Что такое охлаждение: Что такое охлаждение?

Содержание

Что такое охлаждение?

Промышленные холодильные машины и системы кондиционирования воздуха работают по одному принципу: одно вещество, как правило, это вода или воздух, охлаждается в результате испарения другого вещества, обычно называемого хладагентом. Контур хладагента, содержащий компрессор, испаритель, конденсатор и расширительное устройство, является неотъемлемой частью обеих систем. Тем не менее, холодильная машина и система кондиционирования воздуха существенно отличаются друг от друга, например, компонентами, методами проектирования, режимами работы и условиями, в которых они устанавливаются на производственных предприятиях и коммерческих помещениях, поэтому можно смело сказать, что существует два разных сегмента одного рынка.

Охлаждение — это процесс снижения температуры жидкости или вещества. В частности, он применяется для временного хранения скоропортящихся продуктов, температура которых понижается до -60 °C.

Охлаждение — это одна из самых важнейших областей пищевой промышленности, потому что позволяет замедлить рост микроорганизмов в продуктах питания, сохранить их органолептические свойства и продлить срок годности.

Основные устройства, используемые для охлаждения в целях обеспечения сохранности пищевых продуктов в торговле и на производстве:

  • морозильные камеры;
  • охлаждаемые витрины в магазинах;
  • охлаждаемые витрины в кондитерских, барах, мороженицах и т.д.;
  • охлаждаемые шкафы на профессиональных кухнях, включая комнаты созревания и шкафы;
  • охлаждаемые шкафы для фармацевтической продукции;
  • шкафы шоковой заморозки

В основном это оборудование отличается внешним видом в зависимости от того, будет оно установлено на виду покупателей или нет, и некоторыми другими важными характеристиками, в частности, соответствием требованиям стандартов и производительностью. Высокая кратковременная холодопроизводительность, например, нужна в шкафах шоковой заморозки.

В числе основных продуктов питания, которые необходимо хранить при температуре чуть выше 0°C, можно отметить некоторые виды сыров, напитки (пиво, вино, фруктовые соки, безалкогольные напитки), охлажденное мясо и деликатесы.

Мясо, рыба, фрукты, овощи и скоропортящиеся молочные продукты хранятся при температуре около 0°C.

Низкие температуры (до -25°C) необходимы для хранения мороженого и других замороженных и быстрозамороженных продуктов, в частности, рыбы и овощей, для увеличения срока годности.

Подробнее см. принципы работы холодильных машин и контура хладагента см. в разделе «ПЕРЕДАЧА ХОЛОДА».

Естественное охлаждение: использование природных условий для оптимального энергобаланса в ИТ | Rittal

2017-02-10. IT-менеджеры постоянно сталкиваются с проблемой оптимизации эксплуатационных затрат в центре обработки данных. Обширным блоком издержек производства является необходимая для охлаждения энергия. Так почему бы не взять в расчет естественное охлаждение и дать подуть свежему воздуху в центр обработки данных? Данная статья познакомит Вас с концепциями, как предприятия используют холодную воду или прохладный воздух для оптимизации энергосбережения в центре обработки данных. Статья также даёт указания, на что компании должны обращать внимание при использовании естественного охлаждения.

Тот, кто в связи с техникой кондиционирования воздуха говорит о естественном охлаждении, не подразумевает тем самым полностью бесплатную систему для IT-охлаждения. Скорее всего речь идёт о том, чтобы уменьшить время использования компрессора в составе чиллеров в максимально возможной степени. В идеале — до момента, при котором используется только лишь энергия для вентиляторов естественного охлаждения и всевозможных насосов для подачи холодной воды. И поэтому эффективность всей системы во многом зависит от конкретных климатических условий на месте: обслуживание центра обработки данных в Скандинавии будет намного экономичнее, чем обслуживание такого же центра где-нибудь в Южной Европе.

Как работает система естественного охлаждения?

При естественном охлаждении устройства используют принцип конвекции: охлажденное вещество,в большинстве случаев водно-гликолевая смесь, лишается тепла посредством наружного воздуха. Это достигается с помощью установленного снаружи теплообменного устройства, например, трубчатый теплообменник с пластинчатым оребрением или аналогичную технологию, через которую циркулирует горячая вода. Здесь вода лишается своего тепла. Чем больше площадь контакта, тем более эффективно работает система. Дополнительные вентиляторы позволят увеличить расход воздуха и тем самым повысить охлаждающую мощность. Затраченные средства: небольшое количество энергии для охлаждения. Тем не менее, входная температура , которая может быть достигнута с помощью этого метода несколько выше чем температура окружающего воздуха. Это превышение около + 3 ° С и обычно фигурирует в качестве руководства при проектировании.

Прямое естественное охлаждение: преимущества и недостатки

При осуществлении естественного охлаждения различают прямое и косвенное естественное охлаждение. Прямое естественное охлаждение использует охлаждающее вещество по возможности напрямую, тем самым устраняя возникающее тепло в центре обработки данных. Например, крупные предприятия центра обработки данных с гомогенной окружающей средой используют наружный воздух непосредственно для охлаждения, т.е. фактически в центр обработки данных подаётся наружный воздух. Примером этого может служить самоохлаждение центров обработки данных Yahoo в американском штате Нью-Йорк вблизи границы с Канадой. Здесь здания были построены поперек к преобладающему направлению ветра и снабжались воздухом с помощью проходящей по всей протяженности установки на крыше, похожей на петушиной гребень. Поэтому своеобразный дизайн устройства получил также прозвище «курятник». Через пластины в боковых стенах холодный воздух поступает в здания, в то время как теплый воздух выходит через конструкцию крыши. В идеале — при данном решении дополнительная энергия нужна только лишь для движения воздуха вентиляторами.

Так же просто, как звучит принцип, так же сложно и корректировать принципиальные недостатки этого способа.

Поступающий воздух должен быть очищен с помощью фильтровальной установки. Кроме того, необходимы меры для корректирования связанной с погодными колебаниями температуры. Например, через смеситель потоков слишком холодного наружного воздуха целенаправленно может подаваться вытяжной воздух из центра обработки данных. Однако при слишком теплой наружной температуре должен быть включен холодильный компрессор. Еще одной проблемой является постоянно меняющаяся влажность, например, из-за дождя. Повышенная влажность, также как и сухой воздух могут отрицательно повлиять на срок эксплуатации ИТ-компонентов. Необходимые для всасывания свежего воздуха каналы в большинстве случаев очень велики и требуют надежной защиты от грызунов и насекомых.

Адиабатическое охлаждение: Внимание микроорганизмы

С помощью принципа действия системы адиабатического охлаждения доступен дополнительный ресурс для улучшения эффективности прямого естественного охлаждения. Еще до того как всасываемый воздух попадает в теплообменник, он смешивается с распыленной водой.

Мелкие капельки воды в потоке теплого воздуха немедленно испаряются . При этом переходе из жидкого в газообразное состояние происходит термодинамическое изменение состояния, через которое вода поглощает тепло окружающего воздуха. Таким образом, можно дополнительно понизить температурутеплоносителя подаваемого в охлаждающую систему. Одна из проблем этого способа заключается в риске образования микроорганизмов. Всюду там, где работают с водой, существует опасность заражения легионеллой. Поэтому необходимы дополнительные меры предосторожности, например, регулярная чистка, высокая пропускная способность воды или защита от солнечного света. В целом адиабатические системы охлаждения предлагают большой потенциал для оптимизации энергопотребления, однако требуют точного планирования и опытного специалиста для реализации.

При использовании большого количества воды необходимо обратить внимание на её расход. Для использования в центре обработки данных союз The Green Grid определил ключевой показатель эффективности использования воды (ЭИВ). Данный показатель измеряет ежегодное потребление воды, соотнося с текущем потреблением активных ИТ-компонентов. Единица измерения показателя ЭИВ — литр на киловатт в час (л/кВт-ч). Оценка этой информации может быть предоставлена в рамках определения дополнительной величины потребления и, таким образом, помогает оптимизировать текущие издержки на ИТ-предприятиях.

Непрямой фрикулинг: чистое решение

Тот, кто ищет систему охлаждения для средней ИТ-инфраструктуры, примерно до 200 кВт, то в наших широтах отдают предпочтение в пользу непрямого фрикулинга. Это особенно актуально для компаний малого и среднего бизнеса, которые не располагают ресурсами для разработки узкоспециализированных систем охлаждения.

В системах с непрямым фрикулингом наружный воздух охлаждает жидкость теплоносителя, такую как вода, которая используется для охлаждения внутри здания. Таким образом, вода является веществом, с которым холод транспортируется в центр обработки данных — все-таки вода проводит тепло до 4000 раз лучше, чем воздух. Еще одно преимущество: влажность воздуха не проникает в здание снаружи . Так как охлаждающий воздух не подаётся в центр обработки данных снаружи, то фильтровальная система не так необходима. Тем не менее по меньшей мере один воздухо-водяной теплообменник, а также насосы должны присутствовать в системе охлаждения воды, что требует электроэнергии для работы.

Многие компании предпочитают такое решение с непрямым охлаждением с фрикулингом, так как оно является чистым и стабильным, а также прогнозируемо работает. Данный способ хорошо выдерживает неустойчивые погодные условия и вызванные временами года температурные изменения.

Рациональный пример: шахта Лефдаль в Норвегии

Примером может служить Lefdal Mine Datacenter с высокой степенью масштабируемости и эффективной облачной системы центра обработки данных Cloud, который в настоящее время строится в заброшенной шахте на побережье Норвегии. Разработчики берут в расчёт эффективное охлаждение посредством морской воды из соседнего фьорда. Вода во вторичном контуре центра обработки данных в теплообменнике охлаждает холодную воду приблизительно на восемь градусов. Поскольку погодные и температурные условия весьма стабильны, то эксплуатирующая организация постоянно контролирует термодинамическую систему. Только агрессивная морская вода требует использование поверхности с титановым покрытием в контуре первичного охлаждения.

Практический совет: индивидуальный способ охлаждения

Как показывает пример Lefdal , тепло от работы некоторых систем центра обработки данных для подогрева слишком холодной воды. Поэтому при проектировании системы охлаждения в начале должна быть произведена оценка минимальной нагрузки, необходимой для работы. Еще один важный момент для практики: система охлаждения должна быть всегда индивидуально спроектирована и рассчитана. Производители, такие как Rittal, используют, к примеру, актуальные данные погоды с целью расчёта температуры для естественного охлаждения на конкретном местоположении объекта индивидуально. Другими важными параметрами являются влажность воздуха и температура конденсации. Во всем мире признанная федерация промышленников ASHRAE предписывает необходимые директивы для этих параметров. Вместе с производителями определяются условия, при которых ИТ-среда может безопасно эксплуатироваться. Таким образом, допускается эксплуатация сервера также и при температуре окружающей среды 25 °С.

