DIN EN 62610-4-2014 Mechanical structures for electronic equipment - Thermal management for cabinets in accordance with IEC 60297 and IEC 60917 series - Part 4 Cooling performance .pdf

1、April 2014DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 14DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 31

2、.240!%+Z“2085591www.din.deDDIN EN 62610-4Mechanische Bauweisen fr elektronische Einrichtungen Wrmemanagement fr Schrnke nach den Reihen IEC 60297 undIEC 60917 Teil 4: Khlleistungsprfungen fr Wasser-Wrmetauscher inElektronikschrnken (IEC 62610-4:2013);Deutsche Fassung EN 62610-4:2013Mechanical struct

3、ures for electronic equipment Thermal management for cabinets in accordance with IEC 60297 and IEC 60917 series Part 4: Cooling performance tests for water supplied heat exchangers in electroniccabinets (IEC 62610-4:2013);German version EN 62610-4:2013Structures mcaniques pour quipements lectronique

4、s Gestion thermique pour les armoires conformes aux sries CEI 60297 et CEI 60917 Partie 4: Essais de performances de refroidissement pour les changeurs de chaleuraliments par de leau dans des baies lectroniques (CEI 62610-4:2013);Version allemande EN 62610-4:2013Alleinverkauf der Normen durch Beuth

5、Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 20 SeitenDIN EN 62610-4:2014-04 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2013-09-19 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2014-04-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 62610-4:2011-04. Fr dieses Doku

6、ment ist das nationale Arbeitsgremium K 662 Bauweisen“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 48D Mechanical structures for electronic equipment“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entsc

7、hieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen,

8、durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgab

9、e der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundst

10、zlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. EN 62610-4 November 2013 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE ICS 31.240 Deutsche Fassung M

11、echanische Bauweisen fr elektronische Einrichtungen Wrmemanagement fr Schrnke nach den Reihen IEC 60297 und IEC 60917 Teil 4: Khlleistungsprfungen fr Wasser-Wrmetauscher in Elektronikschrnken (IEC 62610-4:2013) Mechanical structures for electronic equipment Thermal management for cabinets in accorda

12、nce with IEC 60297 and IEC 60917 series Part 4: Cooling performance tests for water supplied heat exchangers in electronic cabinets (IEC 62610-4:2013) Structures mcaniques pour quipements lectroniques Gestion thermique pour les armoires conformes aux sries CEI 60297 et CEI 60917 Partie 4: Essais de

13、performances de refroidissement pour les changeurs de chaleur aliments par de leau dans des baies lectroniques (CEI 62610-4:2013) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2013-09-19 angenommen. CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen fes

14、tgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim CEN-CENELEC Management Centre oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage

15、 erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem CEN-CENELEC Management Centre mitgeteilt wor

16、den ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kr

17、oatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische

18、 Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2013 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorb

19、ehalten. Ref. Nr. EN 62610-4:2013 DDIN EN 62610-4:2014-04 EN 62610-4:2013 Vorwort Der Text des Dokumentes 48D/542/FDIS, zuknftige Ausgabe 1 der IEC 62610-4, erarbeitet durch SC 48D Mechanical structures for electronic equipment“ des IEC/TC 48 Electromechanical components and mechanical structures fo

20、r electronic equipment“, wurde zur parallelen IEC-CENELEC-Abstimmung vorgelegt und von CENELEC als EN 62610-4:2013 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem dieses Dokument auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkenn

21、ung bernommen werden muss (dop): 2014-06-19 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die diesem Dokument entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2016-09-19 Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CENELEC und/oder CEN sind nic

22、ht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 62610-4:2013 wurde vom CENELEC ohne irgendeine Abnderung als eine Europische Norm angenommen. 2 DIN EN 62610-4:2014-04 EN 62610-4:2013 Inhalt SeiteVorwort .

23、2 Einleitung4 1 Anwendungsbereich.5 2 Normative Verweisungen.5 3 Begriffe, Symbole und Einheiten5 3.1 Begriffe.5 3.2 Symbole und Einheiten 6 4 Funktionsprfung fr den Wrmetauscher.6 4.1 Allgemeines6 4.2 Prfaufbau7 4.3 Leistungsbewertung des Wrmetauschers9 4.4 Elektrischer Energieverbrauch.13 4.5 Gege

24、ndruckverhalten des Wasserkreislaufs .14 Anhang A (normativ) Prfbedingungen.15 Anhang B (normativ) Prfergebnisse 16 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen18 Bilder Bild 1 Prinzip der Funktionsprfung des Wrmetaus

