Система микроклимата для шкафа
Обновлено: 19.05.2024
Если Вы читаете эту статью, то наверное не первый день знакомы со сферой промышленной автоматизацией, АСКУЭ, АИИСКУЭ, энергетикой, АСУ ТП, КИПа, ПАЗ и РЗА, встраиваемыми системами, SCADA и смежными направлениями. И так как вы являетесь специалистом в этой области, то мы опустим никому ненужную вводную часть и сразу перейдем к делу.
В своей статье мы хотим освятить такую важную тему, как климатика внутри электротехнического шкафа. Ведь помимо подбора оборудования в проект и пуско-наладки наступает период эксплуатации оборудования, который должен протекать многие годы. Но такие факторы как суточные колебания температуры внутри металлических шкафов, влажность, конденсат, а в последующем и коррозия могут значительно сократить жизнь оборудования.
Для того, что бы понять какое устройство для создания климата поставить в шкаф, необходимо знать какие способы охлаждения вообще существуют.
Естественная конвекция
Если температура снаружи шкафа ниже температуры внутри электротехнического шкафа, то отдача тепла во внешнюю среду происходит через поверхность шкафа. Этот способ эффективный при условии, если температура с наружи шкафа будет ниже требуемой температуры внутри шкафа на 25 градусов. При расчете уровня тепла, излучаемого электротехническим шкафом можно использовать простое уравнение:
– Тепловая энергия излучаемая во внешнюю среду с поверхности шкафа.
– Коэффициент теплоотдачи, зависит от материала:
Листовая сталь – 5,5
Пластмасса – 3,5
– Площадь поверхности электротехнического шкафа.
Следует отметить, что в формуле берется эффективная площадь теплообмена шкафа, и что способ установки шкафа: свободно стоящий, у стены, в нише — радикально влияет на теплообмен шкафа.
В области систем микроклимата для шкафов действуют несколько стандартов: IEC 60 890 (ранее МЭК 890), EN 60 814, DIN 57660 часть 500, VDE 0660 часть 500, являющиеся по сути одной и той же нормой, принятой разными институтами.
Стандартом предусмотрена классификация типов установки шкафов и указана формула для расчета эффективной площади теплообмена А - для каждого случая:
Один шкаф, свободно стоящий A = 1,8·H · (W + D) + 1,4 · W · D
Один шкаф, монтируемый на стену A = 1,4 · W · (H + D) + 1,8 · D · H
Крайний шкаф свободно стоящего ряда A = 1,4 · D · (H + W) + 1,8 · W · H
Крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену A = 1,4 · H · (W + D) + 1,4 · W · D
Не крайний шкаф свободно стоящего ряда A = 1,8 · W · H + 1,4 · W · D + D · H
Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену A = 1,4 · W · (H + D) + D · H
Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену, под козырьком A = 1,4 · W · H + 0,7 · W · D + D · H
Где, W — ширина шкафа, м; H — высота шкафа, м; D — глубина шкафа, м.
– Разница температур воздуха снаружи/внутри шкафа.
В данном случае устройство охлаждения не требуется.
Принудительная вентиляция
Принудительная вентиляция происходит с помощью вентилятора с фильтром используется в чистых помещениях с приемлемым колебанием температур, если требуемая температура внутри шкафа превышает температуру окружающей среды на 10 градусов. Для расчета необходимого потока воздуха используется уравнение:
– Воздушный поток, создаваемый вентилятором с фильтром.
– Тепловая энергия, образующаяся внутри шкафа за счет нагревания работающего установленного оборудования.
Электротехнические напольные шкафы Elbox серии EMS имеют в линейке аксессуаров стенки для монтажа вентиляторов. Стенки предназначен для обеспечения климат-контроля путем установки вентиляторов и выпускных фильтров. Уровень защиты сохраняется на уровне IP55. В нижнюю часть корпуса шкафа устанавливается вентилятор, в верхнюю - фильтр, который имеет одинаковый дизайн с вентилятором. Крепление вентилятора и фильтра производится методом защелкивания и не требует дополнительных крепежных элементов.
Рис.1 Стенки EMS-WF c установленными вентилятором и фильтром
Замкнутый контур охлаждения
Замкнутый контур охлаждения, при котором внутренняя воздушная среда изолирована от внешней и обеспечивает охлаждение и циркуляцию чистого воздуха внутри электротехнического шкафа, а температура внешней среды выше, чем необходимая внутри корпуса. Такое активное охлаждение происходит при помощи кондиционеров и теплообменников. При проектировании следует учитывать размер шкафа и температуру окружающей среды, используя диаграммы при расчетах. Для расчета требуемой мощности охлаждения используется уравнение:
– Холодопроизводительность кондиционера
– Тепловая энергия образующая внутри шкафа за счет нагревания работающих электротехнического оборудования
– Теплоотдача через корпус электротехнического шкафа (не учитывая коэффициент изоляции)
- Коэффициент теплоотдачи
– Площадь поверхности электротехнического шкафа
– Разница температур воздуха снаружи/внутри шкафа
Для определения мощности требуемого кондиционера необходимо использовать кривую производительности на Рис.2. Холодопроизводительность должна превышать примерно на 10% величину тепловых потерь от установленных компонентов.
