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機(jī)柜加熱器在電氣控制柜中的安裝要點(diǎn)介紹說明

2022-11-18


電氣控制機(jī)柜用于保護(hù)電氣設(shè)備免受不利環(huán)境影響，例如可能損壞組件的污垢、其他微粒、濕氣或化學(xué)物質(zhì)。此外，通過將電氣設(shè)備安裝在安全的外殼或盒子內(nèi)，可以保護(hù)人員免受電擊、電弧閃光和燒傷等電氣危害。然而，電氣設(shè)備會產(chǎn)生熱量作為其運(yùn)行的副產(chǎn)品。當(dāng)機(jī)殼內(nèi)電氣設(shè)備的熱負(fù)荷超過自然對流的散熱量時(shí)，機(jī)殼內(nèi)的溫度就會升高。由于電氣設(shè)備的性能和壽命會隨著溫度的升高而降低，因此必須去除這些過多的熱量，以將溫度保持在可接受的工作范圍內(nèi)。

當(dāng)對流冷卻無法在封閉環(huán)境中成功調(diào)節(jié)溫度時(shí)，冷卻裝置可以保持封閉電氣元件的使用壽命和性能。冷卻裝置提供閉環(huán)冷卻，使用制冷循環(huán)將熱量轉(zhuǎn)移到密封外殼的外部，同時(shí)保持外殼與周圍環(huán)境的機(jī)械隔離。過多的水分會在蒸發(fā)器上凝結(jié)，該蒸發(fā)器位于封閉回路的外殼側(cè)，可有效去除水分，以保持濕度水平和電氣元件干燥。這些功能通常提供很大的價(jià)值；但是，過多的好東西會降低這些單元的功效并實(shí)際上會損壞組件。為避免危及安全和效率，設(shè)計(jì)了外殼以確保，image.png


何時(shí)為電氣控制機(jī)柜使用冷卻裝置
通常安裝在電氣控制機(jī)柜內(nèi)的許多加熱器：變頻驅(qū)動器 (VFD)、伺服驅(qū)動器、可編程邏輯控制器 (PLC)、入門套件、電源、逆變器、繼電器、接線端子、指示燈、變壓器等。其中許多設(shè)備的額定工作溫度為 60°C (140°F)；然而，發(fā)熱的半導(dǎo)體器件，如二極管整流器和晶體管逆變器，會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量會輻射到相鄰的電路。為了控制該溫度，散熱器用于散熱，并且需要較低的工作環(huán)境溫度額定值才能使散熱器的對流有效。因此，VFD 的常見額定值在 40°C (104°F) 時(shí)顯著降低。

當(dāng)存在不利的高溫環(huán)境條件時(shí)，單獨(dú)的對流——無論是通過外殼通風(fēng)和表面積耗散的被動方式，還是通過使用風(fēng)扇強(qiáng)制排出熱量——都無法充分維持可接受的工作溫度。換句話說，如果箱外的溫度超過箱內(nèi)的目標(biāo)溫度，對流冷卻將不起作用。在這些情況下，必須使用主動冷卻。封閉式空調(diào)或“冷卻裝置”通常用于此目的。

確定蕞佳設(shè)定點(diǎn)的因素
柜機(jī)冷卻裝置機(jī)柜加熱器旨在將電氣設(shè)備保持在可接受的工作環(huán)境中，但這種環(huán)境與人們希望體驗(yàn)的 72°F (22.2°C) 舒適空間不同。相反，較高的工作環(huán)境溫度是可以接受的，并且在大多數(shù)情況下對于電氣設(shè)備來說是需要的。如前所述，大多數(shù)電氣設(shè)備可接受的工作環(huán)境溫度超過 40°C (104°F)，過度冷卻會導(dǎo)致一些缺陷。


能源消耗和效率是運(yùn)營管理人員一直關(guān)注的問題，并且機(jī)柜加熱器冷卻裝置不應(yīng)免除這些領(lǐng)域的審查，因?yàn)榛趬嚎s機(jī)的制冷技術(shù)消耗大量電力。過度冷卻會導(dǎo)致能源浪費(fèi)、成本增加以及冷卻裝置本身不必要的磨損。此外，不必要的運(yùn)行時(shí)間使更多的空氣通過冷卻裝置循環(huán)，導(dǎo)致更換過濾器、沖洗冷凝器和清潔組件的維護(hù)需求增加。在具有多塵、骯臟的空氣污染物的環(huán)境中尤其如此。即使是采用免維護(hù)、無過濾器設(shè)計(jì)的高效裝置，如百能堡 DTS 系列側(cè)裝式冷卻裝置，也不易因污垢堆積而堵塞，如果溫度設(shè)置得太低，可能會隨著時(shí)間的推移而受到影響。熱能也是冷卻單元制冷循環(huán)蕞佳性能的必要組成部分。蒸發(fā)器是熱交換器，負(fù)責(zé)將機(jī)殼空氣的熱能傳遞到制冷回路，在冷凝器處將其排放到周圍環(huán)境中。這種熱能傳遞隨著蒸發(fā)器表面溫度和外殼內(nèi)空氣溫度之間的溫差增加而增加。換言之，當(dāng)機(jī)殼空氣溫度較低時(shí)，制冷回路以較低效率的方式運(yùn)行。蒸發(fā)器是熱交換器，負(fù)責(zé)將機(jī)殼空氣的熱能傳遞到制冷回路，在冷凝器處將其排放到周圍環(huán)境中。這種熱能傳遞隨著蒸發(fā)器表面溫度和外殼內(nèi)空氣溫度之間的溫差增加而增加。換言之，當(dāng)機(jī)殼空氣溫度較低時(shí)，制冷回路以較低效率的方式運(yùn)行。蒸發(fā)器是熱交換器，負(fù)責(zé)將機(jī)殼空氣的熱能傳遞到制冷回路，在冷凝器處將其排放到周圍環(huán)境中。這種熱能傳遞隨著蒸發(fā)器表面溫度和外殼內(nèi)空氣溫度之間的溫差增加而增加。換言之，當(dāng)機(jī)柜空氣溫度較低時(shí)，制冷回路以較低效率的方式運(yùn)行。詳情頁_02.jpg

冷凝 - 始終是電氣設(shè)備的一個(gè)問題，因?yàn)闈駳鈺?dǎo)致腐蝕、損害電阻率，并增加短路、設(shè)備故障、火花和火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn) - 在溫度低于路點(diǎn)的表面上形成。蒸發(fā)器的溫度通常低于路點(diǎn)，而百能堡冷卻裝置通過收集和排放或燃燒來促進(jìn)對蒸發(fā)器上形成的冷凝的管理。當(dāng)外殼內(nèi)的空氣溫度低于路點(diǎn)時(shí)，就會出現(xiàn)問題，導(dǎo)致電氣元件本身形成冷凝水。隨著冷卻裝置的溫度設(shè)定點(diǎn)降低，或路點(diǎn)溫度因相對濕度的增加而升高，冷凝問題的風(fēng)險(xiǎn)增加。

另一個(gè)性能風(fēng)險(xiǎn)涉及在蒸發(fā)器上形成冷凝，以及由于設(shè)定點(diǎn)太低，缺乏足夠的熱能傳遞到制冷循環(huán)。由于蒸發(fā)器本身會變得非常冷，因此缺乏熱能傳遞會導(dǎo)致蒸發(fā)器上形成的冷凝水變成冰。由于冰會影響蒸發(fā)器的熱交換能力，因此問題會級聯(lián)，形成更多的冰，蕞終導(dǎo)致制冷循環(huán)完全中斷。如果發(fā)生這種情況，熱量不會從外殼中排出，并且冷卻單元的控制器感應(yīng)到的高溫會發(fā)出需要制冷劑壓縮機(jī)額外工作的信號。這反過來又支持冰的持續(xù)形成并導(dǎo)致復(fù)雜的負(fù)面情況。蕞終，

熱點(diǎn)故障排除
機(jī)柜加熱器冷卻裝置需要注意的一個(gè)重要性能特征是設(shè)定點(diǎn)滯后（或死區(qū)）。制造商可以將控制器設(shè)定點(diǎn)設(shè)計(jì)在死區(qū)的低點(diǎn)、高點(diǎn)或中點(diǎn)。百能堡使用具有 4°C 滯后 (+2°C / -2°C) 和 95°F (35°C) 的出廠默認(rèn)設(shè)置的中點(diǎn)技術(shù)。這意味著制冷循環(huán)將在 98.6°F (37°C) 時(shí)開啟，然后在 91.4°F (33°C) 時(shí)關(guān)閉。此默認(rèn)設(shè)置適用于大多數(shù)應(yīng)用程序；但是，用戶可以更改設(shè)定點(diǎn)以適應(yīng)特定情況和要求。

冷卻單元識別的控制溫度是氣流通過外殼后返回冷卻單元的溫度。這不是外殼內(nèi)的溫度。重要的是要注意外殼內(nèi)部的溫度不是均勻的；因?yàn)闊崃渴怯晌挥谡麄€(gè)外殼特定位置的組件產(chǎn)生的。由于電氣元件本身會阻礙氣流，因此完全可能出現(xiàn)熱點(diǎn)并且應(yīng)該引起關(guān)注。熱點(diǎn)可能是由于組件布局效率低下、空氣流通不良或無效，或兩者兼而有之。當(dāng) VFD 等關(guān)鍵部件因過熱而出現(xiàn)問題時(shí)，第衣反應(yīng)可能是調(diào)低機(jī)箱上冷卻單元的恒溫器。雖然很誘人，這可能不是蕞理想的糾正措施，實(shí)際上可能導(dǎo)致更具破壞性的情況，因?yàn)閱栴}的根本原因可能沒有得到解決。熱成像可以幫助識別熱點(diǎn)，手先的糾正措施是將關(guān)鍵組件重新定位到空氣循環(huán)改善的區(qū)域，或者在機(jī)柜內(nèi)戰(zhàn)略性地放置循環(huán)風(fēng)扇以減輕熱點(diǎn)。

冷卻裝置機(jī)柜加熱器提供有效、高效的溫度調(diào)節(jié)
總之，正確設(shè)置冷卻裝置為電氣外殼的主動冷卻提供了一種極好的方法，以防止電氣設(shè)備暴露在超出其可接受的操作限制的溫度下。大多數(shù)電氣設(shè)備可接受的工作溫度為 40°C (104°F) 或更高，過度冷卻會浪費(fèi)能源，不必要地增加成本，增加維護(hù)負(fù)擔(dān)，并且實(shí)際上可能構(gòu)成運(yùn)行威脅。通常，電氣外殼冷卻裝置的蕞佳溫度設(shè)定點(diǎn)約為 95°F (35°C)，但必須了解冷卻裝置的滯后功能，以達(dá)到冷卻裝置氣流的實(shí)際目標(biāo)溫度，因?yàn)檫@可能不是設(shè)定點(diǎn)溫度。
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