İstilik problemləri? Davamlı elektrik şkafları istilik problemlərini həll edir

Elektrik Şkafında İstilik Yığılmasının Anlaşılması

Elektrik şkafında yayılmış daxili və xarici istilik mənbələri

Günlük quraşdırdığımız elektrik şkafları daxildən və xaricdən gələn ciddi istilik problemləri ilə üzləşir. Bu şkafın daxilində, təchizat blokları, mühərrik sürüləri kimi şeylər iş zamanı təxminən 15% itkiyə səbəb olur və bu itki istiliyə çevrilir. Xarici mühitdə isə? Günəş də çox güclü təsir edir. Açıq hava şəraitində konteynerlərin səth temperaturu ətrafındakıdan tez-tez 20 dərəcə Selsi qədər yüksək olur. Yaxınlıqdakı digər sənaye sahələrinin yaratdığı istiliyi də unutmayın. Metal tökmə zavodları, kimyəvi emal sahələri avadanlığımıza təsir edən istilik yayır. Bütün bunları nəzərə alsaq, sıx quraşdırılmış sistemlərdə bəzən hər kubmetrə 500 vatdan artıq olan istilik yükü ilə qarşılaşırıq. Bu o deməkdir ki, gələcəkdə etibarlı işləməni təmin etmək üçün düzgün istilik planlamasına layihələndirmə mərhələsindən başlamaq lazımdır.

İstiləşmə əlamətlərini tanımaq: Komponent gərginliyindən sistemin çıxışına qədər

Avadanlıq çox isti olmağa başlayanda relelərin qəribə davranması, PLC-lərin normaldan daha yavaş işləməsi və temperatur dəyişikliklərindən dolayı içəridə nəm birikməsi kimi aydın əlamətlər mövcuddur. Həqiqi problem isə vəziyyətin daha da pisləşməsi ilə yaranır. Komponentlərdə fiziki zədələnmələri müşahidə etməyə başlayırıq: misin oksidləşdiyi yerlərdə lövlərin üzərində qəhvəyi ləkələr görünür, metal birləşmə qutularının formasını itirməsi və sanki partlayacaqmış kimi şişmiş kondensatorlar. Bu problemlərə diqqət edilmədikdə ciddi arızalar meydana çıxır. İnzibati müqavimət normadan xeyli aşağı düşür (tipik olaraq təxminən 1 milyon om, lakin biz onun təxminən 70% azaldığını müşahidə edirik) və kontaktorlar sabit istiliyə məruz qaldıqda daha tez-tez nasazlaşır. Bu isə gözlənilməz dayanmaların ehtimalını artırır və şirkətlər üçün vaxt və pul itkisinə səbəb olur.

Ətraf temperaturunun elektrik şkaflarının soyudulma səmərəliliyinə təsiri

Soyutma sistemlərinin səmərəliliyi, əsasən, avadanlığın daxilindəki və ətrafındakı hava temperaturu arasındakı fərqdən asılıdır. Ətraf mühitin temperaturu 25 dərəcə Selsiyi (təxminən 77 Farenheit) keçdikcə, təbii konveksiya artıq eyni qədər yaxşı işləmir. Bu nöqtədən sonra hər 10 dərəcəlik yüksəliş səmərəliliyi təxminən 35% azaldır. Xarici temperatur təxminən 40 dərəcə Selsiyə (və ya 104 Farenheit) çatdıqda vəziyyət ciddiləşir. Bu nöqtədə bir çox qapalı şasinin daxilində temperatur təhlükəli 55 dərəcə (təxminən 131 Farenheit) həddini keçməyə başlayır ki, bu da yarımkeçiricilərin xətalarının eksponent olaraq artmasının başlanğıcı sayılır. Belə risklərə görə də yüksək temperatur şəraitinə malik bölgələrdə və ya havanın dolaşmasının pis olduğu yerlərdə aktiv soyutma həlləri mütləq tələb olunur.

