گرمی کے مسائل؟ پائیدار الیکٹریکل الماری گرمی کے مسائل کا حل ہے

برقی کیبنوں میں حرارت کے اضافے کی تفہیم

برقی کیبنوں میں عام داخلی اور خارجی حرارت کے ذرائع

ہمارے روزانہ انسٹال کردہ الیکٹریکل کیبنز کو اندر اور باہر سے آنے والی شدید حرارتی چیلنجز کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ ان کیبنز کے اندر، بجلی کی فراہمی، موٹر ڈرائیوز وغیرہ جیسی چیزوں میں تقریباً 15 فیصد توانائی آپریشن کے دوران ضائع ہونے والی حرارت کے طور پر ضائع ہو جاتی ہے۔ باہر کی صورتحال؟ دھوپ بھی بہت زیادہ حرارت پیدا کرتی ہے۔ کھلے ماحول میں خانوں کی سطح کا درجہ حرارت اکثر ان کے اردگرد کے درجہ حرارت سے تقریباً 20 درجہ سیلسیس زیادہ ہو جاتا ہے۔ اور قریب میں چلنے والی تمام صنعتی سرگرمیوں کو بھی متوجہ رہنا چاہیے۔ دھات کی تیاری کی دکانیں، کیمیائی پروسیسنگ کے علاقے—یہ سب ہمارے آلات کو متاثر کرنے والی حرارت خارج کرتے ہیں۔ تمام عوامل کو ملا کر دیکھیں تو، گنجان انسٹالیشنز میں حرارتی لوڈ کبھی کبھی 500 واٹ فی کیوبک میٹر سے بھی تجاوز کر جاتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ مستقبل میں قابل بھروسہ کارکردگی کے لیے مناسب حرارتی منصوبہ بندی کا آغاز ڈیزائن کے مرحلے سے ہی ہونا چاہیے۔

زیادہ گرم ہونے کی علامات کو پہچاننا: جزوی تناؤ سے لے کر نظام کی ناکامی تک

جب آلات کو زیادہ گرم ہونا شروع ہوتا ہے، تو اس کے واضح نشانات ہوتے ہیں جیسے رلے عجیب طرح سے کام کرنا، پی ایل سیز کا معمول سے سست چلنا، اور درجہ حرارت میں تبدیلی کی وجہ سے اندر نمی جمع ہونا۔ اصل پریشانی تب شروع ہوتی ہے جب حالات مزید خراب ہوتے ہیں۔ ہمیں اجزاء پر جسمانی نقص نظر آنے لگتے ہیں، جیسے پی سی بی بورڈز پر تانبے کے آکسیکرن کی وجہ سے بنی ہوئی بھوری جگہیں، دھاتی جنکشن باکسز جن کی شکل بگڑ چکی ہوتی ہے، اور وہ کیپسیٹرز جو پھول کر پھٹنے والی ہوتی ہیں۔ اگر ان مسائل کو نظرانداز کیا جائے تو سنگین مسائل پیدا ہوتے ہیں۔ عزل کا مزاحمتی قوت وہاں تک گر جاتی ہے جو ہونا چاہیے (عام طور پر تقریباً ایک ملین اوہم ہوتا ہے لیکن ہمیں یہ تقریباً 70 فیصد تک گرتا ہوا نظر آتا ہے) اور مستقل حرارت کے معرض میں آنے پر کانٹیکٹرز کے ناکام ہونے کا امکان بہت بڑھ جاتا ہے۔ اس کا مطلب ہے غیر متوقع بندشیں بہت زیادہ ہونے لگتی ہیں، جس سے کمپنیوں کو وقت اور رقم دونوں کا نقصان ہوتا ہے۔

