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Aufrufe: 80 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 02.11.2026 Herkunft: Website
Bei der Beschaffung von Kühlschlangen für Klimageräte in Rechenzentren konzentrieren sich OEM-Käufer häufig auf die Kühlkapazität, die Spulenabmessungen und den Preis. Bevor Sie jedoch ein Angebot anfordern, sollte eine der wichtigsten Fragen beantwortet werden: Ist die Spule für eine CRAC-Einheit oder eine CRAH-Einheit ausgelegt?
Sowohl Computer Room Air Conditioner (CRACs) als auch Computer Room Air Handler (CRAHs) entziehen der Luft im Rechenzentrum Wärme, verwenden jedoch im Allgemeinen unterschiedliche Kühltechnologien.
Herkömmliche CRAC-Geräte verwenden üblicherweise Direktexpansionskühlung (DX), bei der eine Kältemittelverdampferschlange Wärme aus der Luft aufnimmt. CRAH-Einheiten verwenden typischerweise Kaltwasser-Kühlschlangen, die an ein Kühlwassersystem der Anlage angeschlossen sind.
Dieser Unterschied wirkt sich auf den internen Spulenkreislauf, die Betriebsflüssigkeit, die Temperaturbedingungen, die Druckanforderungen, die Anschlüsse und die Auswahlberechnungen aus.
Eine Spule, die zu den Schrankabmessungen passt, kann dennoch ungeeignet sein, wenn sie für das falsche Arbeitsmedium oder die falschen Betriebsbedingungen ausgelegt ist.
Für OEM-Käufer beginnt die genaue Spulenauswahl mit der Definition der Kühlarchitektur, der luftseitigen Anforderungen, der flüssigkeitsseitigen Betriebsbedingungen und der mechanischen Integrationsbeschränkungen.
Dieser Leitfaden erklärt die Unterschiede zwischen CRAC- und CRAH-Kühlschlangen, identifiziert die technischen Daten, die Lieferanten benötigen, und bietet eine praktische RFQ-Checkliste für Hersteller von Rechenzentrums-Kühlgeräten und Systemintegratoren.
Eine Computerraum-Klimaanlage verwendet üblicherweise ein Direktexpansions-Kühlsystem.
In einer herkömmlichen DX-Konfiguration absorbiert die Kältemittelverdampferschlange Wärme aus der Rückluft. Der Kühlkreislauf überträgt diese Wärme dann an einen Kondensator und ein externes Wärmerückführungssystem.
Der grundlegende Prozess umfasst:
Warme Rückluft strömt über die Verdampferschlange.
Das Kältemittel nimmt Wärme auf und verdampft in den Rohren.
Die Lufttemperatur sinkt.
Der Kältemitteldampf kehrt durch den Kühlkreislauf zurück.
Die Wärme wird über den Kondensator des Systems abgegeben.
Die Spule muss für das tatsächliche Kältemittel und seine Betriebsbedingungen ausgelegt sein.
Zu den wichtigen Überlegungen zählen die Kältemittelverteilung, die Verdampfungstemperatur, die Überhitzung, der Betriebsdruck, der kältemittelseitige Druckabfall und die Kompatibilität mit dem Expansionsgerät.
Ein CRAC-Verdampfer kann nicht zuverlässig anhand der Leistungsdaten des Wasserregisters allein ausgewählt werden.
Lüftungsgeräte in Computerräumen verwenden typischerweise Kaltwasser-Kühlschlangen.
Diese Spulen erhalten gekühltes Wasser von einem zentralen Kühlsystem oder einer anderen geeigneten Kühlwasserquelle.
Warme Luft aus dem Rechenzentrum strömt über die gerippte Oberfläche der Spulen, während Wasser durch die Rohre zirkuliert.
Die Luft überträgt Wärme an das Wasser und das erwärmte Wasser wird an die Kühlinfrastruktur der Anlage zurückgeführt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Computerraum-Klimaanlagen mit Direktverdampfung (DX CRACs) benötigen Standard-Computerraum-Klimaanlagen (CRAHs) keinen eingebauten Kältemittelkompressor zur Kühlung der Luft.
Die Auswahl der Spule basiert auf Faktoren wie der tatsächlichen Kaltwasserdurchflussrate, den Wassereinlass- und -auslasstemperaturen, den Luftbedingungen und dem zulässigen Druckabfall.
Abhängig von den spezifischen Projektanforderungen kann das Umlaufmedium Wasser oder ein zugelassenes Wasser-Glykol-Gemisch sein.