Рис.2 Кривая производительности для определения мощности кондиционера
Российский производитель электротехнических шкафов Elbox вывел на рынок аксессуар для линейки напольных электротехнических шкафов EMS - крышу для монтажа кондиционера. Эти охлаждающие устройства предлагают уникальную безопасность для Вашего оборудования, которая реализуется с помощью запатентованной системы удаления конденсата и обеспечивает 100% защиту от образования конденсата. Отличаются простотой установки, мульти-контроллером с функцией энергосбережения и простотой обслуживания. Аксессуар сохраняет уровень защиты на уровне IP54. Плюсом такого решения является значительная экономия места в электротехническом шкафу. Крыша выполнена таким образом, что потолочные кондиционеры устанавливаются посередине шкафа.
Рис.3 Крыша для установки кондиционера
Исходя из выбранного способа вентиляции далее подбираются аксессуары. На основании электротехнического шкафа EMS торговой марки Elbox можно собрать решение с любым необходимым способом вентиляции.
Линейный электротехнический шкаф серии EMS — флагман торговой марки Elbox. Основу конструкции шкафа составляет инновационный сложный профиль МS. Несущая нагрузочная способность каркаса 1 800 кг при равномерно распределенной статической нагрузке.
Монтажная панель выполнена из оцинкованной листовой стали толщиной 3,0 мм, имеет двойную окантовку, что повышает несущую нагрузочную способность, которая составляет 600 кг/м2.
Далее, используя различные аксессуары, можно на основании корпуса EMS, дополнив его стенками либо крышей, создать шкаф с климатикой. При использовании монтажной шины EMS-RM-Х.23 с тремя поверхностями перфорации возможен монтаж в трех плоскостях, как в горизонтальном и вертикальном так и торцевых плоскостях. Распределенная нагрузочная способность монтажных шин EMS-RM-23.23 до 40 кг, EMS-РRM-48.23 до 80 кг и EMS-RM-73.23 до 180 кг. Если необходимо создать 19” пространство внутри шкафа, то комплект юнитовых направляющих из 4 вертикальных направляющих и 4 поперечных кронштейнов с возможность регулировки по глубине шкафа поможет его организовать.
Большим плюсом является производство в зоне таможенного союза, что позволяет использовать оборудование Elbox в процессе импортозамещения. Во-вторых, это цена, на которую не влияют курсы валют.
Торговая марта ELBOX является собственностью Производственной группа REMER (Россия), которой так же принадлежат такие торговые марки как ЦМО, и REM.
Производственная группа REMER отметила своё пятнадцатилетие. За это время было разработано более тысячи изделий, приобретен неоценимый опыт, что позволяет успешно конкурировать с западными производителями.
Микроклимат для шкафов управления. Обзор
Поддержание оптимальной температуры в электрических шкафах является одной из основ обеспечения безаварийной работы предприятия.
Несоблюдение надлежащего температурного режима приводит к негативным последствиям для щитового оборудования: сокращению срока службы электронных компонентов и ухудшению характеристик приборов, вплоть до остановки производства.
MEYERTEC производит широкий спектр оборудования для контроля температуры в шкафах управления и автоматики. Устройства поддержания микроклимата (нагреватели, вентиляторы и термостаты), поставляемые компанией ОВЕН, надежно защищают электрощитовое оборудование от конденсата, коррозии, перегрева и холода.
Складские остатки здесь
Краткая информация
Применение устройств климатического контроля шкафов управления
Рекомендации к применению
Низкая температура и образование конденсата
Большая часть приборов не рассчитана на работу при отрицательных или низких температурах, поэтому задача поддержания микроклимата особенно актуальна при монтаже оборудования в неотапливаемых помещениях или на улице. При перепадах температур внутри шкафа образовывается конденсат, что может стать причиной короткого замыкания и повреждения оборудования.
Для защиты оборудования от переохлаждения и образования конденсата рекомендуется использовать щитовые нагреватели МТК-EH совместно с термостатами шкафов управления МТК-СТ1 или МТК-СТ2. Это позволит сохранять оптимальную для оборудования температуру эксплуатации внутри шкафа.
Интенсивное тепловыделение
Если в шкафу установлено оборудование, выделяющее большое количество тепла (частотные преобразователи, твердотельные реле, блоки питания, трансформаторы и т.д.), то повышение температуры внутри шкафа может вызвать перегрев и выход оборудования из строя.
Для защиты оборудования от перегрева рекомендуется использовать впускные решетки с вентиляторами и выпускные решетки KIPVENT совместно с термостатами шкафов автоматики МТК-СТ0 или МТК-СТ2.
Рекомендации по установке нагревателей и вентиляторов внутри шкафа управления
Нагреватели MEYERTEC MTK-EH рекомендуется устанавливать в нижней части шкафа, т.к. по законам физики теплый воздух поднимается вверх. Компактные нагреватели MEYERTEC MTK-SH10 предназначены для контактного или локального нагрева оборудования и устанавливаются вблизи приборов, которым требуется дополнительный обогрев.
Впускные решетки с вентилятором KIPVENT лучше устанавливать в нижней трети шкафа. А выпускные решетки – в верхней трети (как можно выше). Это позволит обеспечить естественную конвекцию, предотвратит скопление теплого воздуха выше вентилятора и исключит появление локальных зон перегрева.
