Kontrola temperatury w szafach sterowniczych

Urządzenia znajdujące się w szafach sterowniczych wymagają utrzymania odpowiedniej temperatury ich pracy. Z jednej strony nie można dopuścić by urządzenia się przegrzewały, ponieważ nie dość że skraca to ich żywotność, to może również doprowadzić do awarii lub ich uszkodzenia. Z drugiej strony zbyt niska temperatura w rozdzielnicy może spowodować nadmierne gromadzenie się kondensatu we wnętrzu szafy, a jak powszechnie wiadomo woda i prąd nie jest najlepszym połączeniem. Podstawowymi urządzeniami służącymi do regulacji temperatury wewnątrz szafy są wentylatory oraz grzałki. Ponadto stosuje się wymienniki ciepła, klimatyzatory oraz chillery. W tym artykule skupię się jednak tylko na podstawowych urządzeniach.

Wentylator

Zadaniem wentylatorów jest usuwanie nadmiaru ciepła z wnętrza obudowy. Są one montowane na ściance bądź dachu szafy sterowniczej. Używane są, gdy powietrze na zewnątrz szafy jest chłodniejsze niż w jej wnętrzu. Powietrze to musi być dodatkowo wolne od zanieczyszczeń. Chłodniejsze powietrze z zewnątrz jest filtrowane i tłoczone do dolnej części obudowy. Za pomocą kratki wentylacyjnej, ciepłe powietrze wydostaje się na zewnątrz szafy.

Aby dobrać odpowiedni wentylator można użyć poniższego wzoru w celu obliczenia wydajności wentylatora, tak aby był w stanie usunąć nadmiar ciepła z obudowy:

gdzie:

V – wydajność w m³/h

DT – różnica temperatur pomiędzy maks. dopuszczalną temperaturą wewnątrz obudowy a temperaturą otoczenia w °C

Q – ilość ciepła wytwarzanego wewnątrz szafy w W (straty mocy)

Uzyskany wynik warto zwiększyć o 20% aby zrównoważyć ewentualne pogorszenie się sprawności filtra. W ten sposób otrzymujemy wydajność wentylatora, która jest nam potrzebna.

Przykładowe Wentylatory Alfa Electric :

                                          

Wentylator filtrujący ALFA 3600BP                Wentylator dachowy ALFA TORR086

Grzejnik

Grzałka zapewnia skuteczne i bezpieczne działanie aparatury elektrycznej. Grzałka utrzymuje temperaturę w obudowie na poziomie temperatury pracy zabudowanych komponentów elektroniki, chroni aparaturę także przed gromadzeniem się kondensatu pary wodnej.

Grzałka zapewnia skuteczne i bezpieczne działanie aparatury elektrycznej. Grzałka utrzymuje temperaturę w obudowie na poziomie temperatury pracy zabudowanych komponentów elektroniki, chroni aparaturę także przed gromadzeniem się kondensatu pary wodnej.

Wzór na dobór odpowiedniego grzejnika znajduje się poniżej.
W  = S (m²)  x  K (W/m²·K)  x  DT (K)

gdzie:

W – Pojemność cieplna grzejnika
S – Powierzchnia otaczającej obudowy H = wysokość, W = szerokość, D = głębokość

S = 1.8 x H x (W+D) + 1.4 x W x D – dla pojedynczej obudowy wolnostojącej
S = 1.4 x W x (H+D) + 1.8 x D x H – dla pojedynczej obudowy zamontowanej na ścianie
S = 1.4 x W x (H+D) + H x D – dla środkowej obudowy zamontowanej na ścianie
S = 1.4 x H x (W+D) + 1.4 x W x D – dla bocznej obudowy zamontowanej na ścianie

K – Współczynnik przewodności cieplnej

Pomalowana stal: 5.5
Poliester: 3.5
Aluminium: 12

DT – Różnica pomiędzy temperaturą wewnętrzną, a zewnętrzną

Przykład:

Otaczająca obudowa ze stali o powierzchni 6 m² i różnica pomiędzy wewnętrzną, a zewnętrzną temperaturą o wartości 10 K

W = 6 m² x 5.5 W/m²·K x 10 K = 330 W

Przykładowa grzałka Alfa Electric:

Grzałka miniaturowa ALFA MHT30

Ponadto aby zapewnić odpowiednie warunki klimatyczne, pozwalające na niezawodne działanie wszystkich podzespołów, stosuje się termostaty i higrostaty. W przypadku wahań temperatury czy wilgotności, urządzenia te regulują i sterują wentylatorami, wymiennikami ciepła lub urządzeniami klimatyzacyjnymi i grzewczymi.