Как рассчитать тепловыделение PoE-коммутатора?

Вопрос по теме: Проектирование

Данные о тепловыделении PoE-коммутатора необходимы для оценки температурного режима в помещении, либо в шкафу, в котором предполагается установка и работа этого коммутатора. Информация о тепловыделении помогает определить потребность в дополнительных мерах и/или климатическом оборудовании для охлаждения воздуха.

Единица измерения тепловыделения

Наиболее распространенной единицей измерения тепловыделения является британская тепловая единица - БТЕ/час (BTU/h).
1 Вт ≈ 3,412 BTU/h
1 BTU/h ≈ 0,293 Вт

Коммутаторы не совершают никакой механических действий за исключением работы встроенных вентиляторов. Поэтому при отсутствии функции PoE практически вся потребляемая коммутатором электрическая мощность выделяется в тепло. Если производитель явно не указывает в даташите значение тепловыделения, то его можно считать равным энергопотреблению самого коммутатора.

Наличие, количество и потребляемая PoE-устройствами мощность влияют на тепловыделение PoE-коммутатора. Ведь PoE-устройства при подключении и работе берут энергию с портов коммутатора. Таким образом увеличивается ток в блоке питания (далее – БП) и возрастает его тепловыделение.

Если производитель не приводит конкретных данных о тепловыделении PoE-коммутатора при питании подключенных к нему устройств и не дает каких-либо указаний по способу расчета, то для вычисления можно использовать следующую формулу:

Тепловыделение (Вт) = Собственное потребление коммутатора (Вт) + бюджет PoE (Вт) * (1 / КПД БП (%) - 1) (если значение КПД БП не указано в документации, то его можно принять равным 80% - среднее значение для большинства БП).

Пример

У PoE-коммутатора модели XXX заявлено в документации:

потребление без функции PoE - 10 Вт;
бюджет PoE - 240 Вт.

Данные о КПД блока питания в документации отсутствуют.

Согласно формуле выше:
Тепловыделение (ВТ) = 10 Вт +240 Вт * (1/80% - 1) = 10 Вт + 240 Вт * (1 /0,8 -1) = 10 Вт + 240 Вт * 0.25 = 70 Вт.
Тепловыделение (BTU/h) ≈ 70 Вт * 3,412 = 238,84 BTU/h.

Отметим, что максимальное энергопотребление такого коммутатора, полностью нагруженного по PoE-нагрузке, составит 310 Вт, из которых:

10 Вт рассеется частично на БП, частично - на электронных компонентах коммутатора;
240 Вт направится на питание PoE-устройств (и составит 80% от оставшихся 300 Вт);
60 Вт рассеется на БП при подключении PoE-нагрузки суммарным потреблением 240 Вт.

Внимание!

Приведенные выше расчеты справедливы для PoE-коммутаторов со встроенными БП. Однако их можно использовать и для PoE-коммутаторов с внешними БП, если эти БП располагаются в одном пространстве с PoE-коммутатором (в противном случае рассеивание на БП можно не учитывать, т.к. повышение тепловыделения самой электроники PoE-коммутатора сравнительно невелико, в пределах 2 Вт).