Выбор способа охлаждения электротехнического шкафа
Всепогодные шкафы с системой климат-контроля, удалённым мониторингом и управлением электропитанием
Всепогодные шкафы чаще всего размещаются в местах, где непосредственное отслеживание работоспособности установленного внутри оборудования затруднено. Из-за ограниченного доступа сложно своевременно отследить аварийные ситуации в шкафу: отключение питания, задымление, вскрытие, затопление и повышение влажности. Но для установленного внутри оборудования это критически важно. Для решения таких задач применяются всепогодные шкафы с системой мониторинга и управления электропитанием, которые позволяют дистанционно контролировать и настраивать нужные параметры системы.
В 2020 году производственная группа REMER разработала контроллеры REM-MC для удалённого мониторинга и управления электропитанием. Благодаря этой разработке и опыту производства готовых всепогодных решений мы предлагаем рынку высокотехнологичный продукт – уличный укомплектованный телекоммуникационный шкаф с системой климат-контроля, удалённым мониторингом и управлением электропитанием. Таким образом, контроллер REM-MC не отдельный элемент, а часть системы, состоящей из телекоммуникационного шкафа со всеми комплектующими.
В шкафах без кондиционера поддержание микроклимата обеспечивает разработанный нашей компанией цифровой термостат Rem-MC-DMTH. Для обеспечения работы подключаемого активного оборудования в заданном диапазоне температуры и влажности предусмотрены функции «холодного» и «горячего» старта по предельным значениям температуры, а также «влажного» старта – по предельному значению влажности. При включении шкафа после долгого простоя активное оборудование включится только при достижении температурой заданного диапазона. Термостат Rem-MC-DMTH имеет встроенный датчик температуры, а также возможность подключить внешние датчики: один датчик температуры и влажности типа RS-HT1 и два цифровых датчика температуры типа RS-T1. Для измерения температуры наружного воздуха может быть назначен один из датчиков типа RS-T1, остальные же датчики могут быть настроены на измерение температуры внутри шкафа. Для датчиков температуры внутри шкафа устанавливаются приоритеты, что позволяет производить их резервирование на случай выхода из строя.
Основой решения c мониторингом и управлением электропитанием стал укомплектованный всепогодный шкаф. Это может быть навесной шкаф ШТВ-Н, напольный шкаф ШТВ-1 с одним отсеком, напольный шкаф ШТВ-2 с двумя отсеками. Шкаф может быть изготовлен из нержавеющей стали для использования в атмосфере с коррозионной активностью категории С4. В шкаф предустановлены климатическое оборудование и ВРУ. Мы сертифицируем готовое решение и предоставляем расширенную двухгодичную гарантию. Готовое решение значительно сокращает затраты, так как производитель берёт на себя большую часть работ.
• продуманная схема сборки
• монтаж оборудования в заводских условиях
• использование качественных комплектующих
• вводно-распределительное устройство (ВРУ)
• климатическое оборудование REM
• точное управление температурой и влажностью
• возможность подключать выносные датчики
•полностью цифровое управление
Система мониторинга и управления электропитанием на основе контроллера Rem-MC с удобным русскоязычным веб-интерфейсом в режиме реального времени позволяет:
• удалённо управлять питанием нагрузок
• настраивать параметры кондиционера Rem
• настраивать и отслеживать состояние датчиков и подключённых устройств
• производить постановку объекта под охрану и снятие с охраны
• сохранять и загружать настройки
• обновлять программное обеспечение контроллера
• отслеживать параметры подключённых датчиков с высокой точностью
Веб-интерфейс контроллера Rem-MC с подключёнными датчиками, кондиционером Rem и счётчиками электроэнергии.
Позиции каталога
| Код производителя | Наименование изделия | Артикул изделия |
| Всепогодные настенные шкафы ШТВ-Н укомплектованные | ||
| 30130036000 | Шкаф всепогодный настенный 6U (Ш600 × Г300), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-Н-6.6.3-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036001 | Шкаф всепогодный настенный 9U (Ш600 × Г300), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-Н-9.6.3-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036002 | Шкаф всепогодный настенный 12U (Ш600 × Г300), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-Н-12.6.3-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036003 | Шкаф всепогодный настенный 15U (Ш600 × Г300), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-Н-15.6.3-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036004 | Шкаф всепогодный настенный 18U (Ш600 × Г300), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-Н-18.6.3-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036005 | Шкаф всепогодный настенный 6U (Ш600 × Г500), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-Н-6.6.5-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036006 | Шкаф всепогодный настенный 9U (Ш600 × Г500), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-Н-9.6.5-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036007 | Шкаф всепогодный настенный 12U (Ш600 × Г500), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-Н-12.6.5-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036008 | Шкаф всепогодный настенный 15U (Ш600 × Г500), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-Н-15.6.5-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036009 | Шкаф всепогодный настенный 18U (Ш600 × Г500), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-Н-18.6.5-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036031 | Шкаф всепогодный настенный 18U (Ш600 × Г500), комплектация Т1 с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-Н-18.6.5-КААА-ТК-МС3 |
