Шкафы управления, где монтируется пассивное и активное электрооборудование, используются в разных условиях. Температура окружающей среды колеблется в пределах +-30°C, но для надежной работы автоматики рекомендуется поддерживать ее на уровне +20°C. Такой режим обеспечивает минимальное количество отказов, низкие затраты на техническое обслуживание.
Особенно важно регулировать микроклимат внутри электрошкафов при температурах близких к 0°C или ниже. При работе любое оборудование выделяет тепло, которое приводит к образованию конденсата. Влага, как и оседающая пыль, негативно воздействует на металлические поверхности.
Избежать последствий запыления и высокой влажности помогают системы контроля климата: нагреватели, вентиляторы, термостаты. На российском рынке электрооборудования представлены изделия торговой марки Meyertec. Они предназначены для работы в температурном диапазоне от -35°C до +70°C (выдерживают до 1 млн переключений под максимальной нагрузкой).
Зачем нужны вентиляторы, нагреватели и термостаты в шкафу управления
Основная задача поддержания заданной температуры внутри шкафа управления – исключить риски конденсации влаги на металлических поверхностях, внутри электротехнических устройств. Если на стенках и дверце она приводит к коррозии, отслоению покрытия краски и ухудшению внешнего вида конструкции, то внутри приборов, например автоматов, вероятно замыкание, искрение. В результате выходит из строя дорогостоящее оборудование, возможно возникновение серьезной аварии.
Особенности регулировки микроклимата:
- Оптимальные условия работы электрооборудования — температуры от +10°C до +45°C.
- В зависимости от степени нагрева нормой считается относительная влажность воздуха 30-90%.
- В неотапливаемых помещениях или на улице в электрошкаф ставится обогреватель.
Мощность нагревательного блока подбирается исходя из условий эксплуатации, выделяемого тепла и площади поверхности шкафа. То же относится к вентиляторам, которые удаляют влагу из воздуха внутри конструкции. Все нацелено на исключение рисков осаждения воды на клеммниках и внутри корпусов электротехнических изделий. Чем больше ее накапливается, тем выше риски замыканий.
Расчет системы поддержания микроклимата осуществляется на этапе проектирования конкретного узла. Возможна установка и впоследствии, если шкаф наполняется оборудованием постепенно, по мере подключения новых контуров. Важно, чтобы после монтажа не изменялось тепловыделение самих компонентов и оставались прежними внешние условия.
Непонимание, зачем нужен термостат в шкафу автоматики, или его неправильный выбор приводит к появлению коррозии, ухудшающей качество соединений. Это снижает безремонтный срок службы приборов, приводит к выходу из строя полупроводниковых схем. Особое внимание температурному режиму следует уделять при использовании частотных преобразователей, тиристорных регуляторов.
Применение термостатов с вентиляторами и нагревателями
Система микроклимата складывается из нагревателей и/или вентиляторов, термостатов, ответственных за их запуск и отключение при выходе температуры из заданного диапазона.
Особенности установки вентиляторов:
- Рекомендуется монтировать их в нижней части шкафа, а сверху ставить решетки с фильтром для полной изоляции внутреннего пространства.
- Мощность вентилятора желательно подбирать исходя из формулы, учитывающей высоту над уровнем моря, рассеивание, разницу между внутренней и наружной температурой.
- Размер фильтрационного блока лучше выбирать на 25-30% больше диаметра вентилятора, чтобы исключить образование теплых зон в верхней части шкафа.
- При отсутствии фильтров с большим сечением допускается ставить два и более, рядом друг с другом.
Применение термостата увеличивает срок службы вентиляторов и фильтров, позволяет экономить электроэнергию, особенно в благоприятных климатических условиях. Ниже представлена формула для расчета воздушного потока V:
V = f * Pv/ΔT
Здесь f – это коэффициент зависимости от высоты местности над уровнем моря. Так, при значении 0-100 м выбирается 3.1, при высоте 100-250 м – 3.2, 250-500 м – 3.3, 500-750 м – 3.4, 750-100 м – 3.5. Значение Pv – это тепловая энергия, образующаяся от нагревания работающего оборудования. Оно вычисляется при проектировании. Параметр ΔT – это разница температуры внутри и снаружи шкафа.
Нагревательные элементы для электрошкафов имеют положительный температурный коэффициент РТС (позистор). При нагреве окружающего воздуха автоматически увеличивается сопротивление, снижается потребляемая оборудованием мощность. На этом основано саморегулирование системы, экономия электроэнергии в периоды, когда не требуется обогрев.
Между корпусом нагревателя и оборудованием электрошкафа рекомендуется оставлять свободное пространство для более точного регулирования температуры.
Естественное распространение тепла от нагревателя внутри конструкции шкафа достигается за счет его вертикального монтажа.
Выбор этого модуля зависит от расчетной мощности P. Она определяется формулой:
P = Pv – A x k x ΔT
Здесь Pv – это мощность рассеивания (тепловая энергия, образуемая работающим оборудованием), A – эффективная площадь поверхности шкафа автоматики, k – коэффициент теплоотдачи материала, из которого изготовлен шкаф, а ΔT – разность между температурой внутри и снаружи. Мощность нагревателя должна соответствовать параметрам термостата и вентиляторов.
Компоненты микроклимата шкафов управления Meyertec
Выбор оборудования зависит от комплектации шкафа управления, назначения, конкретных климатических условий эксплуатации.
Доступны следующие виды нагревателей:
- щитовые нагреватели MTK-EH — монтируются на DIN-рейку, обеспечивают саморегуляцию температуры;
- щитовые нагреватели MTK-SH10 — компактны, допускают монтаж в любом положении, температура саморегулируется;
- нагреватели с вентилятором MTK-FH — компактны, имеют защитный пластиковый корпус,поддерживают быстрый нагрев и равномерное распространение тепла.
Основное назначение термостата – регулировать работу вентиляторов и нагревателя. Он полностью компенсирует вероятные недостатки постоянного функционирования системы вентиляции, нагрева сверх меры без учета реальной температуры. Ведь важно избегать как перегрева оборудования, так и его переохлаждения.
Варианты термостатов от Meyertec:
- МТК-СТ0 – для вентиляторов.
- МТК-СТ1 – для нагревателей.
- МТК-СТ2 – комбинированный прибор (для вентиляторов и нагревателей).
На официальном сайте Meyertec имеется калькулятор для конфигурирования микроклимата шкафа в режиме онлайн.
Пользователю достаточно выбрать габариты шкафа, тип монтажа (настенный и пр.), материал, место эксплуатации, высоту над уровнем моря, температуру внутри-снаружи шкафа и мощность тепловых потерь оборудования.
На основании внесенных данных система автоматически рассчитает, какие модели нагревателей и вентиляторов будут оптимальны для применения в конкретных условиях. В базу заранее внесены преимущества предлагаемых типов приборов, от температурного диапазона до возможностей по регулировке режима. При появлении вопросов достаточно обратиться к менеджеру компании для подробной консультации.