Auswahlfaktor |
CRAC-Kühlschlange |
CRAH-Kühlschlange |
|---|---|---|
Typische Spulenfunktion |
DX-Kältemittelverdampfer |
Kaltwasser-Luftkühlschlange |
Arbeitsflüssigkeit |
Kältemittel |
Wasser oder Wasser-Glykol-Lösung |
Wärmeaufnahme |
Kältemittelverdunstung |
Sinnvolle Erwärmung der zirkulierenden Flüssigkeit |
Temperaturen auf der Primärflüssigkeitsseite |
Verdampfungs-/Sättigungsbedingungen und Kältemittelaustrittsbedingungen |
Wassereintritts- und -austrittstemperaturen |
Spezifikation des Flüssigkeitsdurchflusses |
Anforderungen an den Massenstrom und die Verteilung des Kältemittels |
Wasser- oder Glykoldurchfluss |
Druckanforderungen |
Auslegungsdruck und Betriebsbereich des Kältemittels |
Wasserseitiger Auslegungsdruck und zulässiger Druckabfall |
Schaltungsdesign |
Kältemittelverteilung, Ölrückführung, Überhitzungsregelung |
Wassergeschwindigkeit, hydraulisches Gleichgewicht, Entlüftung und Entwässerung |
Verbindungen |
Anschlüsse für Kältemitteleinlass/-verteiler und -auslass |
Anschlüsse für Wasserversorgung und -rücklauf |
Hauptanliegen des OEM |
Integration mit dem Kühlsystem |
Integration mit dem Kaltwasser- und Steuerungssystem |
Diese Vergleiche beschreiben herkömmliche Konfigurationen. Einige Präzisionskühlsysteme umfassen Hybridkühlung, Economizer-Spulen oder mehrere Kühlkreisläufe.
OEM-Käufer sollten immer die tatsächliche Systemarchitektur identifizieren und sich nicht nur auf das CRAC- oder CRAH-Produktetikett verlassen.
Beide Arten von Spulen können aus Kupferrohren und Aluminiumlamellen hergestellt werden.
Ihre optische Ähnlichkeit garantiert jedoch keine interne Kompatibilität.
Direktexpansionsverdampfer (DX) erfordern einen geeigneten Kältemittelkreislauf und eine zweiphasige Strömungsverteilung, während Kaltwasserschlangen den erforderlichen Flüssigkeitsdurchfluss und die erforderlichen hydraulischen Eigenschaften bieten müssen.
Angenommen, zwei Kühlschlangensätze haben exakt die gleichen Außenabmessungen und Rohrdurchmesser.
Ein Satz ist für einen Kältemittelverdampfer konzipiert, der andere für ein Kaltwasserzirkulationssystem.
Ihre internen Schaltkreisanschlüsse, Druckanforderungen, Betriebseigenschaften und Testbedingungen können unterschiedlich sein.
Der Austausch eines Satzes durch einen anderen ohne technische Überprüfung kann zu schlechter Leistung oder unsicherem Betrieb führen.
Für den physischen Austausch sind übereinstimmende Abmessungen erforderlich, für die technische Austauschbarkeit reicht sie jedoch nicht aus.
Luftseitige Betriebsbedingungen sind sowohl für CRAC- als auch für CRAH-Spulen von wesentlicher Bedeutung.
Die gleiche Spule kann unterschiedliche Kühlleistungen liefern, wenn sich die Rücklufttemperatur, der Luftstrom, die Luftfeuchtigkeit oder die Luftverteilung ändern.
Rechenzentren erzeugen sensible Wärme hauptsächlich über IT-Geräte.
Bei der Auswahl der Kühlausrüstung muss jedoch immer noch zwischen sensibler Kühlung und vollständiger Kühlung unterschieden werden.
Die sinnvolle Kühlleistung stellt die der Luft entzogene Wärme dar, ohne dass ihr Feuchtigkeit entzogen wird.
Die gesamte Kühlleistung umfasst die sensible Kühlung und jegliche latente Kühlung im Zusammenhang mit Feuchtigkeitskondensation.
Käufer sollten gegebenenfalls beide Werte angeben.
Beispielsweise ist eine angeforderte Kühlleistung von 60 kW unvollständig, wenn der Lieferant nicht weiß, ob es sich um eine sensible oder eine Gesamtleistung handelt.
Möglicherweise muss auch das erforderliche Verhältnis der fühlbaren Wärme ermittelt werden:
Sensible Heat Ratio (SHR) = Sensible Kühlleistung / Gesamtkühlleistung
Bei der Präzisionskühlung von Rechenzentren ist im Allgemeinen ein hohes Verhältnis der sensiblen Wärme wünschenswert, doch die tatsächliche Strategie zur Feuchtigkeitskontrolle und die Betriebsbedingungen bestimmen die entsprechende Anforderung.
Die geschätzte Trockenkugeltemperatur der Zuluft sollte dem Lieferanten mitgeteilt werden.
Wenn die Luftfeuchtigkeit eine Rolle spielt, geben Sie bitte die Feuchtkugeltemperatur, die relative Luftfeuchtigkeit, den Taupunkt oder ausreichende psychrometrische Diagrammdaten an, um die Zuluftbedingungen zu bestimmen.