| Всепогодные настенные шкафы ШТВ-НН из нержавеющей стали | ||
| 30130036400 | Шкаф всепогодный настенный 6U (Ш600 × Г300), нерж. сталь. компл. Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-НН-6.6.3-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036401 | Шкаф всепогодный настенный 9U (Ш600 × Г300), нерж. сталь. компл. Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-НН-9.6.3-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036402 | Шкаф всепогодный настенный 12U (Ш600 × Г300), нерж. сталь. компл. Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-НН-12.6.3-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036403 | Шкаф всепогодный настенный 15U (Ш600 × Г300), нерж. сталь. компл. Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-НН-15.6.3-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036404 | Шкаф всепогодный настенный 18U (Ш600 × Г300), нерж. сталь. компл. Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-НН-18.6.3-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036405 | Шкаф всепогодный настенный 6U (Ш600 × Г500), нерж. сталь. компл. Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-НН-6.6.5-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036406 | Шкаф всепогодный настенный 9U (Ш600 × Г500), нерж. сталь. компл. Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-НН-9.6.5-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036407 | Шкаф всепогодный настенный 12U (Ш600 × Г500), нерж. сталь. компл. Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-НН-12.6.5-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036408 | Шкаф всепогодный настенный 15U (Ш600 × Г500), нерж. сталь. компл. Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-НН-15.6.5-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036409 | Шкаф всепогодный настенный 18U (Ш600 × Г500), нерж. сталь. компл. Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-НН-18.6.5-4ААА-Т1-МС1 |
| 30130036431 | Шкаф всепогодный настенный 18U (Ш600 × Г500), нерж. сталь. компл. ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-НН-18.6.5-КААА-ТК-МС3 |
| Всепогодные напольные шкафы ШТВ-1 укомплектованные | ||
| 30130211301 | Шкаф всепогодный напольный 12U (Ш700 × Г600), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-1-12.7.6-43АА-Т1-МС1 |
| 30130211302 | Шкаф всепогодный напольный 12U (Ш700 × Г900), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-1-12.7.9-43АА-Т1-МС1 |
| 30130211303 | Шкаф всепогодный напольный 18U (Ш700 × Г600), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-1-18.7.6-43АА-Т1-МС1 |
| 30130211304 | Шкаф всепогодный напольный 18U (Ш700 × Г900), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-1-18.7.9-43АА-Т1-МС1 |
| 30130211107 | Шкаф всепогодный напольный 18U (Ш700 × Г600), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-1-18.7.6-К3АА-ТК-МС3 |
| 30130211108 | Шкаф всепогодный напольный 18U (Ш700 × Г900), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-1-18.7.9-К3АА-ТК-МС3 |
| 30130211401 | Шкаф всепогодный напольный 24U (Ш700 × Г600), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-1-24.7.6-43АА-Т1-МС1 |
| 30130211402 | Шкаф всепогодный напольный 24U (Ш700 × Г900), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-1-24.7.9-43АА-Т1-МС1 |
| 30130211101 | Шкаф всепогодный напольный 24U (Ш700 × Г600), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-1-24.7.6-К3АА-ТК-МС3 |
| 30130211102 | Шкаф всепогодный напольный 24U (Ш700 × Г900), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-1-24.7.9-К3АА-ТК-МС3 |
| 30130211403 | Шкаф всепогодный напольный 30U (Ш700 × Г600), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-1-30.7.6-43АА-Т1-МС1 |
| 30130211404 | Шкаф всепогодный напольный 30U (Ш700 × Г900), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-1-30.7.9-43АА-Т1-МС1 |
| 30130211103 | Шкаф всепогодный напольный 30U (Ш700 × Г600), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-1-30.7.6-К3АА-ТК-МС3 |
| 30130211104 | Шкаф всепогодный напольный 30U (Ш700 × Г900), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-1-30.7.9-К3АА-ТК-МС3 |
| 30130211405 | Шкаф всепогодный напольный 36U (Ш700 × Г600), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-1-36.7.6-43АА-Т1-МС1 |
| 30130211406 | Шкаф всепогодный напольный 36U (Ш700 × Г900), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-1-36.7.9-43АА-Т1-МС1 |
| 30130211105 | Шкаф всепогодный напольный 36U (Ш700 × Г600), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-1-36.7.6-К3АА-ТК-МС3 |
| 30130211106 | Шкаф всепогодный напольный 36U (Ш700 × Г900), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-1-36.7.9-К3АА-ТК-МС3 |
| Всепогодные напольные шкафы ШТВ-2 укомплектованные | ||
| 30130211501 | Шкаф всепогодный напольный 12U (Ш1000 × Г600), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-2-12.10.6-43А3-Т1-МС1 |
| 30130211502 | Шкаф всепогодный напольный 12U (Ш1000 × Г900), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-2-12.10.9-43А3-Т1-МС1 |
