側裝式電氣柜空調
緊湊型
超薄型
頂裝式電氣柜空調
熱管熱交換器
(空氣/空氣熱交換器)
側裝式
頂裝式
空氣/水熱交換器
側裝式
頂裝式
工業冷水機
風冷式
水冷式
工業油冷機
激光冷水機
 
技術支持
 
機柜溫控產品的設計選型

在機柜設計過程中,通?紤]以下幾點:
1)電池柜和主設備箱體通常采用分體式或電池內置式結構
2)電池柜通常采用自然通風設計,不要忘記在百業窗口加防塵網,慮網,防護等級較主設備箱體較低。
3)主設備箱體防護等級較高,設計時要充分考慮機柜的密封性。

以下為采用各種方式的優缺點:
1)
風扇(過濾風扇)特別適用于經濟的排出高熱負載。只有在柜內溫度高于環境溫度時,使用風扇(過濾風扇)才是有效的。
  因為熱空氣比冷空氣輕,柜內空氣流向應當是由下往上,因此,通常情況下,應在柜體的前門或者側壁板的下方作為進氣口,上方作為排氣口。
  如果工作現場的環境比較理想,沒有粉塵、油霧、水汽等影響柜內的各元器件正常工作的,可采用進氣口裝風扇(軸流風機),排氣口有可能的話加裝一裝飾板,進氣口為了安全和美觀,可以在外面加裝一風機裝飾板。
  如果工作現場的環境不理想,含有粉塵、油霧、水汽等影響電氣控制柜內的各元器件正常工作的,那就應該在進氣口選用過濾風扇,在排氣口選用過濾柵,以防止粉塵、油霧、水汽等進入電氣控制柜內,F在國內外有不少廠家都有成熟的產品供應,安裝簡單方便,而且可以很方便地更換其中的過濾墊。過濾墊一般分為無紡纖維過濾墊和細過濾墊,其中無紡纖維過濾墊用于防止10微米以上的灰塵顆粒,細過濾墊用于防止10微米以下的灰塵顆粒。但是選用過濾風扇時,柜內外的空氣是沒有隔絕的,仍然有可能因為灰塵、水汽、腐蝕性氣體的進入而損壞元器件及影響元器件正常工作。
  風扇(過濾風扇)的選型可以根據柜內溫度與環境溫度的差值以及柜內熱損耗在風扇的特性曲線表中選取。 CAD/CAM/CAE綜合資訊網站論壇3C#` H a d$C 風扇(過濾風扇)是使用最普遍的方法。

二. 空調:
   風扇適用于柜內溫度高于環境溫度,但是當環境溫度高于柜內溫度或者環境溫度高于  柜內要求的溫度(一般為35℃)時,那就應該考慮使用工業空調器了。還有當柜內外空氣循環要求隔絕時,也應該考慮使用工業空調器。
  空調采用壓縮機制冷原理進行強力制冷,實現對電氣控制柜內部溫度的恒溫控制,由于柜內外空氣循環相互隔絕,故可以有效地防止有害、潮濕的氣體及粉塵進入柜內。
  空調按照其安裝方式,一般可以分為:壁掛式(側裝式、嵌入式及柜內架裝式)和頂裝式。
  空調的選型也是根據柜內溫度與環境溫度的差值以及柜內熱損耗,從而確定空調所需要的制冷量來選取的,現在一般都是以下經驗公式來選取的。
其計算如下:QE=QV-KXAXΔT
式中:
QE----總的制冷量(W);
QV----柜內元器件總的熱損耗(W);
K ----熱傳導系數(W/m2K),其值根據柜體材料不同而不同,一般來說,鋼板為5.5,鋁板為11,塑料為0.3;
A ----柜體實際散熱面積(m2),柜體的安裝方式對柜體的散熱有較大影響,威圖提供了如下幾種典型安裝方式的散熱面積的計算:(寬=柜體寬,高=柜體高,深=柜體深)

· 單個柜體,四周有空:A=1.8X高X(寬+深)+1.4X寬X深
· 單個柜體,用于壁裝:A=1.4X寬X(高+深)+1.8X深X高
· 起始或終端柜體,四周有空:A=1.4X寬X(高+深)+1.8X寬X高
· 起始或終端柜體,用于壁裝:A=1.4X高X(寬+深)+1.4X寬X深
· 位于中間的柜體,四周有空:A=1.8X寬X高+1.4X寬X深+深X高
· 位于中間的柜體,用于壁裝:A=1.4X寬X(高+深)+深X高
· 位于中間的柜體,用于壁裝,頂部覆蓋:A=1.4X寬X高+0.7X寬X深+深X高 ΔT ----柜體內外的溫差,柜體內部的溫度(一般為35℃)減去柜體外面的溫度(即工作現場的環境溫度)。