Anhand dieser Werte lässt sich bestimmen, ob die Kühlschlange unter trockenen oder nassen Bedingungen betrieben werden kann.
Wenn auf der Spulenoberfläche keine Feuchtigkeit kondensiert ist, befindet sich die Spule im trockenen Zustand.
Wenn die Oberflächentemperatur der Spule unter dem Lufttaupunkt liegt, kann es zu Kondensation kommen.
Der Betrieb mit einer Nassschlange verändert den thermischen Prozess und kann den luftseitigen Widerstand erhöhen.
Die richtige Auslegung hängt davon ab, ob das Gerät nur für sinnvolle Kühlung, Entfeuchtung oder beides sorgen soll.
Das Kondensat muss gemanagt werden, um umliegende Geräte zu schützen und angemessene Umgebungsbedingungen aufrechtzuerhalten.
Wenn der Nassregisterbetrieb zulässig ist, sollte der Originalgerätehersteller (OEM) geeignete Maßnahmen zur Kondensatsammlung, -ableitung, zum Korrosionsschutz und zur Wartung festlegen.
Bei Anwendungen, bei denen ein Trockenbetrieb geplant ist, sollte der Lieferant die erwarteten Oberflächentemperaturbedingungen überprüfen und nicht davon ausgehen, dass alle Kühlschlangen des Rechenzentrums trocken bleiben.
Der Luftstrom ist ein wichtiger Faktor für die thermische Leistung der Spule.
Es wird üblicherweise angegeben in:
m³/h
L/s
CFM
Der OEM sollte ermitteln, ob der Luftstrom den Gesamtluftstrom der Einheit darstellt oder den tatsächlichen Luftstrom, der durch die Spule strömt.
Luftbypass um die Spule, ungleichmäßige Einlassverteilung und Hindernisse können die tatsächliche Leistung beeinträchtigen.
Die Spulenflächengeschwindigkeit wird aus dem Luftstrom dividiert durch die definierte Spulenflächenfläche berechnet.
Gesichtsgeschwindigkeit = Luftstrom / Spulenflächenfläche
Eine höhere Einströmgeschwindigkeit kann die konvektive Wärmeübertragung erhöhen, aber auch den Luftdruckabfall erhöhen und die Kondensatverschleppung unter feuchten Bedingungen beeinträchtigen.
Der richtige Wert hängt von der Spulengeometrie und den Betriebsanforderungen ab.
Der Luftdruckabfall ist ein kritischer technischer Parameter, da die Kühlschlange Teil des gesamten Lüftersystems ist.
Originalgerätehersteller (OEMs) sollten den maximal zulässigen Widerstand entlang der Spule bei der angegebenen Luftstromrate angeben.
Wenn der Luftwiderstand der Spule zu hoch ist, kann dies den Leistungsbedarf des Lüfters erhöhen oder verhindern, dass das Gerät die angestrebte Luftstromrate erreicht.
Berücksichtigen Sie für eine vollständige technische Bewertung Folgendes:
Flossenabstand
Anzahl der Rohrreihen
Rohranordnung
Gleichmäßigkeit des Luftstroms
Trockener oder nasser Betriebszustand
Fouling-Zulage
Lüfterleistung und verfügbarer statischer Druck
Der Lieferant sollte angeben, ob der angegebene Druckabfall für Trocken- oder Nassspulenbedingungen gilt.
Als Teil des gesamten Kühlsystems muss eine CRAC-Verdampferschlange ausgewählt werden.
Die folgenden Parameter sollten in der Ausschreibung enthalten sein.
Das konkrete Kältemittel muss eindeutig angegeben werden.
Verschiedene Kältemittel haben unterschiedliche Druck-Temperatur-Eigenschaften, thermophysikalische Eigenschaften und Sicherheitsvorkehrungen.
Der erforderliche mechanische Konstruktionsdruck und die geltenden Prüfanforderungen sollten dem Lieferanten ebenfalls zur Verfügung gestellt werden.
Diese Werte müssen mit der gesamten Kälteanlage kompatibel sein.
Gehen Sie ohne technische Überprüfung niemals davon aus, dass eine Spule, die für ein Kältemittel ausgelegt ist, für ein anderes geeignet ist.
Für einen DX-Verdampfer ist die Verdampfungstemperatur des Kältemittels oder der entsprechende Sättigungszustand ein wesentlicher Auswahlparameter.
Der OEM sollte auch die erwartete Überhitzung des Kältemittelauslasses und andere relevante Bedingungen angeben.
Abhängig von der Kühlarchitektur können zusätzliche Informationen Folgendes umfassen:
Kältemittelmassenstrom
Zustand des Verdampfereinlasses
Expansionsventil oder Steuermethode
Anordnung zur Kältemittelverteilung
Akzeptabler Druckabfall auf der Kältemittelseite
Minimale und maximale Betriebsbedingungen
Ein DX-Verdampfer kann mehrere parallel geschaltete Kältemittelkreisläufe enthalten.