| 30130211503 | Шкаф всепогодный напольный 18U (Ш1000 × Г600), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-2-18.10.6-43А3-Т1-МС1 |
| 30130211504 | Шкаф всепогодный напольный 18U (Ш1000 × Г900), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-2-18.10.9-43А3-Т1-МС1 |
| 30130211207 | Шкаф всепогодный напольный 18U (Ш1000 × Г600), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-2-18.10.6-К3А3-ТК-МС3 |
| 30130211208 | Шкаф всепогодный напольный 18U (Ш1000 × Г900), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-2-18.10.9-К3А3-ТК-МС3 |
| 30130211601 | Шкаф всепогодный напольный 24U (Ш1000 × Г600), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-2-24.10.6-43А3-Т1-МС1 |
| 30130211602 | Шкаф всепогодный напольный 24U (Ш1000 × Г900), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-2-24.10.9-43А3-Т1-МС1 |
| 30130211201 | Шкаф всепогодный напольный 24U (Ш1000 × Г600), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-2-24.10.6-К3А3-ТК-МС3 |
| 30130211202 | Шкаф всепогодный напольный 24U (Ш1000 × Г900), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-2-24.10.9-К3А3-ТК-МС3 |
| 30130211603 | Шкаф всепогодный напольный 30U (Ш1000 × Г600), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-2-30.10.6-43А3-Т1-МС1 |
| 30130211604 | Шкаф всепогодный напольный 30U (Ш1000 × Г900), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-2-30.10.9-43А3-Т1-МС1 |
| 30130211203 | Шкаф всепогодный напольный 30U (Ш1000 × Г600), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-2-30.10.6-К3А3-ТК-МС3 |
| 30130211204 | Шкаф всепогодный напольный 30U (Ш1000 × Г900), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-2-30.10.9-К3А3-ТК-МС3 |
| 30130211605 | Шкаф всепогодный напольный 36U (Ш1000 × Г600), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-2-36.10.6-43А3-Т1-МС1 |
| 30130211606 | Шкаф всепогодный напольный 36U (Ш1000 × Г900), комплектация Т1 с контроллером MC1 и датчиками | ШТВ-2-36.10.9-43А3-Т1-МС1 |
| 30130211205 | Шкаф всепогодный напольный 36U (Ш1000 × Г600), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-2-36.10.6-К3А3-ТК-МС3 |
| 30130211206 | Шкаф всепогодный напольный 36U (Ш1000 × Г900), комплектация ТК с контроллером MC3 и датчиками | ШТВ-2-36.10.9-К3А3-ТК-МС3 |
Поддержание климата в шкафах автоматики. Тепловой расчет шкафа (Калькулятор)
В современном мире развивающейся автоматизации постоянно стоит вопрос - как продлить срок службы используемого оборудования, чтобы оно работало без сбоев и не вышло из строя раньше времени. Оптимальным решением этой задачи является монтаж оборудования в шкаф управления, ведь основная функция шкафа - это защита установленных приборов от влияния окружающей среды: воды, влаги, пыли и так далее. Правильно подобранный шкаф позволяет защитить оборудование от внешних негативных воздействий.
Расчет температуры обогрева и охлаждения шкафа управления
Однако внутри шкафа также присутствуют факторы, отрицательно влияющие на оборудование. Одним из таких факторов является избыточное тепло. Перегрев довольно частая причина выхода из строя различных устройств. Самым распространенным способом охлаждения оборудования является конвекция — охлаждение потоком воздуха. В этом случае вентиляторы служат наиболее простым и экономным средством отвода тепла.
Другим негативно влияющим фактором внутри шкафа выступает холод. Во-первых, большинство оборудования не рассчитано на работу при сильных морозах, поэтому при установке шкафа в неотапливаемом помещении или на улице, и эксплуатации в зимнее время, необходимо устанавливать в шкаф дополнительный обогрев. Во-вторых, холод создает условие для образования конденсата, а это еще один фактор, который способствует выходу оборудования из строя. Существует так называемая точка росы, это температура, ниже которой при определенной влажности воздуха на поверхности образуется конденсат. Чтобы избежать выпадения конденсата на стенках внутри шкафа автоматики, в шкафу необходимо поддерживать температуру выше точки росы. В Таблице 1 представлены значения точки росы для различных показаний окружающей температуры и влажности воздуха. Использование обогревателей в этих случаях позволит избежать такой проблемы.
| 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 |
Чтобы нейтрализовать все эти факторы и обеспечить долгую службу оборудования, установленного в шкафу, необходимо корректно рассчитать и подобрать комплектующие для поддержания климата внутри шкафа, при этом следует учитывать ряд важных моментов.
Для начала необходимо определить размеры шкафа управления и место его установки. Эти данные необходимы для вычисления эффективной поверхности теплообмена, поверхности, которая может рассеивать тепло в окружающую атмосферу. Чем больше размер шкафа, тем большее количество тепла будет рассеиваться с его поверхности. Соответственно, если необходимо охлаждать автоматику в таком шкафу, нам потребуется меньший объем воздуха, чем если бы мы установили то же самое оборудование в более компактный шкаф. А с обогревом возникает обратная ситуация, обогреть компактный шкаф, проще чем большой. Рассчитать эффективную поверхность теплообмена можно по формулам, приведенным в Таблице 2. Данные формулы взяты из стандарта МЭК 60890, этот документ содержит методику расчета теплообмена при помощи конвекции и естественной вентиляции.
