+7 (495) 642 53 23
115404, г. Москва, ул. Бирюлевская, д.9
Элементы
Опыт
Решения
Интернет-магазин нагревателей Элемаг

115404, г. Москва, ул. Бирюлевская, д.9
Каталог О компании Доставка и оплата Применение Статьи Контакты РАСПРОДАЖА
О компании Доставка и оплата Прайс-лист Контакты

Калькулятор и схема расчета параметров обогрева шкафов управления


Правильный подбор оборудования для микроклимата в шкафу с электроникой – это очень важный фактор, влияющий на стабильность работы электрооборудования. А стабильное и точное функционирование  самого управляющего оборудования, находящегося в электрошкафу, влияет и на весь производственный процесс, поскольку сбои в работе управляющих блоков могут привести к остановке и всего производства.

 

Оптимально подобрать типы нагревателей для обогрева шкафа автоматики вам поможет данный калькулятор, который позволит с легкостью просчитать необходимую вам мощность нагрева в большинстве типичных ситуаций установки шкафа управления. Для большей понятности в статье ниже находится объяснение и описание всех параметров и алгоритмов их расчета.

 

Если же у вас нестандартная ситуация или вам необходим индивидуальный подход в расчете параметров и подборе оборудования – звоните нам по телефону и получите бесплатный расчет и консультацию по обогреву шкафов автоматики от специалистов компании Элемаг.

 

Габариты корпуса шкафа автоматики
Высота = мм
Ширина = мм
Глубина = мм
 
Место установки шкафа
1
2
3
4 Крайний шкаф в ряду возле стены
5
6
7 В середине ряда около стены с закрытой верхней частью
 
Установка внутри или снаружи

 
Материал корпуса шкафа автоматики

 
Материал утеплителя

 
Максимальная разница температур

Введите максимальный разбег температур в ночное и дневное время, зимой и летом. Т.е. минимальной поставьте минимальную температуру в зимнее время ночью, желаемая внутренняя температура - минимальное значение температуры, при котором оборудование будет оптимально функционировать.

Низшая температура окружающей среды: °C
Желаемая внутренняя температура: °C
Разница температур: °C
 
Постоянная мощность потерь

Данный показатель - это параметр самонагревания электрических элементов, размещенных в электротехническом шкафу. Это могут быть реле, трансформаторы или прочие элементы. Их нагрев должен учитываться, если они постоянно работают.

Постоянная мощность потерь: Вт
 
Расчёт мощности
Необходимая мощность нагрева: Вт*
 

* - Данный расчет предварительный, для более детального расчета обращайтесь за бесплатной консультацией наших специалистов


  

 

Расчет обогрева шкафов управления: параметры и формулы

Стремительный рост технологий не останавливается ни на минуту и с каждым годом становится все больше и больше. Без автоматизированного оборудования уже остается все меньше процессов даже в работе бытовой техники, что уж говорить о производственных линиях. Работоспособность оборудования для автоматизации – очень важная задача, поэтому и методы защиты оборудования все больше совершенствуются.

Самым верным способом для обеспечения сохранности приборов автоматизации считается установка их в защитном металлическом электротехническом шкафу, которые называются шкафами управления и автоматики (ШУ).

 

Шкафы управления могут защитить электронику от низкой температуры, влажности, пыли, случайных механических повреждений, попадания капель брызг и прочих факторов. Но для всего этого в шкафу управления должно быть установлено дополнительное климатическое оборудование, в подборе которого вам поможет данная статья и наш калькулятор мощности обогрева.

 

Давайте подробнее рассмотрим основные негативные факторы, которые могут отрицательно сказываться на работоспособности оборудования в шкафу управления.

1. Перегрев

Практически любой электроприбор в процессе своей работы начинает нагреваться и выделять какое-то количество тепла. Воздух в шкафу управления за счет нагрева электрооборудования может очень быстро достичь довольно высоких температур, особенно если снаружи также очень тепло. Высокая температура воздуха в электрощите может привести к перегреванию электроники и как следствие выходу ее из строя. Для того, чтобы этого не случилось, в щитах автоматики рекомендуется устанавливать вентиляторы и вентиляционные решетки. Естественно,вентиляторы и решетки должны быть с фильтрами, чтобы не допустить попадания пыли в шкаф управления.

2. Отрицательные температуры

Для зимнего периода и для северного региона России характерна низкая температура воздуха. Когда шкаф управления размещается не в помещении или в комнате с плохим отоплением, воздух в шкафу автоматики необходимо нагревать, ведь недостаточная температура приводит к поломке оборудования.

Еще одним следствием низкой температуры в электротехническом шкафу управления является выпадение конденсата.  Влага образуется на стенках шкафа и на самом оборудовании из-за большой разницы температур, когда уровень температуры воздуха в шкафу достигает так называемой точки росы.

Точкой росы называется граничное значение температуры при определенной влажности,  при достижении которой частички водяного пара в воздухе начинают конденсироваться.  Посмотреть значения точки росы для определенной температуры и влажности вы можете в таблице ниже.

Относительная влажность среды, %

Температура окружающей среды, °C

20

25

30

35

40

45

50

55

40

6

11

15

19

24

28

33

37

50

9

14

19

23

28

32

37

41

60

12

17

21

26

31

36

40

45

70

14

19

24

29

34

38

43

48

80

16

21

26

31

36

41

46

51

90

18

23

28

33

38

43

48

53

100

20

25

30

35

40

45

50

55

 

Для подбора обогревательного оборудования в шкаф управления нужно произвести расчет мощности нагревательных элементов. Общая формула необходимой мощности нагрева определяется по формуле:

 

Р = S * k * ( Твнутр – Твнеш ) – Qv

Р – мощность нагрева

S – площадь эффективной поверхности теплообмена

Твнутр – Твнеш – разница температур воздуха внутри и снаружи шкафа

k – коэффициент теплоотдачи корпуса шкафа управления

Qv – суммарное тепловыделение электроприборов в шкафу

Давайте рассмотрим подробнее каждый из этих параметров.

Площадь эффективной поверхности теплообмена

Площадь эффективной поверхности теплообмена – это важный параметр для расчета мощности нагрева шкафа автоматики, который рассчитывается на основе габаритных размеров корпуса с учетом его расположения.

В первую очередь нужно рассчитать площадь каждой стенки шкафа управления и выявить, какие из стенок будут рассеивать тепло. Рассеивающие тепло стенки шкафа находятся в контакте с воздухом. То есть отдельно стоящий электрощит будет иметь все рассеивающие тепло стороны, а закрытый со всех сторон будет иметь только переднюю стенку, рассеивающую тепло.

Площадь рассеивания влияет не только на подбор обогревательного оборудования, но и на выбор моделей приборов для охлаждения воздуха. Например, нам понадобится значительно меньшая мощность вентиляторов, если одно и то же электрооборудование разместить в шкафу большего размера, поскольку площадь поверхности рассеивания будет больше. В случае с нагревательными приборами ситуация противоположная. Чем более компактным будет шкаф, тем проще его обогреть.

Обычно шкафы управления размещаются по одному или в ряд. Для основных типовых вариантов размещения шкафов автоматики существуют быстрые формулы, которые помогут с легкостью вычислить эффективную площадь теплообмена.

Расположение шкафа

Формула расчета

Отдельное размещение

A = 1,8 · В · (Ш + Г) + 1,4 · Ш · Г

Расположение на стене

A = 1,4 · Ш · (В + Г) + 1,8 · Г · В

Крайнее место в ряду шкафов

A = 1,4 · Г · (В + Г) + 1,8 · Ш · В

Крайнее место в ряду на стене

A = 1,4 · В · (Ш + Г) + 1,4 · Ш · Г

Расположение в середине ряда

A = 1,8 · Ш · В + 1,4 · Ш · Г + Г · В

В середине ряда на стене

A = 1,4 · Ш · (В + Г) + Г · В

Расположение на стене в середине ряда под козырьком

A = 1,4 · Ш · В + 0,7 · Ш · Г + Г · В

Плотность теплового потока

Данный показатель плотности теплового потока представляет собой скорость рассеивания тепла в электротехническом щите. Он легко вычисляется по таблице на основании значения атмосферного давления. Как мы знаем из курса физики, атмосферное давление тем меньше, чем больше высота над уровнем моря.

При атмосферном давлении с высоким показателем, тепло будет рассеиваться намного больше, чем с низким. В среднем для России высота над уровнем моря равняется 170 метров, поэтому показатель плотности рассеивания будет равен 3,2.

Теплопроводность стенок шкафа автоматики

Еще одним значимым фактором является материал, который применяется при изготовлении корпуса электрощита. Различные типы металлов рассеивают тепло с разной скоростью, поэтому при выборе шкафа управления на это также стоит обратить внимание.

Коэффициент теплоотдачи металла варьируется в значительном диапазоне. Из популярных металлов для электрошкафов автоматики наибольшее значение коэффициента теплоотдачи имеет алюминиевый шкаф – 12. Для нержавеющей стали, к примеру, он составляет всего 4,5, а для окрашенной листовой стали – 5,5.

Судя по значению коэффициента теплоотдачи мы можем сделать вывод, что для охлаждения лучше выбирать алюминиевые шкафы, ведь они будут лучше рассеивать тепло, а вот для обогрева алюминиевые шкафы не очень удачное решение, поскольку стенки такого шкафа автоматики будут очень быстро остывать.

Нагревание электрооборудования в шкафах автоматики

Любые электроприборы при работе способны выделять какое-то тепло. Данный фактор следует также принимать во внимание для расчетов. С определением того, насколько шкаф управления сам по себе нагревается без обогревателей, вам поможет таблица, размещенная ниже. В ней вы можете увидеть наиболее распространенные электроприборы, размещаемые в шкафах управления  и формулы для расчета их теплоотдачи.

Конечно же, произвести много этих расчетов вручную может быть затруднительно, мы постараемся со временем усовершенствовать наш калькулятор, чтобы он производил такой расчет в автоматическом режиме. Ну а пока можете воспользоваться таблицей или просто обращайтесь к нашим менеджерам по телефону или через электронную почту и они помогут вам правильно рассчитать показатель теплоотдачи, необходимую мощность обогрева и подберут нужное оборудование для оптимального микроклимата в шкафу автоматики.

Устройство

Формула для расчета

Преобразователи частоты

Qпч = суммарная мощность * 0,05

Блоки питания

Qбп = суммарная мощность * 0,1

Автоматы

Qа = суммарный ток * 0,2

Пускатели

Qп = суммарный ток * 0,4

Трансформаторы

Qт = суммарная мощность * 0,1

Твердотельные реле

Qр = суммарный ток нагрузок по каждой фазе * 1,2

 

Если суммарный показатель тепловыделения уже найден, можно приходить к следующему этапу – вычислению температуры воздуха внутри шкафа управления.

Расчет температуры воздуха в шкафу управления

Показатель уровня температуры в ШУ рассчитывается по такой формуле:

Твн = Qv*k*S+Тн

Твн – температура воздуха внутри шкафа автоматики,

Тн – температура воздуха снаружи,

Qv – тепловыделение от электроприборов, установленных в ШУ

k – коэффициент теплоотдачи металла, из которого изготовлен корпус шкафа автоматики

S – площадь эффективной поверхности теплообмена

Если вычисленная температура воздуха будет меньше, чем рекомендуемая температура для эффективной эксплуатации электронного оборудования, принимается решение о необходимости дополнительного обогрева. Если же температура воздуха внутри будет сильно высокой, нужно производить охлаждение.

Помочь в определении температуры воздуха в шкафу управления и запуске обогрева или охлаждения могут такие приборы, как терморегуляторы или устройства климат контроля.

Расчет необходимой мощности обогрева шкафа управления

В случае, если температура внутри шкафа оказалась недостаточно высокой, нужно его обогревать при помощи специальных обогревателей ОША для шкафов автоматики. Данные обогреватели представляют собой резистивный нагревательный элемент в алюминиевом корпусе с радиаторной решеткой. Внутри каждого электронагревателя ОША от компании Элемаг имеется встроенный терморегулятор, который не позволяет нагревательному элементу перегреваться и удерживает его температуру в диапазоне от 90 до 115 градусов Цельсия. Крепление под дин рейку делает установку такого обогревателя в шкаф автоматики очень простым делом.

Для того, чтобы определить, какая мощность нагревателей нам нужна, необходимо произвести финальный расчет по указанной вначале формуле

Р = S * k * ( Твнутр – Твнеш ) – Qv

Р – мощность нагрева

S – площадь эффективной поверхности теплообмена

Твнутр – Твнеш – разница температур воздуха внутри и снаружи шкафа

k – коэффициент теплоотдачи корпуса шкафа управления

Qv – суммарное тепловыделение электроприборов в шкафу

Теперь мы уже знаем все необходимые для расчета параметры и можем быстро просчитать нужную нам мощность нагрева. Суммарная мощность нагревателей ОША должна быть не меньше расчетной, причем на вопрос «устанавливать ли один более мощный или два с меньшей мощностью нагревателя ОША» нет однозначного ответа, у каждого шкафа управления есть свои особенности, которые нужно учитывать. Поэтому для подбора моделей обогревателей ОША обращайтесь к нашим специалистам по телефону или через любую форму связи прямо на сайте.



2020-04-12





Все статьи