محيطی درجہ حرارت الیکٹرکل کیبنہ کی تبرید کارکردگی کو کیسے متاثر کرتا ہے

کولنگ سسٹمز کی موثریت دراصل آلات کے اندر اور اس کے اردگرد کی ہوا کے درمیان درجہ حرارت کے فرق پر منحصر ہوتی ہے۔ جب ماحول کا درجہ حرارت 25 ڈگری سیلسیس (تقریباً 77 فارن ہائیٹ) سے زیادہ ہوتا جاتا ہے، تو قدرتی کنویکشن کام کرنا بند کر دیتا ہے۔ اس حد سے آگے ہر 10 ڈگری کے اضافے کے ساتھ، اس کی مؤثریت تقریباً 35 فیصد تک گر جاتی ہے۔ جب باہر کا درجہ حرارت تقریباً 40 ڈگری سیلسیس (یا 104 فارن ہائیٹ) تک پہنچ جاتا ہے تو صورتحال سنگین ہو جاتی ہے۔ اس نکتے پر، بہت سے مہر بند خانوں کا درجہ حرارت خطرناک 55 ڈگری کے نشان (تقریباً 131 فارن ہائیٹ) سے تجاوز کرنا شروع ہو جاتا ہے، جو سیمی کنڈکٹر خرابیوں میں تیزی سے اضافے کا آغاز ہوتا ہے۔ ان خطرات کی وجہ سے، وہ علاقوں جہاں درجہ حرارت زیادہ ہو یا وہ جگہیں جہاں ہوا کا بہاؤ مناسب نہ ہو، ایکٹیو کولنگ حل بالکل ضروری ہو جاتے ہیں۔

بہترین حرارتی کارکردگی کے لیے مضبوط برقی الماریوں کی تعمیر

مواد کا انتخاب: الومینیم بمقابلہ سٹیل بمقابلہ کمپوزٹ خانے

جب بات حرارت کو برداشت کرنے اور وقت کے ساتھ ساتھ دوام کی آتی ہے تو، خانوں کے لیے ہم کس قسم کا مواد منتخب کرتے ہیں، اس کی بہت اہمیت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر ایلومینیم لیجیے۔ یہ تقریباً 205 واٹ فی میٹر کیلوین پر حرارت کی موصلیت رکھتا ہے، جو سٹیل کے مقابلے میں تقریباً تین سے پانچ گنا بہتر ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ایلومینیم حرارت کو منفعل طریقے سے کافی حد تک مؤثر انداز میں منتشر کر سکتا ہے، اس لیے یہ HVAC کنٹرول سسٹمز اور وسیع شمسی فارم انسٹالیشنز جیسی چیزوں میں بہت اچھی طرح کام کرتا ہے۔ اب سٹیل کی بھی اپنی جگہ ضرور ہے کیونکہ یہ ساختی طور پر زیادہ مضبوط ہوتا ہے، اسی وجہ سے بہت سی بھاری صنعتیں اب بھی اس کا انتخاب کرتی ہیں، حالانکہ سٹیل کی حرارت کی موصلیت صرف تقریباً 45 واٹ فی میٹر کیلوین ہوتی ہے۔ اس کم تعداد کا مطلب عام طور پر یہ ہوتا ہے کہ اضافی تبرید کے حل درکار ہوتے ہیں۔ پھر کمپوزٹ آپشنز بھی ہوتے ہیں جیسے فائبر گلاس سے تقویت یافتہ پولی اسٹر۔ یہ مواد کرپشن کے خلاف بہت اچھی مزاحمت کرتے ہیں اور اعتدال پسند حرارت کو برداشت کر سکتے ہیں، اس لیے وہ مشکل جگہوں کے لیے اچھے انتخاب بن جاتے ہیں جہاں کیمیکل موجود ہوں یا سمندر کے کنارے پلیٹ فارمز پر جہاں نمکین ہوا دوسرے مواد کو تیزی سے کھا جاتی ہے۔

آئی پی اور نیما/اول درجات: تحفظ کو حرارتی تقاضوں کے مطابق بنانا

ماحولیاتی تحفظ کی درجہ بندی کو صحیح طریقے سے حاصل کرنا اصل میں اس بات کو یقینی بنانا ہوتا ہے کہ آپ سامان کی حرارت کے انتظام کے لیے جس چیز کی اصل ضرورت ہوتی ہے، اس کے مطابق مناسب درجہ بندی منتخب کر رہے ہوں۔ مثال کے طور پر IP54 درجہ بندی شدہ خانوں کو دیکھیں، یہ توڑ اور پانی کے چھینٹوں کو اندر آنے سے روکتے ہیں لیکن پھر بھی ہوا کے بہاؤ کو قدرتی طور پر جاری رکھنے دیتے ہیں، جس سے اشیاء خود بخود ٹھنڈی ہوتی رہتی ہیں۔ اسی طرح NEMA 12 کیبنٹس تیل اور کولنٹس کے اندر داخل ہونے کو روکتے ہیں، لیکن ہوا کے بہاؤ کو مکمل طور پر نہیں روکتے۔ یہ قدرے قدرتی کنویکشن کی اجازت دیتے ہیں تاکہ اجزا زیادہ گرم نہ ہوں۔ ان صورتحال کے لیے جہاں نمی یا کیمیکلز کا مسئلہ ہو، وہاں UL Type 4X سرٹیفائی شدہ ڈیزائنز استعمال کیے جاتے ہیں۔ ان میں خصوصی پانی دفع کرنے والے فلٹرز کے علاوہ نظام بھر میں احتیاط سے مقام تعین کردہ وینٹس شامل ہوتے ہیں۔ یہ ترتیب خانے کے اندر کا درجہ حرارت مستحکم رکھتی ہے، چاہے خارجی حالات مشکل ہی کیوں نہ ہوں، اور ساتھ ہی خانے کے اندر صاف ستھرے آپریٹنگ ماحول کو برقرار رکھتی ہے۔ بہت سی صنعتی سہولیات کے لیے یہی ترکیب ان کی مخصوص ضروریات کے لیے بہترین ثابت ہوتی ہے۔

قدرتی ہوا کے بہاؤ اور حرارت کی مزاحمت کے لیے جدید ترین ڈیزائن

آج کل الماریوں کے ڈیزائن پیسیو کولنگ کے حوالے سے زیادہ ذہین ہو رہے ہیں۔ سوراخ والی چھتوں، زاویہ دار لوورز اور مختلف پوزیشنوں میں ترتیب دی گئی اجزا جیسی خصوصیات ایک دوسرے کے ساتھ مل کر گرم ہوا کو اوپر کی طرف اور اندر موجود نازک الیکٹرانک اجزاء سے دور منتقل کرتی ہیں۔ ABB کی 2022 کی حرارتی مطالعہ کی رپورٹ کے مطابق، اس طریقہ کار سے الماری کے اندر کا درجہ حرارت واقعی 8 سے 12 ڈگری سیلسیس تک کم ہو سکتا ہے۔ ایک اور اہم جدت حرارتی طور پر موصل پولیمر کے گسکٹس کا استعمال ہے جو تمام جوڑوں پر لگائے جاتے ہیں۔ یہ خاص مواد حرارت کو باہر نکلنے دیتے ہیں لیکن پھر بھی دھول اور نمی کو اندر آنے سے روکتے ہیں، جو بیرونی ماحول جیسے صحرا یا خطِ استوا کے علاقوں میں شمسی فارمز یا ہوا کے ٹربائنز میں استعمال ہونے والے سامان کے لیے بہت ضروری ہے جہاں درجہ حرارت کی حدیں عام ہوتی ہیں۔

اعلیٰ حرارت والے الیکٹریکل الماری کے اطلاق کے لیے ایکٹیو کولنگ حل

قابل اعتماد ایکٹیو کولنگ کے لیے الماری ایئر کنڈیشنرز اور پنکھوں کا استعمال

شدید گرمی کی صورتحال سے نمٹنے کے لیے، ایکٹو کولنگ سسٹمز عام طور پر ویری ایبل سپیڈ فینز کے ساتھ کیبنہ ائیر کنڈیشنرز کو جوڑتے ہیں تاکہ اندر کا درجہ حرارت بہت زیادہ نہ ہو جائے۔ یہ کولنگ یونٹ باہر کا درجہ حرارت 45 ڈگری سیلشیس سے اوپر جانے کے باوجود بھی بہت اچھی کارکردگی دکھاتے ہیں۔ ان میں تھرمل سینسرز لگے ہوتے ہیں جو مسلسل حالات کی نگرانی کرتے رہتے ہیں اور ہوا کے بہاؤ کو مناسب طریقے سے ڈھیل دیتے ہیں۔ یہاں بڑی خصوصیت یہ ہے کہ یہ سسٹم روایتی نظام کی طرح مسلسل کام نہیں کرتے۔ بلکہ صرف ضرورت پڑنے پر چلتے ہیں، جس سے بجلی کے استعمال میں تقریباً 30 سے 50 فیصد تک کمی آتی ہے۔ یہ کارخانوں جیسی جگہوں کے لیے بہت فائدہ مند ہے جہاں مشینیں بہت زیادہ حرارت پیدا کرتی ہیں، یا بیٹری اسٹوریج کی سہولیات جہاں ذخیرہ یا خارج کی گئی توانائی کی مقدار کے لحاظ سے درجہ حرارت میں کافی تبدیلی آسکتی ہے۔

بند حلقہ کولنگ سسٹمز: صفائی اور موثریت برقرار رکھنا

بند حلقہ کولنگ سسٹمز میں اجزاء کی زندگی بڑھ جاتی ہے کیونکہ یہ نظام کے اندر باہر کی ہوا کو داخل ہونے سے روکتے ہیں۔ ان سسٹمز کا طریقہ کار یہ ہوتا ہے کہ وہ اپنے اردگرد کی عام ہوا کو داخل کرنے کے بجائے، اندرونی اور بیرونی خصوصی ہیٹ ایکسچینجرز کے ذریعے حرارت منتقل کرتے ہیں۔ پچھلے سال شائع ہونے والی تحقیق میں دکھایا گیا کہ دھول بھرے صنعتی علاقوں یا ساحل کے قریب واقع مقامات پر لگے اجزا میں اس طریقہ کار کو استعمال کرنے سے عمر تقریباً 40 فیصد تک بڑھ سکتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ نمکین پانی کا دھواں اور دھول کے ذرات آلات کے اندر داخل نہیں ہوتے جہاں وقتاً فوقتاً وہ نقصان پہنچا سکتے ہیں۔ یہ بات خاص طور پر سیمی کنڈکٹر تیار کرنے والے پلانٹس اور سمندر میں موجود تیل کے اسٹرکچرز جیسی جگہوں کے لیے اہم ہے، جہاں آلات کا خراب ہونا وقت اور رقم دونوں کا نقصان کرتا ہے۔

کیس اسٹڈی: ایکٹیو تھرمل مینجمنٹ کے ذریعے آلات کی خرابی کو روکنا

ایک سورجی انورٹر ساز نے اس خاص ہائبرڈ کولنگ سسٹم کو نصب کرنے کے بعد غیر متوقع بندش کو تقریباً پانچواں چار حصوں تک کم کر دیا۔ یہ نظام طاقت کے اجزاء کے لیے وہ مائع کولڈ پلیٹس جوڑتا ہے جو عام کیبنہ اے سی یونٹس کے ساتھ ہوتی ہیں۔ کیا ہوا؟ اندر کا درجہ حرارت اس حد تک ٹھنڈا رہا کہ 22 درجے تک رہا جو مسئلہ پیدا کر سکتا تھا، یہاں تک کہ جب سب کچھ زور شور سے چل رہا ہوتا۔ اب ن delicate نازک سرکٹ بورڈز کو گرمی کے نقصان سے بچا لیا گیا ہے، اس کا مطلب یہ ہے کہ اب دیکھ بھال کی ضرورت چھ ماہ بعد نہیں ہوتی بلکہ سروس کے درمیان دو پورے سال تک انتظار کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، تمام تبدیلیاں ان اہم UL 508A حفاظتی تقاضوں کے اندر رہیں جن کی سب کو پیروی کرنی ہوتی ہے۔