| Место установки шкафа | Формула расчета |
|---|---|
| Отдельно стоящий шкаф | A = 1,8 · В · (Ш + Г) + 1,4 · Ш · Г |
| Шкаф смонтирован на стене | A = 1,4 · Ш · (В + Г) + 1,8 · Г · В |
| Крайний шкаф, стоящий в ряде | A = 1,4 · Г · (В + Г) + 1,8 · Ш · В |
| Крайний шкаф, смонтирован на стене | A = 1,4 · В · (Ш + Г) + 1,4 · Ш · Г |
| Средний шкаф, стоящий в ряде | A = 1,8 · Ш · В + 1,4 · Ш · Г + Г · В |
| Средний шкаф, смонтирован на стене | A = 1,4 · Ш · (В + Г) + Г · В |
| Средний шкаф, смонтирован на стене, под козырьком | A = 1,4 · Ш · В + 0,7 · Ш · Г + Г · В |
На теплоотвод влияет место установки шкафа. Так, отдельно стоящий шкаф отдает больше тепла в окружающую атмосферу, чем шкаф смонтированный на стене или установленный в один ряд с другими шкафами. Еще одним параметром, влияющим на теплоотвод, является плотность теплового потока, она зависит от константы воздуха. Простыми словами, это скорость, с которой шкаф рассеивает тепло. Этот параметр зависит от атмосферного давления, чем ниже давление, тем хуже рассеивается тепло. А атмосферное давление, в свою очередь, зависит от высоты над уровнем моря. Соответственно, получаем такую зависимость: плотность теплового потока обратно пропорциональна высоте над уровнем моря. Чем выше над уровнем моря установлен шкаф, тем хуже он будет рассеивать тепло. Для средней полосы России высота над уровнем моря составляет 170 метров, и константа воздуха для этого региона будет равна 3,2 м 3 К/Втч.
Помимо размеров и места установки необходимо учитывать из какого материала изготовлен шкаф. Разный материал имеет разный коэффициент теплоотдачи. Этот параметр показывает какое количество теплоты в единицу времени переходит от более нагретого теплоносителя к менее нагретому через 1м 2 эффективной поверхности теплообмена. Например, листовая крашеная сталь имеет коэффициент 5,5 Вт/м 2 К, у нержавеющей стали он равен 4,5 Вт/м 2 К, а коэффициент алюминия равен 12 Вт/м 2 К. Если мы возьмем два шкафа одинакового размера, но из разного материала — один из алюминия, второй из стали, то проще будет охладить шкаф из алюминия, так как он имеет больший коэффициент теплоотдачи и через его поверхность будет рассеиваться большее количество тепла, чем с поверхности стального шкафа.
Одним из основных пунктов при выборе шкафа и комплектующих для поддержания климата является само оборудование, которое будет установлено в наш шкаф. Если внутри шкафа смонтированы приборы, выделяющие большое количество тепла: частотники, блоки питания, трансформаторы или другие подобные устройства, то в этом случае нужно обязательно провести расчет и определить требования по дополнительному охлаждению или обогреву шкафа.
Расчет температуры внутри шкафа осуществляется по формуле:
где:
Tr – температура внутри шкафа;
Qv – тепловыделение установленного оборудования;
k – коэффициент теплоотдачи;
A – эффективная поверхность теплообмена;
Tu – окружающая температура.
Если тепловыделение установленного оборудования неизвестно, его можно самостоятельно посчитать. Данные для расчета тепловыделения различных устройств приведены в Таблице 3.
| Устройство | Формула для расчета | Описание расчета |
|---|---|---|
| Преобразователи частоты | Qпч = Q · 0,05 | Суммарная мощность всех ПЧ умножить на 0,05 |
| Блоки питания | Qбп = Q · 0,1 | Суммарная мощность всех БП умножить на 0,1 |
| Автоматы | Qа = I · 0,2 | Суммарный ток всех автоматов умножить на 0,2Вт/А |
| Пускатели | Qп = I · 0,4 | Суммарный ток всех пускателей умножить на 0,4Вт/А |
| Трансформаторы | Qт = Q · 0,1 | Суммарная мощность всех трансформаторов умножить на 0,1 |
| Твердотельные реле | Qр = I · 1,2 | Суммарный ток всех нагрузок по каждой фазе умножить на 1,2 |
Из этих данных рассчитывается тепловыделение Qv (Вт) внутри шкафа, результат суммируется Qv = Qпч + Qбп + Qа + Qп + Qт + Qр.
После проведения данного расчета станет известна температура внутри шкафа, это позволит определить дальнейшие действия. Если расчетная температура ниже необходимой температуры (Tu P n = A ⋅ k ⋅ ( T u − T i ) P_n=A cdot k cdot (T_u-T_i)
где:
Pn – необходимая мощность обогрева;
A – эффективная поверхность теплообмена;
k – коэффициент теплоотдачи;
Tu – окружающая температура;
Ti – необходимая температура.
Если расчетная температура выше необходимой температуры (Tu > Ti), то нам потребуется дополнительно охлаждение. Так как охлаждение происходит при помощи обдува, следует помнить, что вентилятор не сможет охладить шкаф ниже окружающей температуры, это физически невозможно.
Расчет необходимого для охлаждения объема воздуха в шкафу производится по формуле:
где:
B – необходимый объем воздуха;
Qv – тепловыделение установленного оборудования;
f – константа воздуха (для средней полосы России равна 3,2 м 3 К/Втч);
Tu – окружающая температура;
Ti – необходимая температура.
При использовании данных расчетов следует помнить, что на вентиляторах и решетках установлен защитный фильтр и он имеет свойство засоряться, особенно если в воздухе присутствует пыль. Как правило, на большинстве производств чистота воздуха не идеальна. При засорении фильтрующего элемента падает производительность установленных вентиляторов, воздухообмен уменьшается и это может привести к перегреву оборудования. Поэтому необходимо уделять особое внимание состоянию фильтров и производить их своевременную замену.