Termal performans üçün davamlı elektrik şasinin layihələndirilməsi

Materialın Seçilməsi: Alüminium vs. Polad vs. Kompozit Şasiler

Qutular üçün hansı materialı seçdiyimiz, onların istiliyi necə idarə etdiyi və müddət uzadıqca nə qədər davamlı olduğu baxımından həqiqətən əhəmiyyətlidir. Məsələn, alüminiumu götürək. O, təxminən 205 vat metr Kelvin temperaturda istilik keçiriciliyinə malikdir ki, bu da poladdan üç ilə beş dəfə yaxşıdır. Bu o deməkdir ki, alüminium passiv olaraq istiliyi olduqca səmərəli şəkildə yayır, buna görə də HVAC idarəetmə sistemləri və böyük günəş fermaları kimi sahələrdə çox yaxşı işləyir. İndi poladın da öz yeri var, çünki struktur baxımından daha möhkəmdir və buna görə də bir çox ağır sənaye sahələri istilik keçiriciliyinin yalnız təxminən 45 vat metr Kelvin olması faktına baxmayaraq onu seçir. Bu aşağı rəqəm adətən əlavə soyutma həllərinin tələb olunduğu anlamına gəlir. Daha sonra şüşə liflə gücləndirilmiş politrifter kimi kompozit variantlar var. Bu materiallar korroziyaya qarşı çox yaxşı müqavimət göstərir və orta istiliyi dözə bilir, buna görə də kimyəvi maddələrin mövcud olduğu zorlu yerlərdə və ya duzlu havanın digər materialları daha sürətlə parçaladığı offshore platformalarda yaxşı seçimlər olur.

IP və NEMA/UL Reytingləri: Qorunmanı istilik tələblərinə uyğunlaşdırma

Mühitin qorunması reytinqlərini düzgün təyin etmək, əsasən avadanlığın istilik idarə edilməsi üçün həqiqətən ehtiyac duyduğu şərtlərlə uyğunlaşdırılması deməkdir. Məsələn, IP54 reytinqli qutular tozu və su püskürməsini xaricdə saxlayır, lakin hələ də havanın təbii olaraq keçməsinə imkan verir ki, bu da avadanlıqların öz-özünə soyumasına kömək edir. Digər tərəfdən NEMA 12 kabinetləri yağ və soyuducuların daxil olmasının qarşısını alır, eyni zamanda hava axışını tamamilə mane etmir. Bu, komponentlərin soba verməməsi üçün kifayət qədər konveksiyanın baş verməsinə imkan verir. Rütubət və ya kimyəvi maddələr problemlidirsə, UL Tip 4X sertifikatlı dizaynlar tətbiq olunur. Bu sistemlər xüsusi su itələyici filtrləri və bütün sistemin ətrafında diqqətlə yerləşdirilmiş ventilyasiya deliklərini özündə birləşdirir. Belə quruluş, xarici şərait çətin olsa belə, daxili temperaturu sabit saxlayır və eyni zamanda qutunun daxilində təmiz iş mühitini qoruyur. Bir çox sənaye müəssisələri bu birləşmənin onların konkret tətbiq sahələri üçün ən yaxşı işlədiyini müşahidə edir.

Təbii Hava Dövranı və İstiliyə Müqavimət üçün İnnovativ Dizaynlar

Bu gün kabinlərin dizaynı passiv soyutma baxımından daha ağıllı hala gəlir. Perforasiyalı damlar, bucaqlı lövzerlər və addımlı şəkildə yerləşdirilmiş komponentlər kimi xüsusiyyətlər birlikdə işləyərək isti havanı yuxarıya doğru hərəkət etdirir və kabinetin daxilindəki həssas elektron hissələrdən uzaqlaşdırır. ABB-nin 2022-ci il istilik tədqiqatına görə, bu yanaşma daxili temperaturu faktiki olaraq 8-12 dərəcə Selsi qədər azalda bilər. Başqa bir vacib inkişaf isə bütün birləşmə yerlərində istifadə edilən istilikkeçirici polimer keçirmələrdir. Bu xüsusi materiallar istiliyin xaric olmasına imkan verir, eyni zamanda toz və nəmliyi daxil etmir ki, bu da səhralar kimi çətin mühitlərdə və ya temperatur ekstremallığı tez-tez rast gəlinən tropik regionlarda yerləşən günəş fermalarında və ya külək turbinlərində istifadə olunan avadanlıqlar üçün xüsusilə vacibdir.

Yüksək İstilik Tələb Eden Elektrik Kabinet Tətbiqləri üçün Aktiv Soyutma Həlləri

Etibarlı Aktiv Soyutma üçün Kabinet Kondisionerləri və Fanlardan İstifadə

Çox isti şəraitlə məşğul olarkən, aktiv soyutma qurğuları, adətən, kabinet kondisionerləri ilə dəyişən sürətli fanlar birgə işlədərək daxili temperaturun çox yüksəlməsinin qarşısını alır. Bu soyutma cihazları xarici temperatur 45 dərəcə Selsidən yuxarı çıxsa belə, olduqca yaxşı işləyir. Bunlarda daxili temperaturu davamlı izləyən və hava axınının miqdarını tənzimləyən termal sensorlar mövcuddur. Əsas üstünlük isə bu sistemlərin ənənəvi sistemlər kimi davamlı işləməməsidir. Bunun əvəzinə, yalnız lazımi hallarda işə düşür və bu da elektrik enerjisi sərfini təxminən 30-50 faiz azaldır. Bu, maşınların çoxlu istilik yaydığı zavodlar və ya anbarlanan və ya buraxılan enerji miqdarından asılı olaraq temperaturun əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdiyi batareya anbarlarında xüsusi fərq yaradır.

Qapalı Dövrə Soyutma Sistemləri: Təmizliyin və Səmərəliliyin Saxlanması

Qapalı dövriyyəli soyutma sistemləri, sistemin xarici havanın daxil olmasına mane olduğu üçün komponentlərin daha uzun ömürlü olmasını təmin edir. Bu sistemlər ətrafındakı adi havanı çəkmək əvəzinə, istiliyi daxildə və xaricdə olan xüsusi istilik mübadilə cihazları vasitəsilə daşıyır. Keçən il dərc olunmuş tədqiqat göstərdi ki, tozlu sənaye sahələri və ya sahil yaxınlığında yerləşən komponentlər bu üsulu tətbiq etdikdə təxminən 40% daha uzun işləyir. Səbəb odur ki, toz hissəcikləri və duzlu su buxarı avadanlıqların daxilinə keçib uzun müddətli zərər verməsinə imkan verilmir. Bu, yarımkeçirici istehsalat zavodları və dənizdəki neft qurları kimi avadanlıqların çıxması maliyyət itkisi və dayanma ilə nəticələnə biləcək yerlər üçün xüsusi önəm daşıyır.

Tədqiqat: Aktiv İstilik İdarəetməsi ilə Avadanlıq Arızasının Qarşısının Alınması

Bir günəş invertoru istehsalçısı bu xüsusi hibrid soyutma qurğusunu quraşdırdıqdan sonra gözlənilməz dayanma müddətini təxminən səkkizdə yeddi qədər azaltdı. Sistem güc komponentləri üçün maye ilə soyudulan lövhələri adi şkafların kondisionerləri ilə birləşdirir. Nə baş verdi? Hətta bütün sistem maksimum iş rejimində işlədikdə belə, daxili temperatur problemlər yaranacaq səviyyənin 22 dərəcə altında saxlanıldı. Artıq həssas lövhələrə isidilmə zərəri dəymir və buna görə də texniki xidmət artıq hər altı ayda deyil, iki il aralıqla aparılır. Bundan əlavə, bütün bu dəyişikliklər onların hər kəsin əməl etməli olduğu vacib UL 508A təhlükəsizlik tələbləri daxilində qalmasını təmin etdi.

Sürdürülebilir və Az Təmir Tələb Eden Elektrik Şkafları üçün Passiv Soyutma Strategiyaları

Passiv İstilik Dağılmasında Termal Radiasiya, Konveksiya və Kondüksiyon

Passiv soyutma əsasən üç əsas mexanizm vasitəsi ilə işləyir. Birincisi, detalların istiliyi infraqırmızı dalğalar şəklində yaydığı radiasiyadır. İkincisi, isti hava təbii olaraq yuxarı qalxıb avadanlıqların yuxarı hissəsindəki açılıqlardan çıxdığı konveksiya prosesidir. Üçüncüsü isə alüminium kimi metallardan hazırlanmış istilik yayıcıların (reber) həssas komponentlərdən istiliyi uzaqlaşdırdığı konduksiya (istilik keçirmə) hadisəsidir. Passiv sistemlərin bu qədər cəlbedici olması onların heç bir mexaniki hissəyə və ya xarici elektrik mənbəyinə ehtiyac duymamasıdır. Bu sadəliyə baxmayaraq, çoxu sənaye müəssisələri bu metodların qəbul edilə bilən iş temperaturlarını saxlamaq üçün kifayət qədər effektiv olduğunu nümayiş etdirir. Keçən il 'Thermal Systems Journal' jurnalında dərc olunmuş tədqiqata görə, sənaye sahələrinin təxminən səkkizdə səkkizi yalnız passiv üsullarla işləməklə təhlükəsizlik hədləri daxilində qalır.

IP Reytingini Pozmamaq Şərti ilə Səth Sahəsinin və Ventilyasiyanın Maksimuma Çatdırılması

Yeni dizayn yanaşmaları artıq istiliyi aradan qaldırmağa kömək edir və eyni zamanda ekoloji cəhətdən dostluğunu saxlayır. Şkafların dalğavari və ya qucaqşəkilli divarları olması halında, istiliyin radiasiya yolu ilə yayılmasında və konveksiya hesabına hərəkətində ümumi səthin təxminən 25-40 faiz artırır. Bu havalandırma deliklərindəki lövherlər iki məqsəd daşıyır: hava axınını yönəldir, lakin toz və suya qarşı IP54 və IP65 standartlarına uyğun olaraq davamlı qalır. Kabellərin daxil olduğu yerlərdə olan dəliklər qutunun ümumi sıxlığını pozmadan isti havanın xaric olmasına imkan verir. Nümunə kimi alüminium qutuları götürək. İstehsalçılar ventilyasiya deşiklərini düzgün yerləşdirdikdə, temperatur adi metal qutularla müqayisədə 8-12 dərəcə Selsiyə qədər azalır. Bu, yük altında avadanlıqların performansını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.

Tələbkar Mühitlərdə Passiv və Aktiv Soyudulmanın Hansının Seçilməli Olduğu

Passiv soyutma, ətraf temperaturu təxminən 35 dərəcə Selsi və ya 95 Farenheitin altında sabit qaldığı yerlərdə çox yaxşı işləyir. Həmçinin hər bir şkafın təxminən 500 vattdan artıq istilik hasil etmədiyi hallar üçün, eləcə də uzaq məsafədə yerləşən və ya minimal təmir-tikinti tələb edən qurğular üçün uyğundur. Lakin istilik 800 vattın üstünə çıxdıqda və ya xarici temperatur normal aralıqlardan kifayət qədər fərqləndikdə aktiv soyutma zəruri hala gəlir. Eyni şəkildə temperaturun iki dərəcə ərzində çox dəqiq nəzarət tələb edən tətbiqlər üçün də belədir. Hibridda yanaşmalar bu ekstremallar arasında bir şey təklif edir. Bu yanaşmalar əsasən passiv üsullara söykənir, lakin tələbin artması halında fanlar və ya soyuducular kimi əlavə soyutma komponentlərini işə salır. Bu qarışıq metod enerjini qoruyarkən eyni zamanda düzgün iş şəraitinin saxlanmasına kömək edir.

SSS

Elektrik şkaflarında sobalanmanın ümumi göstəriciləri nələrdir?

İstiləşmənin əlamətlərinə avadanlıqların qəribə davranması, performansın yavaşlaması, daxili nəm birikməsi, PCB lövhələri və kondensatorların şişməsi kimi komponentlərdə fiziki zədələnmə daxildir. İstiləşmə izolyasiya müqavimətinin azalmasına və komponentlərin çıxmasına səbəb ola bilər.

Elektrik şkaflarının dizaynında material seçiminin əhəmiyyəti nədir?

Material seçimi istiliyin idarə edilməsini və möhkəmliyi təsir edir. Alüminium yüksək istilik keçiriciliyinə görə istiliyi səmərəli şəkildə yayır və HVAC sistemləri və günəş fermaları üçün uyğundur. Polad konstruktiv möhkəmlik təmin edir, lakin əlavə soyutma tədbirləri tələb edir. Kompozit materiallar korroziyaya davamlıdır və orta istiliyi idarə edə bilir, bu da onları ağır kimyəvi mühitlər üçün ideal edir.

Elektrik şkaflarının dizaynında IP və NEMA/UL reytinqlərinin əhəmiyyəti nədir?

Mühitə qarşı mühafizə reytinqləri, şkafların istilik idarəetmə ehtiyaclarını ödəyə biləcəyini təmin edir. IP54 reytinqli qablar təbii hava axınını asanlaşdırır, NEMA 12 şkaflar isə yağ və soyuduculardan qoruyur. UL Tip 4X konstruksiyaları nəmli və kimyəvi maddələrlə dolu mühitlər üçün uyğundur və sabit temperaturu saxlayır.

Passiv soyutma strategiyaları necə işləyir?

Passiv soyutma mexaniki hissələr və ya xarici elektrik olmadan radiasiya, konveksiya və istilik keçiriciliyindən istifadə edir. Tipik metodlar istilik sinklərindən və təbii istilik səpilməsindən istifadə edərək təhlükəsiz iş temperaturunu saxlamaq üçün strateji olaraq hazırlanmış şkaflardan ibarətdir.