Статьи

В каких случаях необходимо применять охладители шкафов управления

В каких случаях необходимо применять охладители шкафов управления


Тиристоры и другие твердотельные устройства в частотно-регулируемых приводах выделяют большое количество тепла. В некоторых случаях до 6%, в среднем около 4,5% от номинальной мощности. Количество выделяемого тепла зависит от КПД привода.


Эти полупроводниковые блоки обычно устанавливаются на радиаторах. Холодный воздух для их охлаждения засасывается снизу панели управления, а горячий воздух затем выпускается в верхней части корпуса.


Удаление тепла от компонентов, наполняющих шкаф управления, во многих ситуациях требует охлаждения шкафа, и в большинстве случаев единственным жизнеспособным методом является использование охладителей шкафов управления на сжатом воздухе.


В каких ситуациях необходимо использовать охлаждение?


1. Высокая температура панели (более 105 ºF или 40 ºC)


Температура воздуха внутри электрооборудования не должна превышать 40 ºC, тем более, что локальные температуры отдельных компонентов внутри шкафа могут быть значительно выше.


Фактически, срок службы электронного оборудования сокращается вдвое при повышении температуры на каждые 10 ºC выше нормальной температуры окружающей среды.


2. Рядом с другими внешними источниками тепла


В таких отраслях, как пекарни или сталелитейное производство, электрические панели управления могут располагаться вблизи очень сильных внешних источников тепла.


Источник тепла, такой как печь или сушильный шкаф, увеличивает тепловую нагрузку на корпус или панель шкафа управления, поскольку температура окружающей среды также повышается.


В этих местах только некоторые кондиционеры могут быть эффективными для охлаждения электрического шкафа. Наиболее же эффективный метод - это использование охладителя шкафа управления на сжатом воздухе.


3. При воздействии прямых солнечных лучей


Температура внутри электрического шкафа будет намного выше, если он подвергается прямому воздействию солнечного излучения. Любая панель управления, на которую падает прямой солнечный свет, может поглощать до 100 ватт тепла на 0,1 кв. м. поверхности в зависимости от угла падения солнца.


Светоотражающая краска может отражать большую часть этой солнечной тепловой нагрузки, но в большинстве случаев температура внутри корпуса будет выше 40 ºC только из-за солнечного света, даже без учета дополнительной тепловой нагрузки от самих частотно-регулируемых приводов.


4. Верхние этажи и антресольные этажи на фабриках


Температура окружающей среды на верхнем этаже или антресольном этаже в промышленных зданиях с естественной вентиляцией обычно повышена, потому что горячий воздух поднимается вверх под крышу завода.


Температура обычно повышена на 5–10 ºC выше уровня на первом этаже. Это увеличивает тепловую нагрузку на панели привода, что может привести к преждевременному выходу из строя или неправильной работе привода. Опять же, для поддержания температуры в шкафу привода ниже 40 ºC потребуется охладитель.


5. Агрессивная среда


Электронное оборудование восприимчиво к коррозии и коррозионным средам, таким как соляной туман в морской среде, коррозионно-активные химические вещества некоторых производственных процессов (например, сероводород при шахтной добыче) и даже химические вещества, содержащие твердые частицы, которые могут находиться в окружающем воздухе.


Панели приводов в таких средах должны иметь класс защиты от пыли и влаги NEMA 4 (IP66) и быть снабжены системой охлаждения корпуса с замкнутым контуром или какой-либо системой для защиты от заводской среды (например, поддержание постоянного положительного давления внутри шкафа управления).


6. Среда с высокой влажностью


Большинство электроприводов требуют, чтобы они не использовались в местах с высокой влажностью и особенно там, где может образовываться конденсат.


В прибрежной, жаркой или влажной среде конденсация легко происходит при температурах, близких к температуре окружающей среды.


Надлежащий охладитель воздуха в корпусе осушает воздух внутри шкафа, чтобы избежать образования конденсата. При использовании традиционных кондиционеров рекомендуется установить нагреватель для предотвращения образования конденсата в ночное время или в холодные периоды, поскольку влажность может оставаться высокой, а нагрев поможет предотвратить образование конденсата.


Охладители шкафов лучше всего подходят для приводов с регулировкой частоты вращения.


Высокие требования к отводу тепла от панелей приводов с частотными преобразователями исключают использование простых систем вентиляции корпуса в любой из вышеперечисленных ситуаций.


Однако он идеально подходит для относительно недорогих охладителей с вихревыми трубками, таких как панельные охладители Nex Flow® Frigid-X® .