Заключение

Используемые системы охлаждения в больших центрах обработки данных, как например, Facebook, Google или других широкомасштабных сетях, как правило, нельзя купить или адаптировать. Это индивидуально разработанные решения с учетом ИТ-инфраструктуры, использования систем, а также температуры окружающей среды. Тот, кто хочет действовать наверняка, выбирает закрытую систему охлаждения, которую можно контролировать самостоятельно посредством всех параметров охлаждающего контура. Только те, кто вычеркивает из уравнения неопределенности, такие как погода, становятся стабильной и, прежде всего безаварийной ИТ-инфраструктурой.

Как это работает: система охлаждения ДВС

    Сегодня из нашей постоянной рубрики «Как это работает» Вы узнаете устройство и принцип работы системы охлаждения двигателя, для чего нужен термостат и радиатор, а так же почему не получила широкого распространения воздушная система охлаждения.

 

 

 

 

 

 

    Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания осуществляет отвод теплоты  от деталей двигателя и передачу её в окружающую среду. Кроме основной функции система выполняет ряд второстепенных: охлаждение масла в системе смазки; нагрев воздуха в системе отопления и кондиционирования; охлаждение отработавших газов и др.


    При сгорании рабочей смеси, температура в цилиндре может достигать 2500°С, в то время как рабочая температура ДВС составляет 80-90°С. Именно для поддержания оптимального температурного режима существует система охлаждения, которая может быть следующих типов, в зависимости от теплоносителя: жидкостная, воздушная и комбинированная. Следует отметить, что жидкостная система в чистом виде уже практически не используется, так как не способна длительное время поддерживать работу современных двигателей в оптимальном тепловом режиме.

 

 

    Комбинированная система охлаждения двигателя:


    В комбинированной системе охлаждения в качестве охлаждающей жидкости часто используется вода, так как имеет высокую удельную теплоемкость, доступность и безвредность для организма. Однако вода имеет ряд существенных недостатков: образование накипи и замерзание при отрицательных температурах. В зимнее время года в систему охлаждения необходимо заливать низкозамерзающие жидкости – антифризы (водные растворы этиленгликоля, смеси воды со спиртом или с глицерином, с добавками углеводородов и др. ).

 

 

 

 

    Рассматриваемая система охлаждения состоит из: жидкостного насоса, радиатора, термостата, расширительного бачка, рубашки охлаждения цилиндров и головок, вентилятора, датчика температуры и подводящих шлангов.

    Стоит оговорить, что охлаждение двигателя принудительное, а значит в нём поддерживается избыточное давление (до 100 кПа), вследствие чего температура кипения охлаждающей жидкости повышается до 120°С.

 

 

    При запуске холодного двигателя происходит его постепенный нагрев. Первое время охлаждающая жидкость, под действием жидкостного насоса, циркулирует по малому кругу, то есть в полостях между стенками цилиндров и стенками двигателя (рубашка охлаждения), не попадая в радиатор.  Это ограничение необходимо для быстрого введения двигателя в эффективный тепловой режим. Когда температура двигателя превышает оптимальные значения, охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор, где активно охлаждается (называют большим кругом циркуляции).

 

малый круг циркуляции

большой круг циркуляции 

 

 

 

    Далее рассмотрим отдельно каждый элемент системы охлаждения двигателя.

 

 

    ТЕРМОСТАТ.  По своей сути, это маленькое устройство работает как автоматический клапан. Термостат в закрытом состоянии не позволяет охлаждающей жидкости проникнуть в радиатор. Но при температуре среды 85-95°С он открывается и тогда циркуляция жидкости проходит по большому кругу (через радиатор). Причем чем выше температура среды, тем шире термостат открывается, что увеличивает его пропускную способность.

    Устройство и принцип работы:

 

    Термостат сделан из латуни и меди. Состоит из цилиндра наполненного смесью воска и пыли графита (различные производители применяют свои собственные разработки и компоненты). В цилиндр с смесью вдавлен штырь и соединен с клапаном. Нагреваясь, искусственный воск значительно расширяется, выталкивая штырь, который открывает проход охлаждающей жидкости к радиатору. Стальная пружина, по мере остывания рабочего тела, возвращает клапан в закрытое состояние.
   

    ЖИДКОСТНОЙ НАСОС. Насос обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя. Чаще всего применяют лопастные насосы центробежного типа.

 

     Вал 6 насоса установлен в крышке 4 с использованием подшипника 5. На конце вала напрессована литая чугунная крыльчатка 1. При вращении вала насоса охлаждающая жидкость через патрубок 7 поступает к центру крыльчатки, захватывается ее лопастями, отбрасывается к корпусу 2 насоса под действием центробежной силы и через окно 3 в корпусе направляется в рубашку охлаждения блока цилиндров двигателя.

     

    РАДИАТОР обеспечивает отвод теплоты охлаждающей жидкости в окружающую среду. Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков и сердцевины. Его крепят на автомобиле на резиновых подушках с пружинами.

    Наиболее распространены трубчатые и пластинчатые радиаторы. У первых сердцевина образована несколькими рядами латунных трубок, пропущенных через горизонтальные пластины, увеличивающие поверхность охлаждения и придающие радиатору жесткость. У вторых сердцевина состоит из одного ряда плоских латунных трубок, каждая из которых изготовлена из спаянных между собой по краям гофрированных пластин. Верхний бачок имеет заливную горловину и пароотводную трубку. Горловина радиатора герметически закрывается пробкой, имеющей два клапана: паровой для снижения давления при закипании жидкости, который открывается при избыточном давлении свыше 40 кПа (0,4 кгс/см2), и воздушный, пропускающий воздух в систему при снижении давления вследствие охлаждения жидкости и этим предохраняющий трубки радиатора от сплющивания атмосферным давлением. Используются и алюминиевые радиаторы: они дешевле и легче, но теплообменные свойства и надёжность ниже.

 


    Охлаждающая жидкость «бегая» по трубкам радиатора, охлаждается при движении встречным потоком воздуха.

 

 

    ВЕНТИЛЯТОР усиливает поток воздуха через сердцевину радиатора. Ступицу вентилятора крепят на валу жидкостного насоса. Они вместе приводятся во вращение от шкива коленчатого вала ремнями. Вентилятор заключен в установленный на рамке радиатора кожух, что способствует увеличению скорости потока воздуха, проходящего через радиатор. Чаще всего применяют четырех- и шестилопастные вентиляторы.

 

   
   

    РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАЧОК служит для компенсации изменений объема охлаждающей жидкости при колебаниях ее температуры и для контроля количества жидкости в системе охлаждения. Он также содержит некоторый запас охлаждающей жидкости на ее естественную убыль и возможные потери.

 

    ДАТЧИК температуры охлаждающей жидкости относится к элементам управления и предназначен для установления значения контролируемого параметра и дельнейшего его преобразования в электрический импульс. Электронный блок управления получает данный импульс и посылает определенные сигналы исполнительным устройствам. При помощи датчика охлаждающей жидкости компьютер определяет количество топлива, требуемое для нормальной работы ДВС. Также, основываясь на показаниях датчика температуры охлаждающей жидкости блок управления, формирует команду включения вентилятора.
 

 

 

    Воздушная система охлаждения:

 

    В воздушной системе охлаждения отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя осуществляется принудительно потоком воздуха, создаваемым мощным вентилятором. Эта система охлаждения является самой простой, так как не требует сложных деталей и систем управления. Интенсивность воздушного охлаждения двигателей существенно зависит от организации направления потока воздуха и расположения вентилятора.


    В рядных двигателях вентиляторы располагают спереди, сбоку или объединяют с маховиком, а в V- образных — обычно в развале между цилиндрами. В зависимости от расположения вентилятора цилиндры охлаждаются воздухом, который нагнетается или просасывается через систему охлаждения.


    Оптимальным температурным режимом двигателя с воздушным охлаждением считается такой, при котором температура масла в смазочной системе двигателя составляет 70… 110°С на всех режимах работы двигателя. Это возможно при условии, что с охлаждающим воздухом рассеивается в окружающую среду до 35 % теплоты, которая выделяется при сгорании топлива в цилиндрах двигателя.


    Воздушная система охлаждения уменьшает время прогрева двигателя, обеспечивает стабильный отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя, более надежна и удобна в эксплуатации, проста в обслуживании, более технологична при заднем расположении двигателя, переохлаждение двигателя маловероятно. Однако воздушная система охлаждения увеличивает габаритные размеры двигателя, создает повышенный шум при работе двигателя, сложнее в производстве и требует применения более качественных горюче-смазочных материалов. Теплоёмкость воздуха мала, что не позволяет равномерно отводить от двигателя большое количество тепла и, соответственно, создавать компактные мощные силовые установки.

 

 

Естественное охлаждение

Естественное охлаждение снижает энергопотребление и расходы на эксплуатацию телекоммуникационных объектов в случаях, когда применение традиционных кондиционеров ведет к высоким затратам на электроэнергию. Использование естественного охлаждения позволяет снизить общие расходы на эксплуатацию охлаждающего оборудования на величину до 90 %.

Принцип естественного охлаждения

Решения Dantherm, работающие по принципу естественного охлаждения, обеспечивают подачу в охлаждаемый объем очищенного наружного воздуха под избыточным давлением. Для оптимальной организации воздушных потоков в контейнерах и перекрытия потока наружного воздуха рекомендуется применять заслонки с сервоприводами.

Комплексное поддержание температурного режима

Для систем естественного охлаждения Dantherm в качестве опции предлагается функция комплексного поддержания температурного режима в контейнере. Она позволяет одновременно управлять системами обогрева и кондиционирования воздуха. Системы естественного охлаждения также имеют функции удаленного контроля и сигнализации.

6-е поколение систем естественного охлаждения

Компания Dantherm применяет технологию естественного охлаждения более десяти лет. За это время было выпущено 6 поколения систем охлаждения, что позволило накопить обширный опыт их проектирования. 

Мощность охлаждения

При выборе системы охлаждения, использующей наружный воздух, важно понимать, что мощность охлаждения зависит от разности температур (Δt):

Δt = t внутр. — t наружн.

Например, указана удельная мощность охлаждения 288 Вт/К. Это означает, что при разности температур в 1 К = 1 °C мощность охлаждения составит 0,288 кВт.

Пример: средняя температура наружного воздуха +20 °C, требуемая температура внутреннего воздуха +25 °C. Соответственно, Δt = 25 — 20 = 5 К.

Влажность воздуха

При рассмотрении естественного охлаждения часто возникают вопросы, связанные с влажностью воздуха. В процессе естественного охлаждения во внутренний объем контейнера подается холодный и влажный наружный воздух.Смешиваясь с теплым воздухом, находящимся внутри контейнера, наружный воздух нагревается, и его относительная влажность падает — это полностью исключает опасность конденсации влаги на элементах электронного оборудования. 

 

Системы естественного охлаждения

Познакомьтесь с нашим модельным рядом энергосберегающих систем естественного охлаждения Flexibox.

Охлаждение тела после реанимации по поводу остановки сердца

Вопрос обзора

В этом обзоре, мы поставили вопрос о том, полезно ли охлаждение до температуры 34° С или ниже тел людей, реанимированных после остановки сердца?

Актуальность 

Популяция и исходы

Приблизительно у 30% — 50% всех лиц с ишемической болезнью сердца на определенной стадии их болезни случается внезапная сердечная смерть. Внезапная сердечная смерть означает, что останавливаются сердце и, соответственно, кровообращение. Если не реанимировать этих людей, то клетки головного мозга повреждаются необратимо, и человек умирает. После реанимации, решающим становится лечение в течение первых нескольких часов, чтобы избежать или ограничить повреждение головного мозга. Одним из видов терапии, которая может помочь предотвратить повреждение клеток, является охлаждение тела в течение нескольких часов после успешной реанимации до 34°С или ниже.

Вмешательство

Мы сравнили людей, тела которых охлаждали до 32°С — 34°С или ниже после реанимации, с людьми, которых не охлаждали после успешной реанимации.

Дата поиска

Доказательства актуальны по май 2015 года.

Характеристика исследований

Мы включили в наш анализ шесть исследований (1412 людей в целом), четыре из которых (437 человек) исследовали эффекты охлаждения тела с помощью обычных методов после успешной реанимации по поводу остановки сердца. В этом обзоре отдельно рассматриваются два исследования: одно исследование, в котором использовали гемофильтрацию (охлаждение крови извне — по аналогии с диализом) в качестве метода охлаждения; и одно исследование, в котором охлаждение до 33°С сравнили с управлением температурой при 36°C.

Источники финансирования исследований

Исследование, в котором использовано наружное охлаждение, было проведено при поддержке компании, занимающейся диализом. Из этих пяти исследований, включенных в основной анализ, два получили финансирование от правительственных или некоммерческих организаций; Три исследования не предоставили информацию о финансировании.

Основные результаты

Когда мы сравнили людей, чьи тела после реанимации были охлаждены до 32°С — 34°С, с теми, чьи тела не были охлаждены вообще, мы нашли, что у 63% получивших охлаждение не будет совсем никаких или будут лишь незначительные повреждения головного мозга, тогда как у только 33% не получивших охлаждения не будет совсем никаких или будут лишь незначительные повреждения головного мозга. Охлаждение имело существенное влияние элементарно на выживаемость, с или без повреждения головного мозга: 57% выживают, если их тела были охлаждены по сравнению с 42%, если их тела не были охлаждены вообще. Никаких серьезных побочных эффектов не наблюдалось, но охлаждение тела было связано с повышенным риском пневмонии (49% против 42%) и повышенным риском низких концентраций калия в крови (18% против 13%).

Качество доказательств

В некоторых исследованиях были недостатки качества, включая малое число участников и использование неадекватных методов распределения участников в группы вмешательства и контроля. Однако, когда различия между исследованиями принимаются (неоднородность — гетерогенность), становится ясно, что эти недостатки не оказали существенного влияния на основные результаты.

Что такое жидкостное охлаждение серверов и зачем оно нужно

Тему жидкостного охлаждения за последние десять лет поднимают все чаще — тепловая нагрузка на серверные и ЦОДы растет, а самой распространенной технологией охлаждения все еще является климат-контроль и встроенные вентиляторы серверов, что не всегда эффективно.

Технология, впрочем, не стоит на месте — сначала ведь речь шла о жидкости в кондиционерах, затем о подаче ее прямо в корпусы работающих компьютеров и, наконец, о погружении в охлаждающую жидкость работающих плат.

Все три варианта называются «жидкостным охлаждением», но наиболее радикальный из них, третий, вызывает больше всего надежд на будущее и применяется сегодня все чаще. Не парадокс ли это? Давайте разбираться.


Погружное жидкостное охлаждение

Жидкостное охлаждение, происходящее непосредственно в кондиционере, кажется логичным. Доставка жидкости в корпус работающего компьютера или сервера — рискованной. Но погружение в жидкость плат? С первого взгляда это по крайней мере странно, но на самом деле такой подход — самый «древний», его использовали еще в 1920-х годах для охлаждения высоконагруженного оборудования. Да и сейчас его можно встретить часто, просто в соответствующих устройствах: электротрансформатора высокого напряжения, электроподстанциях, конденсаторах.

Кроме того, использоваться для охлаждения погружением будет, конечно, не вода, а масло — как правило, белое минеральное масло, отличный хладагент с низкой вязкостью, высокой теплоемкостью, нетоксичное и экологичное. Кроме того:

  • Этот способ охлаждения дешевле. Хладагент можно поддерживать на уровне всего сорока градусов по Цельсию (воздух приходится охлаждать до 24), серверные вентиляторы задействовать больше не нужно — а это экономия до 20% электроэнергии, шедшей на сервер!
  • Этот способ позволит плотнее располагать оборудование. Немалый вклад в дизайн корпусов Rackmount или Blade внесен необходимостью располагать в них вентиляторы — но теперь в них нет нужды. Зачастую даже в индивидуальных корпусах она пропадает.
  • Погружное охлаждение делает работу оборудования более надежной. Пыль серверы собирать перестают, поломка вентилятора не будет причиной сбоя, температура распределяется по стойке равномерно — срок эксплуатации сервера увеличивается!
  • После аварийных ситуаций вернуться в штатный режим проще, а иногда такие ситуации и не возникают: если у вас вышло из строя воздушное охлаждение, то оборудование перегреется за несколько минут, а если жидкостное, то процесс займет от 1 до 4 часов.
  • Жидкостное охлаждение снижает вибрацию конструкции. Работающий вентилятор же производит такую вибрацию, что может даже приводить к ошибкам чтения и записи жестких дисков.

Конечно, не все так уж радужно, или все серверы уже давно были бы избавлены от корпусов и погружены в масло. Для установки такого охлаждения сервер придется модифицировать, обычные стойки, конечно же, не подойдут, а те, которые подойдут, очень массивны — займут больше места и будут больше весить (прикиньте сколько масла нужно на 42U!)

Последние несколько лет ведутся активные разработки оборудования, которое работало бы в таком вот новом форм-факторе — и так энергозатраты на охлаждение получается уменьшить на 90%, а общие энергозатраты — на 25%. В случае с центрами обработки данных это был бы существенный плюс к прибыли!

Однако главным противником широкого распространения масляного охлаждения является не это, а инерция рынка — даже обширные ЦОДы и корпоративные серверные, способные получить от такого перехода немалую прибыль, еще не приняли технологию как актуальную.

Обзор сервера Supermicro 6017R-N3RF4

22 Сентября 2017

Читать

Как снизить энергопотребление серверной

20 Июня 2019

Читать

Сетевые тренды 2021 года

27 Апреля 2021

Читать

Экстремальное охлаждение процессоров — Ferra.ru

Подаваемый под давлением через дроссель (представляющий собой капиллярную трубку) сжиженный газ интенсивно испаряется и охлаждает камеру. Тот же компрессор вытягивает охлаждающий газ с другой стороны камеры и сжижает его в специальном конденсаторе. При сжижении, превращаясь в жидкость, газ нагревается, поэтому для конденсатора желательно дополнительное охлаждение. Хладагент вновь подается в испарительную камеру, где он опять выступает в роли охлаждающего вещества. Хладагент постоянно циркулирует в замкнутой системе, проходя фазы жидкость/газ, забирая тепло в испарительной камере и отводя его через конденсатор наружу.

Конструктивно, небольшой холодильный агрегат монтируется в корпус компьютера  в нижней или верхней его части. Туда же помещается небольшой конденсатор, снабженный собственным вентилятором. Охлаждающая испарительная камера, она же кулер процессора, по меркам бытовых холодильных машин выглядит совершенно миниатюрной, да и все детали в этой системе, в общем-то, не очень большие, следовательно, хладагента тоже немного, и с ттаким его объемом справляются даже маленькие компрессоры. Компрессор всегда производит какой-то шум, однако от маленького агрегата он невелик, и ощутимые звук и вибрация появляется лишь в момент запуска цикла. То же можно сказать и о тихом низкооборотном вентиляторе конденсатора. В компьютерных корпусах могут применятся холодильные агрегаты, рассчитанные на питание постоянным током 12 В. Но это не значит, что компрессор разработан специально для блока питания ПК. Просто взят обычный компрессор от автомобильного холодильника, рассчитанного на бортовую сеть автомобиля, в которой тоже 12 В.

Как уже говорилось,  такая система способна обеспечить процессору отрицательную температуру по шкале Цельсия. Поэтому в конструкции компьютерной криосистемы обязательным элементом является не только сама холодильная машина, но еще, как бы это ни дико звучало, нагреватель. Большие и резкие перепады температур приводят к проблемам, которые никогда не могу проявиться при охлаждении воздухом или даже водой комнатной температуры. Влага из окружающей среды (которая всегда есть в воздухе) интенсивно конденсируется на элементах, чья температура ниже температуры воздуха и иногда даже, поскольку температура этих элементов часто оказывается не только ниже температуры окружающей среды, но и ниже нуля, спокойно меняет свое агрегатное состояние еще раз, то есть превращается в лед. И даже если не превращается в лед, то все равно остается на этих элементах в виде воды. Поэтому, если не принять мер, то корпус процессора, окружающие его участки материнской платы, и даже обратная ее сторона постепенно покроются толстой шубой из намерзшего инея (вы это видели — загляните в морозильную камеру), или тонким слоем чистейшей дистиллированной воды Чем это грозит, нетрудно догадаться. Влага является проводником электричества, следовательно, вода на материнской плате и процессоре запросто может вывести из строя множество дорогих железок.

Самый эффективный способ борьбы с конденсацией — это нагрев. Поэтому криосистемы снабжаются не только охладителем, но и элементами нагрева. Испаритель охлаждает ядро процессора, а нагреватель греет его корпус по периметру и часто обратную сторону материнской платы. Получается, что при охлаждении ядра даже до очень низких температур корпус процессора и окружающие его элементы остаются теплыми, препятствуя, таким образом, конденсации на них угрожающей электронике коротким замыканием влаги. Кроме того, процессор помещается в специальный изолирующий футляр. Трубки, подходящие к испарителю, заключаются в теплоизоляцию. Для лучшей гидроизоляции применяются специальные герметики.

Примечательно то, что КПД холодильных установок выше единицы. То есть, количество поглощенной тепловой энергии больше, чем затраченной электрической.  Нет, речь идет не о вечном двигателе, и с законом сохранения энергии здесь все в порядке. Дело в том, что холодильная компрессорная установка не вырабатывает энергию сама, а просто работает тепловым насосом — перекачивает уже существующую  энергию с одного места в другое, и тепло  от испарителя транспортируется к конденсатору, где и выделяется. Энергию компрессор, разумеется, потребляет, причем зачастую немалую — скажем, сотню ватт.

Криогенные компрессорные установки для компьютеров выпускает не так уж много фирм. Среди них нужно отметить VapoChill от Asetek и криоустановку KryoTech Super G2. Обе они оборудованы холодильными компрессорными агрегатами, вмонтированными в поставляемый вместе с установками ATX корпус.

Криогенные системы VapoChill отличаются стильным дизайном, разнообразием цветовых решений, поставляются для разных типов процессоров с агрегатами, рассчитанными на разную мощность. Холодильный компрессор в корпусе VapoChill устанавливается сверху (рис.2), там для него отведен специальный вместительный отсек, куда помещается также радиатор и его вентилятор.

определение охлаждения по The Free Dictionary

cool

(ko͞ol) прил. cool · er , cool · est

1. Ни тепло, ни очень холодно; умеренно холодная: свежая прохладная вода; прохладный осенний вечер.

2. Давать или предлагать облегчение от жары: прохладный ветерок; классная кофточка.

3. Отмечен спокойным самоконтролем: крутой переговорщик.

4. Отмечены безразличием, пренебрежением или неприязнью; недружелюбно или неотзывчиво: классное приветствие; было прохладно к идее повышения налогов.

5. Относящиеся к цветам, такие как синий и зеленый, или характерные для них, которые производят впечатление прохлады.

6. Сленг

а. Знает или осведомлен о последних тенденциях и разработках: все время пытался быть крутым.

б. Отлично; первоклассный: есть крутой спорткар; классно провели время на вечеринке.

г. приемлемо; удовлетворительно: это круто, если не хочешь об этом говорить.

7. Сленг Весь; полный: стоит крутой миллион.

нареч.

Неформально В непринужденной манере; беспечно: играй хладнокровно.

v. охлаждение , охлаждение , охлаждение

v. tr.

1. Чтобы было меньше тепла.

2. Чтобы сделать менее пылким, напряженным или рьяным: проблемы, которые вскоре охладили мой энтузиазм по поводу проекта.

3. Физика Для уменьшения молекулярной или кинетической энергии (объекта).

v. внутр.

1. Чтобы не согреться: окунулась, чтобы остыть.

2. Чтобы успокоиться: нужно время, чтобы настроение остыло.

н.

1. Прохладное место, часть или время: прохлада раннего утра.

2. Состояние или качество быть крутым.

3. Самообладание; равновесие: «Наш релиз ознаменовал победу.Нация сохранила хладнокровие «(Мурхед Кеннеди).

Идиомы: Остынь Сленг

1. Чтобы успокоиться; расслабиться.

2. Чтобы перестать что-то делать.

крутые (свои) каблуки Неформальные

Ждать или заставлять ждать.



круто прил. несс н.

Синонимы: прохладный , спокойный , составленный , собранный , невозмутимый , беспечный
Эти прилагательные указывают на отсутствие возбуждения или дискомфорта, особенно в моменты стресса. Прохладный обычно подразумевает бдительное самообладание, но может также указывать на отстраненность: «Сохраняйте силу, если возможно. В любом случае сохраняйте хладнокровие. Имейте неограниченное терпение» (Б.Х. Лидделл Харт). «Честный ненавистник часто лучше, чем крутой друг» (Джон Стюарт Блэки).
Спокойствие предполагает безмятежность, достигаемую посредством преодоления волнения или внутреннего смятения: «Это было похоже на встречу с медведем в лесу: вы должны были стоять на месте и сохранять спокойствие, противодействуя каждому импульсу» (Шерил Заблудшая).
Составлено и собрано самоконтроль стресса, вызванный умственной концентрацией: Танцовщица была составлена, когда она готовилась к своему выступлению.Свидетель оставался собранным на протяжении всего допроса. Невозмутимый и невозмутимый предполагают невозмутимость перед лицом потенциально тревожных обстоятельств: Кризис 1837 года поколебал его прежде невозмутимое самообладание (Джеймс А. Хенретта).
Беспечность описывает небрежную манеру поведения, которая может указывать либо на уверенность, либо на отсутствие беспокойства: «Беспечность лесорубов в отношении травм» (Молли Глосс). См. Также Синонимы при простуде.

Наш живой язык Использование cool в качестве общего положительного эпитета или междометия было неотъемлемой частью английского сленга со времен Второй мировой войны и даже было заимствовано в других языках, таких как французский и немецкий. Первоначально это значение возникло в результате его использования в афроамериканском диалекте английского языка для обозначения «превосходный, превосходный», впервые записанного на письменном английском в начале 1930-х годов. Джазовые музыканты, которые использовали этот термин, несут ответственность за его популяризацию в 1940-х годах.Как сленговое слово, выражающее в целом позитивные настроения, оно оставалось актуальным (и крутым) намного дольше, чем большинство подобных слов. Одной из основных характеристик сленга является постоянное обновление его словарного запаса и хранилища выражений: чтобы сленг оставался сленговым, он должен иметь чувство новизны. Сленговые выражения, означающие то же, что и cool, , например bully, capital, hot, groovy, hep, crazy, нервный, далеко, рад, трубчатый, def, и phat, по большей части не имели стойкость или постоянная универсальная привлекательность cool.

Словарь английского языка American Heritage®, пятое издание. Авторские права © 2016 Издательская компания Houghton Mifflin Harcourt. Опубликовано Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.

охлаждение

(ˈkuːlɪŋ)

ˈcoolingly adv

coolingness n

Английский словарь Коллинза — полный и полный, 12-е издание 2014 г. © HarperCollins Publishers 1991, 1994, 2000, 2000 2007, 2009, 2011, 2014

система охлаждения | инженерия | Britannica

система охлаждения , устройство, используемое для поддержания температуры конструкции или устройства от превышения пределов, установленных требованиями безопасности и эффективности.При перегреве масло в механической коробке передач теряет смазывающую способность, а жидкость в гидравлической муфте или гидротрансформаторе протекает под создаваемым давлением. В электродвигателе перегрев вызывает ухудшение изоляции. Поршни перегретого двигателя внутреннего сгорания могут заедать (заедать) в цилиндрах. Системы охлаждения используются в автомобилях, промышленном оборудовании, ядерных реакторах и многих других типах оборудования. (Для обработки систем охлаждения, используемых в зданиях, см. кондиционирование воздуха.)

Обычно используемые охлаждающие агенты представляют собой воздух и жидкость (обычно воду или раствор воды и антифриза), по отдельности или в комбинации. В некоторых случаях может быть достаточно прямого контакта с окружающим воздухом (свободная конвекция); в других случаях может потребоваться принудительная конвекция воздуха, создаваемая вентилятором или естественным движением горячего тела. Жидкость обычно перемещается через непрерывный контур в системе охлаждения с помощью насоса.

Подробнее по этой теме

Конструкция

: Отопление и охлаждение

Системы контроля атмосферы в малоэтажных жилых домах используют природный газ, мазут или катушки электрического сопротивления в качестве центральных источников тепла…

В трансмиссии, если площадь поверхности корпуса (контейнера) достаточно велика по сравнению с потерянной мощностью, или если трансмиссия находится в движущемся транспортном средстве, обычно имеется достаточная свободная конвекция и нет необходимости в искусственном охлаждении. Чтобы усилить охлаждающий эффект за счет увеличения площади поверхности, корпус может быть снабжен тонкими металлическими ребрами. На некоторых стационарных механических трансмиссиях может потребоваться циркуляция смазочного масла по трубам, окруженным холодной водой, или использование вентилятора для продувки воздуха по трубам, окруженным маслом в резервуаре.На многих электродвигателях к вращающемуся элементу прикреплен вентилятор для создания потока охлаждающего воздуха через корпус.

В автомобиле движение транспортного средства обеспечивает достаточное охлаждение с принудительной конвекцией для трансмиссии и шестерен заднего моста; Однако в двигателе выделяется так много энергии, что, за исключением некоторых ранних моделей и некоторых небольших автомобилей с двигателями малой мощности, воздушное охлаждение является недостаточным, и требуется система водяного охлаждения (радиатор).

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишись сейчас

Типичная автомобильная система охлаждения содержит (1) ряд каналов, отлитых в блоке двигателя и головке цилиндров, окружающих камеры сгорания с циркулирующей жидкостью для отвода тепла; (2) радиатор, состоящий из множества небольших трубок, снабженных решеткой из ребер для быстрого отвода тепла, который принимает и охлаждает горячую жидкость от двигателя; (3) водяной насос, обычно центробежного типа, для циркуляции жидкости в системе; (4) термостат для регулирования температуры путем изменения количества жидкости, поступающей в радиатор; и (5) вентилятор для втягивания свежего воздуха через радиатор.

Чтобы предотвратить замерзание, в воду добавляют раствор антифриза или заменяют его. Для повышения температуры кипения раствора в системе охлаждения обычно повышается давление с помощью герметичной крышки на радиаторе с клапанами, которые открываются наружу при заданном давлении и внутрь, чтобы предотвратить возникновение вакуума при охлаждении системы.

Принципы нагрева и охлаждения

Понимание того, как тепло передается с улицы в ваш дом и от вашего дома к вашему телу, важно для понимания проблемы поддержания прохлады в вашем доме.Понимание процессов, которые помогают сохранять ваше тело прохладным, важно для понимания стратегий охлаждения вашего дома.

Принципы теплопередачи

Тепло передается к объектам, таким как вы и ваш дом, и от них посредством трех процессов: теплопроводности, излучения и конвекции.

Проводимость — это тепло, проходящее через твердый материал. В жаркие дни тепло проходит в ваш дом через крышу, стены и окна. Теплоотражающие крыши, изоляция и энергоэффективные окна помогут снизить теплопроводность.

Излучение — это тепло, перемещающееся в виде видимого и невидимого света. Солнечный свет — очевидный источник тепла для дома. Кроме того, низковолновое невидимое инфракрасное излучение может переносить тепло непосредственно от теплых предметов к более холодным. Благодаря инфракрасному излучению вы можете почувствовать тепло горячего элемента конфорки на плите даже через всю комнату. Старые окна позволят инфракрасному излучению, исходящему от теплых предметов снаружи, проникать в ваш дом; оттенки могут помочь заблокировать это излучение.Новые окна имеют низкоэмиссионные покрытия, которые блокируют инфракрасное излучение. Инфракрасное излучение также будет переносить тепло от стен и потолка прямо к вашему телу.

Конвекция — еще одно средство для достижения тепла от ваших стен и потолка. Горячий воздух естественным образом поднимается вверх, унося тепло от стен и заставляя его циркулировать по всему дому. Когда горячий воздух проходит мимо вашей кожи (и вы вдыхаете его), он согревает вас.

Охлаждение вашего тела

Ваше тело может охладиться посредством трех процессов: конвекции, излучения и потоотделения.Вентиляция усиливает все эти процессы. Вы также можете охладить свое тело с помощью теплопроводности — например, некоторые автокресла теперь оснащены охлаждающими элементами, — но это, как правило, непрактично для использования в домашних условиях.

Конвекция возникает, когда тепло уносится от вашего тела через движущийся воздух. Если окружающий воздух холоднее вашей кожи, воздух поглотит ваше тепло и поднимется. По мере того, как нагретый воздух поднимается вокруг вас, более прохладный воздух движется, чтобы занять его место и поглотить больше вашего тепла.Чем быстрее движется воздух, тем прохладнее вы чувствуете.

Излучение возникает, когда тепло распространяется через пространство между вами и предметами в вашем доме. Если предметы теплее, чем вы, тепло пойдет к вам. Удаление тепла через вентиляцию снижает температуру потолка, стен и мебели. Чем прохладнее ваше окружение, тем больше тепла вы будете излучать на предметы, а не наоборот.

Пот может быть неудобным, и многие люди предпочли бы оставаться спокойным без него.Однако в жаркую погоду и при физических нагрузках пот является мощным охлаждающим механизмом тела. Когда влага покидает поры кожи, она переносит с собой много тепла, охлаждая ваше тело. Если ветерок (вентиляция) пройдет по вашей коже, эта влага испарится быстрее, и вам станет еще прохладнее.

Что такое градирня? | Какова его цель?

Градирня — это устройство для отвода тепла, которое использует воду для передачи отработанного тепла в атмосферу.Все градирни, включая коммерческие и промышленные градирни, работают по принципу отвода тепла от воды за счет испарения небольшой части воды, которая рециркулирует через установку. Смешивание теплой воды и более холодного воздуха высвобождает скрытую теплоту парообразования, вызывая охлаждение воды. Если вы когда-нибудь смотрите вниз с высотного здания, вы можете заметить квадратные блоки с вентиляторами наверху на зданиях ниже. Это градирни.

Никто не хочет оставаться в здании с плохим кондиционером — по крайней мере, ненадолго.С другой стороны, здания с отличным охлаждением вызывают желание вернуться, даже если просто чтобы насладиться воздухом. Это во многом благодаря продолжающейся модернизации и инновациям коммерческих систем градирен.

Для чего нужна градирня?

Водяная градирня используется для охлаждения воды и представляет собой огромный теплообменник, отводящий тепло здания в атмосферу и возвращающий более холодную воду в охладитель. В градирню поступает теплая вода от чиллера.Эта теплая вода известна как вода конденсатора, потому что она нагревается в конденсаторе чиллера. Чиллер обычно находится на нижнем уровне, например, в подвале. Роль градирни заключается в охлаждении воды, чтобы она могла вернуться в чиллер для сбора большего количества тепла.

Как работает градирня?

Оборудование для кондиционирования воздуха и производственные процессы могут генерировать тепло в виде тонн горячей воды, которую необходимо охлаждать. Вот тут-то и пригодятся промышленные градирни.Перегретая вода проходит через градирню, где она рециркулирует и подвергается воздействию холодного сухого воздуха. Тепло уходит из рециркулирующей воды градирни за счет испарения. Затем более холодная вода повторно поступает в оборудование для кондиционирования воздуха или в процесс, чтобы охладить это оборудование, и цикл охлаждения повторяется снова и снова. Когда теплый конденсатор попадает в градирню, вода проходит через несколько форсунок, которые разбрызгивают воду небольшими каплями по всей заливке, что увеличивает площадь поверхности воды и обеспечивает лучшую потерю тепла за счет большего испарения.Назначение вентилятора наверху градирни — подавать воздух из нижней части градирни и перемещать его вверх и наружу в направлении, противоположном направлению теплой воды конденсатора в верхней части агрегата. Воздух переносит тепло через испаряющуюся воду из градирни в атмосферу.

Зачем нужны градирни?

Промышленная градирня является ключевым компонентом многих холодильных систем и используется в таких отраслях, как электростанции, химическая обработка, сталелитейные заводы и многие производственные компании, где необходимо технологическое охлаждение.Кроме того, коммерческие градирни можно использовать для обеспечения комфортного охлаждения больших коммерческих зданий, таких как аэропорты, школы, больницы или гостиницы.

Промышленная градирня может быть больше, чем система HVAC, и используется для отвода тепла, поглощаемого в системах циркуляции охлаждающей воды, используемых на электростанциях, нефтеперерабатывающих заводах, нефтехимических заводах, заводах по переработке природного газа, предприятиях пищевой промышленности и других промышленных объектах. .

В связи с увеличением численности населения во всем мире наблюдается огромный рост потребностей и требований мира к производимой продукции.Это вынудило промышленный сектор производить все больше и больше продукции каждый день, что генерирует больше тепла в процессе производства. Машины и процессы в отраслях, которые выделяют огромное количество тепла, должны постоянно охлаждаться, чтобы эти машины могли продолжать работать эффективно. Самым эффективным, действенным и наименее дорогим решением для отвода этого тепла является установка градирни.

Типы градирен

Системы градирен часто имеют жизненно важное значение для промышленных процессов.Эти высокие цилиндрические конструкции с открытым верхом несут ответственность за охлаждение воды, генерируемой промышленным потоком охлаждающего воздуха для комфортного охлаждения. Они классифицируются по типу тяги (естественная или механическая) и по направлению воздушного потока (встречная или поперечная).

Системы градирни с естественной тягой

обычно используются на крупных электростанциях и в промышленности с бесконечным потоком охлаждающей воды. Башня работает за счет отвода отработанного тепла за счет поднимающегося горячего воздуха, который затем выбрасывается в атмосферу.Эти башни высокие и имеют гиперболическую форму для создания надлежащего воздушного потока.

Системы градирни с механической тягой

имеют воздух, продаваемый через конструкцию вентилятором, который циркулирует через градирню. Обычные вентиляторы, используемые в этих башнях, включают пропеллерные и центробежные вентиляторы. Хотя градирни с механической тягой более эффективны, чем градирни с естественной тягой, они потребляют больше энергии и в результате обходятся дороже в эксплуатации.

Системы градирни с поперечным потоком

имеют конструкцию, которая позволяет воздуху проходить горизонтально через наполнитель и конструкцию градирни в открытую зону нагнетания.Горячая вода течет из распределительных бассейнов вниз. Однако вентиляторы и моторный привод требуют защиты от влаги, которая может привести к замерзанию, что сделает их менее эффективными.

Противоточные градирни

имеют конструкцию, в которой воздух движется вверх, а противоток с горячей водой опускается вниз для охлаждения воздуха. Это обеспечивает максимальную производительность на каждой площади плана и помогает минимизировать требования к напору насоса. Кроме того, системы противоточных градирен с меньшей вероятностью замерзнут в холодных погодных условиях и могут сэкономить энергию в долгосрочной перспективе.Все градирни Delta являются противоточными с этими преимуществами.

Системы градирни с принудительной тягой

обычно устанавливаются с вентилятором в верхней части градирни, который пропускает горячий воздух и всасывает воздух. Высокая скорость выходящего воздуха снижает вероятность рециркуляции. Чтобы избежать улавливания капель воды в выходящем потоке воздуха, используются каплеуловители. Башни с принудительной тягой более эффективны, поскольку они потребляют на 30–75% меньше энергии по сравнению с конструкциями с принудительной тягой.

Системы градирни с принудительной тягой

Эти системы градирни похожи на систему с принудительной тягой, но основное отличие состоит в том, что вентилятор, перемещающий воздух, расположен у основания градирни, что позволяет воздуху дуть снизу. Их использование ограничено из-за проблем с распределением воды, мощных вентиляторов и возможности рециркуляции.

Какой лучший материал для градирни?

Системы с водяным охлаждением в основном изготавливаются из трех материалов: металла, стекловолокна или пластика.Как вы знаете, металл может ржаветь и подвергаться коррозии, а все, что внутри него, со временем может начать протекать. Неудивительно, что металлические градирни имеют средний срок хранения всего до 15 лет и требуют обслуживания с помощью эпоксидной краски, герметиков и т. Д. Такое обслуживание может привести к простою вашего бизнеса.

Каковы преимущества использования инженерного пластика?

Инженерные пластиковые градирни рассчитаны на износ. Он не ржавеет и не скалывается, и он может выдерживать суровые условия окружающей среды.Он также практически не требует обслуживания. Полиэтилен высокой плотности (HDPE), лучший в своем классе пластик, используемый Delta Cooling Systems, является бесшовным и устойчивым к коррозии, вызываемой окружающей средой, в отличие от градирен из металла или стекловолокна. При ожидаемом сроке службы более 20 лет вы можете установить его один раз, зная, что вам не придется беспокоиться об этом впоследствии.

Достижения в производстве и проектировании современных пластиковых градирен превратили использование градирен из ценного вспомогательного инструмента в инструмент повышения производительности и экономии средств. Промышленные градирни заводской сборки, образованные из формованного пластика, продолжали набирать популярность по сравнению с моделями из оцинкованного листового металла, которые когда-то доминировали в индустрии градирен. Существует множество причин, по которым вы можете рассмотреть конструктивную пластиковую градирню, чтобы снизить затраты и лучше удовлетворить ваши технологические потребности:

  • Ожидаемый срок службы — Стандартные металлические градирни имеют кожухи с тонкими листами из оцинкованной стали. Эти листы обычно имеют сварные швы, которые могут испортиться в течение года и потребуют повторной сварки, исправления или нанесения покрытия для предотвращения утечки.Кроме того, очищенная вода имеет тенденцию разрушать оцинкованный металл, по существу изнашивая его за чрезвычайно короткое время. Условия окружающей среды, такие как солнечный свет, загрязнение, соленый воздух и агрессивные химические вещества, также способствуют преждевременному упадку оцинкованной стали. Даже загрязнение окружающего воздуха может повлиять на оцинкованную сталь, что приведет к преждевременному выходу из строя. Поскольку металл расширяется и сжимается в зависимости от температуры, повторяющиеся циклы вызывают напряжение, которое также может ускорить коррозию, ржавчину и утечку.Даже низкосортные варианты корпуса из нержавеющей стали, нержавеющая сталь серии 300, подвергаются атакам и изнашиваются под воздействием химикатов для обработки воды и факторов окружающей среды.
  • Гибкая модульная конструкция — В прошлом пластиковые градирни были слишком маленькими для многих промышленных процессов. По этой причине градирни из оцинкованного металла традиционно использовались для большинства применений с грузоподъемностью более 250 тонн, но эта ситуация резко изменилась. Delta, например, представила свою TM Series® пластиковых башен заводской сборки, которые можно объединить для обеспечения до 2500 тонн охлаждения в одном модульном блоке.Модульные градирни также облегчают использование дополнительного запаса холодопроизводительности, что может быть полезно при адаптации к рабочей тепловой нагрузке или изменениям оттока или при модернизации для удовлетворения будущих требований к охлаждению.
  • Непрерывная и более экономичная работа — Инженерный пластик может также уменьшить ожидаемые и неудобные последствия эксплуатации градирни, в том числе: потребление электроэнергии, химикаты для очистки воды, рабочая сила и материалы для технического обслуживания, а также внеплановые простои технологического процесса для градирни ремонт.Техническое обслуживание и ремонт обычно означают прерывание технологического процесса, что является самой дорогостоящей из всех проблем, связанных с градирнями.
  • Более простая установка — Основные преимущества конструкции новейших пластиковых градирен включают также более простую установку, особенно на крышах домов, поскольку легкий пластиковый корпус весит на 40% меньше, чем стальная градирня, но в 5-10 раз толще. Когда модульные градирни объединяются в кластер, установка часто выполняется быстрее и проще.

Какая связь между системами градирни и болезнью легионеров?

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), градирни могут быть рассадником бактерий Legionella, микробов, вызывающих болезнь легионеров. Вот почему: бактерии процветают в теплых и влажных условиях, что делает градирни идеальной средой. В результате люди могут заразиться болезнью легионеров, которая может вызвать пневмонию, когда они вдыхают капли воды из систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, содержащие бактерии Legionella.Фактически, исследование CDC в 2017 году выявило шесть вспышек легионеров в Нью-Йорке, которые привели к 213 случаям заболевания и 18 смертельным исходам. Три из этих вспышек были связаны с градирнями.

Для решения этой проблемы и ответственности общественного здравоохранения компании обрабатывают воду внутри своих промышленных градирен с помощью противомикробных веществ, убивающих бактерии. В качестве еще одной меры предосторожности пластиковые градирни могут быть изготовлены с использованием антимикробных смол, встроенных в материалы и компоненты устройства, чтобы обеспечить дополнительный уровень защиты от легионеллы.Узнайте больше о технологии антимикробных продуктов в Delta Cooling Towers.

Безопасны ли градирни для окружающей среды?

В связи с растущим беспокойством по поводу соблюдения экологических стандартов и повышения рентабельности капитальных затрат на оборудование, есть некоторые стандарты, которые следует учитывать. Систематический подход к экологизации градирни повысит устойчивость, повысит энергоэффективность, добавит экономии воды и уменьшит углеродный след; все это при одновременном улучшении некоторых ответвлений затрат, связанных с достижением таких зеленых целей.Фактически, предприятия могут сэкономить до 40 процентов на расходах на электроэнергию. В то время как обычные градирни, часто построенные с облицовкой из листового металла, являются экологически сложными и требуют значительного технического обслуживания, альтернатива использования градирен с формованным бесшовным пластиком сразу же выгодна как для окружающей среды, так и для чистой прибыли.

Традиционные металлические башни, которые служат всего несколько лет во многих сферах применения, сталкиваются с экологическими и экономическими проблемами, включая увеличение использования химикатов, более высокие затраты на техническое обслуживание, затраты на замену и требования по утилизации.Спроектированные градирни из пластика HDPE позволяют использовать самые агрессивные доступные варианты очистки воды. Это может позволить пользователям работать с более высокими циклами концентрации, тем самым экономя подпиточную воду. Это может сэкономить десятки тысяч галлонов воды в год. Такая экономия воды и химикатов может быть очень большой и помочь решить проблемы с водой, а также сэкономить на эксплуатационных расходах. Градирни этой противоточной конструкции также полностью закрывают воду и не пропускают солнечный свет, тем самым уменьшая возможность биологического роста, который требует менее агрессивных химикатов для обработки воды.Узнайте больше об экологически чистых технологиях и продуктах Delta.

Как системы градирни могут помочь предприятиям сэкономить деньги?

Подумайте об этом так: системы градирен важны для многих предприятий, а это означает, что стремление к повышению эффективности операций и продуктов может помочь повлиять на чистую прибыль. Потребление воды может быть основным операционным расходом, и градирни могут рециркулировать около 98% воды, используемой для технологического охлаждения или кондиционирования воздуха.Если устройство изготовлено из пластика и использует воду вместо воздуха в качестве метода охлаждения, владельцы бизнеса могут ожидать снижения затрат на электроэнергию, практически полного отсутствия обслуживания и увеличения срока службы продукта по сравнению с более старыми металлическими системами. Это очень желательный сценарий для любого бизнеса, позволяющий сократить расходы. Кроме того, многие клиенты ценят знание того, что предприятия и отрасли, поддерживающие сообщества, заботятся об окружающей среде и работают в направлении экологически рациональных методов работы. Это может не быть фактором экономии денег, но может повысить доверие потребителей.И это тоже хорошо для бизнеса.

Как видите, о системах градирен можно многое узнать. Они не только выполняют функцию, без которой многие из нас не могут жить (это, конечно же, кондиционер), но и очень технологичны и, да, круты. Возможно, зная больше о градирнях, вы больше цените прохладный воздух.

Основы градирни

: каковы общие термины, связанные с системой охлаждения?

Подход — это разница между температурой холодной воды, выходящей из градирни, и температурой воздуха по влажному термометру.Установление подхода фиксирует рабочую температуру башни и является наиболее важным параметром при определении как размера башни, так и стоимости.

Bleed Off: — это циркулирующая вода в градирне, которая сбрасывается в отходы, чтобы поддерживать концентрацию растворенных твердых частиц в воде ниже максимально допустимого уровня. В результате испарения концентрация растворенных твердых частиц будет постоянно увеличиваться, если только она не будет снижена за счет слива.

Биоцид: химическое вещество, предназначенное для борьбы с популяцией вредных микробов путем их уничтожения.

Продувка: — это вода, специально сбрасываемая из системы для контроля концентрации солей или других примесей в циркулирующей воде. Единицы измерения% от расхода оборотной воды или галлонов в минуту.

Британская тепловая единица (BTU) : тепловая энергия, необходимая для повышения температуры одного фунта воды на один градус по Фаренгейту в диапазоне от 32 ° F до 212 ° F

Диапазон охлаждения: — это разница температур между горячей водой, поступающей в градирню, и холодной водой, выходящей из градирни.

Циклы концентрирования: сравнивает растворенные твердые вещества в подпиточной воде с твердыми веществами, сконцентрированными за счет испарения в циркулирующей воде. Например, хлориды растворимы в воде, поэтому циклы концентрирования равны отношению хлоридов в оборотной воде к хлоридам в подпиточной воде.

Растворенные твердые вещества : общее количество твердых веществ, растворенных в жидкости. Они могут быть ионными и / или полярными по природе.

Дрейф: — это вода, увлекаемая воздушным потоком и выбрасываемая в атмосферу.Потери сноса не включают потерю воды за счет испарения. Правильная конструкция башни может минимизировать потери на дрейф.

Теплообменник: — это устройство для передачи тепла от одного вещества к другому. Передача тепла может происходить путем прямого контакта, как в градирне, или косвенного, как в кожухотрубном конденсаторе. Также это могут быть пучки труб или ребристых трубок в башне для влажной / сухой обработки.

Тепловая нагрузка: Количество тепла, отводимого от циркулирующей воды в градирне. Тепловая нагрузка равна скорости циркуляции воды (галлонов в минуту), умноженной на диапазон охлаждения, умноженной на 500, и выражается в БТЕ / час.Тепловая нагрузка также является важным параметром при определении размера и стоимости градирни.

Подпитка: — это количество воды, необходимое для восполнения обычных потерь, вызванных сливом, сносом и испарением.

Насосная головка: Давление, необходимое для перекачивания воды из резервуара башни через всю систему и возврата в верхнюю часть башни.

Тонна: Тонна испарительного охлаждения составляет 15 000 БТЕ в час.

Wet Bulb: — это самая низкая температура, которую вода теоретически может достичь за счет испарения.Температура влажного термометра является чрезвычайно важным параметром при выборе и конструкции градирни, и ее следует измерять с помощью психрометра.

Чтобы получить расценки, посетите нашу простую форму расчета стоимости.

Что такое мощность градирни?

Что такое мощность градирни?

Когда вы впервые выбираете градирню, важно знать некоторые основные функции, касающиеся ее работы и факторов, влияющих на ее производительность, чтобы вы могли принять обоснованное решение, когда дело доходит до выбора размера и типа.Иногда выбор размера — простой процесс, если вам нужно охлаждение для одной единицы оборудования с известной тепловой нагрузкой (БТЕ / час).

Однако, если вы отвечаете за промышленную электростанцию, вы, скорее всего, выберете градирню большего размера. Часто градирня охлаждает несколько единиц оборудования, что требует множества расчетов. В крупных приложениях HVAC размер и мощность здания используются вместе с местной средой для определения необходимой мощности.

Что такое градирня?

Одна из основных функций градирни — отвод тепла в атмосферу путем отвода тепла от охлаждающей воды.Это один из самых эффективных и надежных методов охлаждения для охлаждения больших конструкций, таких как химические заводы и электростанции.

Для различных нужд охлаждения используется множество различных типов градирен.

Сюда входят:

  • Поперечные градирни . В этих типах башен воздух движется горизонтально, перпендикулярно воде, капающей вертикально. Это могут быть одни из самых простых в обслуживании башен; однако они очень чувствительны к морозам.
  • Гиперболические градирни . Это самые крупные из используемых на атомных станциях и крупнейших электростанциях.
  • Градирни с принудительной тягой . В них используется система вентилятора наверху, чтобы втягивать воздух в вентилятор и через него. Этот стиль может использоваться как в противоточных, так и в поперечных системах.
  • Градирни с пассивной тягой . В градирнях такого типа воздух естественным образом выталкивается вверх. Гиперболические башни могут быть только пассивной тягой.
  • Градирни с принудительной тягой .В них используется вентилятор или центробежный нагнетатель, чтобы нагнетать воздух через градирню.

Производительность градирен

Важно понимать производительность градирен. Со временем вы захотите узнать, эффективно ли работает ваша градирня, поэтому вам захочется узнать, как рассчитать мощность градирни, а также некоторые другие параметры.

Следует знать о конструктивных параметрах градирни:

  • Диапазон .Это разница температур между температурой на выходе из градирни и на входе воды.
  • Подход . Это разница между температурой на выходе и температурой окружающей среды по влажному термометру. Хотя диапазон важен, расчет подхода является лучшим индикатором эффективности вашей градирни.
  • Вместимость . Производительность градирни является произведением массового расхода воды, удельной теплоемкости и разницы температур.Это также можно выразить как отводимое тепло в кКал / час (БТЕ / час).
  • Потери при испарении . Это количество воды, которое испаряется в процессе охлаждения. Это можно рассчитать, используя (м³ / час) = 0,00085 x 1,8 x скорость циркуляции (м / час) x (T1-T2). Где T1 — температура на входе, а T2 — температура на выходе.

Выбор градирни

Расчет мощности градирни важен, потому что он помогает вам выбрать правильную модель от производителей градирни.Зная номинальную охлаждающую нагрузку, наряду с желаемым подходом, вы можете определить поправочный коэффициент, чтобы вы знали, какая градирня подойдет для вашей конкретной отрасли. Поскольку градирня — это инвестиция, которой вы будете владеть долгие годы, вы хотите сделать правильный выбор.

Чтобы узнать больше о размерах и выборе градирни, а также о производительности градирни, а также о необходимости ремонта или регулярного технического обслуживания градирни, свяжитесь с Delta Cooling Towers, Inc. сегодня. У нас есть современные, устойчивые к коррозии конструкции, башни из полиэтилена высокой плотности, и мы предлагаем 20-летнюю гарантию.

Часто задаваемые вопросы о охлаждающих центрах

За информацией о ближайших центрах охлаждения обращайтесь к местным властям.

Центры охлаждения — это помещения с кондиционированием воздуха, куда вы можете пойти, чтобы охладиться во время сильной жары. Приложение для картографирования охлаждающего центра в настоящее время недоступно. Свяжитесь с местными властями для получения информации о ближайших центрах охлаждения. Чтобы найти информацию о других способах сохранения прохлады во время сильной жары, посетите страницу «Экстремальная жара».

Что такое охлаждающий центр?

Центры охлаждения — это места в сообществе, где вы можете охладиться в жаркую погоду, особенно если у вас нет доступа к кондиционированию воздуха.Центры охлаждения включают помещения с кондиционированием воздуха, такие как библиотеки, общественные центры и центры для пожилых людей, школы и торговые центры. Если центры охлаждения с кондиционированием воздуха недоступны, то другие места, где можно охладиться, — это открытые зоны отдыха, такие как местные и государственные парки, пляжи, брызговики / парки для спрея и общественные бассейны.

Как найти ближайший охлаждающий центр?

Свяжитесь с местными властями, чтобы найти ближайший к вам охлаждающий центр. Всегда звоните перед отъездом, чтобы убедиться, что охлаждающий центр открыт.Другие места, где можно освежиться, включают супермаркеты и здания с кондиционерами, затененные участки местных и государственных парков или бассейны, такие как общественные бассейны и пляжи. Пожалуйста, свяжитесь с вашим местным отделом здравоохранения по адресу www.health.ny.gov/EnvironmentalContacts, если вы не знаете, где можно освежиться.

Почему так важно проводить время в местах с кондиционированием воздуха?

В жаркую погоду, особенно в течение нескольких дней с постоянной жарой, ежедневно проводить хотя бы несколько часов в кондиционировании воздуха, чтобы снизить риск заболеваний, связанных с жарой.Кондиционер особенно важен для уязвимых групп людей, таких как пожилые люди, дети и люди с определенными заболеваниями.

Что такое тепловое заболевание?

Заболевание, связанное с жарой, возникает, когда тело не может охладиться. Наиболее распространенными заболеваниями, связанными с жарой, являются тепловой удар (солнечный удар), тепловое истощение, тепловые спазмы и тепловая сыпь. Узнайте больше о выявлении симптомов заболевания, связанного с жарой, и оказании первой помощи.

Какие еще шаги нужно предпринять, чтобы остыть во время сильной жары?

Если вы не можете добраться до места с кондиционером хотя бы на пару часов в день, примите меры, чтобы охладиться, посетив соседний тенистый парк, общественный бассейн или пляж.Дома попробуйте проводить больше времени на нижних этажах здания, где может быть прохладнее, закрывайте шторы и занавески на окнах, пейте много воды или безалкогольных напитков и жидкостей без кофеина, принимайте прохладный душ или ванну, ограничивайте физические нагрузки и пытайтесь избегайте использования плиты или духовки. Посетите нас по адресу www.health.ny.gov/ExtremeHeat, чтобы увидеть все наши советы и доступные ресурсы.

Какие программы поддержки охлаждения доступны, если я подумываю установить кондиционер в своем доме?

Программа помощи в получении энергии для дома (HEAP) помогает людям с низкими доходами оплачивать расходы на отопление и / или охлаждение своих домов.Вы можете получить одно пособие на охлаждение на семью заявителя на покупку и установку кондиционера или вентилятора, чтобы помочь вашему дому оставаться прохладным.

Вы можете иметь право на получение помощи HEAP Cooling Assistance, если:

  • Ваш общий ежемесячный доход не превышает пределов ежемесячного дохода HEAP, либо вы получаете пособие по программе социального страхования (SNAP), временное пособие или дополнительное пособие по страхованию жизни в одиночку
  • У члена семьи документально подтверждено ухудшение состояния здоровья из-за жары
  • Вы получили обычное пособие на отопление HEAP на сумму более 21 доллара в этом году
  • У вас нет работающих кондиционеров или вашему кондиционеру исполнилось 5 лет
  • Вы не получали кондиционер за 10 лет

Если вы заинтересованы в подаче заявки на участие в программе HEAP Cooling Assistance или хотите узнать больше о критериях участия, посетите их веб-сайт https: // otda.ny.gov/programs/heap/#cooling-assistance или позвоните по телефону 1-800-342-3009.

С кем я могу связаться для получения дополнительной информации?

Если у вас есть вопросы, свяжитесь с нами по адресу [email protected], и мы будем рады вам помочь. Местным органам власти, у которых есть вопросы о финансировании охлаждающих центров, обращайтесь в Программу грантов для сообществ, не влияющих на климат. Программа Climate Smart Communities Program предлагает муниципалитетам программу совместных грантов 50/50 для реализации проектов, направленных на адаптацию к изменению климата, включая создание центра охлаждения.

Можно ли охладить дом без кондиционера?

Можно ли охладить дом без кондиционера?

(Изображение предоставлено Getty Images)

По мере того, как глобальные летние температуры повышаются, все больше зданий устанавливают энергоемкие кондиционеры, что является одним из основных факторов изменения климата. Но есть ли способы охладить здания, не включая кондиционер?

A

На первый взгляд этот вид можно было принять за холмистые кочки Хоббитона, вплоть до идеально круглых дверей, выходящих на пышный зеленый склон холма.Но двери сделаны из стекла, и внутри них не уютные хоббитские норы, а множество больших механических стальных рычагов и рычагов, удерживающих некоторые двери приоткрытыми.

Эти холмы являются частью крыши Калифорнийской академии наук в Сан-Франциско, США. Волнистая зеленая крыша — одна из ряда инженерных и дизайнерских особенностей, которые делают академию одним из крупнейших пассивно вентилируемых помещений в США. Это означает, что даже в разгар лета большая часть этого здания полагается на умные манипуляции с элементами, чтобы оставаться прохладными, почти без кондиционера.

Вам также может понравиться:

Такие крыши — это один из способов, с помощью которого архитекторы, инженеры и дизайнеры переосмысливают здания, чтобы найти способы сохранить их прохладными без кондиционирования воздуха. Проблема становится все более актуальной; это был еще один жаркий год, когда волны тепла прокатились по Австралии, южной Азии, Северной Америке и Европе. Ожидается, что для борьбы с волнами тепла, участившимися из-за изменения климата, к 2050 году количество кондиционеров во всем мире увеличится более чем в три раза.Блоки кондиционирования не только потребляют огромное количество электроэнергии, но и содержат хладагенты, которые являются сильнодействующими парниковыми газами. Эти хладагенты фактически являются самым быстрорастущим источником выбросов парниковых газов в каждой стране на Земле.

Интригующий дизайн Калифорнийской академии наук создан для обеспечения движения охлаждающего воздуха вокруг здания (Фото: Коди Андресен)

Но есть альтернативы, и их множество. От древних строительных конструкций, которые были опробованы и проверены более 7000 лет, до передовых технологий Калифорнийской академии наук, можно создавать здания, которые остаются прохладными и практически не требуют энергии.

В академии травянистые купола крыши отводят естественный поток воздуха внутри здания. Когда ветер дует, одна сторона холмов находится под отрицательным давлением, что помогает всасывать воздух через автоматически управляемые мансардные окна в здание. Тот факт, что крыша покрыта растительностью, также помогает снизить температуру в пространстве внизу, а также обеспечивает среду обитания для диких животных наверху.

«Мы начинаем с того, как далеко мы можем зайти в проектировании здания, исходя из предположения, что у нас не будет переменного тока», — говорит Алисдер МакГрегор, мировой лидер в области машиностроения в Arup, который участвовал в проектировании здания. дизайн здания.Но при таком подходе редко удается полностью контролировать климат во всем здании, — добавляет он. Шумная автомагистраль рядом со зданием может быть связана с ограничениями, из-за которых невозможно открыть окна. Или в здании может быть много горячего оборудования или людей с особыми потребностями, например, в больнице. Но, по крайней мере, это означает, что кондиционер, а также его стоимость и выбросы сведены к минимуму.

Обычные системы кондиционирования воздуха выбрасывают в атмосферу парниковые газы, способствуя глобальному потеплению (Источник: Getty Images)

Калифорнийская академия наук — вершина пассивного проектирования.Но это также был проект стоимостью почти полмиллиарда долларов с доступом к некоторым из лучших инженеров и архитекторов в области устойчивого развития. А как насчет гораздо более обычных, повседневных зданий, в которых большинство из нас проводит большую часть времени — может ли пассивное охлаждение также сделать их устойчивыми к тепловым волнам?

Вода

Одна из простейших форм пассивного охлаждения использует изменение температуры воздуха при испарении воды. Вода требует энергии для перехода из жидкого состояния в пар, и она забирает эту энергию из воздуха в виде тепла.

«Охлаждение за счет испарения — это естественное явление», — говорит Ана Техеро Гонсалес, инженер Университета Вальядолида на севере Испании. «Мы можем видеть множество примеров в природе, когда это происходит». Он может охлаждать как поверхность, так и воздух, например кожу, когда вы потеете, или язык собаки, когда она дышит.

Ботихо помогает в испарительном охлаждении, позволяя воде проникать через его глиняные стены (Источник: Getty Images)

В регионе Гонсалес в Испании традиционный сосуд, называемый ботихо, использует тот же принцип.Ботихо — это большой горшок, сделанный из пористой глины и используемый для переноски воды или вина, которые сельскохозяйственные рабочие выносили на поля. Небольшое количество напитка испаряется через поры в глиняных стенах, сохраняя жидкость внутри прохладной даже под палящим испанским солнцем.

Использование испарительного охлаждения в архитектуре восходит к древнему Египту и римлянам. Но некоторые из наиболее сложных примеров взяты из арабской архитектуры и сооружения, называемого машрабия. Машрабия — это богато украшенная, традиционно деревянная решетка, украшенная замысловатым узором снаружи или внутри здания.Летом машрабия не только обеспечивает тень, но и является домом для пористых глиняных горшков, наподобие ботиджо, наполненных водой. Это поможет охладить комнату, пока ветерок струится через машрабию и горшки.

Но есть и более простые способы использовать испарительное охлаждение в здании или на открытом воздухе. Водоем во дворе — пруд, фонтан или ручьи с водой, текущие по всему пространству, — все выполняет одну и ту же работу. А внутри, поставив глиняный горшок с водой возле окна или на сквозняк, можно охладить место.

Земля

Если в настоящее время регионы с умеренным климатом на глобальном севере будут готовы к повседневной экстремальной жаре, можно многому научиться у зданий, как древних, так и современных, на глобальном юге, — говорит Манит Растоги. , партнер-основатель архитектурной фирмы Morphogenesis, расположенной в Индии. «В этой части мира всегда было жарко», — говорит Растоги. Пассивные системы охлаждения были необходимостью на протяжении тысячелетий. «Большая часть архитектуры, которую мы здесь создали традиционно, — это феноменальные примеры достижения прохладных условий без использования механических средств.”

Даже в открытом, жарком и засушливом климате более низкие температуры всегда рядом. В Джайпуре, столице штата Раджастхан на севере Индии, дневная температура в летние месяцы регулярно достигает 40 ° C. Но всего в нескольких метрах под землей температура земли в этом регионе остается намного более умеренной — 25 ° C, даже в самую сильную летнюю жару.

В городе Джайпур, Индия, летние температуры достигают 40 ° C и выше (Источник: Getty Images)

Решение — копать, — говорит Растоги, создавший Pearl Academy of Fashion в Джайпуре, используя этот принцип.Растоги и его коллеги использовали традиционные индийские ступенчатые колодцы, или баоли, во внутреннем затененном дворе академии. Ступени из серого камня плавно спускаются к краю большого неподвижного бассейна, где собрана дождевая вода и очищенные сточные воды из здания. Бассейн, охлаждаемый подземными температурами, поглощает значительное количество тепла из двора, сохраняя воздух свежим. «Копать землю очень и очень эффективно, — говорит Растоги.

Хотя это может быть привлекательным решением, копать огромный колодец внутри вашей собственности не обязательно, чтобы использовать то же явление.Коммерческие наземные системы отопления и охлаждения также используют более или менее стабильную круглогодичную температуру земли за счет перекачивания жидкости через подземные трубы снаружи. Температура жидкости падает до температуры земли, а затем закачивается обратно внутрь, где она может течь по подпольным трубам для охлаждения дома. Эти системы можно использовать как для обогрева зданий зимой, так и для их охлаждения летом. Глобальное использование их для отопления было медленным, но они становятся все более популярными для охлаждения, особенно в городах северного Китая летом.

Помимо баоли, Pearl Academy of Fashion в Джайпуре использует еще несколько уловок для снижения температуры. Снаружи здание представляет собой простую прямоугольную форму, которая может выглядеть не очень элегантно, но имеет преимущество в виде максимального увеличения внутреннего пространства для площади внешней поверхности, поскольку каждый квадратный фут, подвергающийся воздействию солнца, поглощает тепло. Здание окутано джаали, или перфорированной каменной «кожей» примерно в четырех футах от внешних стен, что помогает затенять здание и смягчать температуру.«Многие из этих стратегий связаны с контактом с природой и пониманием того, как она работает», — говорит Растоги. «Разберитесь в сайте и этой конкретной типологии, и работа станет намного проще».

В результате интерьер академии имеет довольно прохладную температуру 29 ° C даже в самые жаркие месяцы, когда температура на улице обычно превышает 40 ° C. Это позволяет использовать кондиционер очень скромно, когда это вообще необходимо.

Ветер

Город Йезд в Иране известен как «город ловцов ветров».Ловцы ветров представляют собой башни с арочными окнами без остекления, которые расположены на зданиях с плоскими крышами и обращены в сторону преобладающих ветров. На протяжении веков эти башни ловили ветер и направляли его в жилища, разделенные на каналы серией лопастей внутри башни. Арочная крыша ветроуловителя способствует циркуляции воздуха, даже когда не дует сильный ветер. Иногда воздух проходит над тазом с водой или даже над глубоким резервуаром в куполообразной камере, чтобы способствовать дальнейшему охлаждению.

Системы обогрева и охлаждения из наземных источников используют стабильную подземную температуру земли для регулирования климата в помещении (Источник: Getty Images).

По данным исследования Махназа Махмуди Заранди, ветрокрылы Язда — одни из самых разнообразных и креативных на Ближнем Востоке. , доцент кафедры архитектуры Исламского университета Казвина Азад в Тегеране. Анализ ветроуловителей Йезда показал, что наиболее эффективные модели снижали температуру воздуха в помещении с 40 ° C до 29 ° C.3С.

В обычных зданиях, которым не повезло иметь встроенный ветроуловитель, все еще есть варианты, — говорит МакГрегор из Arup. Открытые окна на разных сторонах здания на разной высоте могут способствовать пропусканию воздуха. «Иногда вы слишком часто видите этот эффект, и вас почти охватывает воющая буря», — говорит МакГрегор. «Например, высокий атриум с проемом вверху и дверью внизу. Но, варьируя отверстия, вы можете контролировать поток воздуха через здание.”

Бетонные джунгли

Думая о масштабе отдельных зданий, какими бы умными они ни были, термостат может только снизиться. Но понимание того, как здания взаимодействуют с остальным городским ландшафтом, может помочь еще больше снизить его.

Лондонский небоскреб, известный как «рация», дает урок, как этого не делать. У здания одно гигантское вогнутое лицо. Хотя это может показаться модным, но есть причина, по которой изогнутые внутрь небоскребы не очень распространены.Еще до завершения строительства было обнаружено, что огромная блестящая вогнутая поверхность действует как увеличительное стекло, фокусируя солнечные лучи на одном небольшом участке. В центре внимания оказались несколько метров тротуара возле парикмахерской и вьетнамского ресторана. В результате температура была настолько высокой, что краска расплавилась, детали автомобилей покрылись волдырями и коробились, плитка разбилась, а коврик подгорел.

Пышная растительность помогает поддерживать прохладу летом в таких городах, как Чэнду, Китай (Источник: Getty Images)

Проблема теперь решена благодаря добавлению в последнюю минуту brise soleil, или гигантского солнцезащитного козырька из алюминиевых пластин. .Но это показывает, насколько сильно изменение дизайна может изменить температуру городского пейзажа. Даже без луп размером с небоскреб, опаляющих тротуары, остается проблема городского теплового острова — тусклый серый бетон поглощает солнечное тепло и излучает его обратно на изнуряющих пешеходов, как совершенно ненужная бутылка с горячей водой.

Мы могли бы думать об эффекте острова тепла как о неизбежном зле лета в городе. Но городские пространства можно приспособить, чтобы уменьшить его.Один из самых эффективных способов — внести немного растительности. Все мы интуитивно это знаем — в этом разница между тенистыми, обсаженными деревьями бульварами такого города, как Пальма на Майорке, и пылающими открытыми тротуарами Нью-Йорка.

В Медельине, Колумбия, городские власти экспериментируют с «зелеными коридорами» через город. Они разработали 30 зеленых коридоров в серых частях города, используя обочины 18 дорог и 12 водных путей. Эти зеленые полоски снизили температуру на 2 ° C.Исследование Моники Тернер, эколога из Университета Висконсин-Мэдисон, показало, что даже более широкий лесной покров может снизить городские температуры до 5 ° C.

Многие города предпринимают аналогичные шаги. Муниципальные власти Милана планируют посадить в городе три миллиона деревьев к 2030 году. Мельбурн, Австралия, также начал программу посадки деревьев, чтобы город был пригоден для жизни в условиях будущих волн тепла. И новые города, такие как китайский лесной город Лючжоу, с самого начала могут вплетаться в растительный покров.

Стратегия выхода

Конечно, даже в пассивно охлаждаемом здании в хорошо спроектированном городе иногда этих проектных мер недостаточно. В больнице, полной тепловыделяющего оборудования и уязвимых людей, требования к охлаждению выходят за рамки возможностей пассивных систем. «Здесь нас не так сильно заботит энергия — нам просто нужно поддерживать правильные тепловые условия в помещении», — говорит Техеро Гонсалес из Университета Вальядолида.

Но суть в том, что обычный кондиционер должен быть крайней мерой, а не костылем.Возможно, самое многообещающее в пассивном охлаждении, добавляет МакГрегор, является то, что оно предлагает выход из порочного круга, в котором мы в настоящее время застряли с кондиционированием воздуха: использование технологии для охлаждения, которая на самом деле способствует нагреванию мира.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *