Есть много причин для добавления охлаждения в шкаф управления. Тепло может выделяться в корпус от внутренних компонентов, таких как приводы и источники питания, или от внешних источников, таких как печи, нагреватели, литейное оборудование и т.д. Избыточное тепло снижает ожидаемый срок службы компонентов управления, таких как программируемые логические контроллеры, человеко-машинные интерфейсы, и приводы переменного тока.
Тепло также может вызвать проблемы с электрическими / электронными компонентами, включая отключение при перегрузке, изменение характеристик автоматических выключателей и предохранителей, сбои питания и многое другое.
Используемый метод охлаждения зависит от комбинации условий внутри и снаружи шкафа.
Тепловая нагрузка
Тепло переходит от более высокой температуры к более низкой, поэтому температура окружающей среды играет важную роль, а более высокие температуры окружающей среды добавляют необходимость охлаждения.
Степень защиты корпуса также важна, поскольку герметичные корпуса сохраняют больше тепла, чем корпуса, отводящие тепло в окружающую среду. Если тепло внутри шкафа не может быть отведено, не допуская попадания посторонних загрязняющих веществ, необходимо рассмотреть другие методы охлаждения для поддержания характеристик шкафа. Существует несколько типов методов охлаждения, включая естественную конвекцию, принудительную конвекцию, охлаждение с замкнутым контуром и вихревое охлаждение.
Охлаждение шкафа: естественная и принудительная конвекция
Конвекция - это основной механизм, используемый для контроля температуры внутри помещения. Скорость конвекции зависит от движения воздуха. Чем быстрее воздух движется внутри шкафа, тем быстрее происходит теплообмен. Естественная конвекция вызывается подъемом горячего воздуха, который может циркулировать внутри помещения и поддерживать охлаждение многих шкафов. Однако принудительная конвекция с вентилятором обеспечивает более высокую скорость передачи тепла. В обоих случаях конвекция возникает, когда относительно холодный окружающий воздух снижает температуру внутри шкафа. Конвекцию нельзя использовать для эффективного охлаждения шкафа при высоких температурах окружающей среды.
Если требования к охлаждению низкие, естественная конвекция с использованием решеток с фильтрами часто является предпочтительным решением. Правильная установка позволяет холодному конвекционному воздуху входить снизу корпуса и выходить сверху.
-
Решетка: в корпусах из стекловолокна можно использовать вентиляционное отверстие для конвекционного охлаждения, а дренажное отверстие можно использовать для удаления влаги.
-
Вентиляция: принудительная конвекция - хороший вариант, когда доступен чистый и прохладный наружный воздух. Чтобы нагнетать воздух, вентилятор с фильтром и решетка устанавливаются внизу шкафа и используются для нагнетания относительно холодного окружающего воздуха внутрь шкафа. Вытяжная решетка, установленная высоко на корпусе, позволяет выходить горячему воздуху из корпуса.
-
Вентилятор с фильтром: принудительная конвекция создает постоянный поток воздуха через корпус для предотвращения локальных тепловых карманов и защиты компонентов от перегрева. Если горячие точки вызывают беспокойство, например, из-за компонентов, генерирующих чрезмерное количество тепла, компактные вентиляторы могут обеспечить точечное охлаждение, чтобы направить воздух туда, где это необходимо.
Вытяжные решетки для корпусов с фильтрами, фильтрующими вентиляторами и компактными вентиляторами, а также вентиляционные отверстия, решетки и фильтры, доступные от интернет-магазина ОША, обеспечивают широкий выбор решений для охлаждения с естественной и принудительной конвекцией. Эти вентиляционные отверстия, решетки и вентиляторы доступны для тех шкафов автоматики, в которых естественная и принудительная конвекция обеспечивает достаточное охлаждение.
Охлаждение корпуса: охлаждение по замкнутому циклу
Охлаждение с замкнутым контуром используется, когда температура окружающей среды настолько высока или выше, чем желаемая внутренняя температура, или когда внутренние компоненты выделяют чрезмерное тепло. Он также используется, когда необходимо поддерживать температуру внутри шкафа на безопасном уровне или ниже для оборудования / компонентов без попадания наружного воздуха внутрь шкафа.
Охлаждение с замкнутым контуром обычно используется в случаях:
-
Суровые условия окружающей среды
-
Области, где требуется промывка
-
Участки с сильной пылью и мусором
-
Области, где химические вещества находятся в воздухе
-
Области с высокими температурами окружающей среды
-
Корпуса с внутренними компонентами, выделяющими чрезмерное тепло
Варианты охлаждения с замкнутым контуром, поддерживающие степень защиты корпуса, включают в себя кондиционеры для корпусов и воздухо-воздушные теплообменники. Основными различиями между работой закрытого кондиционера и закрытого теплообменника является хладагент и то, как он циркулирует через испаритель и конденсатор.
Закрытые кондиционеры: высокая эффективность и действенность кондиционера имеет свою цену.
Компрессор потребляет гораздо больше электроэнергии, чем вентилятор с фильтром или теплообменник, но энергоэффективные компрессоры и программируемые контроллеры температуры помогают контролировать расходы на электроэнергию.
Вихревые охладители без хладагента: Вихревые охладители не имеют замкнутого контура, потому что они вытесняют горячий воздух внутри шкафа с холодным воздухом снаружи. Однако, поскольку холодный воздух поступает из системы фильтрованного сжатого воздуха, они по-прежнему соответствуют необходимому классу защиты.
Генератор вихрей внутри охладителя создает вихрь, который вращает источник сжатого воздуха со скоростью до 1000000 об / мин, при этом вращение разделяет воздух на потоки горячего и холодного воздуха. Поток горячего воздуха выбрасывается в атмосферу, а переохлажденный воздух проходит через центр входящего воздушного потока через выходное отверстие для холодного воздуха в кожух. Горячий воздух из шкафа вытесняется через вентиляционное отверстие. Вихревые охладители генерируют поток холодного воздуха, не используя ничего, кроме сжатого воздуха, без вентиляторов, движущихся частей или электроэнергии.
Как и кондиционер, вихревой охладитель эффективен даже при высоких температурах окружающей среды. Вихревые охладители полезны, когда охлаждение кондиционера или теплообменника невозможно. Сюда входят корпуса малого и среднего размера, неметаллические корпуса, зоны, где размер охлаждающих устройств ограничен, а также зоны, где ограничен доступ к электроэнергии, но есть сжатый воздух.
Хотя вихревые охладители очень недорогие в приобретении и установке и не требуют обслуживания, они потребляют значительное количество сжатого воздуха, что необходимо учитывать в их эксплуатационных расходах.
Размеры компонентов кулера
После выбора наиболее подходящего метода охлаждения (естественная конвекция, принудительная конвекция или замкнутый контур) необходимы расчеты для определения размера / мощности охлаждающих компонентов.
Определение размеров вентилятора шкафа: чтобы рассчитать параметр воздушного потока, принятого измерять в кубических футах в минуту (CFM) или в кубических метрах в минуту (CMM), для вентилятора, необходимого для решения с принудительным воздушным охлаждением, определите количество тепла, которое необходимо отвести (мощность), и максимальный перепад температур (ΔT). Для определения мощности, которую нужно отвести, можно воспользоваться калькулятором обогревателе й ОША. Если будет нужно охлаждение показатель мощности будет с отрицательным значением.
Воздушный поток вентилятора Q = ( P / (ρ ∙ Cp ∙ ΔT) ) ∙ k
Где: P = рассеиваемая мощность в ваттах,
ΔT = (макс. температура наружного окружающего воздуха, °С) - (макс. допустимая температура воздуха внутри шкафа, °С),
ρ = плотность воздуха,
Cp = удельная теплоемкость воздуха,
k = константа, зависящая от единиц измерения, используемых в других параметрах
При температуре 20 °C показатель плотности воздуха составляет 1,20 кг/м³ или 0,075 фунта/фут³, а его удельная теплоемкость равняется 1 кДж/кг°C или 0,24 БТЕ/фунт°F.
Подбор кондиционера или вихревого охладителя: чтобы выбрать блок подходящего размера, рассмотрите наихудшие условия, но не увеличивайте его размер. При расчете требований к охлаждению необходимо учитывать два основных фактора: внутренняя тепловая нагрузка и передача тепловой нагрузки.
Внутренняя тепловая нагрузка: выделяется ли тепло компонентами внутри корпуса. Предпочтительный метод определения этого - добавить спецификации максимальной тепловой мощности, указанные производителями для всего оборудования, установленного в шкафу.
Компания ОША предлагает решения для охлаждения шкафов автоматики и управления. В ассортименте нашего интернет-магазина имеются вентиляторы, вентиялционные решетки с фильтрами, а также терморегуляторы для управления температурой. Также у нас вы найдете и обогреватели ОША для обогрева воздуха в электрошкафах.