Wenn die Kältemittelverteilung ungleichmäßig ist, können bestimmte Kreisläufe unterschiedliche Mischungen aus Flüssigkeit und Dampf oder unterschiedliche Massendurchsätze erhalten.
Dies verringert die Effizienz der Wärmeübertragung und erschwert die Überhitzungskontrolle.
Daher müssen als Teil des Kühlsystems der Spulenverteiler, die Schaltungsanordnung und die Erweiterungsgeräte bewertet werden.
Durch die Erhöhung der Anzahl paralleler Kreisläufe kann der durchschnittliche Kältemitteldurchfluss durch jeden Kreis verringert werden.
Dies kann unter bestimmten Bedingungen den Druckabfall verringern, kann aber auch die Kältemittelgeschwindigkeit, den Ölrücklauf und die Verteilung beeinflussen.
Die entsprechende Kreiszahl muss anhand des tatsächlichen Kältemittels und Betriebsbereichs ermittelt werden.
Es sollte nicht davon ausgegangen werden, dass eine größere Anzahl von Schaltkreisen die Leistung automatisch verbessert.
Der OEM sollte die Bedingungen beschreiben, unter denen der Verdampfer betrieben werden muss.
Dazu können gehören:
Maximale Auslegungskühllast
Minimaler Teillastzustand
Erwartete Lufteinlassbedingungen
Verdampfungstemperaturbereich des Kältemittels
Strategie zur Steuerung der Kompressorkapazität
Betriebseinschränkungen
Relevante Abtau- oder Frostschutzanforderungen
Die Leistung am nominalen Auslegungspunkt allein reicht möglicherweise nicht für Geräte aus, von denen erwartet wird, dass sie kontinuierlich über einen weiten Lastbereich betrieben werden.
Der Kältemittelkreislauf muss mechanisch mit dem voraussichtlichen Systemdruck und den einschlägigen Normen kompatibel sein.
Der Käufer muss die erforderlichen Druck- und Dichtheitsprüfverfahren, Anschlussgrößen, Anschlussorte und Prüfdokumentation angeben.
Der Lieferant muss die Prüfanforderungen für die tatsächliche Konstruktion bestätigen.
CRAH-Kühlschlangen erfordern einen anderen Satz flüssigkeitsseitiger Daten.
Die wichtigsten Auswahlfragen betreffen Wassertemperatur, Durchfluss, hydraulischen Widerstand, Flüssigkeitschemie und Betriebsbereich.
Der Lieferant benötigt sowohl die Wassereintrittstemperatur (EWT) als auch die Wasseraustrittstemperatur (LWT).
Beispielsweise könnte eine beispielhafte CRAH-Kühlschlange Wasser mit 18 °C aufnehmen und es mit 24 °C zurückgeben.
Der Anstieg der Wassertemperatur beträgt:
Wassertemperaturanstieg = LWT − EWT = 6 K
Dieser Wert hilft bei der Bestimmung des Wasserdurchflusses, der für einen bestimmten sensiblen Kühlbetrieb erforderlich ist.
Es handelt sich lediglich um ein Beispiel und nicht um einen empfohlenen Standardtemperaturplan für alle CRAH-Geräte.
Für eine einphasige Flüssigkeit kann die Wärmeübertragung wie folgt abgeschätzt werden:
Q = m × Cp × ΔT
Wo:
Q = Wärmeübertragungsrate (kW)
m = Flüssigkeitsmassendurchfluss (kg/s)
Cp = Spezifische Wärmekapazität (kJ/kg·K)
ΔT = Flüssigkeitstemperaturänderung (K)
Die Durchflussmenge muss ausreichend sein, um unter den angegebenen Luft- und Wasserbedingungen die erforderliche Wärmeübertragung zu erreichen.
Ein unzureichender Wasserdurchfluss kann die verfügbare Kühlleistung verringern und den Wärmeübertragungskoeffizienten auf der Wasserseite verändern.
Darüber hinaus kann es zu Schwankungen der Wassertemperatur kommen, die über die Designerwartungen hinausgehen.
Allerdings ist eine Erhöhung des Wasserdurchflusses nicht immer die wirksamste Korrekturmaßnahme.
Eine höhere Durchflussrate kann den hydraulischen Widerstand erhöhen und mehr Energie zum Pumpen verbrauchen.
Eine richtig ausgewählte Spule sollte sowohl die thermische Leistung als auch die hydraulischen Grenzen erfüllen.
Ein übermäßiger Wasserdurchfluss kann den Druckabfall erhöhen, ohne die Kühlleistung proportional zu verbessern.
Der geeignete Durchfluss sollte anhand der tatsächlichen Last, des Wassertemperaturplans, der Spulengeometrie und der Steuerstrategie ermittelt werden.
OEMs müssen den zulässigen Druckabfall an beiden Enden der Kühlschlange angeben.