ОХЛАДИТЕЛЬ ДЛЯ ШКАФОВ И ЗАКРЫТЫХ ПРОСТРАНСТВ NEX FLOW FRIGID-X Эти устройства изготавливаются из нержавеющей стали для работы в любой потенциально коррозионной среде и могут быть оснащены байпасными системами для поддержания постоянного положительного давления в шкафу управления для защиты от агрессивных сред.


Охладители имеют рейтинг NEMA12 (IP54), NEMA3R (IP14) или NEMA4-4X (IP66). Охладители подходят практически для любого типа панели управления. В случае отсутствия места сверху шкафа управления, существуют адаптеры для монтажа охладителя на боковую стенку шкафа.


Работа этих систем охлаждения естественным образом поддерживает низкую влажность панели управления, что предотвращает образование конденсата.


Преимущества  охладителей шкафов управления на сжатом воздухе


Хотя охладители могут иметь повышенное энергопотребление, поскольку они работают на сжатом воздухе, это обычно компенсируется следующими факторами:


- Охладители не производят конденсат, который в противном случае может быть связан с затратами на утилизацию.  
- Охладители не используют никаких химических веществ, которые могут нанести вред окружающей среде.
- Охладители не требуют дорогостоящих простоев для замены расходных материалов и жидкостей
- Охладители могут автоматически создавать небольшое избыточное давление внутри шкафа, чтобы удерживать любой вредный воздух из окружающей среды от попадания внутрь.
- Охладители не имеют каких-либо движущихся частей (за исключением соленоидного клапана в моделях с автоматическим поддержанием температуры).
- Охладители не требуют обслуживания.


Еще одна экономия связана с практически нулевым обслуживанием и абсолютно нулевым использованием фильтров, которые требуют замены, фильтров, которые требуют больших затрат материалов, времени и утилизации после использования.


В целом дополнительные затраты на электроэнергию в этих решениях компенсируются за счет экономии времени на техническое обслуживание, материалов, меньшего времени простоя, меньшего количества замен и нулевых затрат на утилизацию.


В нашем ассортименте представлены  4 исполнения охладителей для электрических панелей, зарегистрированных в UL NEMA:

1. Frigid-X Cabinet Panel Coolers NEMA Type 12 (IP54) для электронных контрольных панелей общего назначения в промышленности, где панели не подвергаются прямому воздействию жидкостей.
2. Frigid-X Cabinet Panel Coolers NEMA Type 3R (IP14) для электронных контрольных панелей, устанавливаемых вне помещения.
3. Frigid-X Panel Coolers NEMA Type 4-4X (IP66) для электронных контрольных панелей на производствах с влажным микроклиматом или под открытым небом. Уникальный запатентованный дизайн надежно защищает от попадания воды и брызг.
4. Frigid-X Panel Coolers NEMA Type 4-4X-316L (IP66) изготовлены из нержавеющей стали 316L. Защищены от пыли, воздействия масла и аэрозолей, применяются во влажных и агрессивных средах, а также в пищевой промышленности.


В видео показан принцип работы Охладителя для шкафов и закрытых пространств NEX FLOW FRIGID-X.




Нужна консультация по охлаждению шкафов управления? Наши специалисты ответят на все вопросы.
Звоните по телефону +7 (495) 125-06-83 или отправьте сообщение на lead@spray-expert.ru

Почему важно использовать надежную систему охлаждения для шкафов управления и электрических шкафов

Дорогостоящее электрическое и электронное оборудование обеспечивает  работу производственных линий. Повышенная температура окружающей среды в заводских условиях может привести к отказу систем управления и к остановке производства.


Для поддержания правильной температуры внутри электрических шкафов и шкафов управления требуется надежная система охлаждения. 


Использование простых вентиляторов для охлаждения внутренней части панели управления в грязной, жаркой и влажной среде без учета окружающей среды, в которой находится шкаф, может вызвать проблемы.


Охладитель Nexflow


4 причины использовать надежную систему охлаждения:


1. Надежные системы охлаждения увеличивают срок службы шкафов управления.


Когда температура поднимается выше максимального рабочего уровня, срок службы электрических компонентов значительно сокращается. Надежная система охлаждения поддерживает температуру шкафа ниже рекомендованного производителем максимального значения, чего не могут гарантировать ни простые вентиляторы, ни системы вентиляции и кондиционирования здания.


2. Повышение эффективности сотрудников.


Любая компания стремится, чтобы сотрудники тратили время на улучшение бизнеса и прибыли, а не на устранение непредвиденных поломок, связанных с отключением шкафов управления.


3. Идеальные системы охлаждения не требуют обслуживания или, по крайней мере, затраты на их обслуживание минимальны.


Большинство систем охлаждения требуют регулярных проверок, например, замены фильтров на панели кондиционера.

  • Если вовремя и регулярно не менять грязные фильтры в системах кондиционирования, то это приведет к плохой циркуляции воздуха и перегреву;
  • Если фильтр вообще отсутствует, то грязь может попасть внутрь шкафа, а также повредить элементы управления или значительно сократить срок их службы. 

Часто такие вещи  упускаются из виду или просто игнорируются из-за нехватки времени на техническое обслуживание.


4. Профилактика всегда дешевле.


Плохой контроль температуры внутри электрических шкафов наносит ущерб как с экономической точки зрения, так и с точки зрения безопасности. Использование эффективной системы охлаждения экономически выгоднее и намного безопаснее для персонала.


Системы охлаждения  для электрических шкафов и шкафов управления от NEX FLOW® идеально подходят для работы в жарких и грязных средах.


Nex Flow® предлагает 4 типа охладителей для электрических панелей, внесенных в список UL и сертифицированных NEMA:


  1. Frigid-X Cabinet Panel Coolers NEMA Type 12 (IP-54) предназначены для электронных контрольных панелей общего назначения в промышленности, где панели не подвергаются прямому воздействию жидкостей.
  2. Frigid-X Cabinet Panel Coolers NEMA Type 3R (IP-14) подходят для электронных контрольных панелей, устанавливаемых вне помещения.
  3. Frigid-X Panel Coolers NEMA Type 4-4X (IP-66) отлично подходят для электронных контрольных панелей на производствах с влажным микроклиматом или под открытым небом. Уникальный запатентованный дизайн надежно защищает от попадания воды и брызгов.
  4. Frigid-X Panel Coolers NEMA Type 4-4X-316L (IP-66) Данные охладители изготовлены из нержавеющей стали 316L, защищены от пыли, воздействия масла и аэрозолей. Применяются во влажных и агрессивных средах, а также в пищевой промышленности.


Преимущества охладителя шкафов управления Frigid-X:


  • Низкие затраты
  • Компактность
  • Без хлорфторуглеродов
  • Быстрая установка
  • Стабилизирует температуру и влажность.
  • Практически не требует обслуживания (отсутствуют движущиеся части)
  • Монтируется в стандартную электрическую врезку.
  • Предотвращает повреждения от воздействия тепла и ложных срабатываний.
  • Снимает необходимость в вентиляторах и фильтрах.
  • Предотвращает скопление пыли путем поддержания в отсеке избыточного давления.
  • Устройства можно использовать во всех средах, включая высокие температуры (34 - 93ºС).


Посмотрите видео работы охладителя шкафов управления Frigid-X Cabinet Panel Coolers NEMA Type от NEX FLOW.



Компания Spray Expert является официальным дистрибьютором продукции Nexflow (Канада).

Вы получите продукцию в максимально сжатые сроки и без налоговых рисков.


Нужна консультация? Наши специалисты ответят на все вопросы.

Звоните по телефону +7 (495) 152-73-09 или отправьте сообщение на lead@spray-expert.ru

С 21.04.2022 возобновили поставки оборудования NEX FLOW (Канада)


В результате февральских событий нам пришлось приостановить поставки ряда производителей из Европы и Северной Америки.


В настоящее время мы рады сообщить, что проработаны и проверены каналы поставки эффективного оборудования для сжатого воздуха NEX FLOW (Канада). 


Принимаем заказы в обычном режиме, только сроки поставки* на склад в г. Москва увеличились до 45 кал дней.


*) мы принимаем все меры для нормализации сроков поставки продукции и снижения их до обычных 35 кал дней, однако в настоящее время логистика требует более длительного времени в пути.


Перечень поставляемой продукции:

- воздушные пистолеты и форсунки для обдува;
- вихревые трубки Ранка, охладители шкафов на сжатом воздухе, охладители инструмента;
- воздушные ножи, кольцевые воздушные ножи для осушения поверхностей, например бутылок или кабеля;
- воздушные усилители для откачки газов;
- воздушные транспортеры для перемещения гранул;
- промышленная сбор мусора, например - ржавчины после очистки металла, стружки после обработки металлов за счет сжатого воздуха;
- промышленная уборка и фильтрация жидкостей на сжатом воздухе без электричества и износа;
- удаление статики с поверхностей изделий (этикетки, фаянс, полиэтилен и другое).



Если вы затрудняетесь с выбором оборудования, то напишите нам на lead@spray-expert.ru или свяжитесь любым удобным способом.
Наши технические специалисты с большим опытом работы помогут подобрать оборудование NEX FLOW для решения вашей задачи.

Как обеспечить эффективную работу вихревых трубок при повышенном содержании воды в сжатом воздухе

Инженер по продукту компании Spray Expert сотрудничал с дистрибьюторами, на проектах которых тестировались вихревые трубки для охлаждения климатических камер до температуры ‑10...-20°.


На одном из проектов возникла проблема. По словам заказчика в начале дня вихревая трубка работала прекрасно, однако к вечеру вихревая трубка "переставала работать". По мнению заказчика, проблема была в самой вихревой трубке.


Принцип работы вихревой трубки

Как обеспечить эффективную работу вихревых трубок при повышенном содержании воды в сжатом воздухеСжатый воздух подаётся на вихревую трубку в точке "А". Внутри вихревой трубки сжатый воздух закручивается, благодаря "генератору".

Закрученный поток сжатого воздуха направляется в сторону "горячего конца" вихревой трубки, а затем - в обратную сторону, образуя поток "B" и противоположный по направлению поток "C".

Внешняя сторона закрученного воздушного потока нагревается и выходит в виде потока "D" со стороны "горячего конца" вихревой трубки.

Внутренняя часть закрученного воздушного потока внутри вихревой трубки охлаждается и выходит в виде потока "E" со стороны "холодного конца" вихревой трубки.

Расход сжатого воздуха варьируется в зависимости от установленного "генератора", а процентное соотношение объёмов фракций холодного и горячего воздуха регулируется винтом на "горячем конце" вихревой трубки.

Чем больше объём холодного воздуха, тем меньше разница температур и тем она "теплее". Чем меньше объём холодной фракции, тем больше разница температур и тем она "холоднее".


ПРОБЛЕМА


Инженер по продукту несколько раз выезжал к заказчику и в итоге выяснил, что влажность используемого сжатого воздуха менялась в течение дня: утром точка росы была ниже ‑20°C, а к вечеру она поднималась выше.

Работоспособность вихревой трубки была нарушена по следующим причинам:


1.    При охлаждении первой порции недостаточно сухого сжатого воздуха происходила конденсация влаги и ее отложение на внутренней поверхности корпуса вихревой трубки.
2.    При продолжении работы вихревой трубки сконденсировавшаяся вода замерзала в генераторе вихревой трубки и блокировала поток холодного воздуха.
3.    В условиях блокирования потока холодного воздуха, поток теплого воздуха растапливал лед, генератор вихревой трубки освобождался, а затем цикл замерзания и оттаивания повторялся.
В данном проекте на работу вихревой трубки оказали влияние очевидные проблемы с замерзанием влаги.

Таблица температур
Значения точки росы в градусах Цельсия в разных условиях приведены в таблице.


Относительная влажность, % Температура шарика сухого термометра, ºС
0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25
20 -20 -18 -16 -14 -12 -9,8 -7,7 -5,6 -3,6 -1,5 -0,5
25 -18 -15 -13 -11 -9,1 -6,9 -4,8 -2,7 -0,6 1,5 3,6
30 -15 -13 -11 -8,9 -6,7 -4,5 -2,4 -0,2 1,9 4,1 6,2
35 -14 -11 -9,1 -6,9 -4,7 -2,5 -0,3 1,9 4,1 6,3 8,5
40 -12 -9,7 -7.4 -5,2 -2,9 -0,7 1,5 3,8 6,0 8,2 10,5
45 -10 -8,2 -5,9 -3,6 -1,3 0,9 3,2 5,5 7,7 10,0 12,3
50 -9,1 -6,8 -4,5 -2,2 0,1 2,4 4,7 7,0 9,3 11,6 13,9
55 -7,8 -5,6 -3,3 -0,9 1,4 3,7 6,1 8,4 10,7 13,0 15,3
60 -6,8 -4,4 -2,1 0,3 2,6 5,0 7,3 9,7 12,0 14,4 16,7
65 -5,8 -3,4 -1,0 1,4 3,7 6,1 8,5 10,9 13,2 15,6 18,0
70 -4,8 -2,4 0,0 2,4 4,8 7,2 9,6 12,0 14,4 16,8 19,1
75 -3,9 -1,5 1,0 3,4 5,8 8,2 10,6 13,0 15,4 17,8 20,3
80 -3,0 -0,6 1,9 4,3 6,7 9,2 11,6 14,0 16,4 18,9 21,3
85 -2,2 0,2 2,7 5,1 7,6 10,1 12,5 15,0 17,4 19,9 22,3
90 -1,4 1,0 3,5 6,0 8,4 10,9 13,4 15,8 18,3 20,8 23,2
95 -0,7 1,8 4,3 6,8 9,2 11,7 14,2 16,7 19,2 21,7 24,1
100 0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0


РЕШЕНИЕ


Для повышения надежности процесса заказчику было предложено осушать сжатый воздух в установке рефрижераторного типа. Удалять влагу до уровня, при котором точка росы на входе в вихревую трубку оказывалась достаточно низкой.


Поскольку проблема заключалась в сжатом воздухе, подробнее рассмотрим ее, а также принцип работы рефрижераторного осушителя воздуха.


Процесс осушения довольно простой:


1.    При сжатии воздуха до давления 7 бар изб., объём воздуха уменьшается в семь раз по сравнению с первоначальным объемом. Это означает, что молекулы воздуха и прочие находившиеся в воздухе вещества (включая водяной пар) после сжатия занимают гораздо меньше места и, таким образом, более сконцентрированы.


Когда воздух, поступающий в компрессор при цикле сжатия, имеет высокий уровень относительной влажности или большое количество молекул воды в объеме, то в сжатом состоянии воздух становится еще более насыщенным водяным паром.


2.    В системе сжатия воздух нагревается в зависимости от степени сжатия, но затем воздух охлаждается по мере прохождения через мокрый ресивер, через первичное фильтрационное оборудование и дальше через распределительные трубопроводы.
При охлаждении воздуха такое большое количество влаги уже не может находиться в нем в виде пара. В объеме воздуха начинается конденсация влаги в виде жидкости, и ее отложение на внутренних поверхностях системы сжатого воздуха, примерно так же, как влага конденсируется на поставленном на стол холодном стакане.


При выработке сжатого воздуха предусмотрены фильтры и дренажные устройства, которые удаляют избыточную влагу из системы. Однако в случае использования вихревых трубок для последующего охлаждения потока сжатого воздуха до еще более низкой температуры, заказчик должен осознавать опасность вторичной конденсации.

Падение температуры ниже точки росы (температура, при которой воздух уже не удерживает водяные пары) вызывает конденсацию на холодных поверхностях вихревой трубки. Поскольку температура на выходе холодного воздуха из вихревой трубки обычно ниже температуры замерзания воды, то образуется лед, который блокирует выход холодного воздуха.


Рассмотрим принцип работы рефрижераторного осушителя воздуха

Как обеспечить эффективную работу вихревых трубок при повышенном содержании воды в сжатом воздухе  


В процессе выработки сжатого воздуха, после выхода потока из компрессора и потом из мокрого ресивера, воздух можно направить в рефрижераторный осушитель воздуха.

В этом осушителе сжатый воздух подается в теплообменник воздух-хладагент. Хладагент охлаждается до 3,3°C с помощью обычного холодильного цикла с применением фреона.

Когда воздух вступает в контакт с холодной поверхностью теплообменника, то тепло передается к хладагенту и отводится, но соответственно снижается температура сжатого воздуха, и его способность удерживать влагу.

Водяной пар конденсируется, удаляется и сбрасывается в наземный дренаж или какой-либо иной коллектор вне системы компрессора. В некотором смысле это можно сравнить с отжимом воды из губки. Но в случае с воздухом удаление воды происходит за счет изменения температуры, а не за счет физической силы. После отжима в губке остается немного воды, но значительное количество воды удаляется из губки за счет "отжима".


При каждом снижении температуры на 28°C поток сжатого воздуха наполовину теряет свою способность удерживать влагу.

Дополнительные плюсы осушения


Осушение воздуха не только благоприятно для работоспособности вихревой трубки, но также предотвращает коррозию, исключает затратные эксплуатационные проблемы, упрощает техническое обслуживание и ремонт всего пневматического оборудования, которое подключено к системе сжатого воздуха.


Если у заказчиков наблюдаются проблемы с конденсацией влаги в системе сжатого воздуха, то для их же блага рекомендуется установить рефрижераторный осушитель на стороне нагнетания системы сжатия воздуха. Такие осушители являются типовым оборудованием и предлагаются дистрибьюторами воздушных компрессоров.


Заинтересовало решение? Свяжитесь с нами по телефону +7 (495) 152-73-09, напишите на почту lead@spray-expert.ru