Рассеивание тепла
Обязательный минимум зазоров при установке
Вентиляционные зазоры для Сенсорных и Терминальных Модулей
Сенсорные и Терминальные Модули могут быть установленные в ряд друг за другом.
При установке на стену, сетевым дроселям и сетевым яильтрам требуется вентиляционное пространство 100 мм (3,94 дюйма)
сверху и снизу соответственно.
Вентиляционные зазоры для компонентов формата blocksize
При установке в ряд нескольких устройств, минимальный боковой зазор между Силовыми Модулями должен соответствовать
заданному значению в зависимости от определенного типоразмера оборудования. Силовые Модули типоразмеров FSA, FSD,
FSE и FSF вплотную друг у другу.
Вентиляционные зазоры для компонетов формата booksize с внешним охлаждением
Сетевые Модули от 5 кВт до 55 кВт
Активные Интерфейсные Модули
Приводные Модули до 85 А
Активные Сетевые Модули 80 кВт и 120 кВт
Приводные Модули 132 А и 200 А
Вентиляционные зазоры для компонет формата booksize с внешним охлаждением
Вентиляционные зазоры для компонентов формата шасси Основные Сетевые Модули
Активные Интерфейсные Модули в типоразмерах FI и GI
Активные Интерфейсные Модули в типоразмерах HI и JI
Силовые Модули, Приводные Модули и Активные Сетевые Модули в типоразмерах FX и GX
Активные Сетевые Модули в типоразмерах HX и JX
Приводные Модули в типоразмерах HX и JX
Расчет внутренней температуры шкафа управления
Шкаф управления с принудительным охлаждением
В шкафах управления с принудительным охлаждением, теплоотдача Pv идет через теплоотвод с возросшей температурой воздуха на Δϑ. За интервал времени Δt, воздух набирает тепло Q = c × m × Δϑ = Pv × Δt и проходит через шкаф управления (c является коэффициентом теплоемкости воздуха). Масса m и объем V связанны через плотность ρ.. m = ρ × V. Используя
приведенную выше формулу теплоотдача расчитывается как: Pv = c × ρ × (V/Δt) × Δϑ
Теплоотдача Pv, которая может быть реализованна принудительной вентиляцией пропорциональна продуваемому объему.
это скорость воздушного потока от вентилятора через шкаф управления, допустимая степень нагрева Δϑ = Tc-Ta.
Теплоемкость и плотность воздуха зависят от влажности и атмосферного давления.Поэтому при расчете следует учитывать другие параметры. Для расчета уровня тепла в шкафу управления в стандартных промышленных условиях допустим, что c = 1 кДж/кг × K и ρ = 1.2 кг/м3. В результате получим:
где Δϑ = Tc-Ta
Температура Tc как температура окружающей среды компонентов внутри шкафа управления может быть рассчитана по представленной формуле, и ее следует проверить, сделав измерения для каждого применения, поскольку в отдельных местах могут формироваться так называемые «горячие точки», например, в непосредственной близости от источника тепла или скопления тепла ввиду неправильной циркуляции воздуха.
Шкаф управления без принудительной вентиляции
Шкаф управления без обязательной вентиляции теряет генерируемое внутри тепло Pv через окружающий воздух Ta через поверхность. Тепловой поток,
В стационарном режиме применяется следующая формула:
k – коэффициент переноса тепла, A – полезная поверхность охлаждения, а Δϑ – разница температур внутри шкафа и снаружи Δϑ = Tc-Ta
Передача тепла через стены шкафа управления определяется передачей тепла внутреннего воздуха стене шкафа, проведением тепла через стену шкафа и передачей тепла от стены шкафа во внешний воздух. Значение переданного тепла рассчитывается с учетом коэффициента переноса тепла α, и теплопроводности λ, а также толщины стены шкафа d. Таким образом, значение возможной потери тепла Pv рассчитывается следующим образом: Pv = [1/(1/αi + d/λ + 1/αa)] × A × Δϑ = k × A × Δϑ
P v = k × A × Δϑ
Стандартные значения коэффициента передачи тепла k при толщине стен шкафа управления, сделанных из нержавеющей стали и покрашенных краской, до 2 мм:
|
Значение k |
|
|---|---|
|
Нециркулируемый воздух в шкафу управления и нециркулируемый внешний воздух α i = αa = 6 W/(m2 × K) |
приблиз. 3 W/(m2 × K) |
|
Циркулируемый воздух в шкафу управления и нециркулируемый внешний воздух α i = 40 W/(m2 × K); αa = 6 W/(m2 × K) |
приблиз. 5.2 W/(m2 × K) |
Расчет IEC 60890 (VDE 0660 Часть 507) может использоваться для определения температуры окружающей среды Tc внутри шкафа управления. При расчете следует учитывать все источники тепла в шкафу управления, например, линейные модули, модули двигателя, источники питания, фильтры, реакторы. Важно определить эффективную поверхность охлаждения, которая зависит от способа настройки шкафа управления. Для шкафов управления с вентиляционными форточками (естественная конвекция) также может использоваться стандарт.
Расчетная температура Tc и распределение температуры внутри шкафа управления должны проверяться измерениями при каждом применении, поскольку в определенных местах могут формироваться так называемые «горячие точки», например, в непосредственной близости от источника тепла или участках аккумулирования тепла.
Шкаф управления с кондиционером воздуха
Шкаф управления выделяет тепло через свою поверхность и за счет кондиционера воздуха.
Производители приводят информацию о конструкции кондиционера, например, Практические советы Rittal по использованию «устройств охлаждения шкафа управления»
Шкаф управления с охлаждением посредством холодного стола
Устройства с охлаждением посредством холодного стола выводят часть образуемого тепла в окружающий воздух (Pv int). Однако основная доля тепла Pv ext выводится через заднюю панель, которая также является и охлаждающей поверхностью – холодным столом, в сток теплового потока. Потери тепла Pv ext нагревают холодный стол до температуры Th , которая связана с температурой Text внешнего стока теплового потока через тепловое сопротивление Rth: Th = Rth × Pv ext + Text
Для поддержки указанного значения теплового сопротивления Rth, между холодным столом и внешним стоком теплового потока должна использоваться теплопроводная фольга, устройство должно затягиваться вместе с указанным моментом затягивания, а также должна проводиться соответствующая обработка поверхности внешнего теплового стока. Разница температур холодного стола и внешнего теплового стока (Th - Text) не должна превышать 40 K, в противном случае может произойти механическое скручивание. Устройства шириной 300 мм, используемые для генераторных приложений, которые не требуют большой силы тока, при небольшой загрузке потребляют не много тока, с дефорсированием, лучше всего охлаждать с помощью холодного стола.
Что касается потерь тепла Pv int в шкафу управления, для расчета температуры внутри шкафа управления Tc может использоваться один из ранее указанных способов расчета.
Все расчетные максимальные температуры должны проверяться путем измерений в реальных условиях работы после настройки системы.
Необходимо убедиться, что температура Text внешнего теплового стока на поверхности, контактирующей с теплопроводной фольгой, не превышает предельное значение. Рекомендуемый внешний тепловой сток, например, Rittal DCP – Пакет прямого охлаждения
Защита конденсации с охлаждением посредством холодного стола
В устройствах с охлаждением посредством холодного стола теплый окружающий воздух может конденсироваться на холодной поверхности внешнего теплового стока. Конденсат может вызвать электрические повреждения, такие как ток утечки или искрение. Объем конденсата должен быть минимизирован путем поддержания необходимой температуры внешнего теплового стока, при этом температура теплового стока должна быть выше температуры конденсации окружающего воздуха. Этого можно добиться поддержанием постоянной температуры воздуха или управлением температурой теплового стока в зависимости от температуры окружающего воздуха.