Климат нашей страны удивительно разнообразен, поэтому распространенной задачей является обеспечение защиты оборудования для качественной и бесперебойной работы. Главной задачей распределительного шкафа является защита электронных компонентов и приборов от агрессивных сред.
Если защита не обеспечена, то это приводит к выходу из строя электронных компонентов и простою производства, а, следовательно, к затратам. Помимо внешних воздействий существует ещё немаловажный фактор, который может негативно повлиять на работу электронных компонентов - это тепло, которое генерируется внутри шкафа. Контролируя микроклимат внутри шкафа, мы контролируем:
Превышение температуры компонентов на каждые 9-10°С может уменьшить срок службы устройства до двух раз!
Для расчёта требуемой мощности охлаждения и выбора способа охлаждения необходимо знать:
- Температуру воздуха окружающей среды Tu ;
- Требуемую температуру внутри шкафа Ti;
- Эффективную наружную поверхность шкафа A;
- Коэффициент теплопередачи материала шкафа k;
- Тепловыделение установленного в шкаф оборудования Qv;
По всем вышеперечисленным параметрам рассчитывается параметр тепловыделения шкафа Qs. Соответственно, если:
· Qs > 0– шкаф излучает тепловую энергию в окружающую среду;
· Qs < 0- шкаф поглощает тепловую энергию из окружающей среды.
Существует два способа контроля микроклимата:
- Пассивный – поддержание температуры в шкафу БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ дополнительного активного оборудования. Тепло отводится через поверхность шкафа за счет более низкой наружной температуры. Могут использоваться дополнительные комплектующие шкафа – потолочные панели с вентиляцией, двери с перфорацией, отдельные участки перфорации на поверхности шкафа;
- Активный – поддержание температуры в шкафу С ПРИМЕНЕНИЕМ вентиляторов, воздухо-воздушных и воздухо-водяных теплообменников, холодильных агрегатов, обогревателей.
Система контроля микроклимата
Дополнительные средства создания благоприятного микроклимата должны включаться в схему, если:
- ящик спроектирован для уличной установки или занимает неотапливаемое помещение и тепла, которое выделяют аппараты, не хватает для поддержания нормального температурного режима.
- присутствует повышенная запыленность территории или агрессивная окружающая среда.
- тепло генерируется приборами в избытке, из-за чего возникают несовместимые с безопасной эксплуатацией условия.
К ключевым инструментам системы контроля относятся вентиляторы и решетки, обогреватели и управляющие элементы (термостаты и гигростат).
Механизмы управления
Регулирование активности обогревателей и вентиляторов в электрощитах осуществляется специальными устройствами: термостатами, отвечающими за температуру и обеспечение ее оптимальных параметров, и гигростатом, контролирующим влажность. Они ориентированы на автономную работу и не требуют присутствия человека, а также способствуют более экономному расходу энергии и размещаются на DIN-рейке.
Существуют терморегуляторы с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами. Первые отключают нагреватель, если температура превышает выставленное значение (обычно монтируются в нижнюю часть НКУ), после чего вторые запускают вентилятор (обычно расположены вверху).
Нагреватели
Электроприборы этой категории предотвращают появление конденсата при резких колебаниях температур, что позволяет защитить токоведущие шины и контакты модулей от окислительных и коррозийных процессов, предотвратить потерю работоспособности оборудования в результате намокания.
Нагреватели могут непрерывно работать в течение минимум 20 000 часов, при этом их электронные характеристики не изменятся в худшую сторону. Они свободно устанавливаются на стандартную дин-рейку и имеют прямоугольный радиатор, улучшающий теплообмен и увеличивающий мощность малогабаритных модификаций. Нагреватели следует устанавливать в середине шкафа для оптимального распределения нагрева всего объема шкафа.
При понижении температуры до нижнего предела происходит подключение спирали нагревателя к напряжению питания. При нагреве радиатора спиралью температура среды в боксе повышается, и, когда она достигает верхнего предела, термостат срабатывает и отключает спираль от напряжения питания. Температура среды начинает падать, и цикл повторяется.
Вентиляторы
Вентиляторы с фильтром используются для охлаждения и обеспечения оптимальных климатических условий в электротехнических шкафах. Благодаря подаче отфильтрованного, холодного наружного воздух и отводу нагретого внутреннего воздуха понижается температура внутри электрощита. Данный способ является наиболее экономным средством отвода тепла. Рекомендуется всегда устанавливать вентиляторы так, чтобы они нагнетали воздух в нижнюю часть шкафа и комплектовать шкаф выходными фильтрами в верхней части.
И напоследок, основные правила для долгой и надёжной работы нашего НКУ:
- Правильно подобрать размер шкафа;
- Рассчитать тепловыделения от активного оборудования;
- Учесть внешние условия эксплуатации;
- Организовать направление потока холодного воздуха на компоненты снизу-вверх;
- Струя холодного воздуха не должна пересекаться со струей горячего воздуха;
- Между компонентами должно быть предусмотрено достаточное количество места для оттока воздуха;
- Отверстия для входа воздуха не должны загромождаться приборами и кабельными каналами;
- Обеспечить правильный отвод конденсата;
- Убедиться, что шкаф установлен в помещении с хорошей вентиляционной системой.