空調安裝時應該注意以下幾點:
· 電氣控制柜必須密封;
· 頂裝空調器不能將電氣控制柜的頂板壓彎,必要時應加強頂板;
· 一定要注意冷凝水的排出,在安裝結束后應該將冷凝管插入導出孔,防止冷凝水流入柜體內,F在已經有生產廠家生產無冷凝水排出的空調(冷凝水迅速汽化)。
· 應該加裝門開關,在門打開時應切斷空調裝置,避免在柜內產生凝露,同時在門關上5分鐘之后才能再次接通空調裝置;
· 保持柜內空氣回路的暢通,在進風口及出風口避免受阻。
隨著空調技術的日益成熟,愈來愈多的用戶都提出電氣控制柜加裝空調的要求,現在國內外已有不少廠家生產各種規格的壁掛式和頂裝式空調,最大制冷量可達4000多瓦,可以滿足各種用戶的要求。另外為了滿足戶外型電氣控制柜散熱和通風的需要,有的生產廠家還生產戶外型空調器。
三.熱交換器:
  當柜內外空氣循環要求隔絕時,還可以考慮使用熱交換器。
  熱交換器按照其冷卻介質,一般可以分為:空氣/空氣熱交換器(冷卻介質為空氣)、空氣/水熱交換器(冷卻介質為水)。它們按安裝方式,均可分為:壁掛式和頂裝式。
  空氣/空氣熱交換器有兩個相互隔離的空氣流動空間,一個與電氣控制柜相通,另一個與外部空間相通,柜內的熱空氣被吸入熱交換器內,熱空氣的熱量通過散熱片由熱管傳到熱交換器的另一端,然后通過外部空氣的流動將熱量排到大氣中。使用這種熱交換器的前提條件是環境溫度必須低于柜內溫度。
  空氣/水熱交換器,其工作原理與空氣/空氣熱交換器是一樣的,只是冷卻介質是水,其優點是專門用于多塵、多油及高熱負載的地方?梢酝ㄟ^調節進口水溫度和流量來改變熱交換器的功率。但是,必須要有水源。
熱交換器的選型與風扇及空調的選型是相似的。

四.其他:
  如果工作現場的環境比較理想,柜中發熱元器件很少,其發熱量完全可以通過柜體自身的散熱解決時,可以不考慮散熱措施。
  當環境溫度比較高,或者因為其他原因,不適合于采用以上散熱方法時,可能需要建立一個電氣控制室,用來放置電氣控制柜。電氣控制室可以建立在遠離現場的地方,這樣就不受現場的影響,但是就增加了電纜鋪設、土建施工、空調安裝等費用,而且對于需要經常操作時,這樣也很不方便;也可以建立在現場,可能會受現場的影響,但是可以節省大量的電纜鋪設的費用,只需土建施工及空調安裝的費用,操作方便。最簡便的辦法就是用鋁合金等在現場建一個電氣控制室,這樣可以基本消除現場對電氣控制柜的影響,我認為這是一個簡單易行的辦法。
一、風扇冷卻:
  風扇冷卻是通過加強空氣對流來實現降溫,這種方法的優點是投入少、運行成本也很低,但是缺點尤其突出,因為在空氣對流的時候。外界空氣中的粉塵、油污、腐蝕性物質也隨著空氣進入控制柜,在靜電的作用下吸附在電子元件上,積少成多,在不同的工作環境下,有時候會腐蝕電路板,有的時候過厚的灰塵在潮濕后可以導電會造成短路、燒毀等事故。在國內甚至有這樣的用戶,在風扇冷卻效果不好的情況下,無可奈何,以至于打開機箱,用風扇直接對著電子元件吹風,這樣的后果就是灰塵積壓更加嚴重,而且在工作環境溫度很高的情況下,根本沒有起到冷卻的效果。
二、空調冷卻分為兩類:外部冷卻和內部冷卻。
1、空調外部冷卻主要指的是空調機房,把控制柜放置在空調房內,這種冷卻的方法有一定可行性,但是不足也 是很多。
① 外部冷卻不能深入冷卻機箱內部,重要元氣件的冷卻得不到保證
② 機房空調的投資非常大,運行成本很高,而且體積非常大,安裝起來不方便
③ 機房空調使用的時候,會出現房間中,熱空氣上升,冷空氣下降的現象,這樣控制柜上部的元件冷卻效果就不好。
④ 機房空調在工作的時候會產生大量的冷凝水,不容易排放
2、空調內部冷卻是通過在控制柜內部安裝小型空調來實現有效冷卻。這種冷卻的方法效果比較顯著,同樣也有許多客觀存在的問題。
①機柜空調的體積比較大,運行成本很高,安裝起來非常復雜。
②機柜空調在使用的時候也會產生冷凝水,排放很不方便,會給機箱內部電子元件帶來危險。
③機柜空調在使用的時候會有振動,而控制柜內的元件一般都比較精密,一旦由于空調的震動使元件出現松動,不光是控制柜內元件受損,甚至會影響到整條生產線的運轉。
④機柜空調一般安裝在控制柜的一側,這樣另外一側的元件有可能得不到有效冷卻。
⑤機柜空調受環境影響比較大,過濾網要經常的清洗,需要不定期的檢修,增加了維護成本,而且如果現場有 防爆要求,那空調的價格就更加昂貴。

 
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