25、chers .7 Bild 2 Prfaufbau fr vereinfachte Prfungen .10 Bild 3 Prfaufbau einer erweiterten Prfung .12 Bild 4 Prfaufbau fr die vollstndige Bestimmung der Khlkapazitt13 Bild 5 Diagramm des elektrischen Energieverbrauchs gegenber der Khlkapazitt 13 Bild 6 Diagramm des Druckverhaltens gegenber der Wasser

26、durchsatzrate 14 Bild B.1 Khlkapazitt und Wasserdurchsatzrate des Systems17 Tabellen Tabelle B.1 Vorlage zur Protokollierung der Prfergebnisse 16 Tabelle B.2 Prfung des Luft-Wasser-Wrmetauschers mit geschlossenem Luftkreislauf fr High-Density-Khlsysteme zur Khlung von IT-Ausrstungen und Servern17 3

27、DIN EN 62610-4:2014-04 EN 62610-4:2013 Einleitung Die Elektronikschrnke der Normenreihen IEC 60297 und IEC 60917 werden als Gehuse fr elektronische Gerte aus den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen verwendet. Einen Groteil der Anwendungen bilden die mit elektronischen Gerten der Informationstech

28、nik (IT) ausgersteten Anlagen der Kommuni-kationsnetze. Bisher wurden die Schrankreihen nach festgelegtem Muster auf den Stellflchen aufgestellt und ber oberirdisch verlegte Kabeltrassen oder durch in Doppelbden verlegte Kabel miteinander verbunden. Ebenso ist die Art der Khlung weit verbreitet, bei

29、 der eine fr den gesamten IT-Raum vorgesehene Klimaanlage das fr die Funktionssicherheit der elektronischen Gerte erforderliche Luftstrom-volumen und die geforderte Lufttemperatur erzeugt. Mit Zunahme der Wrmebelastung in den Rechen-zentren wird diese Form der Khlung mehr und mehr ineffizient. Hinzu

30、kommen die immer fter nicht ausreichend zu lsenden thermischen Probleme von elektronischen Hochleistungsgerten. Ebenfalls immer mehr an Bedeutung gewinnt der Umweltaspekt mit dem Bestreben, keine Rohstoffe zu verschwenden, bzw. die Reduzierung des CO2-Ausstoes. Es besteht also die Notwendigkeit, nac

31、h Alternativen zur Raumklimatisierung zu suchen. Hinsichtlich einer effektiveren Khlleistung wurden einige wesentliche Konzepte entwickelt, zwei davon dienen als Beispiel: 1. In zugeordneten Schrankgruppen untergebrachte Temperaturregler. Dieses Verfahren betrifft die Kaltgang-/Warmgang-Anordnung ei

32、ner geringeren Anzahl von Schrnken, blicherweise 4 bis 12. Der Vorteil gegenber klimatisierten Rumen liegt im geringeren Luftvolumen, das ein bedarfsgerechtes Wrmemanagement mit optimierter Auslegung des Energieverbrauchs der Gerte fr die Khlung bzw. den Temperaturanstieg in den Warmzonen des Raums

33、zulsst. Hierbei kann in den kalten Jahreszeiten durch die Beheizung der Rume mit der abgefhrten Wrme sogar ein Wirkungsgradanstieg erzielt werden. Aufgrund der verbesserten Energieeffizienz setzen sich die Gangeinhausungen mehr und mehr durch. 2. Luft-Wasser-Wrmetauscher fr separat aufgestellte Einz

34、elschrnke. Dieses Verfahren wird fr Schrnke mit wrmeabfhrenden elektronischen Hochleistungseinrichtungen wie Server und Zentralrechner angewandt. Der Vorteil gegenber klimatisierten Rumen oder Kaltgngen liegt in der fr die empfindlichen elektronischen Gerte uerst konstant gehaltenen Lufttemperatur.

35、Der Aspekt des Energieverbrauchs kommt dem des Kaltgangs gleich, aber hierbei ist die Temperaturregelung zur Erhaltung der kostspieligen Einrichtung entscheidend. Diese Norm wurde fr Beispiel 2 erstellt: Khlleistungsprfungen fr Wasser-Wrmetauscher in separat aufgestellten Elektronikschrnken. Die Par

36、ameter in Bezug auf die beschriebenen Prfmuster sind in Diagrammen aufgefhrt, die zur standardisierten Berechnung fr bestimmte Schrankabmessungen und von Anforderungen an die Khlung des Wrmetauschers verwendet werden knnen. Die blicherweise fr solche Schrnke geforderte Khlleistung bersteigt in der R

37、egel 12 kW. Die in dieser Norm beschriebenen Prfverfahren bercksichtigen eine Klteleistung von mehr als 12 kW. Da die Wrmebelastung der IT-Ausrstung fr einen Schrank jedoch variiert, betrachtet die Prfung fr beschrnkte Wrmebelastung auch Werte unterhalb von 12 kW. 4 DIN EN 62610-4:2014-04 EN 62610-4

38、:2013 1 Anwendungsbereich Dieser Teil der IEC 62610 legt den Prfaufbau und die Prfparameter fr in Elektronikschrnken eingesetzte Wasser-Wrmetauscher fest. Im Mittelpunkt der Prfungen stehen Schrnke, in denen elektronische Einrichtungen mit hoher Verlustleistung installiert sind. Die betreffenden Sch

39、rnke werden in den Normenreihen IEC 60297 (19 Zoll) und IEC 60917 (25 mm) behandelt. Zweck dieser Norm ist es, fr die festgelegten Prfanordnungen und Khlparameter vergleichbare Daten zur Khlleistung bereitzustellen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise o

40、der als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60297 (Reihe), Dimension

41、s of mechanical structures of the 482,6 mm (19 in) series IEC 60917 (Reihe), Modular order for the development of mechanical structures for electronic equipment practices 3 Begriffe, Symbole und Einheiten 3.1 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1.1 Khlkapazitt

42、 Q die absolute Luftfeuchte betrgt (8 0,5) g Wasser je kg Trockenluft (Taupunkttemperatur bei 10,5 C). Es wird davon ausgegangen, dass sich bei der Prfung die absolute Luftfeuchte im Prfraum und die sich innerhalb des Prflings befindende absolute Luftfeuchte aneinander angleichen. Die Prfung ist bei

43、 dem Standardluftdruck von 101,325 kPa auszufhren. Sollte dies unmglich sein, sind alle Luftstrme entsprechend der abhngig vom Luftdruck vernderten Luftdichte neu zu berechnen. Fr die Prfung ist der sich bei einem Luftdruck von 101,325 kPa ergebende Luftdurchsatz entscheidend. Zur Norm entsprechende

44、n Berechnung der Enthalpie der Luft sind atmosphrische Druckbedingungen erforderlich. 4.2.2 Simulation der Wrmebelastung durch die Einrichtung innerhalb des Prflings Der Prfling (Elektronikschrank) wird mit Nachbildungen einer elektronischen Einrichtung, wie z. B. von einem Server, ausgerstet. Diese

45、 Nachbildungen werden als Dummy“ bezeichnet. Diese Dummys werden an den fr die Schrnke vorgesehenen Befestigungspunkten nach IEC 60297 und IEC 60917 angebracht. Die Khlluft wird von den Dummys an der Vorderseite aufgenommen und an deren Rckseite wieder ausgestoen. Die Dummys mssen so konstruiert sei

46、n, dass ein Austausch der Verlustwrme gemessen werden kann. Jegliche abgehende Wrmestrahlung (Lecks) ist durch den mechanischen Aufbau bei der Wrmebelastung zu vermeiden. Der durch die Dummys verursachte elektrische Energieverbrauch ist zu messen und aufzuzeichnen. Der elektrische Energieverbrauch i

47、st nach der Tabelle in Anhang B im Prfbericht einzutragen. Es ist davon auszugehen, dass die gesamte den Prfling belastende elektrische Energie durch die Wrmebelastung entsteht. Der von den Dummys erzeugte Luftstrom muss einstellbar sein. Im Verlauf der Prfung ist der Luftstrom so zu whlen, dass der

48、 Luftdruckanstieg zwischen der Vorder- und der Rckseite der Dummys den in Anhang A festgelegten Grenzwert nicht bersteigt. Der Aufbau des Dummys muss eine Trennung von Kaltluftzone und Warmluftzone zulassen. Der Druckunterschied zwischen der Vorder- und der Rckseite des Wrmetauschers ist im Prfbericht nach der Tabelle in Anhang B einzutragen. 4.2.3 Durchsatzrate des Khlwassers und Temperatur Die Temperaturen und die Temperaturdifferenz des Khlwassersystems zwischen Khlwasserzufluss und Khlwasserrcklauf mssen whrend der Prfung mit einer Genauigkeit von 0,1 K bestimmt