پاسیو کولنگ کی حکمت عملیاں پائیدار اور کم دیکھ بھال والے الیکٹریکل کیبنہ کے لیے

پاسیو حرارتی منتشر ہونے میں حرارتی تابکاری، کنویکشن اور کنڈکشن

منفعلانہ تبريد بنیادی طور پر تین بنیادی میکنزم کے ذریعے کام کرتی ہے۔ پہلا، تابکاری ہے، جب اجزاء زیرِ سرخ لہروں کے طور پر حرارت خارج کرتے ہیں۔ دوسرا، تاثل ہے، جہاں گرم ہوا قدرتی طور پر اوپر اٹھتی ہے اور آلات کے اوپری سوراخوں سے نکل جاتی ہے۔ تیسرا طریقہ، توصیل ہے، جو عام طور پر ایلومنیم جیسی دھاتوں سے بنے ہوئے حرارتی سنکس کو شامل کرتا ہے جو حساس اجزاء سے گرمی کو دور کھینچتے ہی ہیں۔ منفعل نظاموں کو اتنا پرکشش بنانے والی بات یہ ہے کہ انہیں کسی میکانیکی حصوں یا بیرونی بجلی کے ذرائع کی ضرورت نہیں ہوتی۔ اس سادگی کے باوجود، زیادہ تر فیکٹریاں ان طریقوں کو حتمی آپریٹنگ درجہ حرارت برقرار رکھنے کے لیے کافی سمجھتی ہیں۔ گزشتہ سال تھرمل سسٹمز جرنل میں شائع ہونے والی تحقیق کے مطابق، تقریباً دس میں سے آٹھ صنعتی ماحول واقعی صرف منفعل طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے حفاظتی حدود کے اندر رہتے ہیں۔

آئی پی درجہ بندی کو متاثر کیے بغیر سطحی رقبہ اور تهویہ کو بحداکثر استعمال کرنا

نئے ڈیزائن کے نقطہ نظر سے ضرورت سے زیادہ حرارت کو ختم کرنے میں مدد ملتی ہے جبکہ اس کے باوجود ماحول دوست چیزوں کو برقرار رکھا جاتا ہے۔ جب الماریوں کی دیواریں لہروں یا پنجروں کی طرح ہوتی ہیں، تو وہ درحقیقت حرارت کو بخارات کے ذریعے خارج ہونے اور کنویکشن کے ذریعے منتقل ہونے کے لیے تقریباً 25 سے 40 فیصد زیادہ سطحی رقبہ پیدا کرتی ہی ہیں۔ ان وینٹس پر موجود لوورز ہوا کے بہاؤ کو رخ دینے میں دوہری ذمہ داری ادا کرتے ہیں لیکن پھر بھی گرد اور پانی کے خلاف مضبوطی کے ساتھ کھڑے رہتے ہیں جیسا کہ وہ IP54 اور IP65 درجے جو زیادہ تر لوگوں کے لیے اہم ہیں۔ کیبل داخلہ کے مقامات جو سوراخ دار ہوتے ہیں وہ الاؤنسچر کی مجموعی سیل کو متاثر کیے بغیر گرم ہوا کو باہر نکلنے دیتے ہیں۔ ایلومینیم کے الاؤنسچرز کو ایک مثال کے طور پر لیں۔ جب تیار کنندہ وینٹس کو بالکل صحیح جگہ پر رکھتے ہیں، تو اندرونی درجہ حرارت عام ٹھوس سٹیل کے آپشنز کے مقابلے میں 8 سے 12 ڈگری سیلسیس تک کم ہو جاتا ہے۔ اس سے لوڈ کے تحت آلات کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں بڑا فرق پڑتا ہے۔

مشکل ماحول میں پیسوی اور ایکٹو کولنگ میں سے کب کوئی انتخاب کریں

منفعلانہ تبريد وہاں بہت اچھی طرح کام کرتی ہے جہاں ماحولیاتی درجہ حرارت تقریباً 35 سیلزیس یا 95 فارن ہائیٹ سے کم مستحکم رہتا ہے۔ یہ ان حالات کے لیے بھی مناسب ہے جہاں ہر کیبنہ میں تقریباً 500 واٹ سے زیادہ حرارت پیدا نہیں ہوتی، نیز ان ترتیبات کے لیے جو دور دراز مقامات پر ہوں یا کم سے کم دیکھ بھال کی ضرورت ہو۔ تاہم جب حرارت 800 واٹ سے زیادہ ہو جائے، یا اگر درجہ حرارت عام حدود سے کافی حد تک متغیر ہو، تو فعال تبرید ضروری ہو جاتی ہے۔ بالکل اسی طرح وہ اطلاقات جن میں صرف دو درجے کی حد تک بہت خاص درجہ حرارت کنٹرول کی ضرورت ہو، اس کے لیے بھی یہی بات لاگو ہوتی ہے۔ عبوری طریقے ان دونوں انتہاؤں کے درمیان کچھ حل پیش کرتے ہیں۔ یہ زیادہ تر وقت منفعلانہ طریقوں پر انحصار کرتے ہیں لیکن جب بھی تقاضے میں اضافہ ہو، تو پنکھے یا چلرز جیسے اضافی تبریدی اجزاء کو متحرک کر دیتے ہیں۔ یہ مرکب طریقہ توانائی بچانے میں مدد کرتا ہے اور اس کے باوجود مناسب آپریٹنگ حالات برقرار رکھتا ہے۔

فیک کی بات

برقی کیبنوں میں زیادہ گرمی کی عام علامات کیا ہیں؟

زیادہ حرارت کی علامات میں آلات کا عجیب طریقے سے برتاؤ کرنا، کارکردگی کا سست ہونا، اندر نمی جمع ہونا، پی سی بی بورڈز اور کیپسیٹرز کے پھولنے جیسے اجزاء پر جسمانی نقصان شامل ہیں۔ زیادہ حرارت کی وجہ سے عزل کرنے والی مزاحمت کم ہو سکتی ہے اور اجزاء خراب ہو سکتے ہیں۔

برقی الماریوں کی ڈیزائننگ میں مواد کے انتخاب کی اہمیت کیا ہے؟

مواد کا انتخاب حرارت کے انتظام اور پائیداری کو متاثر کرتا ہے۔ الومینیم اپنی زیادہ حرارتی موصلیت کی وجہ سے حرارت کو مؤثر طریقے سے منتشر کرتا ہے، جس کی وجہ سے یہ ایچ وی اے سی سسٹمز اور سورج فارمز کے لیے مناسب ہے۔ سٹیل ساختی مضبوطی فراہم کرتا ہے لیکن اس کے لیے اضافی تبريدی اقدامات کی ضرورت ہوتی ہے۔ مرکب مواد کرشن سے مزاحمت کرتے ہیں اور اعتدال پسند حرارت کا انتظام کرتے ہیں، جو کہ شدید کیمیائی ماحول کے لیے بہترین ہیں۔

برقی الماریوں کی ڈیزائننگ میں آئی پی اور نیما/ایل یو ریٹنگز کا کیا اہمیت ہے؟

ماحولیاتی تحفظ کی درجہ بندیاں یقینی بناتی ہیں کہ کیبنے گرمی کے انتظام کی ضروریات کو پورا کر سکتے ہیں۔ IP54 درجہ کے انکلوژرز قدرتی ہوا کے بہاؤ کو فروغ دیتے ہیں، جبکہ NEMA 12 والے تیل اور کولنٹس سے حفاظت کرتے ہی ں۔ نمی اور کیمیکلز سے بھرے ماحول کے لیے UL Type 4X ڈیزائن مناسب ہوتے ہیں، جو مستحکم درجہ حرارت برقرار رکھتے ہیں۔

منفعلانہ ٹھنڈک کی حکمت عملیاں کیسے کام کرتی ہیں؟

منفعلانہ ٹھنڈک میکانیکی اجزاء یا خارجی بجلی کے بغیر تابکاری، کنونکشن، اور ترسیل کا استعمال کرتی ہے۔ عام طریقے میں حرارت کے سنک اور حکمت عملی سے ڈیزائن کردہ کیبنے شامل ہیں جو قدرتی حرارت کی منتشری کا استعمال کرتے ہوئے محفوظ آپریٹنگ درجہ حرارت برقرار رکھتے ہیں۔