Тепловой режим шкафа управления: расчёт и охлаждение
Сколько тепла выделяет аппаратура, как считается баланс, чем охлаждать шкаф и как компоновка влияет на температуру внутри.
Шкаф управления собирают по электрической схеме, а отказывает он по тепловой. Перегрев сокращает срок службы электроники в разы: каждые лишние десять градусов примерно вдвое ускоряют старение компонентов.
Откуда берётся тепло
Каждое устройство рассеивает часть проходящей мощности. Ориентировочные доли, от которых считают при отсутствии точных данных:
| Устройство | Потери |
|---|---|
| Преобразователь частоты | около 3 % от номинальной мощности |
| Блок питания | 10–15 % от выходной мощности |
| Контактор | единицы ватт на катушку и контакты |
| Автоматический выключатель | от одного до нескольких ватт |
| Контроллер и модули | единицы ватт суммарно |
| Клеммы и проводка | обычно не учитываются отдельно |
Точные значения есть в документации на каждое изделие — при серьёзном расчёте берут их, а не оценки.
Как считается баланс
- Сложите тепловыделение всех компонентов внутри шкафа.
- Определите площадь поверхности, через которую идёт естественный теплообмен, — стенки у стены и в ряду не считаются.
- Оцените отвод через корпус: примерно 5,5 Вт на квадратный метр на каждый градус разницы температур.
- Задайте допустимую температуру внутри — обычно её ограничивает самый чувствительный компонент.
- Разница между выделением и естественным отводом и есть мощность, которую должна снять система охлаждения.
Чем охлаждать
- Вентиляция с фильтром. Дёшево и просто, но температура внутри не опустится ниже наружной, а фильтр требует обслуживания.
- Теплообменник воздух-воздух. Разделяет внутренний и наружный контуры, подходит для запылённых цехов.
- Кондиционер. Единственный вариант, когда внутри нужно держать температуру ниже цеховой.
- Обогрев. Для уличных шкафов не менее важен: конденсат при запуске холодного оборудования выводит электронику из строя.
Комплектующие для шкафов — в разделе комплектующих для распределительных шкафов.
Компоновка влияет не меньше
Горячее наверх. Приводы и блоки питания ставят выше, чтобы их тепло не поднималось через остальную аппаратуру.
Зазоры. Производители указывают минимальные расстояния вокруг привода; их сокращение сводит на нет собственное охлаждение устройства.
Направление потока. Вход воздуха внизу, выход вверху; вентилятор и решётка на одной стенке дают короткое замыкание потока.
Разделение цепей. Силовая часть и слаботочная разносятся не только из-за наводок, но и чтобы тепло силовой части не грело контроллер.
Что проверить после сборки
- Измерьте температуру в верхней зоне шкафа под полной нагрузкой, а не на холостом ходу.
- Проверьте летний режим: расчёт делается по максимальной температуре цеха, а не по средней.
- Убедитесь, что фильтры доступны для замены без разборки шкафа.
- Заложите в регламент периодическую чистку — забитый фильтр превращает вентиляцию в термос.
Частые вопросы
Можно ли просто поставить вентилятор побольше? Только если наружный воздух холоднее требуемой внутренней температуры и достаточно чист.
Нужен ли расчёт для небольшого шкафа? Да: в малом объёме компоненты стоят плотно, и перегрев наступает быстрее.
Что делать, если шкаф стоит на солнце? Учитывать солнечный нагрев как дополнительный источник тепла и ставить козырёк.
Помогает ли открытая дверь? Это нарушение степени защиты и прямой путь пыли к аппаратуре — временная мера, не решение.
Расчёт под ваш шкаф
Пришлите состав аппаратуры, габариты шкафа и условия установки на prom@tkasiatorg.ru. Посчитаем баланс, подберём вентиляцию или кондиционер и предложим компоновку.
Смотрите также разделы распределительного оборудования и электропитания.
