Поскольку электрические компоненты с развитием современных систем управления становятся все меньше и все плотнее размещаются в электрических панелях управления, количество тепла, выделяемого внутри шкафов, продолжает увеличиваться. При рассмотрении рассеивания тепла в панелях управления важно учитывать, какую максимально допустимую рабочую температуру для своих компонентов указывают производители электрооборудования.
Поддержание максимальной температуры воздуха внутри панели управления на уровне 35°C помогает повысить эффективность работы и продлить срок службы электрических компонентов. Легко упустить из виду важность рассеивания тепла в панелях управления и то, как оно может повлиять на надежность электрооборудования.
Как происходит рассеивание тепла в герметичных невентилируемых панелях управления
Для защиты от сложных условий окружающей среды для большинства промышленных применений потребуются герметичные невентилируемые панели управления, такие как шкафы NEMA типов 12, 4 и 4X или IP66 и IP54, для защиты дорогостоящих электрических компонентов, расположенных внутри. В большинстве случаев потребуется решение для охлаждения с замкнутым контуром из-за высоких температур окружающей среды или для защиты чувствительных электрических компонентов от избыточной пыли и грязи.
В то время как электрические компоненты, выделяющие тепло, повышают температуру воздуха внутри панели управления, полученное тепло передается через стенки шкафа в более прохладный окружающий воздух снаружи, где происходит рассеивание тепла. Если бы окружающий воздух был достаточно холодным, чтобы поддерживать температуру электрических компонентов ниже максимальной рабочей температуры, это было бы естественным экономически эффективным решением для охлаждения, но это редко бывает жизнеспособным вариантом.
Общая охлаждающая способность должна соответствовать или превышать общую тепловую нагрузку, генерируемую электрооборудованием внутри панели управления, когда температура окружающего воздуха ниже температуры воздуха в шкафу.
Как тепловыделение связано с размером панели управления
Помимо температуры окружающей среды, физический размер панели управления является основным фактором, влияющим на скорость рассеивания тепла. Панели управления большего размера будут иметь большую площадь внешней поверхности, что приведет к меньшему повышению температуры из-за выделяющих тепло электрических компонентов внутри. Наличие слишком большой панели управления просто для увеличения скорости рассеивания тепла не имеет экономического смысла, поскольку шкафы большего размера обходятся дороже и могут потребовать слишком много места.
Самый простой способ рассчитать площадь поверхности панели управления — использовать следующее уравнение:
Общая площадь поверхности = 2(В x Ш) + 2 (В x Г) + 2 (Ш x Г),
которая включает в себя все шесть сторон панели управления. Любая площадь поверхности, не подвергающаяся воздействию окружающего воздуха, например настенные или отдельно стоящие модели шкафов без ножек, должна быть вычтена из общего значения.
После определения общей площади поверхности следующим шагом будет расчет тепловой нагрузки, создаваемой электрическими компонентами.
Учет тепловой нагрузки, создаваемой электрическими компонентами
Общая тепловая нагрузка определяется путем сложения тепловыделения всех отдельных компонентов, расположенных внутри панели управления. Эту информацию можно получить у производителей электрических компонентов, а полученное значение обычно указывается в ваттах.
Дополнительные факторы рассеивания тепла, которые следует учитывать
Хотя расчет тепловыделения панели управления является простым, истинное влияние внешних воздействий определить может быть сложнее. Также необходимо учитывать такие свойства панели управления, как цвет, тип материала и то, изолирована она или нет. При расчете общей тепловой нагрузки панели управления необходимо учитывать такие факторы, как максимальная температура окружающей среды, воздействие местных источников тепла и приток солнечного тепла. Также необходимо учитывать такие свойства панели управления, как цвет, тип материала и то, изолирована она или нет.
Сочетание этих факторов, а также значения тепловыделения и тепловой нагрузки играют важную роль в определении соответствующих требований к холодопроизводительности.
Не игнорируйте контроль температуры на панели управления
Хотя расчет тепловыделения панели управления является простым, истинное влияние внешних воздействий определить может быть сложнее.
Многие отказы электрического оборудования управления вызваны перегревом из-за неправильного охлаждения панели управления, но их можно избежать при правильном планировании контроля температуры.
Для получения дополнительной помощи эксперты ОША всегда готовы помочь вам правильно произвести расчет и выбрать систему охлаждения панели управления, подходящую для вашего применения.