Когда шкаф выбран, произведен температурный расчет и подобраны климатические компоненты, очень важным моментом в поддержании климата является правильная установка этих компонентов. Вентиляторы рекомендуется всегда устанавливать, так чтобы они нагнетали воздух в нижнюю часть шкафа и комплектовать шкаф выходными решетками с фильтрами в верхней части. Вентиляторы поставляются собранными в виде нагнетающего модуля, то есть они засасывают воздух внутрь шкафа и обдувают установленное оборудование. Благодаря этому в шкафу создаётся избыточное давление чистого воздуха, предотвращающее попадание грязного воздуха внутрь через возможные дефекты уплотнения врезанного оборудования. При установке вентиляторов необходимо обратить внимание на воздушный поток собственных вентиляторов в оборудовании. Следует убедиться, что потоки воздуха от вентиляторов и компонентов внутри шкафа не имеют отрицательного воздействия друг на друга. Воздух должен выдуваться по диагонали, это способствует равномерному распределению воздуха в корпусе.
При монтаже обогревателей для лучшего распределения тепла их необходимо устанавливать внизу шкафа. Не стоит размещать обогреватели вплотную к другим приборам, чтобы избежать перегрева оборудования. Если обогреватель не имеет защитного кожуха, существует опасность получения ожога. В таких случаях следует устанавливать обогреватель так, чтобы исключить возможность случайного касания радиатора.
Чтобы вентиляторы и обогреватели постоянно не работали, рекомендуется использовать для их управления терморегуляторы или термостаты. Это позволит уменьшить износ, уменьшить энергопотребление, увеличить срок службы и повысить эффективность вентиляторов и обогревателей.
В данной статье мы рассмотрели основные принципы поддержания температуры в шкафах автоматики. Поддержание климата является очень важным моментом для сохранения работоспособности оборудования. Поэтому следует уделять этому особое внимание.
Подбор компонентов в результате расчета по калькулятору климата в шкафах управления
К статье прилагается калькулятор расчета климатических компонентов. При помощи этого калькулятора легко и быстро производится расчет даже теми специалистами, которые в первый раз столкнулись с такой задачей.
В калькуляторе температуры шкафа необходимо заполнить все поля отмеченные зеленым цветом, после ввода всех данных о высоте, глубине, установленном оборудовании, графе обогрев и охлаждение будут показыны расчетные данные для вашего шкафа. Подробная инструкция прилагается к калькулятору в архиве для скачивания.
По итогам расчетов воспользуйтесь готовым комплектом приборов для климатики в шкафах управления. Готовые наборы охлаждения и обогрева шкафов приведены ниже.
Охлаждение до 24 м 3 /ч
- Регулятор температуры внутри шкафа (термостат) для управления кондиционером (диапазон уставок 0. +60 C, 1НО, 10A, ширина 17.5мм, IP20 ) Регулятор внутренней температуры шкафа (термостат) (нагрев/охлаждение, диапазон уставок +5. +60 С, 10А/5А, 24-230VAC/24-60VDC, монтаж на DIN-рейку) в комплекте с фильтрующей прокладкой (116,5х116,5мм, воздушный поток 20 м3/ч, 220 VAC, IP54) Вентилятор с фильтром для электрических щитов, замена 7F.50.8.230.1020 (размер 1, 114х114мм, 230VAC, 24м3/ч, 13Вт, IP54) / Вентилятор с фильтром для электрических щитов, замена 7F.50.9.024.1020 (размер 1, 114х114мм, 24VDC, 24м3/ч, 4Вт, IP54) Решетка с фильтрующей прокладкой (116,5х116,5x16мм, IP54) Решетка с Фильтром на вытяжке для электрических щитов, замена 7F.05.0.000.1000 (размер 1, 114х114мм, IP54) Фильтрующий элемент (размер 1, IP54) Фильтрующая прокладка для вентиляторов/решеток 116,5х116,5мм (несгораемое хим.волокно, IP 54) 5 шт. Защитный кожух для вентиляторов/решеток 116,5х116,5мм (нерж.сталь, уплотнение силикон, IP56)
Охлаждение 24…55 м 3 /ч
- Вентилятор с фильтром для электрических щитов, замена 7F.50.8.230.2055 (размер 2, 150х150мм, 230VAC, 55м3/ч, 22Вт, IP54) в комплекте с фильтрующей прокладкой (148,5х148,5мм, воздушный поток 55 м3/ч, 220 VAC, IP54) Решетка с фильтрующей прокладкой (148,5х148,5х24мм, IP54) Фильтрующая прокладка для вентиляторов/решеток 148,5х148,5мм (несгораемое хим.волокно, IP54) 5 шт. Решетка с Фильтром на вытяжке для электрических щитов, замена 7F.05.0.000.2000 (размер 2, 150х150мм, IP54) Фильтрующий элемент (размер 2, IP54) Регулятор температуры внутри шкафа (термостат) для управления кондиционером (диапазон уставок 0. +60 C, 1НО, 10A, ширина 17.5мм, IP20 ) Регулятор внутренней температуры шкафа (термостат) (нагрев/охлаждение, диапазон уставок +5. +60 С, 10А/5А, 24-230VAC/24-60VDC, монтаж на DIN-рейку) Защитный кожух для вентиляторов/решеток 148,5х148,5мм (нерж.сталь, уплотнение силикон, IP56)