Dies sollte mit dem Kühlwasser-Pumpsystem und der verfügbaren Druckdifferenz koordiniert werden.
Für CRAH-Systeme mit variablem Durchfluss können Lieferanten auch minimale und maximale Auslegungsbedingungen für den Durchfluss verlangen.
In Angeboten sollte zwischen dem Druckabfall der Spule selbst und dem Druckverlust unterschieden werden, der durch Steuerventile, Filter und das umfassendere Rohrleitungssystem verursacht wird.
Die Wasserqualität beeinflusst die Betriebssicherheit von Kühlschlangen.
Der Käufer sollte Folgendes angeben:
Anforderungen an die Wasseraufbereitung
Glykoltyp und -konzentration, falls zutreffend
Korrosionsinhibitoren
pH-Wert der Flüssigkeit und andere relevante Chemikalien
Anforderungen an die Filtration
Enttäuschende Erwartungen
Einschränkungen bei der Materialkompatibilität
Eine für sauberes Wasser ausgewählte Spule sollte nicht automatisch für jedes Wasser-Glykol-Gemisch als geeignet angesehen werden.
Fluideigenschaften müssen in thermische und hydraulische Berechnungen einbezogen werden.
Spulenanschlüsse sollten so gestaltet sein, dass sie einfach zu installieren und zu warten sind.
Zu den relevanten Anforderungen gehören Anschlussdurchmesser, Position, Gewinde- oder Flanschtyp, Durchflussrichtung sowie Entlüftungs- oder Entwässerungsvorrichtungen, die den Betrieb erleichtern.
Originalgerätehersteller (OEMs) sollten auch die Anordnung der Vor- und Rücklaufleitungen sowie die einfache Bedienung der in der Nähe befindlichen Steuerventile berücksichtigen.
Obwohl sich die Arbeitsflüssigkeiten unterscheiden, erfordern beide Spulentypen eine entsprechende luftseitige Konstruktion.
Rohr-Rippen-Wärmetauscher werden häufig in Betracht gezogen, da sie konfigurierbare Rohrgeometrie, Lamellenabstände, Spulentiefe und Flüssigkeitskreisläufe bieten.
Die Konstruktion aus Kupferrohren und Aluminiumlamellen ist eine gängige Option für HVAC- und Kühlschlangen.
Die Kupferrohre transportieren das Arbeitsmedium, während die Aluminiumlamellen die luftseitige Wärmeübertragungsfläche vergrößern.
Allerdings sollten Materialien für die tatsächlichen Betriebsbedingungen bewertet werden.
In korrosiven oder chemisch kontaminierten Umgebungen können zusätzliche Beschichtungen oder alternative Materialien erforderlich sein.
Aidear bietet anpassbare Angebote Rohrrippenwärmetauscher für HLK-, Kühl- und industrielle Wärmeübertragungsanwendungen.
Die Spulenkonfiguration beeinflusst die thermische Leistung, den Luftwiderstand und den internen Druckabfall.
Zu den wichtigen Variablen gehören:
Rohrdurchmesser und Wandstärke
Rohrabstand und -anordnung
Anzahl der Rohrreihen
Flossenteilung und -geometrie
Spulenstirnfläche
Flüssigkeitskreislauf
Header-Abmessungen
Eine tiefere Spule mit mehr Rohrreihen bietet möglicherweise eine zusätzliche Wärmeübertragungsfläche, kann aber auch den Luftstromwiderstand erhöhen.
Ebenso können eng beieinander liegende Rippen die Oberflächendichte erhöhen und gleichzeitig die Reinigung anspruchsvoller machen.
Die richtige Anordnung erfordert ein Gleichgewicht zwischen thermischer Belastung, Druckabfall, Wartungszugang und Dimensionsgrenzen.
Ein OEM sollte die vorgesehene Luftstromrichtung und Installationsausrichtung angeben.
Beispielsweise können ein Upflow-Schrank, ein Downflow-Gerät und ein Reihenkühler unterschiedliche interne Luftströmungswege und Dimensionsbeschränkungen haben.
Eine ungleichmäßige Luftstromverteilung kann die effektive Nutzung der Spulenoberfläche beeinträchtigen.
Der vom Ventilatorhersteller angegebene Luftdurchsatz allein garantiert keinen gleichmäßigen Luftstrom im gesamten Register.
Die Gehäusegeometrie, Filter, Lufteinlassbeschränkungen, Bypasskanäle und Lüfteranordnung wirken sich alle auf das tatsächliche Luftstrommuster aus.
Um das richtige Modell auszuwählen, müssen Spulenhersteller die erwartete Luftstromrate durch die Spule verstehen und sich der Hauptursachen für die Ungleichmäßigkeit des Luftstroms bewusst sein.
Eine Schrankzeichnung mit Maßanmerkungen kann Installationsbeschränkungen aufzeigen, die anhand der Gesamtabmessungen der Spule allein nicht sofort erkennbar sind.
Zu diesen Einschränkungen gehören Montagehalterungen, Anschlussanschlüsse, Kondensatwannen, Zugangsklappen und Luftstrombehinderungen.
Durch die frühzeitige Weitergabe von Zeichnungen kann die Notwendigkeit von Neukonstruktionen während der Prototypenentwicklungsphase verringert werden.
Kühlschlangen für Rechenzentren können in kontrollierten Innenräumen betrieben werden, dennoch müssen Korrosions- und Verschmutzungsrisiken beachtet werden.
Mögliche Ursachen sind Feuchtigkeit, unverträgliche Reinigungschemikalien, Kondensatbelastung, Luftverschmutzung und ungeeignete Wasserchemie.
Bei der Auswahl der Beschichtung sollten die tatsächliche Belichtung und etwaige Auswirkungen auf die Wärmeübertragung berücksichtigt werden.
OEM-Käufer sollten angeben, wie die Spule nach dem Einbau überprüft und gereinigt wird.
Eine entsprechende Diskussion über die Konstruktion von Rippen- und Rohrspulen und Design-Kompromisse finden Sie in unserem Artikel über Mikrokanal vs. Rippenrohrschlangen für Außenkondensatoren.
Betrachten Sie eine hypothetische CRAH-Kühlschlange mit den folgenden Designanforderungen:
Parameter |
Illustrativer Wert |
|---|---|
Eintretende Trockentemperatur der Luft |
34°C |
Erforderliche Austrittslufttemperatur |
26°C |
Luftstrom |
18.000 m³/h |
Angenommene Luftdichte |
1,18 kg/m³ |
Ungefähre spezifische Luftwärme |
1,005 kJ/kg·K |
Betriebsart |
Zur Veranschaulichung: Nur sinnvolle Kühlung |
Das Beispiel geht davon aus, dass der tatsächliche Feuchtigkeitszustand der Luft und die Oberflächentemperaturen der Spulen einen Trockenbetrieb ermöglichen.
Zur Veranschaulichung eines rein sensiblen Luftkühlungsprozesses:
Q = ρ × V × Cp × ΔT
Wo:
ρ = Luftdichte (kg/m³)
V = Volumenluftstrom (m³/s)
Cp = Spezifische Wärme der Luft (kJ/kg·K)
ΔT = Lufttemperaturreduzierung (K)
Konvertieren Sie zunächst den Luftstrom:
18.000 m³/h ÷ 3.600 = 5 m³/s
Berechnen Sie dann:
Q = 1,18 × 5 × 1,005 × (34 − 26)
Q ≈ 47,4 kW
Dies ist eine ungefähre Berechnung der sensiblen Wärme für die angegebenen hypothetischen Bedingungen.
Gehen Sie davon aus, dass gekühltes Wasser mit einer Temperatur von 18 °C einströmt und das Wasser bei 24 °C austritt.
Der Anstieg der Wassertemperatur beträgt 6 K.
Unter Verwendung einer ungefähren spezifischen Wärme von Wasser von 4,18 kJ/kg·K:
Wassermassenstrom = 47,4 ÷ (4,18 × 6)
Wassermassenstrom ≈ 1,89 kg/s
Dies liefert eine erste Schätzung des Wasserdurchflusses für den angenommenen Betrieb.
Die Berechnung bestimmt nicht die tatsächlich erforderlichen Rohrreihen, Lamellenabstände, Kreisanzahl, Abmessungen oder Druckabfall.
Der Lieferant muss außerdem die luftseitige Wärmeübertragung, die wasserseitige Konvektion, effektive Temperaturunterschiede, Materialeigenschaften und Spulengeometrie bewerten.
Wenn die Spule nass betrieben wird, muss die Gesamtkühlung unter Verwendung geeigneter Eigenschaften der feuchten Luft und nicht anhand der vereinfachten rein sinnvollen Gleichung berechnet werden.
Diese illustrativen Werte stellen keine Aidear-Produktbewertungen dar.
Wenn ein Originalgerätehersteller (OEM) auf einen Verdampfer vom Typ DX umsteigen möchte, bleiben die luftseitigen Betriebsbedingungen kritisch.
Allerdings muss der Käufer die Kaltwasser-Parametertabelle durch spezifische Informationen zum Kältemittel ersetzen.
Diese Informationen sollten den Kältemitteltyp, die Verdampfungsbedingungen, die Überhitzung, den Auslegungsdruck, den zulässigen Druckabfall auf der Kältemittelseite und relevante Anforderungen an den Kühlkreislauf umfassen.
Dies zeigt, warum ein OEM bei Anfragen zu CRAC- und CRAH-Spulen nicht dieselben flüssigkeitsseitigen Spezifikationen senden sollte.
Die folgende Tabelle kann bei der Vorbereitung einer Angebotsanfrage verwendet werden.
