Калькулятор расчета мощности обогревателя шкафа автоматики ОША
Основным критерием для оптимального подбора нагревательного оборудования для шкафа автоматики является мощность нагревательного элемента, которая необходима для прогрева объема шкафа и габариты шкафа управления. Основная формула расчета базируется на таких переменных, как площадь поверхности корпуса шкафа управления, разница температур между наружной и внутренней температурой. На расчет влияет также материал, из которого изготовлен шкаф управления, особенности его размещения, объем выделяемого тепла от электрических компонентов в шкафу.
Также есть дополнительные факторы, которые не могут учитываться стандартной формулой, поэтому данный калькулятор размещается в качестве быстрого инструмента предварительного расчета. Для детального подробного расчета и консультации обращайтесь к нашим специалистам. Расчет и консультация предоставляются абсолютно бесплатно!
Расчет параметров нагревателей шкафа автоматики
Современный мир развивается стремительными темпами, автоматизация всех процессов производства становится все более распространенной задачей. В связи с этим актуальным становится вопрос увеличения срока службы различного электротехнического оборудования.
Самым оптимальным решением задачи защиты электрооборудования является размещение его в защитных шкафах. Электротехнические шкафы защищают приборы внутри от воздействия пыли, влажности, капель воды и прочих негативных воздействий. Правильный подбор шкафа автоматики позволяет обеспечить вашему оборудованию максимальный уровень безопасности от негативного влияния окружающей среды.
Внутри самого шкафа автоматики также имеются различные факторы, которые могут отрицательно сказаться на функциональности оборудования.
Перегрев
Электроприборы, размещаемые в шкафу автоматики, выделяют определенное тепло. При высокой температуре окружающей среды они могут перегреваться, что в большинстве случаев приводит к выходу оборудования из строя. В данном случае необходимо обеспечить достаточную вентиляцию воздуха, помочь с чем могут вентиляторы для шкафов автоматики.
Низкие температуры
Вторым важным фактором, который отрицательно сказывается на работоспособности оборудования, является холод. Большинство приборов абсолютно не рассчитаны на работу при отрицательных температурах, поэтому очень важно установить дополнительные обогреватели в шкафу автоматики, если он расположен на улице или в помещении с недостаточным отоплением.
Низкие температуры воздуха приводят к еще одной проблеме внутри шкафов управления – выпадению конденсата. Конденсат будет появляться в том случае, если температура внутри шкафа будет ниже точки росы. Точка росы – это предельная температура, при которой частицы влаги в воздухе начинают конденсироваться. При использовании обогревателей ОША температура внутри шкафа будет нормализоваться, и конденсат выпадать не будет.
Точка росы зависит от влажности воздуха. В таблице ниже представлены данные о значениях точки росы для определенной влажности окружающей среды.
|
Относительная влажность среды, % |
Температура окружающей среды, °C |
|||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
|
|
40 |
6 |
11 |
15 |
19 |
24 |
28 |
33 |
37 |
|
50 |
9 |
14 |
19 |
23 |
28 |
32 |
37 |
41 |
|
60 |
12 |
17 |
21 |
26 |
31 |
36 |
40 |
45 |
|
70 |
14 |
19 |
24 |
29 |
34 |
38 |
43 |
48 |
|
80 |
16 |
21 |
26 |
31 |
36 |
41 |
46 |
51 |
|
90 |
18 |
23 |
28 |
33 |
38 |
43 |
48 |
53 |
|
100 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
Для нейтрализации всех негативных факторов, влияющих на работу электрооборудования в электротехнических шкафах управления, нужно произвести правильный расчет параметров обогрева и на их основе подобрать оптимальный набор обогревателей ОША. Для расчета нужно учитывать множество особенностей, которые мы рассмотрим подробнее.
Габариты шкафа автоматики и место расположения
Первым делом нужно измерить габариты шкафа управления и уточнить тип его расположения. На основе этих параметров производится вычисление таких величин:
-
Эффективная площадь поверхности теплообмена
-
Площадь поверхности, рассеивающей тепло в окружающую среду
Очевидно, что чем больше будет размер щита управления, тем большей будет площадь поверхности, рассеивающей тепло. Таким образом для охлаждения электроники в шкафу автоматики большего объема понадобится меньший объем охлажденного воздуха, чем для охлаждения того же оборудования в щите меньшего объема.
А в случае обогрева ситуация абсолютно противоположная. Нагреть воздух в шкафу меньшего объема намного проще, чем в большом, плюс к этому, теплоотдача от стенок компактного шкафа будет меньше.
Для проведения расчета эффективной поверхности теплообмена можно воспользоваться данными из таблицы:
|
Расположение шкафа |
Формула расчета |
|
Отдельное размещение |
A = 1,8 · В · (Ш + Г) + 1,4 · Ш · Г |
|
Расположение на стене |
A = 1,4 · Ш · (В + Г) + 1,8 · Г · В |
|
Крайнее место в ряду шкафов |
A = 1,4 · Г · (В + Г) + 1,8 · Ш · В |
|
Крайнее место в ряду на стене |
A = 1,4 · В · (Ш + Г) + 1,4 · Ш · Г |
|
Расположение в середине ряда |
A = 1,8 · Ш · В + 1,4 · Ш · Г + Г · В |
|
В середине ряда на стене |
A = 1,4 · Ш · (В + Г) + Г · В |
|
Расположение на стене в середине ряда под козырьком |
A = 1,4 · Ш · В + 0,7 · Ш · Г + Г · В |
Как видно по данным таблицы, не только площадь поверхности шкафа важна, но и то, как он расположен. Если шкаф стоит отдельно, то тепло с поверхности будет отдаваться от всех стенок щита управления, а размещенный на стене в середине ряда будет отдавать тепло с намного меньшей площади.
Плотность теплового потока
От константы воздуха зависит еще один участвующий в расчетах параметр – плотность теплового потока. По сути это скорость рассеивания тепла внутри электротехнического щита управления. Данный параметр имеет обратно пропорциональную зависимость от значения атмосферного давления. Чем оно ниже, тем дольше будет происходить рассеивание тепла. Как всем известно из курса школьной физики, чем выше точка над уровнем моря, тем меньше будет атмосферное давление. Следовательно, чем выше над уровнем моря будет расположен шкаф управления, тем хуже будет рассеиваться тепло.
Для России в средней полосе высота над уровнем моря равна 170 м, следовательно, константа воздуха для средней полосы России равна 3,2 м3К/Втч.
Материал корпуса шкафа управления
Материал, использующийся при изготовлении корпуса электрощита, является также немаловажным параметром, ведь от него зависит коэффициент теплоотдачи.
Коэффициент теплоотдачи – это количество теплоты, которое за единицу времени переходит через квадратный метр эффективной поверхности теплообмена от более нагретого к менее нагретому теплоносителю.
Для примера шкаф из листовой стали с окрашенной поверхностью будет иметь К=5,5, в случае с нержавейкой К=4,5, а для алюминия коэффициент будет равен 12. Таким образом, если сравнить два щита управления с равными габаритами, но один будет алюминиевый, а второй стальной, то снизить температуру алюминиевого щита управления будет намного проще, ведь его поверхности будут быстрее остывать и передавать тепло окружающей среде. Именно поэтому алюминий часто используется в качестве материала для радиаторов охлаждения.
Тепловыделение оборудования в шкафу управления
Немаловажным критерием для выбора корпуса шкафа управления и климатического оборудования внутри является сами электроприборы. Различное оборудование выделяет различное количество тепла. Есть приборы, которые значительно нагреваются, например, блоки питания, трансформаторы, частотники, реле. Если в вашем шкафу автоматики присутствуют перечисленные или подобные приборы, обязательно включите в расчет суммарную теплоотдачу от них.
Расчет внутренней температуры шкафа управления
Температура внутри шкафа вычисляется по формуле:
Твнут=Qv*k*A+Тнар
Где Твнут – температура внутри шкафа управления,
Тнар – температура окружающей среды
Qv – тепловыделение от установленных в шкафу приборов
k – коэффициент теплоотдачи материала корпуса
А – эффективная поверхность теплообмена
В случае, если вы не знаете точный показатель тепловыделения оборудования вашего ШУ, то подсчитать его самостоятельно вам поможет следующая таблица:
|
Устройство |
Формула для расчета |
|
Преобразователи частоты |
Qпч = суммарная мощность * 0,05 |
|
Блоки питания |
Qбп = суммарная мощность * 0,1 |
|
Автоматы |
Qа = суммарный ток * 0,2 |
|
Пускатели |
Qп = суммарный ток * 0,4 |
|
Трансформаторы |
Qт = суммарная мощность * 0,1 |
|
Твердотельные реле |
Qр = суммарный ток нагрузок по каждой фазе * 1,2 |
Тепловыделение суммарное Qv считается как сумма тепловыделения всех элементов.
Таким образом в результате расчетов мы получим внутреннюю температуру шкафа управления и поймем, является ли она достаточной для стабильного функционирования оборудования. Если вычисленная температура меньше, чем оптимальная, то в электрощите нужен дополнительный обогрев при помощи обогревателей ОША.
Расчет мощности обогрева шкафа автоматики
Мощность, необходимая для обогрева шкафа автоматики, рассчитывается по формуле:
Р=А* k*(Твнутр-Твнеш) - Qv
Где Р – мощность нагревателей
А – эффективная поверхность теплообмена
Твнеш-Твнутр – разница температур между температурой внутри шкафа и окружающей средой
k – коэффициент теплоотдачи материала корпуса шкафа
Qv – суммарное тепловыделение оборудования
На основе полученной мощности производится подбор обогревателей ОША и других климатических устройств. Вы можете произвести расчет самостоятельно, использовав калькулятор на данной странице, и выбрать необходимую модель нагревателя ОША исходя из полученного показателя мощности. Или же просто обращайтесь к нашим специалистам за бесплатной консультацией и расчетами по телефону или через форму заказа звонка прямо сейчас!