Охлаждение 55…105 м 3 /ч
- Finder Вентилятор с фильтром для электрических щитов, замена 7F.50.8.230.3100 (размер 3, 204х204мм, 230VAC, 100м3/ч, 22Вт, IP54) Вентилятор с фильтром для электрических щитов, замена 7F.50.9.024.3100 (размер 3, 204х204мм, 24VDC, 100м3/ч, 22Вт, IP54) в комплекте с фильтрующей прокладкой (204х204мм, воздушный поток 105 м3/ч, 220 VAC, IP54) Решетка с фильтрующей прокладкой (204х204х24мм, IP54) Фильтрующая прокладка для вентиляторов/решеток 204х204мм (несгораемое хим.волокно, IP54) 5 Регулятор температуры внутри шкафа (термостат) для управления кондиционером (диапазон уставок 0. +60 C, 1НО, 10A, ширина 17.5мм, IP20 ) Регулятор внутренней температуры шкафа (термостат) (нагрев/охлаждение, диапазон уставок +5. +60 С, 10А/5А, 24-230VAC/24-60VDC, монтаж на DIN-рейку) Решетка с Фильтром на вытяжке для электрических щитов, замена 7F.05.0.000.3000 (размер 3, 204х204мм, IP54) Фильтрующий элемент (размер 3, IP54)
Охлаждение 105…230 м 3 /ч
- Регулятор температуры внутри шкафа (термостат) для управления кондиционером (диапазон уставок 0. +60 C, 1НО, 10A, ширина 17.5мм, IP20 ) Регулятор внутренней температуры шкафа (термостат) (нагрев/охлаждение, диапазон уставок +5. +60 С, 10А/5А, 24-230VAC/24-60VDC, монтаж на DIN-рейку) Вентилятор с фильтром для электрических щитов (размер 4, 250х250мм, 230VAC, 230м3/ч, 40Вт, IP54) Вентилятор с фильтром для электрических щитов (размер 4, 250х250мм, 24VDC, 230м3/ч, 26Вт, IP54) Решетка с фильтром на вытяжке для электрических щитов (размер 4, 250х250мм, IP54) Фильтрующий элемент (размер 4, IP54)
Охлаждение 230…370 м 3 /ч
- Регулятор температуры внутри шкафа (термостат) для управления кондиционером (диапазон уставок 0. +60 C, 1НО, 10A, ширина 17.5мм, IP20 ) Регулятор внутренней температуры шкафа (термостат) (нагрев/охлаждение, диапазон уставок +5. +60 С, 10А/5А, 24-230VAC/24-60VDC, монтаж на DIN-рейку) Вентилятор с фильтром для электрических щитов (размер 4, 250х250мм, 230VAC, 370м3/ч, 70Вт, IP54) Решетка с фильтром на вытяжке для электрических щитов (размер 4, 250х250мм, IP54) Фильтрующий элемент (размер 4, IP54)
Обогрев до 25 Вт
- Регулятор температуры внутри шкафа (термостат) для управления теном (диапазон уставок 0. +60 C, 1НЗ, 10A, ширина 17.5мм, IP20 ) Регулятор внутренней температуры шкафа (термостат) (нагрев/охлаждение, диапазон уставок +5. +60 С, 10А/5А, 24-230VAC/24-60VDC, монтаж на DIN-рейку) Обогреватель для шкафа (мощность 25 Вт, 110-230V AC/DC, 41х41х125мм)
Обогрев 25…50 Вт
- Регулятор температуры внутри шкафа (термостат) для управления теном (диапазон уставок 0. +60 C, 1НЗ, 10A, ширина 17.5мм, IP20 ) Регулятор внутренней температуры шкафа (термостат) (нагрев/охлаждение, диапазон уставок +5. +60 С, 10А/5А, 24-230VAC/24-60VDC, монтаж на DIN-рейку) Обогреватель для шкафа (мощность 50 Вт, 110-230V AC/DC, 41х41х125мм)
Обогрев 50…100 Вт
- Регулятор температуры внутри шкафа (термостат) для управления теном (диапазон уставок 0. +60 C, 1НЗ, 10A, ширина 17.5мм, IP20 ) Регулятор внутренней температуры шкафа (термостат) (нагрев/охлаждение, диапазон уставок +5. +60 С, 10А/5А, 24-230VAC/24-60VDC, монтаж на DIN-рейку) Обогреватель для шкафа (мощность 100 Вт, 110-230V AC/DC, 63х70х140мм) Обогреватель для шкафа (мощность 86-100 Вт, 110-240VAC, 90х165х75мм)
Обогрев 100…150 Вт
- Регулятор температуры внутри шкафа (термостат) для управления теном (диапазон уставок 0. +60 C, 1НЗ, 10A, ширина 17.5мм, IP20 ) Регулятор внутренней температуры шкафа (термостат) (нагрев/охлаждение, диапазон уставок +5. +60 С, 10А/5А, 24-230VAC/24-60VDC, монтаж на DIN-рейку) Обогреватель для шкафа (мощность 150 Вт, 110-230V AC/DC, 63х70х220мм) Обогреватель для шкафа (мощность 130-150 Вт, 110-240VAC, 90х180х75мм)
Инженер ООО «КИП-Сервис»
Хоровец Г.Н.
350000, Краснодарский край, г. Краснодар, ул. им. Митрофана Седина, 145/1
ИНН 2308073661, КПП 231001001
Читайте также: