около Дэн Джонс, Incremotion Associates

Новые конструкции вентиляторов помогают снизить уровень тепла, пыли и избыточной влажности в системах охлаждения.

Важным, но часто второстепенным фактором в системах управления и шкафах управления является охлаждение. Электронное управляющее оборудование, такое как контроллеры и приводы, особенно оборудование, размещенное в корпусах с небольшим естественным движением воздуха или вообще без него, особенно чувствительно к чрезмерному нагреву. Электронное оборудование часто выделяет много тепла, которое необходимо рассеивать и отводить, в противном случае это может негативно сказаться на оборудовании, сократив срок его службы и вызвав сбои в работе.

Для нормальной работы электронное управляющее оборудование должно поддерживать безопасную рабочую температуру внутри корпуса оборудования. Добавление целого ряда условий окружающей среды, связанных с высокой температурой (как внутренней, так и внешней), пылью и избыточной влажностью (водой), усложняет конструкцию любой панели управления. Однако новые охлаждающие модули помогают решить эти проблемы.

Охлаждение панели управления
Типичная установка вентилятора содержит защитный кожух для защиты пальцев пользователя. Однако, хотя защита для пальцев защищает пользователя, она неэффективна против попадания пыли и воды в блок управления и панель. Нужно быть обеспокоенным ухудшением производительности. В крайнем случае электронное управляющее оборудование может быть отключено.

Новые охлаждающие модули могут быть оснащены одним или несколькими фильтрующими блоками, способными предотвращать попадание пыли и воды в управляющее оборудование. Эти охлаждающие модули сконструированы в соответствии с самыми строгими требованиями. Например, стандарт Международной электротехнической комиссии (МЭК) IEC 60529 предлагает различные уровни или степени защиты (IPs) от проникновения посторонних лиц (пальцев), пыли и влаги (конденсата и потока воды). Таблица 1 содержит обозначения IP-кодов, буквенную маркировку и условия тестирования. Первая цифра IP указывает на размер защищаемого объекта, а вторая цифра указывает на уровень защиты, который обеспечивает корпус от вредного проникновения воды в любом виде.

Фильтрация различных объектов
Фильтры являются наиболее эффективным методом блокирования крупных предметов и частиц пыли размером до 0,03 мкм. Большинство фильтров оцениваются по их способности или эффективности удаления частиц пыли (IPEX) из проходящего через них воздуха. Следует иметь в виду, что по мере продолжения процесса фильтрации способность фильтра улавливать влагу снижается, а это означает, что фильтры требуют периодической очистки.

В конфигурации, известной как тип плоской пластины, два расположенных бок о бок осевых вентилятора обеспечивают подачу воздуха для охлаждения электронных панелей управления как при нагнетании, так и при всасывании воздушного потока. Защитный кожух защищает пальцы от соприкосновения с движущимися лопастями вентилятора, а все охлаждающие детали привинчены друг к другу, образуя плоский пластинчатый охлаждающий модуль.

Пластиковый или металлический колпак предотвращает попадание воды внутрь модуля. Это также обеспечивает вентиляционный зазор для корпуса модуля и близлежащей стены. Решетка удерживает фильтрующий материал и крепит корпус модуля к монтажной раме. Для создания необходимого осевого воздушного потока используется один осевой вентилятор. Фильтрующий материал удаляет пыль и капли воды из воздуха, поступающего в электрический шкаф управления.

Вычисление необходимого расхода воздуха
Выбор оптимальной производительности охлаждения включает в себя выбор воздушного потока вентилятора в соответствии с желаемыми условиями окружающей среды. Выбор правильного осевого вентилятора включает в себя ряд расчетов. Для расчета требуемого расхода воздуха используется график, обозначенный как график быстрой оценки расхода воздуха. Этот рисунок представляет собой комбинацию двух отдельных диаграмм, правильно выровненных по вертикали, чтобы обеспечить жизнеспособное решение.

Этот процесс начинается с приведенного ниже уравнения:

V = 1/20 x {(Q/ΔT-U) x S} x SF

где:
Q = тепловой коэффициент в ваттах
ΔT = выбранное повышение температуры в градусах C
U = коэффициент теплопередачи в ваттах/ (квадратный метр х Кельвин)
S = эффективная площадь теплового излучения в квадратных метрах
SF = коэффициент запаса прочности
V = расчетный расход воздуха в кубических метрах в минуту

Процесс расчета начинается ниже:

Сначала выберите Q = 450 Вт и ΔT в качестве температуры 20°C. Найдите пересечение этих двух элементов, расположенных на графике быстрой оценки расхода воздуха, и обозначьте это пересечение точкой A. Затем проведите горизонтальную линию справа, пересекающую семейство наклонных линий при правильном значении эффективной площади или поперечного сечения, излучающего тепло. Точка пересечения этих двух параметров производительности обозначена как точка B.

Затем проведите вертикальную линию вниз от точки B, чтобы она пересекла ось X. Значение по оси X с правой стороны указывает на величину воздушного потока, которая составляет 0,5 м³/мин. Умножьте это значение на коэффициент запаса прочности, равный 2, чтобы получить окончательный ответ, равный 1,0 м³/мин или 35,3 фута³/мин.

Определение рабочей среды управляющего оборудования
При выборе вентилятора необходимо учитывать ряд факторов, обеспечивающих достаточный поток воздуха для охлаждения внутренней части блока управления. Наиболее важными из них являются:

• необходимый поток воздуха
• степень загрязнения или контаминации
• воздушные зазоры и утечки внутри блока управления
• скопилось ли больше загрязненной пыли и других мелких частиц снаружи или внутри блока управления

Хорошим рабочим примером является приложение для очистки помещений. В этой среде степень загрязнения обозначается как степень загрязнения 1. Осевой вентилятор используется с фильтрующей панелью в конфигурации нагнетательного типа. Фильтр работает таким образом, чтобы пыль, находящаяся внутри панели управления, не попадала во внешнюю среду.

Вентилятор и фильтрующая панель выбранного осевого вентилятора должны обеспечивать достаточное охлаждение для эффективного охлаждения блока панели управления. А надлежащее охлаждение электроники панели управления значительно продлевает срок службы блока управления.

В будущем можно ожидать, что требования к охлаждению панелей управления станут более сложными. Необходимы более разнообразные решения в сочетании с более простыми конфигурациями монтажа и удобными для пользователя установками.

Информация о перепечатке >>

Ориентал Мотор США
www.orientalmotor.com