Parameter |
CRAC DX-Spule |
CRAH Kaltwasserspule |
|---|---|---|
Erforderliche Kühlleistung |
Vernünftig und vollständig, soweit zutreffend |
Vernünftig und vollständig, soweit zutreffend |
Eintrittslufttemperatur |
Erforderlich |
Erforderlich |
Eingabe der Luftfeuchtigkeit/Taupunkt |
Gegebenenfalls erforderlich |
Gegebenenfalls erforderlich |
Erforderliche Abluftklimaanlage |
Erforderlich |
Erforderlich |
Design-Luftstrom |
Erforderlich |
Erforderlich |
Maximaler Luftdruckabfall |
Erforderlich |
Erforderlich |
Arbeitsflüssigkeit |
Kältemittel |
Wasser oder Glykol |
Kältemitteltyp |
Erforderlich |
Nicht anwendbar |
Verdampfungstemperatur |
Erforderlich |
Nicht anwendbar |
Überhitzung des Kältemittels |
Erforderlich oder nach Vereinbarung |
Nicht anwendbar |
Kältemittelkreislauf und -verteiler |
Zu bewerten |
Nicht anwendbar |
Eintrittstemperatur des Wassers |
Gilt nicht für reine DX-Spule |
Erforderlich |
Austrittswassertemperatur |
Gilt nicht für reine DX-Spule |
Erforderlich |
Wasser-/Glykol-Durchflussrate |
Gilt nicht für reine DX-Spule |
Erforderlich |
Maximaler Flüssigkeitsdruckabfall |
Kältemittelseitiger Grenzwert |
Wasserseitige Grenze |
Mechanischer Auslegungsdruck |
Erforderlich |
Erforderlich |
Spulenabmessungen und -ausrichtung |
Erforderlich |
Erforderlich |
Verbindungsgröße und -ort |
Erforderlich |
Erforderlich |
Rohr- und Rippenmaterialien |
Empfehlung angeben oder anfordern |
Empfehlung angeben oder anfordern |
Korrosions- und Kondensatanforderungen |
Gegebenenfalls |
Gegebenenfalls |
Inspektions- und Testanforderungen |
Angeben |
Angeben |
Um ein vollständiges technisches und kommerzielles Angebot zu unterstützen, sollten Käufer außerdem Folgendes bereitstellen:
Gerätemodell oder Projektreferenz
Prototypenmenge
Geschätztes jährliches Bestellvolumen
Einbauzeichnungen oder CAD-Maße
Bevorzugte Montagemethode
Verpackungsanforderungen
Zielmarkt
Erforderliche technische Dokumentation
Geltende Normen und vertragliche Anforderungen
Ziellieferplan
Im Vorschlag des Lieferanten sollten die bei der Geräteauswahl verwendeten Bedingungen angegeben werden.
Je nach Umfang kann dies Folgendes umfassen:
Spulenaufbau und Abmessungen
Materialspezifikation für Rohre und Rippen
Auslegungskühlaufgabe
Luftseitiger Druckabfall
Flüssigkeitsseitiger Druckabfall
Anschlussanordnung
Relevante Temperatur- und Druckgrenzen
Erforderliche Inspektion oder Prüfung
Zeichnungsüberarbeitung und Teileidentifizierung
Vor der Serienproduktion sollte der OEM einen klaren Genehmigungsprozess etablieren.
Dies kann die Bestätigung von Zeichnungen, Materialspezifikationen, Prototypenpassung, Betriebsleistung und vereinbarten Prüfkriterien umfassen.
Eine genehmigte Zeichnung sollte die Spulenversion, Abmessungen, Anschlusspositionen, Montagemerkmale und andere kritische Schnittstellen angeben.
Ohne kontrollierte Dokumentation kann es vorkommen, dass eine Ersatz- oder Nachbestellungsspule auch bei unveränderter Nennkapazität schlecht passt.
Eine Anfrage wie „Wir benötigen eine 50-kW-Spule mit diesen Abmessungen“ liefert nicht genügend Informationen für eine zuverlässige thermische Auswahl.
Der Lieferant benötigt außerdem luftseitige und flüssigkeitsseitige Betriebsbedingungen.
CRAC- und CRAH-Spulen sehen möglicherweise ähnlich aus, erfordern jedoch unterschiedliche Schaltungs- und Betriebsspezifikationen.
Die tatsächliche Kühlarchitektur muss identifiziert werden.
Eine thermisch leistungsfähige Spule kann dennoch ungeeignet sein, wenn ihr Luftstromwiderstand den verfügbaren Lüfterdruck übersteigt.
Kapazität und Luftstromwiderstand müssen gemeinsam bewertet werden.
Wenn Kondensation möglich ist, reicht es möglicherweise nicht aus, nur die Trockenkugeltemperatur anzugeben.
Der Lieferant muss den vorgesehenen nassen oder trockenen Betriebszustand kennen.
