf, pomparea aerului prin carcasă provoacă în continuare zgomot semnificativ. O situație de blocaj apare atunci când fiecare componentă a sistemului este destul de silentioasă, să zicem 18-20 dB, dar laolaltă dau 30-35 dB de zgomot și mai neplăcut, din cauza spectrului diferit și a interferenței rezultate. Este demn de remarcat complexitatea crescută a curățării de praf cu un design similar. Dacă un sistem obișnuit este ușor de curățat o dată la șase luni cu un aspirator convențional, atunci este foarte dificil să curățați toate aceste modele cu nervuri subțiri ale răcitoarelor moderne. Din anumite motive, producătorii nu acordă suficientă atenție problemei prafului în cazuri, doar unele cazuri sunt echipate cu filtre de praf foarte ineficiente. Între timp, praful zdrobit de ventilatoare nu numai că dăunează răcirii, depunându-se pe suprafața caloriferelor, dar este și foarte dăunător sănătății umane, deoarece nu este reținut de bronhii și este îndepărtat din plămâni pentru o perioadă foarte lungă de timp. Unele surse consideră că răul cauzat de praful fin este comparabil cu cel cauzat de fumatul pasiv. Unitățile CD/DVD și FDD suferă foarte mult de praf, a existat chiar și un cititor de carduri înfundat cu praf până la imposibilitatea completă de funcționare.

Sistemele de răcire cu apă au o popularitate binemeritată. Principiul funcționării lor se bazează pe circulația lichidului de răcire. Componentele computerului care trebuie răcite încălzesc apa, iar apa la rândul ei este răcită în radiator. În acest caz, radiatorul poate fi amplasat în afara carcasei și poate fi chiar pasiv (Figura 2.8).

Figura 2.8 - Unul dintre cele mai avansate sisteme de răcire cu apă

Dezavantajul răcirii cu apă este:

1. zgomot - cu cât puterea este mai mare, cu atât zgomotul emis de pompă este mai mare.

2. În ciuda tuturor, răcirea cu apă nu este foarte comună din cauza costului ridicat în raport cu răcirea cu aer și a pericolului de scurtcircuit în caz de depresurizare și scurgere.

2.4 Răcire economică

Casă tipică sau calculator de birouîn absența sarcinilor care necesită mult resurse, de obicei este încărcat doar 10% - oricine se poate asigura lansând Managerul de activități Windows și urmărind istoricul de încărcare al procesorului (Unitatea centrală de procesare). Astfel, cu vechea abordare, aproximativ 90% din timpul procesorului a zburat în vânt: CPU-ul era ocupat cu executarea comenzilor de care nimeni nu avea nevoie. Sistemele de operare mai noi (Windows 2000 și versiuni ulterioare) acționează mai sensibil într-o situație similară: folosind comanda HLT (Halt, stop), procesorul este complet oprit pentru o perioadă scurtă de timp - acest lucru vă permite, evident, să reduceți consumul de energie și temperatura procesorului în absența sarcinilor intensive în resurse.

Oamenii de știință informatician cu experiență își pot aminti o serie de programe de „răcire a procesorului software”: atunci când rulau sub Windows 95/98/ME, au oprit procesorul folosind HLT, în loc să repete NOP-uri fără sens, care au scăzut temperatura procesorului în absența sarcinilor de calcul. În consecință, utilizarea unor astfel de programe sub Windows 2000 și sisteme de operare mai noi este lipsită de sens.

Procesoarele moderne consumă atât de multă energie (ceea ce înseamnă: o disipă sub formă de căldură, adică se încălzesc) încât dezvoltatorii au creat măsuri tehnice suplimentare pentru a combate eventualele supraîncălziri, precum și instrumente care măresc eficiența mecanismelor de economisire. când computerul este inactiv.

2.4.1 Protecție termică CPU

Pentru a proteja procesorul de supraîncălzire și defecțiuni, se folosește așa-numita throttling termică (de obicei nu este tradusă: throttling). Esența acestui mecanism este simplă: dacă temperatura procesorului o depășește pe cea admisă, procesorul este oprit forțat de comanda HLT, astfel încât cristalul să aibă șansa să se răcească. În implementările timpurii ale acestui mecanism, prin BIOS Setup, a fost posibil să se configureze cât timp va fi inactiv procesorul (CPU Throttling Duty Cycle: xx%); implementările noi „încetinesc” automat procesorul până când temperatura cristalului scade la un nivel acceptabil. Desigur, utilizatorul este interesat de faptul că procesorul nu se răcește (la propriu!), dar face o muncă utilă - pentru aceasta trebuie să utilizați suficient sistem eficient răcire. Puteți verifica dacă mecanismul de protecție termică (throttling) al procesorului este activat folosind utilități speciale, cum ar fi ThrottleWatch (Figura 2.9).

Figura 2.9 - Utilitare ThrottleWatch

În acest caz, procesorul nu este răcit satisfăcător: de îndată ce sarcina procesorului crește, mecanismul de accelerare este declanșat.

2.4.2 Minimizarea consumului de energie

Aproape toate procesoarele moderne suportă tehnologii speciale pentru a reduce consumul de energie (și, în consecință, încălzirea). Diferiți producători numesc astfel de tehnologii în mod diferit, de exemplu: Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), AMD Cool'n'Quiet (CnQ, C&Q) - dar funcționează, de fapt, la fel. Când computerul este inactiv și procesorul nu este încărcat cu sarcini de calcul, frecvența de ceas și tensiunea procesorului scade. Ambele reduc consumul de energie al procesorului, ceea ce, la rândul său, reduce disiparea căldurii. De îndată ce sarcina procesorului crește, viteza maximă a procesorului este restabilită automat: funcționarea unei astfel de scheme de economisire a energiei este complet transparentă pentru utilizator și pentru programele care rulează. Pentru a activa un astfel de sistem, aveți nevoie de:

Activați utilizarea tehnologiei acceptate în BIOS Setup;

Instalați driverele adecvate în sistemul de operare pe care îl utilizați (de obicei, acesta este un driver de procesor);

În panou Comenzi Windows(Panou de control), în secțiunea Power Management, în fila Power Schemes, selectați schema Minimal Power Management din listă.

Puteți verifica dacă frecvența procesorului se modifică utilizând orice program care afișează viteza de ceas a procesorului: de la tipuri specializate CPU-Z, până la Panoul de control Windows (Panou de control), secțiunea Sistem (Figura 2.10).

Figura 2.10 - Panourile de control Windows

AMD Cool "n" Silențios în acțiune: ceasul curent al procesorului (994 MHz) este mai mic decât cel nominal (1,8 GHz).

Adesea, producătorii de plăci de bază își completează în plus produsele cu programe vizuale care demonstrează clar funcționarea mecanismului de schimbare a frecvenței și tensiunii procesorului, de exemplu, Asus Cool&Quiet (Figura 2.11).

Figura 2.11 - Panoul Asus Cool&Quiet

Frecvența procesorului se modifică de la maxim (în prezența sarcinii de calcul) la un nivel minim (în absența încărcării CPU).

2.4.3 Utilitarul RMClock

În timpul dezvoltării unui set de programe pentru testarea complexă a procesoarelor CPU RightMark, a fost creat utilitarul RMClock (RightMark CPU Clock / Power Utility): este conceput pentru a monitoriza, configura și gestiona capabilitățile de economisire a energiei ale procesoarelor moderne. Utilitarul acceptă toate procesoarele moderne și o varietate de sisteme de gestionare a consumului de energie (frecvență, tensiune ...) Programul vă permite să monitorizați apariția throttlingului, modificările frecvenței și tensiunii procesorului. Folosind RMClock, puteți configura și utiliza tot ceea ce permit instrumentele standard: Configurare BIOS, gestionarea energiei de către sistemul de operare folosind driverul procesorului. Dar posibilitățile acestui utilitar sunt mult mai largi: cu ajutorul său, puteți configura o serie de parametri care nu sunt disponibili pentru configurare într-un mod standard. Acest lucru este deosebit de important atunci când utilizați sisteme overclockate, când procesorul rulează mai repede decât frecvența nominală.

RightMark CPU Clock Utility (RMClock) este un mic utilitar care monitorizează viteza ceasului, accelerarea, încărcarea procesorului, tensiunea procesorului și temperatura în timp real. De asemenea, este capabil să gestioneze performanța și consumul de energie al procesoarelor care acceptă funcțiile de gestionare a energiei. În modul control automat monitorizează în mod constant nivelul de încărcare a procesorului și își schimbă automat frecvența de ceas, tensiunea nucleului procesorului și/sau nivelul de throttling în conformitate cu conceptul de „performanță la cerere”.

Figura 2.12 RightMark CPU Clock Utility (RMClock)

O metodă similară este folosită de dezvoltatorii de plăci video: puterea completă a GPU-ului este necesară doar în modul 3D, iar un cip grafic modern poate face față unui desktop în modul 2D chiar și la o frecvență redusă. Multe plăci video moderne sunt reglate astfel încât cipul grafic să servească desktop-ul (mod 2D) cu frecvență redusă, consum de energie și disipare a căldurii; în consecință, ventilatorul de răcire se rotește mai lent și face mai puțin zgomot. Placa video începe să funcționeze la capacitate maximă doar când rulează aplicații 3D, cum ar fi jocurile pe calculator. Logica similară poate fi implementată programatic, folosind diverse utilitare pentru reglarea fină și overclockarea plăcilor video. De exemplu, așa arată setările automate de overclocking din programul ATI Tray Tools pentru placa video HIS X800GTO IceQ II (Figura 2.13).

Figura 2.13 - Instrumente ATI Tray pentru placa video HIS X800GTO IceQ II

Ray Adams a creat un nou utilitar ATI Tray Tools (Figura 2.14).

Figura 2.14 - Noile instrumente ATI Tray

2.5 Perspective pentru dezvoltarea sistemelor de răcire

Din punct de vedere istoric, sursele de alimentare au fost lipsite de sisteme de răcire fără zgomot. Acest lucru se datorează în mare măsură faptului că risipesc 15-25% din energia consumată de computer. Toată această putere este alocată diferitelor componente, active și pasive ale sursei de alimentare. Diodele de putere și comutatoarele invertorului, transformatoarele și bobinele se încălzesc... Structura tradițională a sursei de alimentare necesită regândire odată cu trecerea la răcirea externă. Sursele de alimentare cu capacitatea de a se conecta la un sistem de răcire cu apă sunt produse de o singură companie.

Începe producția de sisteme informatice răcite cu apă, sistemele de răcire cu două, trei și mai multe circuite sunt utilizate pentru rețelele de calculatoare suplimentare.

Pentru a testa eficiența sistemului de răcire au fost utilizate două configurații software.

Inactiv - desktop încărcat sistem de operare Windows Vista Ultimate x64 SP1.

În ambele moduri, a fost folosit sistemul standard de răcire cu apă Koolance, fără conectarea la apă rece.

Apa inactiv și apă 3D - apă rece cu o temperatură de aproximativ 17 grade a fost furnizată la schimbătorul de căldură din circuitul extern, ventilatoarele sistemului de răcire standard nu au funcționat.

Idle Air și 3D Air - au fost folosite un sistem de răcire standard, cu un singur slot, pentru placa video ATI Radeon HD 3870 și un cooler de procesor Neon 775 de la GIGABYTE.

Lichidul de răcire din primele patru teste este apa din circuitul intern de răcire, iar în ultimele două teste - aerul din interiorul unității de sistem. Pentru a obține rezultate stabile, toate testele au fost efectuate în decurs de o oră, iar valorile maxime de temperatură au fost luate folosind programul HWMonitor.

Studiile au arătat că răcirea cu apă este mult mai eficientă decât răcirea cu aer. În special, într-un sistem de răcire cu aer, în timpul nefuncționării, sunt înregistrați parametrii de încălzire similari cu cei ai unui sistem de răcire cu apă încărcat! Sistemul, răcit cu aer în timpul testului 3D, a încălzit rapid aerul din interiorul unității de sistem la o temperatură de peste 45 de grade. Deloc surprinzător, temperatura procesoarelor s-a apropiat de 80 de grade, iar ventilatoarele au fost zgomotoase la putere maximă.

La evaluare efect economic s-a dovedit că prețul conversiei unui computer la răcirea cu apă a crescut cu doar 1200 UAH, iar eficiența a crescut cu 100%.

Pentru a economisi apă, este posibilă fabricarea unui sistem de răcire cu trei circuite în care schimbătorul de căldură este montat direct pe conducta principală de apă rece, iar lichidul acestui sistem intermediar este pompat de o pompă separată. O posibilitate foarte interesantă este plasarea unui frigider cu semiconductor cu efect Peltier între primul și al doilea circuit.

Utilizarea unor astfel de soluții progresive face posibilă obținerea unor performanțe record în absența zgomotului.

3. Studiul de fezabilitate al obiectului de cercetare

3.1 Analiza diferitelor tipuri de răcire

Investigăm caracteristicile tehnice și economice ale tipurilor de răcire de mai sus (Tabelul 3.1).

Tabel 3.1 - Caracteristicile tehnice și economice ale diferitelor tipuri de răcire

răcire	Nivel de zgomot, dB	Cost, UAH	Siguranță	Simplitate desene	Informații suplimentare
Pasiv	dispărut			fixare calorifere suplimentare
Aer: ventilator			parțial	instalarea de ventilatoare suplimentare
Aer:			parțial	instalarea de răcitoare suplimentare	Consumul de energie electrică energie, niveluri crescute de zgomot, lubrifiere periodică a rulmenților
răcire	Nivel de zgomot, dB	Cost, UAH	Siguranță	Simplitate desene	Informații suplimentare
Racirea apei			Intrarea apei în unitățile electrice	Complexitatea instalării, alimentarea cu apă, instalarea pompei	Pătrunderea umidității, inspecția constantă a fitingurilor, supapelor
răcire criogenică			Condensare	Dificultate de instalare	Condens, vizualizare constantă a blocurilor, reumplere cu freon, temperaturi sub zero
Răcirea cu azot	dispărut		Formarea condensului, scurgeri de azot	Dificultate de instalare, etanșeitate	Formarea condensului, vizualizarea constantă a blocurilor, umplerea cu azot, temperaturi sub zero
Elementul Peltier	dispărut		Formarea condensului.	Dificultate de instalare	Încălzire suplimentară

După analizarea tabelului 3.1 după preț, concluzionăm (Figura 3.1):

Figura 3.1 - Analiza costului diferitelor tipuri de răcire:

1- racire pasiva; 2- ventilator de aer; 3 - răcitor de aer; 4 - apă; 5- criogenic; 6- azotat; 7 - Element Peltier.

Din punct de vedere al costului, cel mai ieftin tip de răcire este pasiv, costul unui radiator este determinat de cantitatea de cupru din acesta și de configurație, cel mai scump este răcirea cu apă și conține multe modificări ale carcasei computerului, elementul Peltier ocupă o poziție medie din punct de vedere al costului, dar nu este profitabilă din cauza consumului abundent energie electricași generarea de căldură pe semiconductor, care va determina formarea condensului; poziția cea mai avantajoasă este ocupată de răcirea cu aer - ușurință de instalare, cost redus, fiabilitatea designului, consum redus de energie, singurul dezavantaj al ventilatoarelor este un nivel de zgomot relativ ridicat.

benefic de utilizat sistem mixt răcire, dar atunci când este utilizat, vor apărea atât factori pozitivi, cât și negativi. Când se utilizează, de exemplu, răcirea cu aer (creșterea numărului de ventilatoare), nu numai că nivelul de zgomot al ventilatoarelor în sine crește, ci și efectul de „rezonanță”, deoarece ventilatoarele sunt pe același șasiu.

Când instalați răcire suplimentară cu aer, ar trebui să furnizați și un sistem de filtrare care va proteja acest computer de praf. De asemenea, este posibil să se dezvolte un sistem de oprire automată a ventilatoarelor electrice atunci când blocurile computerului sunt răcite la o valoare prestabilită, folosind un program de monitorizare a temperaturii blocurilor sau dispozitive suplimentare (relee termice, regulatoare de temperatură).

Luați în considerare cât de mult va costa îmbunătățirea răcirii sistemelor informatice cu instalarea unui ventilator suplimentar.

Datele inițiale primare pentru determinarea costului proiectului sunt indicatori care sunt utilizați la întreprinderea GPO „MONOLIT” din Harkov.

Aceste cifre sunt rezumate în Tabelul 3.2.

Tabelul 3.2 - Datele întreprinderii GPO „MONOLIT” Harkov.

din 01.01.2010

Cheltuieli	Desemnarea condiționată		Valoare
Dezvoltarea (proiectarea) documentației de proiectare
Tariful proiectantului - tehnolog
Tarif pentru personalul de service
Tariful energiei electrice
Puterea unui computer, modem, imprimante etc.
Costul computerului, imprimantei, modemului pentru bază și produs nou (IBMPentium/32/200/SVG)
Deduceri de amortizare
Costul de 1 oră de utilizare a computerului
Rata salariala suplimentara
Contribuție la evenimente sociale
Cheltuieli generale de producție (cheltuieli generale).
Costuri de transport și achiziții
Timp de întreținere a sistemelor informatice
Rata de amortizare la un computer
Deducere pentru reținerea și repararea calculatoarelor

3.2 Calculul costurilor în etapa de proiectare (dezvoltare) a documentației de proiectare a unui produs nou

a) Complexitatea dezvoltării unei documentații de proiectare pentru un produs nou

Pentru a determina complexitatea lucrării de proiectare, în primul rând, se întocmește o listă cu toate etapele și tipurile de lucrări care trebuie efectuate (în mod logic, într-o manieră ordonată și secvențială). Este necesar să se determine nivelul de calificare (posturile) interpreților.

Costul elaborării unei documentații de proiectare reprezintă remunerația dezvoltatorilor schemei de circuit electric, proiectanților și tehnologilor.

Calculul costurilor pentru documentația de proiectare este derivat prin metoda de stabilire a costurilor, care se bazează pe intensitatea forței de muncă și pe salariile dezvoltatorilor.

a) Complexitatea dezvoltării unei documentații de proiectare pentru un produs ( T) se calculează prin formula:

Unde T atz– costuri cu forța de muncă pentru analiză termeni de referinta(TK), oameni/oră;

T res- costuri cu manopera pentru dezvoltarea circuitelor electrice, om/ora;

T rk

T RT

Okd

T widz- costuri cu manopera pentru fabricarea si testarea unui prototip, om/ora.

Tabel 3.3 - Calculul salariilor pentru elaborarea documentației de proiectare a produsului

Salariu pentru elaborarea documentației de proiectare a produsului DIN este determinată de formula:

unde – orar rata tarifară dezvoltator, UAH

Complexitatea dezvoltării unei documentații de proiectare pentru un produs (determinată în grivne cu două zecimale (00,00 UAH)

b) Calculul costurilor materialelor pentru elaborarea documentaţiei de proiectare

Costuri materiale M in, care sunt necesare pentru elaborarea (crearea) documentației de proiectare, sunt date în tabelul 3.4.

Tabelul 3.4 - Calculul costurilor materialelor pentru elaborarea documentației de proiectare

c) Cheltuieli pentru utilizarea calculatoarelor în elaborarea documentației de proiectare (dacă există).

Cheltuielile pentru utilizarea calculatoarelor în elaborarea documentației de proiectare se calculează pe baza costului unei ore de funcționare a computerului conform formulei. UAH:

Unde În g- costul unei ore de calculator, UAH.

T res- costuri cu manopera pentru dezvoltarea circuitelor electrice, om/ora;

T rk– costuri cu forța de muncă pentru dezvoltarea designului, om/oră;

T RT– costuri cu forța de muncă pentru dezvoltarea tehnologiei, om/oră;

Okd- costuri cu manopera pentru proiectarea documentatiei de proiectare, oameni/ora;

În același timp, costul unei ore de computer (alte mijloace tehnice - TK) În g

Unde T e/e – costurile cu energia electrică, UAH;

la amortizare- valoarea primei ore de amortizare a calculatorului, UAH;

Z pers– salariul orar al personalului de serviciu, UAH;

T rem – cheltuieli pentru reparații, achiziție de piese, UAH;

Costul unei ore de amortizare la amortizare determinat de formula, UAH:

la 40 de ore saptamana de lucru:

Unde În tz- costul mijloacelor tehnice, UAH.

Pe- rata anuală de amortizare (%).

K t- numărul de săptămâni pe an (52 săptămâni/an).

G t- numărul de ore de lucru pe săptămână (40 ore/săptămână)

Plata la ora personal de serviciu Z pers calculat prin formula, UAH:

Unde Despre cl- salariul lunar al personalului de serviciu, UAH.

K rg- numărul de ore de lucru pe lună (160 ore/lună);

H rem- costurile forței de muncă pentru reparații computere (6% Despre cl).

Cheltuieli de reparatii, achizitie de piese calculator T rem

Unde În tz- costul mijloacelor tehnice, UAH.

H rem- procentul cheltuielilor pentru reparatii, achizitie de piese (%);

K t- numărul de săptămâni pe an (52 săptămâni/an).

G t- numărul de ore de lucru pe săptămână (36 ¸ 168 ore/săptămână)

Cheltuieli pentru utilizarea energiei electrice de către calculatoare și mijloace tehnice T e/e determinat de formula, UAH:

, (3.8)

Unde In ea– costul unui kWh de energie electrică, UAH;

W transpira- puterea computerului, imprimantei și scanerului (timp de 1 oră), (kW/h.).

Astfel, costul unei ore de funcționare a computerului în timpul dezvoltării documentației de proiectare va fi (a se vedea formula 3.4), UAH:

Cheltuieli pentru utilizarea computerelor în dezvoltare, UAH. (vezi formula 3.3):

d) Calculul costului tehnologic al realizării unei documentații de proiectare

Calculul costului tehnologic al creării unei documentații de proiectare pentru un produs se realizează utilizând metoda costurilor (tabelul 3.5).

Tabel 3.5 - Calculul costurilor tehnologice pentru realizarea documentației de proiectare a produsului

Costul documentației de proiectare dezvoltate C cd calculată ca suma punctelor 1–6.

3.3 Calculul costurilor în etapa de producție a produsului

Costul produsului care se dezvoltă este calculat pe baza normelor de costuri materiale și forță de muncă. Printre datele inițiale care sunt utilizate pentru calcularea costului unui produs se numără normele de consum de materii prime și materii prime pe produs (tabelul 3.6).

Tabelul 3.6 - Calculul costului materiilor prime și materiilor de bază pentru un produs

materiale	Rata de cost	Preț cu ridicata UAH/unitate.	Cheltuieli efective
Lipire POS - 61 (GOST 21930 - 76), kg
Lac EP-9114 (GOST 2785-76), kg
Costuri de transport și achiziții (4%)

În timpul calculării costului unui produs, ca date inițiale, aceștia folosesc specificațiile materialelor, componentele achiziționate pentru produs și semifabricate, care sunt utilizate la fabricarea unui produs (tabelul 3.7).

Tabel 3.7 - Lista componentelor pentru îmbunătățirea răcirii PC-ului

Calculăm salariile principalelor muncitori de producție pe baza normelor de intensitate a forței de muncă pe tipul de muncă și tarifele orare ale muncitorilor.Costificarea și stabilirea prețurilor sunt calculate în tabelul 3.9.

Tabelul 3.9 - Calculul prețului de cost și determinarea prețului produsului conform noii documentații de proiectare

Costul total pentru pregătirea documentației de proiectare și modernizarea răcirii este de 346,58 UAH.

4. Protectia muncii

Progresul științific și tehnologic a adus schimbări serioase în condiții activitati de productie lucrătorii din domeniul cunoașterii. Munca lor a devenit mai intensă, mai obositoare, necesitând cheltuieli semnificative de energie mentală, emoțională și fizică. Aceasta a necesitat o soluție cuprinzătoare la problemele de ergonomie, igiena și organizarea muncii, reglementarea regimurilor de muncă și odihnă.

În prezent, tehnologia informatică este utilizată pe scară largă în toate domeniile activității umane. Când lucrează cu un computer, o persoană este expusă la o serie de periculoase și dăunătoare factori de producţie: câmpuri electromagnetice (gama de frecvență radio: HF, UHF și microunde), radiații infraroșii și ionizante, zgomot și vibrații, electricitate statică etc.

Lucrul cu un computer se caracterizează prin stres mental semnificativ și stres neuro-emoțional pentru operatori, intensitate mare a muncii vizuale și o sarcină destul de mare asupra mușchilor mâinilor atunci când lucrează cu tastatura computerului. De mare importanță este proiectarea și aranjarea rațională a elementelor locului de muncă, ceea ce este important pentru menținerea posturii optime de lucru a operatorului uman.

În procesul de lucru cu un computer, este necesar să se respecte modul corect de lucru și odihnă. În caz contrar, personalul are o presiune semnificativă asupra aparatului vizual, cu apariția plângerilor de nemulțumire față de muncă, dureri de cap, iritabilitate, tulburări de somn, oboseală și dureri la nivelul ochilor, spatelui, gâtului și brațelor.

4.1 Cerințe pentru instalațiile de producție

4.1.1 Colorare și reflectanțe

Colorarea camerelor și a mobilierului ar trebui să contribuie la crearea unor condiții favorabile pentru percepția vizuală, bună dispoziție.

Sursele de lumină precum lămpile și ferestrele care se reflectă pe suprafața ecranului afectează semnificativ acuratețea caracterelor și provoacă tulburări fiziologice care pot duce la stres semnificativ, în special în timpul utilizării prelungite. Reflecția, inclusiv reflexiile de la sursele secundare de lumină, ar trebui să fie redusă la minimum.

Perdelele și paravanele pot fi folosite pentru a proteja împotriva luminozității excesive a ferestrelor.

ferestrele sunt orientate spre sud: - peretii sunt albastru-verzui sau albastru deschis; podea - verde;

ferestrele sunt orientate spre nord: - peretii sunt portocalii deschis sau galben-portocalii; podea - portocaliu-roscat;

ferestrele sunt orientate spre est: - pereti galben-verzui; podeaua este verde sau portocaliu-roscat;

ferestrele sunt orientate spre vest: - peretii sunt galben-verzui sau verde-albastrui; podeaua este verde sau portocaliu-roscat.

În incinta în care se află computerul, este necesar să se furnizeze următoarele valori ale coeficientului de reflexie: pentru tavan: 60-70%, pentru pereți: 40-50%, pentru podea: aproximativ 30%. Pentru alte suprafete si mobilier de lucru: 30-40%.

4.1.2 Iluminat

Iluminatul industrial proiectat și implementat corespunzător îmbunătățește condițiile vizuale de lucru, reduce oboseala, îmbunătățește productivitatea muncii, are un efect benefic asupra mediului de lucru, are un impact psihologic pozitiv asupra lucrătorului, crește siguranța muncii și reduce accidentările.

Iluminarea insuficientă duce la oboseala ochilor, slăbește atenția, duce la oboseală prematură. Iluminarea excesivă provoacă orbire, iritare și durere în ochi.

Nu Direcția corectă lumina la locul de muncă poate crea umbre dure, strălucire și dezorienta lucrătorul. Toate aceste motive pot duce la un accident sau boli profesionale, astfel încât calculul corect al iluminării este atât de important.

Există trei tipuri de iluminare - naturală, artificială și combinată (naturală și artificială împreună).

Iluminat natural - iluminarea spațiilor cu lumină naturală care pătrunde prin deschiderile de lumină din structurile exterioare de închidere ale spațiilor.

Iluminatul natural se caracterizează prin faptul că variază foarte mult în funcție de momentul zilei, anotimp, natura regiunii și o serie de alți factori.

Iluminatul artificial se folosește atunci când se lucrează noaptea și ziua, când nu este posibilă furnizarea valorilor normalizate ale coeficientului de lumină naturală (vreme înnorată, ore scurte de lumină).

Iluminatul, în care iluminarea naturală, insuficientă conform normelor, este completată cu iluminare artificială, se numește iluminare combinată.

Iluminatul artificial se împarte în lucru, urgență, evacuare, securitate. Iluminatul de lucru, la rândul său, poate fi general sau combinat. General - iluminat, în care lămpile sunt plasate în zona superioară a încăperii uniform sau în raport cu locația echipamentului. Combinat - iluminat, în care iluminatul local se adaugă celui general.

Potrivit SNiP II-4-79, este necesar să se utilizeze un sistem de iluminat combinat în incinta centrelor de calcul.

Când se efectuează lucrări din categoria preciziei vizuale ridicate (cea mai mică dimensiune a obiectului de distincție este de 0,3 ... ... 1,0 mm) KEO trebuie să fie de cel puțin 1,0%. Ca surse de iluminare artificială, se folosesc de obicei lămpi fluorescente de tip LB sau DRL, care sunt combinate în perechi în lămpi, care ar trebui să fie uniform distanțate deasupra suprafețelor de lucru.

Cerințele pentru iluminarea în încăperile în care sunt instalate computere sunt următoarele: atunci când se efectuează lucrări vizuale de înaltă precizie, iluminarea totală ar trebui să fie de 300 de lux, iar cea combinată - 750 de lux; cerințe similare atunci când se efectuează lucrări de precizie medie - 200 și, respectiv, 300 lx.

În plus, întregul câmp vizual ar trebui să fie iluminat destul de uniform - aceasta este principala cerință de igienă. Cu alte cuvinte, gradul de iluminare al camerei și luminozitatea ecranului computerului ar trebui să fie aproximativ aceleași, deoarece. lumina strălucitoare în zona vederii periferice crește semnificativ oboseala ochilor și, ca urmare, duce la oboseala rapidă a acestora.

4.1.3 Parametrii de microclimat

Parametrii microclimatului pot varia foarte mult, în timp ce conditie necesara viața umană este de a menține o temperatură constantă a corpului datorită termoreglării, adică. capacitatea organismului de a regla transferul de căldură către mediu. Principiul reglării microclimatului este crearea conditii optime pentru schimbul de căldură al corpului uman cu mediul.

Inginerie calculator este o sursă de generare semnificativă de căldură, care poate duce la creșterea temperaturii și la scăderea umidității relative din încăpere. În încăperile în care sunt instalate calculatoare, trebuie respectați anumiți parametri de microclimat. Normele sanitare SN-245-71 stabilesc valorile parametrilor de microclimat care creează condiții confortabile. Aceste norme sunt stabilite în funcție de perioada anului, natură procesul munciiși natura spațiilor de producție (a se vedea tabelul. 4.1)

Tabel 4.1 - Parametrii de microclimat pentru încăperile în care sunt instalate calculatoare

Volumul spațiilor în care se află angajații centrelor de calcul nu trebuie să fie mai mic de 19,5 m 3 / persoană, ținând cont de numărul maxim de lucru simultan pe tură. Normele de alimentare cu aer proaspăt a incintelor în care sunt amplasate calculatoarele sunt date în tabel. 4.2.

Tabel 4.2 - Norme pentru alimentarea cu aer proaspăt în încăperile în care sunt amplasate calculatoarele

Pentru a asigura condiții confortabile, se folosesc ambele metode organizatorice (organizarea rațională a muncii în funcție de perioada anului și a zilei, alternarea muncii și odihnă) și mijloace tehnice(ventilație, aer condiționat, sistem de încălzire).

4.1.4 Zgomot și vibrații

Zgomotul agravează condițiile de lucru, având un efect nociv asupra corpului uman. Cei care lucrează în condiții de expunere prelungită la zgomot se confruntă cu iritabilitate, dureri de cap, amețeli, pierderi de memorie, oboseală crescută, pierderea poftei de mâncare, dureri de urechi etc. Astfel de tulburări în activitatea unui număr de organe și sisteme ale corpului uman pot provoca modificări negative. în starea emoțională a unei persoane până la stres. Sub influența zgomotului, concentrarea atenției scade, funcțiile fiziologice sunt perturbate, apare oboseala din cauza creșterii costurilor energetice și a stresului neuropsihic, iar comutația vorbirii se înrăutățește. Toate acestea reduc capacitatea de muncă a unei persoane și productivitatea acesteia, calitatea și siguranța muncii. Expunerea prelungită la zgomot intens [peste 80 dB(A)] asupra auzului uman duce la pierderea parțială sau completă a auzului.

În tabel. 4.3 indică nivelurile maxime de zgomot în funcție de categoria de severitate și intensitate a travaliului, care sunt sigure în ceea ce privește menținerea sănătății și a performanței.

Tabelul 4.3 - Limitarea nivelurilor de zgomot, dB, la locurile de muncă

Nivelul de zgomot la locul de muncă al matematicienilor-programatori și al operatorilor video nu trebuie să depășească 50 dBA, iar în sălile de procesare a informațiilor pe computere - 65 dBA. Pentru a reduce nivelul de zgomot, pereții și tavanul încăperilor în care sunt instalate calculatoare pot fi căptușiți cu materiale fonoabsorbante. Nivelul de vibrații în incinta centrelor de calcul poate fi redus prin instalarea echipamentelor pe izolatoare speciale de vibrații.

4.1.5 Radiații electromagnetice și ionizante

Majoritatea oamenilor de știință cred că atât expunerea pe termen scurt, cât și pe termen lung la toate tipurile de radiații de pe ecranul monitorului nu este periculoasă pentru sănătatea personalului care deservește computerele. Cu toate acestea, nu există date exhaustive despre pericolul expunerii la radiații de la monitoare pentru cei care lucrează cu computere, iar cercetările în această direcție continuă.

Valorile admisibile ale parametrilor radiațiilor electromagnetice neionizante de la un monitor de calculator sunt prezentate în tabel. 4.4.

Nivelul maxim de radiație cu raze X la locul de muncă al unui operator de computer nu depășește de obicei 10 microrem/h, iar intensitatea radiației ultraviolete și infraroșii de pe ecranul monitorului se situează în intervalul 10-100 mW/m 2 .

Tabel 4.4 - Valori admisibile pentru parametrii radiațiilor electromagnetice neionizante (în conformitate cu SanPiN 2.2.2.542-96)

Pentru a reduce impactul acestor tipuri de radiații, se recomandă utilizarea monitoarelor cu un nivel redus de radiații (MPR-II, TCO-92, TCO-99), instalarea de ecrane de protecție și, de asemenea, respectarea programelor de muncă și odihnă reglementate.

4.2 Cerințe ergonomice pentru locul de muncă

Proiectarea locurilor de muncă dotate cu terminale video este una dintre problemele importante ale designului ergonomic în domeniul tehnologiei informatice.

Locul de muncă și poziția relativă a tuturor elementelor sale trebuie să respecte cerințele antropometrice, fizice și psihologice. Natura lucrării este, de asemenea, importantă. În special, la organizarea locului de muncă al unui programator, trebuie îndeplinite următoarele condiții de bază: amplasarea optimă a echipamentului care face parte din locul de muncă și spațiu de lucru suficient care să permită toate mișcările și mișcările necesare.

Aspectele ergonomice ale proiectării stațiilor de lucru terminale video, în special, sunt: ​​înălțimea suprafeței de lucru, dimensiunile spațiului pentru picioare, cerințele pentru amplasarea documentelor la locul de muncă (prezența și dimensiunile suportului pentru documente, posibilitatea a diferitelor poziții de documente, distanța de la ochii utilizatorului la ecran, document, tastaturi etc.), caracteristicile scaunului de lucru, cerințele pentru suprafața desktopului, reglabilitatea elementelor locului de muncă.

Elementele principale ale locului de muncă al programatorului sunt o masă și un fotoliu.

Poziția principală de lucru este poziția șezut.

Poziția în șezut provoacă o oboseală minimă a programatorului.

O dispunere rațională a locului de muncă asigură o ordine clară și consecvență în plasarea obiectelor, mijloacelor de muncă și a documentației. Ceea ce este necesar pentru a efectua munca mai des este situat în zona de acces ușor a spațiului de lucru.

Câmpul motor - spațiul locului de muncă, în care se pot desfășura acțiunile motorii umane.

Zona maximă de atingere a brațului este o parte a câmpului motor al locului de muncă, limitată de arcuri descrise de brațele cele mai întinse atunci când le mișcă în articulația umărului.

Zona optimă este o parte a câmpului motor al locului de muncă, limitată de arcuri descrise de antebrațe atunci când se deplasează în articulațiile cotului cu sprijin în punctul cotului și cu un umăr relativ imobil.

Pe fig. 4.1 prezintă un exemplu de amplasare a componentelor principale și periferice ale unui PC pe desktopul programatorului.

Pentru o muncă confortabilă, masa trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

Înălțimea mesei trebuie aleasă ținând cont de capacitatea de a sta liber, într-o poziție confortabilă, dacă este necesar, sprijinindu-se pe cotiere;

Partea inferioară a mesei ar trebui proiectată astfel încât programatorul să poată sta confortabil fără a fi forțat să-și bage picioarele;

Suprafața mesei trebuie să aibă proprietăți care să excludă apariția strălucirii în câmpul vizual al programatorului;

Designul mesei ar trebui să prevadă prezența sertarelor (cel puțin 3 pentru depozitarea documentației, listelor, articole de papetărie);

Înălțimea suprafeței pe care este instalată tastatura ar trebui să fie de aproximativ 650 mm.

O mare importanță se acordă caracteristicilor scaunului de lucru. Deci, înălțimea recomandată a scaunului deasupra nivelului podelei este de 420-

550 mm. Suprafața scaunului este moale, marginea din față este rotunjită și unghiul spătarului este reglabil.

Figura 4.1 - Amplasarea componentelor principale și periferice ale PC-ului pe desktop-ul programatorului:

1 - scanner, 2 - monitor, 3 - imprimanta, 4 - suprafata desktop, 5 - tastatura, 6 - mouse.

La proiectare, este necesar să se prevadă posibilitatea plasării diferitelor documente: pe partea laterală a terminalului video, între monitor și tastatură etc. În plus, în cazurile în care terminalul video are o calitate scăzută a imaginii, de exemplu, pâlpâirea este vizibilă, distanța de la ochi la ecran este mai mare (aproximativ 700 mm) decât distanța de la ochi la document (300-450 mm). ). In general, cu o calitate ridicata a imaginii pe terminalul video, distanta de la ochii utilizatorului la ecran, document si tastatura poate fi egala.

Poziția ecranului este determinată de:

Distanta de citire (0,6 - 0,7m);

Unghiul de citire, direcția de vizualizare 20˚ sub orizontală până la centrul ecranului, cu ecranul perpendicular pe această direcție.

De asemenea, ar trebui să fie posibilă reglarea ecranului:

Inaltime +3 cm;

Înclinați de la -10˚ la +20˚ față de verticală;

În direcțiile stânga și dreapta.

De asemenea, se acordă o mare importanță posturii corecte de lucru a utilizatorului.

Cu o poziție de lucru inconfortabilă, pot apărea dureri în mușchi, articulații și tendoane. Cerințele pentru postura de lucru a utilizatorului de terminal video sunt următoarele:

Capul nu trebuie înclinat mai mult de 20˚,

Umerii ar trebui să fie relaxați

Coate - la un unghi de 80˚-100˚,

Antebrațele și mâinile - în poziție orizontală.

Motivul pentru poziția incorectă a utilizatorilor se datorează următorilor factori: nu există un suport pentru documente bun, tastatura este prea înaltă și documentele sunt prea joase, nu există unde să pui mâinile și brațele, nu există suficient spațiu pentru picioare.

Pentru a depăși aceste neajunsuri, se dau recomandări generale: o tastatură mobilă este mai bună; ar trebui prevăzute dispozitive speciale pentru reglarea înălțimii mesei, a tastaturii și a ecranului, precum și un suport pentru mâini.

Mărimea caracterelor, densitatea plasării lor, contrastul și raportul dintre luminozitatea caracterelor și fundalul ecranului sunt esențiale pentru munca productivă și de înaltă calitate pe un computer. Dacă distanța de la ochii operatorului până la ecranul de afișare este de 60-80 cm, atunci înălțimea semnului trebuie să fie de cel puțin 3 mm, raportul optim dintre lățimea și înălțimea semnului este de 3:4, iar distanța dintre semnele este de 15-20% din înălțimea lor. Raportul dintre luminozitatea fundalului ecranului și a caracterelor este de la 1:2 la 1:15.

Când se utilizează un computer, medicii recomandă instalarea unui monitor la o distanță de 50-60 cm de ochi. Experții cred, de asemenea, că partea superioară a afișajului video ar trebui să fie la nivelul ochilor sau puțin mai jos. Când o persoană privește drept înainte, ochii lui se deschid mai larg decât atunci când privește în jos. Din acest motiv, câmpul vizual este crescut semnificativ, provocând deshidratarea ochilor. În plus, dacă ecranul este ridicat și ochii sunt larg deschiși, funcția de clipire este afectată. Aceasta înseamnă că ochii nu se închid complet, nu sunt spălați cu lichid lacrimal, nu primesc suficientă umiditate, ceea ce duce la oboseala rapidă a acestora.

Crearea unor condiții favorabile de muncă și amenajarea estetică corectă a locurilor de muncă în producție este de mare importanță, atât pentru facilitarea muncii, cât și pentru creșterea atractivității acesteia, ceea ce afectează pozitiv productivitatea muncii.

4.3 Programul de lucru

După cum s-a menționat în mod repetat, atunci când lucrați cu un computer personal, un rol foarte important îl joacă respectarea regimului corect de muncă și odihnă. În caz contrar, personalul are o presiune semnificativă asupra aparatului vizual, cu apariția plângerilor de nemulțumire față de muncă, dureri de cap, iritabilitate, tulburări de somn, oboseală și dureri la nivelul ochilor, spatelui, gâtului și brațelor.

În tabel. 4.5 oferă informații despre pauzele reglementate care trebuie luate atunci când se lucrează la computer, în funcție de durată tura de muncă, tipuri și categorii activitatea muncii cu VDT (terminal de afișare video) și PC (în conformitate cu SanNiP 2.2.2 542-96 " Cerințe de igienă la terminale de afișare video, calculatoare electronice personale și organizarea muncii”).

Tabel 4.5 - Timpul pauzelor reglementate atunci când se lucrează la calculator

Notă. Timpul de pauză este acordat sub rezerva Regulilor și Normelor sanitare specificate. În cazul în care condițiile efective de muncă nu îndeplinesc cerințele Normelor și Normelor sanitare, timpul pauzelor reglementate ar trebui majorat cu 30%.

În conformitate cu SanNiP 2.2.2 546-96, toate tipurile de activitate de muncă legate de utilizarea unui calculator sunt împărțite în trei grupe: grupa A: lucru la citirea informațiilor de pe ecranul unui VDT sau PC cu o solicitare prealabilă; grupa B: lucrul la introducerea informațiilor; grupa B: munca creativaîn modul de dialog cu computerul.

Eficacitatea pauzelor este crescută atunci când sunt combinate cu gimnastica industrială sau organizarea unei camere speciale pentru odihna personalului cu mobilier confortabil tapițat, un acvariu, o zonă verde etc.

4.4 Calculul iluminării

Calculul iluminării locului de muncă se reduce la alegerea sistemului de iluminat, la determinarea numărului necesar de lămpi, tipul și amplasarea acestora. Pe baza acestui lucru, calculăm parametrii iluminatului artificial.

4.4.1 Calculul iluminatului artificial

De obicei, iluminarea artificială se realizează prin intermediul a două tipuri de surse de lumină electrică: lămpi cu incandescență și lămpi fluorescente. Vom folosi lămpi fluorescente, care, în comparație cu lămpile incandescente, au o serie de avantaje semnificative:

În ceea ce privește compoziția spectrală a luminii, acestea sunt aproape de lumina zilei, lumina naturala;

Au o eficiență mai mare (de 1,5-2 ori mai mare decât eficiența lămpilor cu incandescență);

Au putere luminoasă crescută (de 3-4 ori mai mare decât cea a lămpilor cu incandescență);

Mai mult termen lung Servicii.

Calculul iluminării se face pentru o cameră cu o suprafață de 15 m 2, a cărei lățime este de 5 m, înălțimea este de 3 m. Să folosim metoda fluxului luminos.

Pentru a determina numărul de corpuri de iluminat, determinăm fluxul luminos incident pe suprafață conform formulei:

F = E∙S∙Z∙К / n, (4.1)

unde F este fluxul luminos calculat, Lm;

E - iluminare minimă normalizată, Lux (determinată conform tabelului). Munca unui programator, în conformitate cu acest tabel, poate fi clasificată drept lucru de precizie, prin urmare, iluminarea minimă va fi E = 300 Lx;

S este aria camerei iluminate (în cazul nostru, S = 15m 2);

Z este raportul dintre iluminarea medie și minimă (de obicei luată egal cu 1,1-1,15, fie Z = 1,1);

K este un factor de siguranță care ia în considerare scăderea fluxului luminos al lămpii ca urmare a contaminării lămpii în timpul funcționării (valoarea acestuia depinde de tipul încăperii și de natura lucrărilor efectuate în aceasta, iar în cazul nostru K = 1,5);

n - coeficient de utilizare, (exprimat ca raport dintre fluxul luminos incident pe suprafața calculată și fluxul total al tuturor lămpilor și este calculat în fracțiuni de unitate; depinde de caracteristicile lămpii, de dimensiunea încăperii, culoarea pereților și a tavanului, caracterizată prin coeficienții de reflexie din pereți (RS) și din tavan (RP)), valoarea coeficienților RS și RP au fost indicate mai sus: RS=40%, RP=60%. Valoarea lui n este determinată din tabelul de coeficienți pentru utilizarea diferitelor lămpi.

Pentru a face acest lucru, calculați indicele camerei folosind formula:

I = A∙B / h (A+B), (4.2)

unde h este înălțimea calculată a suspensiei, h = 2,92 m;

A - latimea incaperii, A = 3 m;

B este lungimea camerei, B = 5 m.

Înlocuind valorile obținem:

Cunoscând indicele camerei I, conform tabelului 7 găsim n = 0,22.

Inlocuim toate valorile in formula (4.1) pentru a determina fluxul luminos F, obtinem F = 33750 Lm.

Pentru iluminare, selectăm lămpi fluorescente de tip LB40-1, al căror flux luminos F l \u003d 4320 Lm.

Calculăm numărul necesar de lămpi folosind formula:

N \u003d F / F l, (4.3)

unde N este numărul de lămpi care trebuie determinat;

F - flux luminos, F = 33750 lm;

F l - fluxul luminos al lămpii, F l \u003d 4320 Lm.

Atunci când alegem corpuri de iluminat, folosim corpuri de tip OD. Fiecare corp de iluminat vine cu două lămpi.

Aceasta înseamnă că sunt necesare patru lămpi de tip OD pentru o cameră cu o suprafață de \u200b\u200bS \u003d 15 m 2.

4.4.2 Calculul iluminatului natural al spațiilor

Organizarea luminii adecvate a locurilor de muncă, a zonelor de procesare și a spațiilor industriale are o mare importanță sanitară și igienă, ajută la creșterea productivității muncii, la reducerea accidentărilor și la îmbunătățirea calității produselor. Dimpotrivă, iluminarea insuficientă complică execuția procesului tehnologic și poate fi cauza unui accident și a bolilor organelor de vedere.

Iluminatul trebuie să îndeplinească următoarele cerințe de bază:

Fii uniform și destul de puternic;

Nu creați diverse umbre la locurile de muncă, contraste între locul de muncă iluminat și mediu;

Nu creați luminozitate și strălucire inutile în câmpul vizual al lucrătorilor;

Dați direcția corectă a fluxului luminos;

Toate spatii industriale este necesar să existe tăieturi de lumină care să ofere suficientă lumină naturală. Fără iluminare naturală pot exista săli de conferințe, săli de expoziție, vestiare, grupuri sanitare, săli de așteptare pentru instituții medicale, săli de igienă personală, coridoare și culoar.

Coeficientul de iluminare naturală conform DNB B 25.28.2006, pentru a treia noastră zonă de climă luminoasă este de 1,5.

Pe baza acestui lucru, vom calcula suprafața necesară a deschiderilor de ferestre.

Calculul suprafeței ferestrelor cu iluminare laterală este determinat de formula:

S o \u003d (L n * K z. * N 0 * S n * K clădire) / (100 * T 0 * r1) (4,4)

unde: L n – valoarea normalizată a KEO

K z - factor de siguranță (egal cu 1,2)

N 0 - lumina caracteristică ferestrelor

S n - zonă de lumină naturală suficientă

La zd. - coeficient luând în considerare umbrirea ferestrelor de către clădiri opuse

r1 - coeficient ținând cont de creșterea KEO cu iluminare laterală

T 0 - coeficientul total de transmisie a luminii, care se calculează prin formula:

T 0 = T 1 * T 2 * T 3 * T 4 * T 5, (4,5)

unde T 1 este coeficientul de transmisie a luminii al materialului;

T 2 - coeficient luând în considerare pierderea de lumină în legăturile deschiderii luminii;

T 3 - coeficient luând în considerare pierderile de lumină în structurile portante;

T 4 - coeficient ținând cont de pierderea luminii în dispozitivele de protecție solară;

T 5 - coeficientul care ține cont de pierderea de lumină în grila de protecție instalată sub felinare, se ia egal cu 1;

Acum trebuie să calculăm iluminare laterală pentru zona adiacentă perete exterior. În funcție de categoria lucrărilor vizuale, este necesar să se determine valoarea KEO. KEO \u003d 1,5, valoarea normalizată a KEO, ținând cont de clima luminoasă, trebuie calculată folosind formula:

L n \u003d l * m * c, (4,6)

unde l – valoarea KEO (l=1,5);

m – coeficientul climatului luminos (m=1);

c – factorul de insolație climatică (c=1)

Acum ar trebui să determinați raportul dintre lungimea camerei L n și adâncimea încăperii B:

Ln/B=3/5 =0,6;

Raportul dintre adâncimea încăperii B și înălțimea de la nivelul suprafeței de lucru condiționate până la partea superioară a ferestrei h 1 (în acest caz h 1 = 1,8):

B / h 1 \u003d 5 / 1,8 \u003d 2,77.

Lumina caracteristică a deschiderilor de lumină N 0 =9.

Valoarea lui T 0 =0,8*0,7*1*1*1=0,56.

L n pentru a 4-a categorie de lucrări vizuale este de 1,5 la spălarea geamurilor de două ori pe an.

Determinăm r1, r1=1,5.

Acum ar trebui să determinați valoarea lui S p:

S p \u003d L n * B \u003d 3 * 10 \u003d 30 m 2.

S o \u003d (1,5 * 1,2 * 9 * 30 * 1) / (100 * 0,56 * 1,5) \u003d 486/84 \u003d 5,78 m 2;

Acceptăm numărul de ferestre 1 bucată:

S 1 \u003d 5,78 m 2 suprafață a unei ferestre

Înălțimea unei ferestre este de 2,4 m, lățimea este de 2,4 m.

4.5 Calculul ventilației

În funcție de metoda de mișcare a aerului, ventilația poate fi naturală și forțată.

Parametrii aerului care intră în orificiile de admisie și orificiile de evacuare locale ale dispozitivelor tehnologice și de altă natură situate în zonă de muncă, ar trebui luate în conformitate cu GOST 12.1.005-76. Cu o dimensiune a camerei de 3 pe 5 metri și o înălțime de 3 metri, volumul acesteia este de 45 de metri cubi. Prin urmare, ventilația ar trebui să asigure un debit de aer de 90 de metri cubi pe oră. Vara, este necesar să se prevadă instalarea unui aparat de aer condiționat pentru a evita depășirea temperaturii din cameră pentru funcționarea stabilă a echipamentului. Este necesar să se acorde atenția cuvenită cantității de praf din aer, deoarece acest lucru afectează în mod direct fiabilitatea și durata de viață a computerului.

Puterea (mai precis, puterea de răcire) a aparatului de aer condiționat este principala sa caracteristică, depinde de ce volum al încăperii este proiectat. Pentru calcule aproximative, se ia 1 kW la 10 m 2 cu o înălțime a tavanului de 2,8 - 3 m (în conformitate cu SNiP 2.04.05-86 „Încălzire, ventilație și aer condiționat”).

Pentru a calcula afluxurile de căldură ale acestei încăperi, a fost utilizată o metodă simplificată:

unde: Q - câștiguri de căldură

S - Zona camerei

h - Înălțimea camerei

q - Coeficient egal cu 30-40 W / m 3 (în acest caz 35 W / m 3)

Pentru o încăpere de 15 m 2 și o înălțime de 3 m, afluxurile de căldură vor fi:

Q=15 3 35=1575 W

În plus, trebuie luată în considerare disiparea căldurii de la echipamentele de birou și de la oameni, se consideră (în conformitate cu SNiP 2.04.05-86 „Încălzire, ventilație și aer condiționat”) că, într-o stare calmă, o persoană emite 0,1 kW de căldură. , un computer sau un copiator 0,3 kW, Prin adăugarea acestor valori la aporturile totale de căldură, se poate obține capacitatea de răcire necesară.

Q adaugă \u003d (H S opera) + (С S comp) + (P S print) (4.9)

unde: Q add - Suma fluxurilor suplimentare de căldură

C - disiparea căldurii computerului

H - Disiparea căldurii a operatorului

D - Dissiparea căldurii imprimantei

S comp - Numărul de stații de lucru

S print - Număr de imprimante

S opere - Număr de operatori

Afluxurile suplimentare de căldură ale camerei vor fi:

Q add1 \u003d (0,1 2) + (0,3 2) + (0,3 1) \u003d 1,1 (kW)

Suma totală a câștigurilor de căldură este egală cu:

Q total1 \u003d 1575 + 1100 \u003d 2675 (W)

În conformitate cu aceste calcule, este necesar să alegeți puterea și numărul adecvat de aparate de aer condiționat.

Pentru camera pentru care se efectuează calculul, ar trebui utilizate aparate de aer condiționat cu o putere nominală de 3,0 kW.

4.6 Calculul zgomotului

Unul dintre factorii nefavorabili mediu de productieîn centrul de calcul este un nivel ridicat de zgomot generat de dispozitivele de imprimare, echipamentele de aer condiționat, ventilatoarele sistemelor de răcire din computerele în sine.

Pentru a răspunde întrebărilor despre necesitatea și fezabilitatea reducerii zgomotului, este necesar să se cunoască nivelurile de zgomot la locul de muncă al operatorului.

Nivelul de zgomot care rezultă din mai multe surse incoerente care funcționează simultan este calculat pe baza principiului însumării energiei radiațiilor din surse individuale:

∑L = 10 lg (Li∙n), (4,10)

unde Li este nivelul de presiune sonoră al sursei i-a de zgomot;

n este numărul de surse de zgomot.

Rezultatele de calcul obținute sunt comparate cu valoarea admisibilă a nivelului de zgomot pentru un anumit loc de muncă. Dacă rezultatele calculului sunt peste nivelul de zgomot admis, atunci sunt necesare măsuri speciale de reducere a zgomotului. Acestea includ: căptușirea pereților și tavanului halei cu materiale fonoabsorbante, reducerea zgomotului la sursă, aranjarea adecvată a echipamentelor și organizarea rațională a locului de muncă al operatorului.

Nivelurile de presiune sonoră ale surselor de zgomot care acționează asupra operatorului la locul său de muncă sunt prezentate în tabel. 4.6.

Tabel 4.6 - Niveluri de presiune acustică din diverse surse

În mod obișnuit, locul de muncă al operatorului este echipat cu următoarele echipamente: hard disk în unitatea de sistem, ventilator(e) sistemelor de răcire pentru PC, monitor, tastatură, imprimantă și scaner.

Înlocuind valorile nivelului de presiune acustică pentru fiecare tip de echipament în formula (4.4), obținem:

∑L=10 lg(104+104,5+101,7+101+104,5+104,2)=49,5 dB

Valoarea obținută nu depășește nivelul de zgomot admis la locul de muncă al operatorului, egal cu 65 dB (GOST 12.1.003-83). Și dacă considerați că este puțin probabil ca astfel de dispozitive periferice precum un scanner și o imprimantă să fie utilizate simultan, atunci această cifră va fi și mai mică. În plus, atunci când imprimanta funcționează, prezența directă a operatorului nu este necesară, deoarece. Imprimanta este echipată cu un alimentator automat de coli.

Lucrarea tratează un subiect actual - reglementarea răcirii sistemelor informatice.

În cursul lucrării, au fost luate în considerare problemele teoretice ale sistemelor informatice de răcire, mișcarea fluxurilor de aer în diferite sisteme de răcire și o descriere comparativă a utilizării sistemelor de răcire active și pasive.

Performanța sistemelor informatice crește, ceea ce înseamnă că crește și încălzirea elementelor de circuit ale sistemelor informatice și, ca urmare, crește temperatura din interiorul computerului. Odată cu creșterea temperaturii, încep și defecțiunile unor elemente.

Lucrarea discută diferite tipuri de răcire a sistemelor informatice, de la cele mai simple - pasive și terminând cu cel mai scump tip de răcire, folosind elemente Peltier.

Răcirea cu aer a computerului, în stadiul actual, este cea mai acceptabilă pentru utilizatorul mediu. Dar răcirea cu aer are o serie de dezavantaje. Primul este nivelul de zgomot. Cu cât adăugăm mai multe ventilatoare în sistem, cu atât nivelul de zgomot este mai mare. Al doilea dezavantaj este afluxul de praf exterior.

În stadiul actual, se utilizează răcirea cu apă, criogenică și cu azot. Dar fiecare tip de răcire are o serie de avantaje și dezavantaje. După ce am efectuat o analiză tehnică și economică a diferitelor tipuri de răcire, am decis să o facem sistem informatic adăugați un ventilator și calculați costul instalării unui ventilator suplimentar și a unui întrerupător termic care oprește ventilatorul când temperatura din interiorul computerului scade.

Costul total pentru dezvoltarea documentației de proiectare și instalarea ventilatorului s-a ridicat la 346,58 UAH.

În ultima secțiune a lucrării sunt luate în considerare problemele protecției muncii.

Lista de linkuri

1. Solomenchuk V., Solomenchuk P. Iron PK 2010 - Petersburg, 2010, 448 p.

2. Aiden, Fibelman, Kramer. Hardware PC. Enciclopedia resurselor hardware ale calculatoarelor personale. „BHV-SPB”, Sankt Petersburg, 2006.

3. Mushketov R. Prezentare generală a posibilelor defecțiuni ale PC-ului (2010) - K., 2010, 248s.

4. Ştefan Simrin. Biblia DOS, „Impuls Software”.

5. Mihail Guk. Hardware PC IBM. Enciclopedie. „Piter”, sP-B - M., Harkov, Minsk, 2000.

6. Scott Mueller. Modernizarea si repararea calculatoarelor personale. „BINOM”, M., 2010.- 414s.

7. Ponomarev V.. NETBOOK: selecție, exploatare, modernizare - BHV-Petersburg, 2009 - 432p.

8. Kostov A., Kostov V. Zhelezo PK. Manualul utilizatorului - M, Martin, 2010, 475s.

9. A. Pelerin. Calculator personal. Cartea 2. Modernizare și reparație. BHV, Dusseldorf, Kiev, M., Sankt Petersburg, 1999.

10. Computer personal. Cartea 3. „Peter Press”, Dusseldorf, Kiev, M., Sankt Petersburg, 1999.

11. V. P. Leontiev. Cea mai recentă enciclopedie a unui computer personal 2003. „OLMA-PRESS, M., 2003.

12. Yu.M. Platonov, Yu. G. Utkin. Diagnosticare, reparare și prevenire a calculatoarelor personale. M., „Hot Line-Telecom”, 2009.

13. L. N. Kechiev, E. D. Pozhidaev „Protecția dispozitivelor electronice împotriva efectelor electricității statice” - M .: Editura „Tehnologii”, 2005.

14. Zhidetsky V.Ts., Dzhigirey V.S., Melnikov A.V. Fundamentele protecției muncii: Manual - Lviv, Poster, 2008 - 351s.

15. Denisenko G.F. Securitatea muncii: Manual - M., facultate, 1989 - 319s.

16. Samgin E.B. Iluminatul locului de muncă. – M.: MIREA, 1989. – 186p.

17. Carte de referință pentru proiectarea iluminatului electric. / Ed. G.B. Knorring. - L.: Energie, 1976.

18. Lupta împotriva zgomotului în producție: un manual / E.Ya. Yudin, L.A. Borisov;

Sub total ed. E.Da. Yudina - M .: Mashinostroenie, 1985. - 400 p., ill.

19. Zinchenko V.P. Fundamentele ergonomiei. – M.: MGU, 1979. – 179p.

20. Prezentări metodice până la finalizarea lucrării de diplomă pentru studenții specialității „Operator dactilograf; operator layout computer”/ Comanda: D.O. Dyachenko, K.O. Izmalkova, O.G. Merkulov. - Severodonetsk: SVPU, 2007. - 40 p.

21. Sergey Simonovich, Georgy Evseev Computer și îngrijirea lui - K., Uzgoda, 2008 - 452p.

22. Orlov V.S. Placa de baza - M., SCIENCE, 2008 - 352s.

23. Cum să overclockați procesorul (curs video) - 2010, 37,52 Mb [Video]

24. Actualizări și reparații PC Scott Mueller. a 16-a ed., - M., Williams, 2010 - 669s.

Frigiderele acceptă două sisteme de răcire: răcirea directă a încăperii cu un agent frigorific care fierbe și răcirea indirectă cu un agent de răcire intermediar.

Cel mai preferat este utilizarea răcirii directe. Deoarece utilizarea unui lichid de răcire intermediar implică pierderi suplimentare de frig și, în plus, trebuie să creăm mișcare forțată a aerului în camerele de ventilație, prin urmare, din metodele de răcire, răcirea cu ajutorul răcitorilor de aer este cea mai promițătoare. În funcție de fluidul de lucru furnizat răcitorilor de aer, acestea sunt împărțite în răcire directă și saramură.

Alegem răcitoare de aer de tavan de tip VOP cu o cantitate mai mică de agent frigorific. Sunt concepute pentru a răci aerul din camerele de depozitare a alimentelor. Răcitoarele de aer constau dintr-o serpentină de răcire, un ansamblu ventilator, o tavă de colectare a apei dezghețate și o placare.

La răcirea camerelor cu ajutorul răcitoarelor de aer, procesul de îndepărtare a căldurii din produs este accelerat și se realizează o distribuție uniformă a temperaturii pe întregul volum al camerei.

Amoniacul este folosit ca agent frigorific. Amoniac R717 (NH3). Gaz incolor cu miros înțepător, punctul de fierbere al NH 3 la presiunea barometrică este minus 33,3 0 C. Are proprietăți termodinamice bune și o capacitate de răcire volumetrică mare.

Amoniacul este practic insolubil în ulei și este foarte puternic absorbit de apă. Se scurge amoniac din sistem rece ușor de detectat prin miros sau folosind hârtie de turnesol. Cu metale feroase (oțel, fontă), amoniacul nu reacționează, dar în prezența umidității corodează zincul, cuprul și aliajele de cupru.

Are un efect dăunător asupra oamenilor - irită mucoasele ochilor, stomacului, căilor respiratorii, provoacă arsuri ale pielii și spasme ale organelor respiratorii. Posedând un miros înțepător, amoniacul este recunoscut de organele de atingere ale omului la o concentrație de 0,0005%. Dacă conținutul de amoniac în aer este mai mare de 0,5%, otrăvirea umană este posibilă. La o concentrație în aer (16-27)% R717 (amoniac) formează un amestec exploziv.

Amoniacul este un agent frigorific ieftin cu caracteristici termodinamice foarte bune. Se folosește la mașini frigorifice medii și mari cu compresoare cu piston și șurub. Frigiderele care funcționează pe R717 funcționează la un punct de fierbere a agentului frigorific de până la minus 70 0 C. În frigiderele mici, NH3 nu este utilizat din cauza toxicității și explozivității sale.

Schema instalației frigorifice trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

Asigurați întreținerea fiabilă a modului specificat în obiectele răcite și fiți flexibil în funcționare;

Fii cât se poate de simplu și nepretențios costuri ridicate pentru implementarea acestuia;

Fii vizual și ușor de întreținut, promovează implementarea rapidă;

Comutare fără erori și alte acțiuni ale personalului de întreținere;

Asigurați siguranța personalului de exploatare și durabilitatea echipamentelor instalate.

Utilizarea instrumentelor de automatizare facilitează foarte mult îndeplinirea tuturor acestor cerințe.

Problema creării unor scheme raționale de răcire directă este concentrată în mare măsură în soluționarea corectă a schemei unității de alimentare cu agent frigorific la sistemul de evaporare. Aici sunt concentrate atât principalele dificultăți care apar în funcționarea instalațiilor de răcire directă, cât și principalele dezavantaje ale acestui sistem.

Schemele unității de alimentare cu agent frigorific trebuie să prevadă:

Protecție fiabilă împotriva funcționării umede a compresorului (adică funcționarea lui uscată) și siguranță completă a instalațiilor împotriva șocurilor hidraulice, deoarece cel mai mare număr urgenteîn instalațiile frigorifice, apare ca urmare a șocurilor hidraulice, care apar în principal atunci când agentul frigorific nu este alimentat corect la sistemul de evaporare, cu fluctuații bruște ale încărcăturii termice în obiectele răcite, când agentul frigorific fierbe în aparat din cauza unei scăderea bruscă a presiunii în ele;

Distribuția corespunzătoare a agentului frigorific lichid prin dispozitivele de răcire a obiectelor răcite în funcție de sarcina termică în schimbare asupra acestora;

Capacitatea de a menține temperatura în obiectele răcite în limitele specificate;

Eliminarea influenței coloanei hidrostatice a agentului frigorific lichid;

Capacitate redusă de agent frigorific a sistemului, deoarece o cantitate mare de agent frigorific conținută în sistemul de evaporare nu numai că crește costurile inițiale și de operare, dar creează și un risc crescut de funcționare a unei astfel de instalații;

Este posibilă o intensitate mai mare a transferului de căldură de la suprafața dispozitivelor de răcire către agentul frigorific care fierbe în ele, care poate fi realizată prin umplerea suficientă a dispozitivelor de răcire și eliberarea de abur umed din acestea;

Posibilitatea de îndepărtare comodă și rapidă a uleiului și a contaminanților din suprafata interioara aparate de răcire, precum și înghețul (mantena de zăpadă) de pe suprafața lor exterioară.

Schemele unității de alimentare cu agent frigorific la dispozitivele de răcire se disting, în primul rând, prin metoda de alimentare, adică. sub acţiunea ce diferenţă de presiune este furnizat agentul frigorific dispozitivelor de răcire.

Puteți specifica trei metode de livrare:

Sub influența diferenței de presiune dintre condensare și fierbere;

Sub influența diferenței de presiune creată de coloana de lichid;

Sub influența diferenței de presiune creată de pompă.

Schemele de alimentare cu agent frigorific lichid pentru evaporatoare se disting și prin direcția de mișcare a lichidului în dispozitivul de răcire: pot exista scheme cu alimentare de jos și alimentare de sus, în care agentul frigorific intră în baterie de sus, iar vaporii rezultați sunt îndepărtați din de mai jos.

Schema de pompare are avantaje semnificative față de primele două metode. Utilizarea unei pompe îmbunătățește semnificativ circulația lichidului, deoarece capacitatea pompei este aleasă astfel încât viteza de circulație să fie macar 3 - 6 în timpul perioadei de încărcare de proiectare. Acest lucru crește efectul de autoreglare a alimentării și practic elimină necesitatea de a interveni în distribuția lichidului peste obiecte și, de asemenea, îmbunătățește transferul de căldură în dispozitivele de răcire. Cu o astfel de circulație a lichidului, influența umplerii variabile a dispozitivelor de răcire și ejectarea lichidului în timpul unei schimbări bruște a sarcinii termice este redusă semnificativ; care creează un mediu de lucru mai sigur pentru sistem.

Schemele fără pompă sunt relativ simple și destul de fiabile, în special pentru instalațiile mici și mijlocii. În instalațiile mari cu un număr mare de obiecte răcite, utilizarea unor astfel de scheme necesită un număr mare de dispozitive de control automat care necesită întreținere și reparare. Prin urmare, pentru instalații atât de mari, în cele mai multe cazuri, schemele de pompare sunt mai potrivite.

Pentru frigiderele în care sunt depozitate brânza de vaci, smântână și alte produse, precum și pentru frigiderele industriale, este prevăzut un sistem de răcire cu circulație cu pompă. Pentru toți consumatorii de frig, se folosește o cantitate superioară de amoniac (cu o scurgere combinată a lichidului și aspirarea vaporilor) în dispozitivele de răcire, de obicei montate sus sub tavanul camerelor.

Pentru dispozitive tehnologice magazine de producție(rezervoare, răcitoare cu plăci etc.) răcirea directă nu este proiectată, acestea sunt asigurate cu rece prin intermediul saramurului și apei cu gheață.

Pentru distribuirea agentului frigorific către consumatorii de frig este prevăzută o stație de distribuție centralizată sau descentralizată (cu colectoare de lichid, aspirație, dezghețare și drenaj).

Cu o stație centralizată, volumul lucrărilor de instalare pe conducte crește semnificativ, a cărui lungime este foarte mare, deoarece este necesar să se așeze conducte de lichid și de aspirație din camera de echipamente la fiecare cameră și la fiecare consumator de frig. Cu statii de distributie descentralizate pentru frigidere si magazine de proces situate pe platforme sau mezaninuri in apropierea consumatorilor de frig, lungimea totala a conductelor de distributie a amoniacului poate fi redusa de cateva ori.

LA sisteme automatizate pentru a opri alimentarea cu amoniac lichid la dispozitivele de răcire și a relua alimentarea atunci când temperatura crește, este suficient să se prevadă o supapă solenoidală SVM pe linia comună de lichid a camerei. În cazul alimentării separate cu lichid la bateriile de tavan și perete sau mai multe grupuri de răcitoare de aer suspendate, este necesar să se prevadă în circuite posibilitatea de a controla distribuția lichidului peste acest echipament prin intermediul supapelor de control manual, lăsând un SVM pornit. linia de lichid a camerei pentru întreaga cameră. Acest principiu ar trebui păstrat pentru camerele universale. Trecerea lor de la un mod (minus 20 ° C) la altul (0 ° C) se realizează prin supape de închidere.

Răcirea apei cu gheață se realizează în evaporatoare de tip panou deschis.

La proiectarea sistemelor de răcire cu circulație cu pompă pentru fabricile de lactate urbane, se folosesc receptoare circulante de tip vertical, care sunt instalate în departamentele de feronerie ale magazinelor de compresoare. Capacitatea acestor receptoare este de obicei mică, dar poate fi redusă prin adoptarea răcirii cu aer pentru toate camerele frigiderului.

Pentru evaporatoarele de tip panou utilizate pentru răcirea cu apă, se asigură alimentarea cu amoniac fără pompă. Evaporatorul panou pentru răcirea cu apă funcționează la o temperatură de fierbere de minus 3 ° C cu alimentare cu amoniac lichid folosind un controler de nivel. Schema este construită în așa fel încât fiecare mod de temperatură de evaporare să fie deservit de un grup separat de compresoare.

Pentru a dezgheța răcitoarele de aer, ei proiectează alimentarea cu vapori fierbinți de amoniac și încălzire electrică cu elemente de încălzire, iar pentru dezghețarea bateriilor se folosesc numai vapori fierbinți.

Cu înălțimea camerelor unui frigider cu un etaj al unei fabrici de lapte fiind curată de 6 m și nivelul podelei sălii mașinilor este de minus 1.000, i.e. La 1,0 m sub nivelul podelei frigiderului (+ 0,000), se presupune că nivelurile podelelor echipamentelor și ale compartimentelor compresorului sunt aceleași. Acest lucru este convenabil în funcționare și permite utilizarea receptoarelor de circulație verticale cu un cap de coloană de lichid deasupra axei pompei de amoniac în cantitate de până la 2,45 m, ceea ce este suficient pentru funcționarea sa stabilă.

Cu toate acestea, în anul trecut S-au răspândit așa-numitele scheme compuse, în care receptoarele de circulație care funcționează la presiuni de fierbere mai mari sunt utilizate simultan ca vase intermediare pentru etapele care funcționează la presiuni mai mici. Având în vedere varietatea de funcții îndeplinite, acest receptor este de obicei numit compus.

Din punct de vedere termodinamic, schema compusă este echivalentă cu o schemă de compresie în mai multe etape cu răcire intermediară completă, un vas intermediar fără bobină și temperaturi intermediare care coincid cu temperaturile de fierbere menținute în obiectele răcite.

Utilizarea schemelor compuse face posibilă abandonarea vaselor intermediare care creează un anumit risc de șoc hidraulic pentru compresorul de treaptă de înaltă presiune, precum și utilizarea compresoarelor de compresie cu o singură treaptă, ceea ce simplifică sistemul de control automat și îl face mai fiabil. .

Avantajele unei instalații frigorifice compuse sunt simplificarea schemei, reducerea numărului de aparate (nave industriale), reducerea lungimii conductelor, numărul de fitinguri, dispozitive de automatizare, posibilitatea utilizării aceluiași tip de compresoare și, prin urmare, același tip de piese de schimb, Provizii.

Condensatorul servește la transferul căldurii agentului frigorific către mediul de răcire sau „sursa de căldură”. În general, vaporii de agent frigorific supraîncălziți din condensator se răcesc la temperatura de saturație, se condensează și se răcesc cu câteva grade sub temperatura de condensare.

Condensatoarele orizontale cu carcasă și tuburi sunt utilizate pe scară largă pentru mașinile de refrigerare cu amoniac și freon într-o gamă largă de performanțe.

Când mașina funcționează cu agenți frigorifici care dizolvă uleiul de lubrifiere într-o măsură limitată, acesta din urmă este transportat din compresor în sistem, se așează pe pereții tuburilor de schimb de căldură ale aparatului și afectează funcționarea acestora. Pentru a elimina uleiul din sistem în mașinile care funcționează cu agenți frigorifici, cum ar fi R717, se folosesc separatoare de ulei și colectoare de ulei. Hidrocicloni - separatoare de ulei de tip inerțial, concepute pentru a separa Ulei lubrifiant dintr-un agent frigorific lichid cu solubilitate limitată.

Datorită prezenței gazelor necondensabile în sistem, eficiența energetică a mașinii frigorifice se deteriorează, pe măsură ce coeficienții de transfer de căldură din aparat scad, crește presiunea de condensare și crește consumul de energie pentru comprimarea vaporilor de agent frigorific din compresor. . Un separator de aer este instalat pentru a elimina aerul care intră în sistemul de refrigerare.

La programare, receptoarele sunt împărțite în liniare, circulație și drenaj. Scopul receptorului liniar este de a elibera condensatorul de agentul frigorific lichid și de a asigura alimentarea sa uniformă către stația de control. Alegerea tipului de receptor liniar nu este esențială. Se folosesc numai receptoare de tip trecere de execuție orizontală a navei industriale. Receptorul de linie este un element comun pentru o instalație frigorifică și trebuie menținut la minimum.

Receptoarele de circulație sunt utilizate în circuitele de pompare, de circulație pentru alimentarea cu agent frigorific la sistemul de evaporare. Acest receptor asigură funcționarea stabilă a pompelor de amoniac. Unitatea receptor circulant poate avea mai multe versiuni: un receptor circulant orizontal care nu indeplineste functia de separare a lichidului, este completat de un separator de lichid instalat deasupra acestuia; receptor de circulație verticală care îndeplinește funcția de separator de lichide; un receptor de circulație orizontal care combină funcțiile unui separator de lichide.

Receptoarele de scurgere sunt proiectate pentru a elibera agentul frigorific lichid în ele atunci când reparați aparatul principal și dezghețați un strat de zăpadă din bateriile cu evaporare directă.

Receptorul compus poate îndeplini funcțiile unui receptor liniar, de circulație și drenaj, vase de proces și un separator de lichide.

Scopul instalației determină alegerea tipului de alimentare frigorifică (centralizată, descentralizată), a metodei de răcire (directă, indirectă), a tipului de unitate compresor (piston, șurub, amoniac, freon, cu capacitate automat variabilă sau constantă).

Modul de funcționare proiectat al unității frigorifice (temperaturi de evaporare și condensare a agentului frigorific, apă de răcire, agent frigorific la ieșirea din evaporator; evaporare, condensare, presiune intermediară) determină alegerea mărcii unității (înaltă, medie). - și la temperatură scăzută, cu una și două etape) și tipul de schemă de instalare (tradițională, compusă). Limita utilizării unităților cu o singură treaptă este considerată a fi raportul dintre presiunile de condensare și de fierbere p=5?7. este de preferat să alegeți o schemă compusă pentru condiții care necesită compactitate și un nivel ridicat de automatizare și fiabilitate /9, p.80/.

După cum rezultă din cele de mai sus, unitățile de refrigerare compuse au anumite avantaje în comparație cu schemele tradiționale în mai multe etape. Dar nu toate oportunitățile potențiale pot fi realizate. Deci, reglarea secvențială multiplă a agentului frigorific cu extracție intermediară a aburului, s-ar părea, ar trebui să dea un anumit efect, dar în timpul implementării apar dificultăți practice. Diferența de presiune dintre cele mai apropiate izobare poate fi mică, ceea ce nu va asigura alimentarea necesară cu agent frigorific lichid, funcționarea supapei solenoidului în linia de agent frigorific lichid și munca eficienta compresor. Absența receptoarelor liniare și de drenaj în instalație nu exclude faptul că funcțiile acestora ar trebui îndeplinite de un alt dispozitiv, iar capacitatea acestuia este crescută pe baza combinației de funcții. Temperaturile intermediare care coincid cu punctele de fierbere nu sunt întotdeauna optime, oferind consumul minim de resurse în timpul compresiei în mai multe etape.

Astfel, pentru proiectare, acceptăm o schemă compusă cu două legături a unei unități de refrigerare pentru patru temperaturi de fierbere.

Sistemul de aer condiționat este conceput pentru a îndeplini următoarele funcții:

• - asigurarea unor condiții normale de viață pentru pasageri și echipaj în zbor și la sol;
• - răcirea echipamentelor radio-electronice de bord.

Aeronava ACS constă din două subsisteme, fiecare dintre ele include:

• - un sistem de purjare a aerului de la motoarele de aeronave sau de la o unitate de putere auxiliară;
• - sistem de racire cu aer si tratarea umiditatii acestuia;
• - sistem de alimentare și distribuție a aerului în cabina aeronavei;
• - sistem de control si management.

Sistem de admisie a aerului de la motoare

Aerul este preluat din treptele compresorului motorului. Sistemul de admisie a aerului este format din:

• - aerisire din motor;
• - un regulator de presiune care asigură presiunea necesară la intrarea în sistemul de răcire;
• - un schimbator de caldura care asigura ca temperatura la iesirea din sistemul de extractie sa nu fie mai mare de 200 C.

Sistem de racire cu aer

Conform recomandărilor de la instrucțiuni, pentru acest tip de aeronavă, selectăm un SCR cu două trepte și două turbine cu dezumidificare în linia de înaltă presiune și recuperare de căldură la intrarea în răcitorul turbinei (Fig. 1)

Avantajul acestei scheme SCR față de schemele de dezumidificare la presiune joasă constă în gradul mai mare de uscare a aerului răcit. Utilizarea celei de-a doua etape de compresie intermediară a aerului răcit face posibilă creșterea eficienței și eficienței termice a SCR, iar încălzirea aerului în fața turbinei crește durata de viață a turbocooler-ului.

Aerul din sistemul de extracție este furnizat sistemului de răcire prin regulatorul de debit. Mai întâi, aerul este răcit în schimbătorul de căldură preliminar AT1 la o anumită temperatură (determinată la paragraful 3), apoi intră în compresorul KM ​​al unității de turborefrigerare TX. După compresor, aerul intră în „bucla” de separare a umidității din fața turbinei T, care este formată dintr-un schimbător de căldură regenerativ AT3 pentru evaporarea condensului și un condensator AT4 pentru condensarea umidității. Aerul din condensator este răcit la temperatura necesară de aerul care iese din turbină. Condensul de apă este separat în separatorul de umiditate HP și injectat în linia de purjare a schimbătorului de căldură principal și mai departe în atmosferă. Din unitățile de răcire babord și tribord, aerul intră într-un singur colector de aer rece și de acolo în cabină.

Fig.1.

Sistem de distribuție și alimentare cu aer

Sistemul de distribuție și alimentare este proiectat să pregătească amestecul de aer cu parametrii necesari, să îl alimenteze în cabină și să îl distribuie în cabinele, cabina de pilotaj și încăperile utilitare ale aeronavei. Sistemul include:

• - colector de aer rece;
• - colector de aer cald;
• - senzori de temperatura si presiune aer in cabina;
• - dispozitive de distributie a aerului in saloane, cockpit si incaperi utilitare.

Temperatura aerului din cabină este controlată prin amestecarea aerului cald în aerul din sistemul de răcire.

O parte din aerul din habitaclu este alimentat prin filtre prin ventilatoare electrice către ejectoarele, unde aerul proaspăt și uzat este amestecat și furnizat colectorului de aer rece. Ejectoarele sunt realizate astfel încât aerul de după ele să poată curge: amestecat - în saloane și proaspăt - în cockpit.

Metodele de răcire, în funcție de tipul de mediu de răcire, sunt împărțite în răcire directă și răcire cu lichid de răcire (răcire indirectă).

La răcirea directă, căldura percepută de dispozitivele de răcire este transferată direct agentului frigorific care fierbe în ele. În timpul răcirii cu agent frigorific, căldura din dispozitivele de răcire este transferată într-un mediu intermediar - lichidul de răcire, cu ajutorul căruia este transferată la agentul frigorific situat în evaporatorul unității frigorifice, situat de obicei la o anumită distanță de obiect. fiind răcită.

Cu această metodă de răcire, îndepărtarea căldurii din obiectul răcit determină o creștere a temperaturii lichidului de răcire în dispozitivele de răcire fără a-i schimba starea de agregare.

Domeniile de aplicare ale uneia sau alteia metode sunt determinate de caracteristicile lor care afectează procesul tehnologic, precum și de indicatorii economici.

Unitatea frigorifica cu racire directa este mai simpla, deoarece nu are evaporator pentru racirea lichidului de racire si pompa pentru circulatia acestuia. Drept urmare, această instalație necesită mai puține costuri inițiale în comparație cu o instalație de răcire indirectă, precum și un consum mai mic de energie.

În același timp, metoda de răcire directă are și dezavantaje serioase, și anume:

Există pericolul de intrare a agentului frigorific în încăperi (dispozitive) dacă densitatea sistemului este încălcată. Pericolul pentru oameni este mult crescut de utilizarea agenților frigorifici toxici precum amoniacul.

Chiar și atunci când se folosesc agenți frigorifici mai siguri, cum ar fi freonii, nu este de dorit să se aplice răcirea directă în încăperi în care poate fi un număr mare de persoane.

Un astfel de raport dintre avantajele și dezavantajele ambelor sisteme pentru o lungă perioadă de timp nu a oferit avantajele predominante ale niciunuia dintre ele.

Cu toate acestea, datorită apariției și utilizării pe scară largă a controlului automat al alimentării cu agent frigorific la dispozitivele de răcire, unitățile frigorifice cu expansiune directă au câștigat un avantaj deoarece sunt mai economice din punct de vedere al capitalului și al costurilor de exploatare și mai durabile.

În funcție de tipul dispozitivelor de răcire și de metoda de organizare a circulației aerului în încăperea frigorifică, răcirea fără contact cu transfer de căldură prin aer este împărțită în sisteme de răcire a bateriilor (când se folosesc baterii - dispozitive de răcire cu mișcare liberă a aerului), răcire cu aer (când se utilizează răcitoare cu aer - dispozitive de răcire în mișcare forțată a aerului) și răcire mixtă (când se folosesc baterii și răcitoare de aer).

Sistemul de racire cu aer se caracterizeaza prin miscarea fortata a aerului in incapere si vitezele sale semnificativ mai mari, ajungand pana la 10 m/s in unele dispozitive.

Cu răcirea cu aer, aerul se amestecă mai bine, drept urmare nu există o diferență puternică de temperatură și umiditate a aerului în volum.

Mai mult viteze mari aerul, inerent sistemelor de răcire cu aer, intensifică procesul de transfer de căldură atât între corpul răcit și aer, cât și între aer și dispozitivele de răcire (coeficientul de transfer de căldură în timpul răcirii cu aer crește în medie de trei până la patru ori). Acest lucru reduce timpul de răcire și astfel se reduce timpul de procesare.

Avantajele inerente sistemelor de refrigerare cu răcitoare de aer sunt evidente, prin urmare, în proiect a fost utilizată o schemă de răcire directă descentralizată, răcitoare de aer au fost alese ca dispozitive de răcire.

Alimentarea cu agent frigorific la dispozitivele de reglare are loc din cauza diferenței de presiune pe părțile de joasă și înaltă presiune ale unității frigorifice.

Utilizarea unui sistem de răcire cu cameră descentralizată are o serie de avantaje față de sistem centralizat răcire cum ar fi:

• - independența obiectelor răcite unele față de altele;
• - funcționare mai fiabilă, stabilirea unui regim de temperatură precis;
• - reducerea numărului de echipamente și a lungimii conductelor;
• - posibilitatea utilizării mașinilor frigorifice agregate și fiabilitatea lor mai mare datorită simplificării și reducerii volumului lucrărilor de instalare;
• - grad ridicat din fabrică de pregătire a echipamentului pentru instalare.