在電氣設(shè)備的安裝過程中,愈來愈多的電氣控制柜被安裝在現(xiàn)場或機(jī)械設(shè)備附近,這樣可以節(jié)省安裝費(fèi)用及減少安裝過程的復(fù)雜程度。
但是工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境是各不相同的,有的比較理想,但是不少現(xiàn)場的環(huán)境是比較惡劣的,例如高溫、粉塵、水汽等。另外,隨著變頻調(diào)速等新技術(shù)的日益普及以及為了滿足各種控制需要,電氣控制柜中的發(fā)熱元件的使用也愈來愈普遍,例如:變頻器、固態(tài)繼電器、變壓器、各種整流模塊等等。為了保證電氣控制柜中各元器件的正常工作,采用各種手段來保證電氣控制柜內(nèi)保持一定的溫度是很有必要。
現(xiàn)在一般采用風(fēng)扇(過濾風(fēng)扇)、熱交換器、工業(yè)空調(diào)器等方法。
一、風(fēng)扇(過濾風(fēng)扇):
風(fēng)扇(過濾風(fēng)扇)特別適用于經(jīng)濟(jì)的排出高熱負(fù)載,只有在柜內(nèi)溫度高于環(huán)境溫度時(shí),使用風(fēng)扇(過濾風(fēng)扇)才是有效的,風(fēng)扇(過濾風(fēng)扇)是使用最普遍的方法。
因?yàn)闊峥諝獗壤淇諝廨p,柜內(nèi)空氣流向應(yīng)當(dāng)是由下往上,因此,通常情況下,應(yīng)在柜體的前門或者側(cè)壁板的下方作為進(jìn)氣口,上方作為排氣口。
1) 如果工作現(xiàn)場的環(huán)境比較理想,沒有粉塵、油霧、水汽等影響電氣控制柜內(nèi)的各元器件正常工作的,可采用進(jìn)氣口裝風(fēng)扇(軸流風(fēng)機(jī)),排氣口有可能的話加裝一裝飾板,進(jìn)氣口為了安全和美觀,可以在外面加裝一風(fēng)機(jī)裝飾板。
2)如果工作現(xiàn)場的環(huán)境不理想,含有粉塵、油霧、水汽等影響電氣控制柜內(nèi)的各元器件正常工作的,那就應(yīng)該在進(jìn)氣口選用l系列過濾風(fēng)扇組,在排氣口選用過濾柵,以防止粉塵、油霧、水汽等進(jìn)入電氣控制柜內(nèi)。gu簡單方便,而且可以很方便地更換其中的過濾墊。過濾墊一般分為無紡纖維過濾墊和細(xì)過濾墊,其中無紡纖維過濾墊用于防止10微米以上的灰塵顆粒,細(xì)過濾墊用于防止10微米以下的灰塵顆粒。
風(fēng)扇(過濾風(fēng)扇)的選型可以根據(jù)柜內(nèi)溫度與環(huán)境溫度的差值以及柜內(nèi)熱損耗在風(fēng)扇的特性曲線表中選取。
二、熱交換器:
當(dāng)柜內(nèi)外空氣循環(huán)要求隔絕時(shí),還可以考慮使用熱交換器。
熱交換器按照其冷卻介質(zhì),一般可以分為:空氣/空氣熱交換器(冷卻介質(zhì)為空氣)、空氣/水熱交換器(冷卻介質(zhì)為水)。它們按安裝方式,均可分為:壁掛式和頂裝式。
空氣/空氣熱交換器有兩個(gè)相互隔離的空氣流動(dòng)空間,一個(gè)與電氣控制柜相通,另一個(gè)與外部空間相通,柜內(nèi)的熱空氣被吸入熱交換器內(nèi),熱空氣的熱量通過散熱片由熱管傳到熱交換器的另一端,然后通過外部空氣的流動(dòng)將熱量排到大氣中。使用這種熱交換器的前提條件是環(huán)境溫度必須低于柜內(nèi)溫度。
空氣/水熱交換器,其工作原理與空氣/空氣熱交換器是一樣的,只是冷卻介質(zhì)是水,其優(yōu)點(diǎn)是專門用于多塵、多油及高熱負(fù)載的地方。可以通過調(diào)節(jié)進(jìn)口水溫度和流量來改變熱交換器的功率。但是,必須要有水源。
熱交換器的選型與風(fēng)扇及空調(diào)的選型是相似的。
三、 空調(diào):
風(fēng)扇適用于柜內(nèi)溫度高于環(huán)境溫度,但是當(dāng)環(huán)境溫度高于柜內(nèi)溫度或者環(huán)境溫度高于柜內(nèi)要求的溫度(一般為35℃)時(shí),那就應(yīng)該考慮使用工業(yè)空調(diào)器了。還有當(dāng)柜內(nèi)外空氣循環(huán)要求隔絕時(shí),也應(yīng)該考慮使用工業(yè)空調(diào)器。
空調(diào)采用壓縮機(jī)制冷原理進(jìn)行強(qiáng)力制冷,實(shí)現(xiàn)對電氣控制柜內(nèi)部溫度的恒溫控制,由于電氣控制柜內(nèi)外空氣循環(huán)相互隔絕,故可以有效地防止有害、潮濕的氣體及粉塵進(jìn)入柜內(nèi)。
空調(diào)按照其安裝方式,一般可以分為:壁掛式(側(cè)裝式、嵌入式及柜內(nèi)架裝式)和頂裝式。
空調(diào)的選型也是根據(jù)柜內(nèi)溫度與環(huán)境溫度的差值以及柜內(nèi)熱損耗,從而確定空調(diào)所需要的制冷量來選取的,現(xiàn)在一般都是按照德國公司提供的經(jīng)驗(yàn)公式來選取的。其計(jì)算如下:
qe=qv-kxaxδt
式中:qe----總的制冷量(w);
qv----柜內(nèi)元器件總的熱損耗(w);
k ----熱傳導(dǎo)系數(shù)(w/m2k),其值根據(jù)柜體材料不同而不同,一般來說,鋼板為5.5,鋁板為11,塑料為0.3;
a ----柜體實(shí)際散熱面積(m2),柜體的安裝方式對柜體的散熱有較大影響,威圖提供了如下幾種典型安裝方式的散熱面積的計(jì)算:
(寬=柜體寬,高=柜體高,深=柜體深)
1)單個(gè)柜體,四周有空:a=1.8x高x(寬+深)+1.4x寬x深
2)單個(gè)柜體,用于壁裝:a=1.4x寬x(高+深)+1.8x深x高
3)起始或終端柜體,四周有空:a=1.4x寬x(高+深)+1.8x寬x高
4)起始或終端柜體,用于壁裝:a=1.4x高x(寬+深)+1.4x寬x深
5)位于中間的柜體,四周有空:a=1.8x寬x高+1.4x寬x深+深x高
6)位于中間的柜體,用于壁裝:a=1.4x寬x(高+深)+深x高
7)位于中間的柜體,用于壁裝,頂部覆蓋:a=1.4x寬x高+0.7x寬x深+深x高
δt ----柜體內(nèi)外的溫差,柜體內(nèi)部的溫度(一般為35℃)減去柜體外面的溫度(即工作現(xiàn)場的環(huán)境溫度)。
空調(diào)安裝時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):
1)電氣控制柜必須密封;
2)頂裝空調(diào)器不能將電氣控制柜的頂板壓彎,必要時(shí)應(yīng)加強(qiáng)頂板;
3)一定要注意冷凝水的排出,在安裝結(jié)束后應(yīng)該將冷凝管插入導(dǎo)出孔,防止冷凝水流入柜體內(nèi)。現(xiàn)在已經(jīng)有生產(chǎn)廠家生產(chǎn)無冷凝水排出的空調(diào)(冷凝水迅速汽化)。
4)應(yīng)該加裝門開關(guān),在門打開時(shí)應(yīng)切斷空調(diào)裝置,避免在柜內(nèi)產(chǎn)生凝露,同時(shí)在門關(guān)上5分鐘之后才能再次接通空調(diào)裝置;
5)保持柜內(nèi)空氣回路的暢通,在進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口避免受阻。
隨著空調(diào)技術(shù)的日益成熟,愈來愈多的用戶都提出電氣控制柜加裝空調(diào)的要求,生產(chǎn)各種規(guī)格的壁掛式和頂裝式空調(diào),最大制冷量可達(dá)4000多瓦,可以滿足各種用戶的要求。
四、其他:
1)如果工作現(xiàn)場的環(huán)境比較理想,電氣控制柜中發(fā)熱元器件很少,其發(fā)熱量完全可以通過柜體自身的散熱解決時(shí),可以不考慮散熱措施。
2)當(dāng)環(huán)境溫度比較高,或者因?yàn)槠渌?,不適合于采用以上散熱方法時(shí),可能需要建立一個(gè)電氣控制室,用來放置電氣控制柜。電氣控制室可以建立在遠(yuǎn)離現(xiàn)場的地方,這樣就不受現(xiàn)場的影響,但是就增加了電纜鋪設(shè)、土建施工、空調(diào)安裝等費(fèi)用,而且對于需要經(jīng)常操作時(shí),這樣也很不方便;也可以建立在現(xiàn)場,可能會(huì)受現(xiàn)場的影響,但是可以節(jié)省大量的電纜鋪設(shè)的費(fèi)用,只需土建施工及空調(diào)安裝的費(fèi)用,操作方便。最簡便的辦法就是用鋁合金等在現(xiàn)場建一個(gè)電氣控制室,這樣可以基本消除現(xiàn)場對電氣控制柜的影響,這是一個(gè)簡單易行的辦法。