Spulen mit den gleichen Rohr- und Lamellenmaterialien können sich in Bezug auf Flächenfläche, Schaltung, Lamellengeometrie, Reihenanzahl und Luftstromwiderstand erheblich unterscheiden.
Die tatsächliche Leistung muss für die ausgewählte Konfiguration bewertet werden.
Nicht automatisch.
Obwohl beide eine Rippen-Rohr-Konstruktion verwenden können, stellen ein DX-Verdampfer und eine Kaltwasserschlange unterschiedliche Anforderungen an die flüssigkeitsseitige Konstruktion.
Eine gemeinsame Spulenplattform ist möglicherweise anpassbar, die endgültigen Schaltkreise und Druckanforderungen müssen jedoch für die beabsichtigte Anwendung ausgelegt sein.
NEIN.
Ein Kaltwasser-CRAH verfügt normalerweise nicht über einen integrierten Kühlkompressor, aber das gesamte System kann dennoch auf Kältemaschinen, Pumpen, Ventilatoren und andere Geräte angewiesen sein.
Die Systemeffizienz hängt von der gesamten Kühlarchitektur und den Betriebsbedingungen ab.
Der Spulentyp allein bestimmt nicht den Gesamtenergieverbrauch der Anlage.
Ja, wenn die Spule und das System für die angegebene Glykollösung ausgelegt sind.
Die ausgewählte Konzentration beeinflusst die Wärmeübertragungseigenschaften, die Viskosität, den Druckabfall und die Pumpanforderungen.
Beides ist unerlässlich.
Eine Spule muss die erforderliche Wärme abführen, während sie innerhalb der verfügbaren Luftstrom- und Lüfterdruckgrenzen arbeitet.
Wenn Sie nur die maximale Kapazität auswählen, kann dies zu einem ungeeigneten Design führen.
Der Käufer sollte Kältemitteltyp, Kühlleistung, Lufteinlassbedingungen, Luftstrom, Verdampfungsbedingungen, Überhitzungsanforderungen, Kältemitteldruckgrenzen, Spulenabmessungen und Anschlussanforderungen angeben.
Der Käufer muss Kühlleistung, Luftein- und -austrittsbedingungen, Luftstrom, Kaltwasser-Einlass- und Auslasstemperaturen, Wasser- oder Glykoldurchfluss, zulässige Druckabfälle, Flüssigkeitszusammensetzung und mechanische Anforderungen angeben.
Rippenrohrschlangen werden in verschiedenen HLK- und Präzisionskühlungsanwendungen eingesetzt.
Ihre Eignung hängt vom erforderlichen Flüssigkeitskreislauf, den Temperaturbedingungen, dem Luftstrom, den Dimensionsbeschränkungen und den mechanischen Spezifikationen ab.
Die Spule muss für die tatsächliche Ausrüstung ausgewählt werden und darf nicht davon ausgegangen werden, dass sie für jedes CRAC- oder CRAH-Design geeignet ist.
CRAC- und CRAH-Kühlschlangen erfüllen eine ähnliche Luftkühlungsfunktion, verwenden jedoch im Allgemeinen unterschiedliche interne Arbeitsflüssigkeiten und Konstruktionsprinzipien.
Ein herkömmlicher CRAC-Verdampfer erfordert kältemittelspezifische Schaltungs- und Betriebsdaten.
Für eine CRAH-Kühlschlange sind ein Temperaturplan für gekühltes Wasser oder Glykol, eine Flüssigkeitsdurchflussrate und Informationen zum hydraulischen Design erforderlich.
Beide Typen hängen auch von genauen luftseitigen Spezifikationen ab, einschließlich Luftstrom, Eintrittsluftbedingungen, erforderlicher Kühlleistung und zulässigem Druckabfall.
Für OEM-Käufer besteht der effektivste Auswahlprozess darin, die vollständigen Betriebsbedingungen anzugeben, bevor die endgültigen Abmessungen und Preise besprochen werden.
Die richtige Kühlschlange muss nicht einfach zum Schrank passen. Es ist dasjenige, das die erforderlichen thermischen Belastungen, hydraulischen Grenzen, Betriebsbedingungen und mechanischen Integrationsanforderungen erfüllt.
Changzhou Aidear Refrigeration Technology Co., Ltd. liefert maßgeschneiderte Rohrrippen-Wärmetauscherlösungen für HVAC, Kühlung, Industriekühlung und verwandte Anwendungen.
Bei OEM-Projekten mit Präzisionskühlgeräten sollte die geeignete Spulenkonfiguration anhand des tatsächlichen Arbeitsmediums, der Kühlkapazität, des Luftstroms, der Betriebstemperaturen, der Druckgrenzen und der Installationsanforderungen bewertet werden.
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Für jedes vorgeschlagene Design müssen spezifische CRAC- oder CRAH-Betriebskompatibilität, Druckstufen und Leistung bestätigt werden.
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