Ինչպես ապահովել էլեկտրատեղակայանքների ջերմա dissipation էֆեկտը:

Էլեկտրական տների ջերմային բեռի հասկացությունը

Ներքին ջերմության արտադրության չափանշում սնուցման բաղադրիչներից

Մենք տեղադրում ենք էլեկտրական վահաններ, որոնք ներսում բավականին տաքանում են՝ պայմանավորված այդքան շատ հզորության բաղադրիչների աշխատանքով: Վերցրե՛ք, օրինակ, փոխակերպիչները, VFD-ները և անջատիչները. այս սարքերը սովորաբար կորցնում են մոտ 3-ից 8 տոկոս մուտքային էներգիան՝ վերածվելով թափոն ջերմության աշխատանքի ընթացքում: Պատկերացրե՛ք ստանդարտ 500 կՎԱ փոխակերպիչ. այն կարող է արտանետել մոտ 15 կՎտ ջերմային էներգիա: Ըստ IEC 60076-2023-ով սահմանված ստանդարտների, եթե սարքավորումները աշխատեն նախատեսվածից նույնիսկ 10 աստիճան Ցելսիուսով բարձր ջերմաստիճանում, դրանց սպասվող կյանքը կրճատվում է կեսով: Սա ճշգրիտ ջերմային բեռի հաշվարկներ կատարելն անհրաժեշտ դարձնում ճիշտ համակարգի նախագծման համար: Երբ գնահատում են այդ կոնստրուկցիաների ներսում կուտակվող ջերմության քանակը, տեխնիկները սովորաբար ուսումնասիրում են բաղադրիչների վատտային բնութագրերը, հաշվի առնում են յուրաքանչյուր մասի աշխատանքի հաճախադեպությունը և խորհուրդ են տալիս արտադրողների կողմից տրամադրված արդյունավետության գրաֆիկները:

Արտաքին ջերմային ազդեցությունների գնահատում. շրջակա միջավայրի պայմաններ և արևային էներգիա

Արտաքին բազմաթիվ պայմաններ ջերմային լարվածությունը դարձնում են ավելի ծանր, քան սովորաբար է: Արևը կարող է հավաքակայաններին տալ շուրջ 150 վատտ տաքացում մեկ քառակուսի մետրի հաշվով, իսկ երբ օդի ջերմաստիճանը գերազանցում է 40 աստիճան Ցելսիուսը, բնական սառեցման գործընթացների արդյունավետությունը կրճատվում է մոտ 30 տոկոսով: Եղանակների փոփոխությունները նշանակում են, որ ինժեներները պետք է մտածեն դինամիկորեն՝ հրաժարվելով հին ստատիկ մոդելներից: Սա հատկապես կարևոր է չոր շրջաններում գտնվող գործարանների համար, որտեղ սարքավորումներին ավելի մեղմ կլիմայով վայրերի համեմատ 25% ավելի շատ սառեցման հզորություն է անհրաժեշտ: Սարքավորումների համար խելացի տեղեր ընտրելով կարող է կրճատվել անմիջական արևի ճառագայթումը և ավելի լավ օգտագործվել տեղական քամիների ուղղությունը, որպեսզի տաքությունը առանց բարդ համակարգերի պարզապես անհետանա:

Էլեկտրատեղակայանների համար արդյունավետ ջերմության դիսիպացիայի մեթոդների ընտրություն

Պասիվ լուծումներ՝ ջերմասիպակներ, ջերմային ինտերֆեյսային նյութեր և ջերմային խողովակներ

Պասիվ սառեցումը գործում է բնական ջեռուցման եւ սառեցման գործընթացներից օգտվելով, ինչը նշանակում է, որ անհրաժեշտ չէ որեւէ արտաքին էներգիայի աղբյուր: Երբ մենք խոսում ենք ալյումինե կամ պղնձե ջերմային լիցքավորիչների մասին, դրանք հիմնականում ավելի շատ տարածություն են ստեղծում ջերմության համար, որպեսզի այն փախչի ինչպես կոնվեկցիայի, այնպես էլ ճառագայթման միջոցով: Լավ դիզայնը կարող է ջերմաստիճանը նվազեցնել 15-20 աստիճանով: Ջերմային ինտերֆեյս նյութերը, կամ TIM-ները, ինչպես դրանք կոչվում են արդյունաբերության մեջ, լրացնում են այդ փոքրիկ օդային տարածությունները մասերի եւ դրանց սառեցման մակերեւույթների միջեւ: Սա ջերմային փոխանցումը ավելի լավ է դարձնում, երբեմն մինչեւ հինգ անգամ ավելի լավ, քան միայն օդի միջոցով: Ջերմային խողովակները նույնպես բավականին զարմանալի են: Նրանք աշխատում են այս սկզբունքի վրա, որտեղ հեղուկը վերածվում է գոլորշու եւ կրկին վերադառնում, ջերմությունը հեռացնելով շատ արդյունավետ: Այս խողովակները կարող են մոտ 90 տոկոսով ավելի շատ ջերմություն փոխանցել, քան նույն քանակությամբ կոշտ պղնձը։ Էլեկտրական սարքավորումների արտադրողները գտնում են, որ այս պասիվ սառեցման մեթոդները շատ գրավիչ են, քանի որ դրանք, որպես կանոն, տեւում են ավելի քան մեկ տասնամյակ առանց մեծ ուշադրության կարիք ունենալու, բացի այդ, դրանց հետ կապված էլեկտրաէներգիայի հաշվարկը բացարձակ

Ակտիվ սառեցման տարբերակներ՝ ֆիլտրավորված պնև, օդ-օդ ջերմափոխանի հանգույցներ և կամարակապ սառնարանային միավորներ

Ակտիվ սառեցման համակարգերը միացվում են, երբ շրջակա միջավայրի գործոնները գերազանցում են անվտանգ համարվող սահմանները, կամ երբ ներքին ջերմության արտադրությունը ավելի մեծ է, քան ինչ-որ հնարավոր է վերահսկել պասիվ մեթոդներով: NEMA 4 վարկանիշ ունեցող օդափոխիչները կանխում են փոշու ներթափանցումը՝ մեկ րոպեում 300 խորանարդ ոտն սառը օդ մղելով, ինչը լավ աշխատում է միջին ջերմային պահանջներ ունեցող դեպքերում: Օդից օդ ջերմափոխանակիչները ստեղծում են ներքին և արտաքին օդի միջև պատնեշ, որը համապատասխանում է IP54 ստանդարտին, և այս սարքերը կարողանում են վերացնել մոտ 2-ից 3 կիլովատտ ավելցուկային ջերմություն ջերմահաղորդման միջոցով: Շատ բարդ դեպքերում, ինչպիսիք են արտաքին էլեկտրակայանները կամ անապատային կլիմայով շրջաններում գտնվող շենքերը, պահաների համար անհրաժեշտ են հատուկ AC միավորներ, որոնք պահում են կայուն 25 աստիճան Ցելսիուս՝ անկախ այն բանից, որ դրանք կրում են 5 կիլովատտից ավել ջերմային բեռ: Ստիպված օդափոխման լուծումները իսկապես կարող են իջեցնել տաք կետերի ջերմաստիճանը մոտ 35 աստիճան Ցելսիուսով, սակայն դրանք ունեն իրենց արժեքը, քանի որ սովորաբար պահանջում են մոտ 15 տոկոսով ավելի շատ հզորություն, քան լավ օպտիմալացված պասիվ համակարգերը:

Էլեկտրական տներում օպտիմալ օդի շարժման և կոմպոնենտների տեղավորման նախագծում

Տաք գոտիներից խուսափելու և բնական կոնվեկցիոն ճանապարհներ ապահովելու ռազմավարական տեղադրում

Կոմպոնենտների դասավորությունը մեծ դեր է խաղում ջերմային նախագծման որոշումներում։ Երբ տեղադրում ենք բարձր ջերմություն արտադրող սարքեր, ինչպիսին են VFD-ները, տրամաբանական է դրանք տեղադրել այնտեղ, որտեղ կա լավ օդափոխություն, սակայն այս տաք գոտիները պետք է հեռու լինեն նրբագեղ սարքերից։ Ինչո՞ւ։ Քանի որ էլեկտրամագնիսական միջամտությունները կարող են խնդիրներ առաջացնել, և ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ դրանք ներդրում են ջերմային հարաբերությամբ առաջացած անսարքությունների ավելի քան մեկ երրորդի մեջ։ Խուսափեք առնվազն 20% տարածություն թողնելուց ցանկացած ջերմություն արտադրող սարքի շուրջ, որպեսզի օդը կարողանա բնական կերպով շարժվել վերև։ Պատկերացրեք, թե ինչպես ստեղծվում է խողովակի էֆեկտ, որտեղ սառը օդը ինքնաբերաբար ձգվում է վերև՝ առանց օդափոխիչների կամ պոմպերի աշխատանքի։ Այս պարզ հնարքը իրականում կարող է ներքին ջերմաստիճանը իջեցնել մոտ 15 աստիճան Ցելսիուսով։ Ճիշտ տարածությունը ստանալը նույնպես կարևոր է, քանի որ արգելակված օդի շարժը ստեղծում է տաք գոտիներ, որոնք ոչ ոք չի ցանկանում, երբ փորձում ենք ամբողջ համակարգում ամեն ինչ հարմար կերպով գործարկել:

CFD-ին հիմնված կալուղու օդափոխություն և արգելակման կառավարում

Հաշվողական հեղուկի դինամիկայի (CFD) սիմուլյացիաների օգտագործումը կարող է բացահայտել լուրջ ջերմային խնդիրներ՝ նույնիսկ առաջին արտադրությունից շատ առաջ: Երբ ինժեներները մոդելավորում են օդի հոսքը սարքավորումների միջով, հետևում են ճնշման փոփոխություններին մակերեսների վրա և նույնականացնում տարրերի այն հատվածները, որտեղ կարող է տեղի ունենալ ավելցուկային տաքացում, նրանք հայտնաբերում են տարբեր խնդիրներ, որոնք սովորաբար ոչ ոք չի նկատի: Օրինակ՝ վատ տեղադրված օդափոխման բացվածքները ստեղծում են հոսքի բուռն շարժ, այլ ոչ թե հարթ օդային հոսք, մինչդեռ որոշ հատվածներ վերածվում են տաքացման կենտրոնների, քանի որ դրանց մոտ օդը ընդհանրապես չի հասնում: Մի շարք ինժեներական ընկերությունների հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ երբ նախագծողները CFD մեթոդների օգնությամբ օպտիմալ ձև են տալիս կառույցներին, դրանց արտադրանքները ջերմությունը рассեивают մոտ 40 տոկոսով ավելի արդյունավետ, քան ստանդարտ նախագծումները: CFD վերլուծությունից առավելագույնս օգուտ քաղելու մի քանի գործնական հանձնարարականներ ներառում են օդափոխման բացվածքների ճյուղավորումը ճիշտ անկյան տակ՝ հարթ օդային հոսքի օրինաչափություններ ապահովելու համար, էլեկտրական սարքավորումները հիմնական օդափոխման անցքերից հեռու պահելը և համոզվելը, որ արտանետման անցքերը զգալիորեն մեծ են ներառման անցքերից՝ սովորաբար 20-30 տոկոսով մեծ չափսերն են ամենաարդյունավետը բնական կոնվեկցիոն հոսքեր ստեղծելու համար: Նախագծման գործընթացի սկզբում այս տեսակի սիմուլյացիաներ իրականացնելը նվազեցնում է ծախսերը ապագայում՝ կանխելով հետագա թանկարժեք վերանախագծումները, ինչպես նաև ապահովում է, որ ամեն ինչ անվտանգ ջերմաստիճանային սահմանների սահմաններում մնա, միևնույն ժամանակ համապատասխանելով այն կառուցվածքային և շրջակա միջավայրի անվտանգության պահանջներին, որոնք պետք է հետևեն արտադրողները:

Էլեկտրական տնապահոցների շրջակա միջավայրի պաշտպանության և ջերմային արդյունքների հավասարակշռում

Արդյունաբերական սարքավորումների վրա աշխատող ինժեներների համար տնապահոցների հարցում միշտ առկա է այս հավասարակշռման գործընթացը։ Նրանք պետք է համապատասխանեն շրջակա միջավայրի խիստ պահանջներին՝ ինչպիսիք են IP66 կամ NEMA 4X վարկանիշները, սակայն նույն ժամանակ պետք է թույլ տան բավարար ջերմություն արտահոսք, որպեսզի սարքերը չտաքանան։ Կարևոր համակարգերի համար փոշուց, ջրից և կոռոզիային տարրերից լավ պաշտպանություն ապահովելը կարևոր է, այս մեջ կասկած չկա։ Սակայն, եթե մենք չափից շատ կնքենք տնապահոցը, ապա ջերմությունը կմնա ներսում և իրականում կարագատային կարարձակի մասերի ձախողումը։ Վերցրե՛ք, օրինակ, սեղմման պարանները։ Դրանք հիանալի աշխատում են արտաքին ազդեցություններից պաշտպանելու համար, սակայն այնուհետև մենք պետք է մի բան ունենանք, որը կվերահսկի ջերմության կուտակումը։ Սովորաբար սա նշանակում է տնապահոցի պատերին ջերմություն հաղորդող նյութեր ավելացնել կամ կոնստրուկցիայի մեջ տեղադրել ջերմասինկ։ Հակառակ դեպքում այս բոլոր պաշտպանական միջոցառումները դառնում են խնդրի մաս, այլ ոչ թե լուծում։

Օդափոխման լուծումները օգնում են ապահովել օդի շարժման կարիքների և խիստ պայմաններից պաշտպանվելու միջև համապատասխանությունը: Մասնիկային ֆիլտրերով ապակե վենտիլացիոն բացվածքները լավ աշխատում են NEMA-ի վարկանիշով պնևման համակարգերի հետ՝ պահպանելով օդի շարժը՝ միաժամանակ պաշտպանելով սարքավորումները փոշուց, կոռոզիայից և ջրի ազդեցությունից լվացման ընթացքում: Ջերմային կառավարման համար կան մի քանի մոտեցումներ, որոնք արժանի են դիտարկման: Ջերմային ինտերֆեյսային նյութերը բարելավում են տաք մասերից կապույտի պատերին ջերմության հաղորդումը: Կարելի է նաև ռազմավարականորեն տեղադրել մեկուսացում՝ պաշտպանվելու համար կապույտից դուրս տաքաստիճանի տատանումներից: Այս մեթոդները հատկապես կարևոր են որոշակի վայրերում: Բարձր խոնավությամբ ափերը շատ շահում են անտիկոնդենսացիոն տաքացուցիչներից, որոնք կանխում են խոնավության պատճառով առաջացած վնասվածքները: Նմանապես, անմիջական արևի լույսին ենթարկվող սարքավորումներին անհրաժեշտ են կա՛մ արտացոլող ծածկույթներ, կա՛մ ստվերի կառույցներ՝ տաքության կուտակումը նվազեցնելու համար: IP և NEMA վարկանիշները դիտարկելիս ակնհայտ է դառնում, որ շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը և ջերմային կառավարումը առանձին հարցեր չեն: Իրականում, դրանք կախված են միմյանցից՝ ապահովելով հուսալի աշխատանք էլեկտրաէներգիայի բաշխման համակարգերում:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ինչ է ջերմային բեռը էլեկտրական տնակներում:

Ջերմային բեռը վերաբերում է էլեկտրական տնակներում առաջացած ջերմային էներգիայի քանակին՝ հիմնականում տրանսֆորմատորների, VFD-ների և անջատիչների պես սնուցման բաղադրիչների կողմից առաջացվող ներքին ջերմության և շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի ու արևի էներգիայի նման արտաքին գործոնների պատճառով:

Ինչպե՞ս են տարբերվում պասիվ և ակտիվ սառեցման մեթոդները էլեկտրական տնակների համար:

Պասիվ սառեցումը հիմնված է ջերմափոխանցման անոթների և ջերմային խողովակների պես բնական գործընթացների և նյութերի վրա, իսկ ակտիվ սառեցումը ներառում է ֆիլտրված օդափոխիչներ և տնակի սառնարանային միավորներ նման մեխանիկական համակարգեր՝ ավելցուկային ջերմությունը կառավարելու համար:

Ինչ դեր է խաղում CFD-ն էլեկտրական տնակների նախագծման մեջ:

Համակարգչային հիդրոդինամիկան (CFD) օգտագործվում է տնակների ներսում օդի շարժը մոդելավորելու և օպտիմալացնելու, ինչպես նաև հնարավոր տաք կետերն ու ճնշման փոփոխությունները արտադրության գործընթացից առաջ նվազեցնելու համար:

Ինչու՞ է կարևոր հավասարակշռել շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը և ջերմային արդյունավետությունը:

Այս երկու ասպեկտների հավասարակշռումը ապահովում է, որ էլեկտրական կապսուլները համապատասխանեն շրջակա միջավայրի սպեցիֆիկացիաներին՝ միաժամանակ կանխելով վերատաքացումը, այսպիսով պաշտպանելով փոշուց, ջրից և կոռոզիայից՝ միաժամանակ ապահովելով բավարար ջերմության արտածում: