وجهات النظر: 17 المؤلف: محرر الموقع النشر الوقت: 2024-10-11 الأصل: موقع
تحتوي الخزانات الكهربائية على مكونات حيوية مثل قواطع الدوائر والمحولات والإلكترونيات الحساسة التي هي مفتاح الأنظمة الكهربائية. تولد هذه الخزانات الحرارة من المعدات الكهربائية والتحكم في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية لضمان السلامة والوظائف وطول عمر المكونات في الداخل. بدون ارتفاع درجة الحرارة في درجة الحرارة ، يمكن أن يتسبب ارتفاع درجة الحرارة في فشل المعدات ، والتوقف والمخاطر المحتملة مثل الحرائق الكهربائية.
في هذا المنشور ، سننظر في حلول التحكم في درجة الحرارة للخزانات الكهربائية ، وكيفية تنفيذها وأفضل الممارسات لإبقائها مثالية.
الخزانات الكهربائية هي العمود الفقري للعمليات الصناعية والتجارية ، وحماية المكونات الكهربائية الحساسة. يعد التحكم في درجة الحرارة عاملاً رئيسياً في منع ارتفاع درجة الحرارة والذي يمكن أن يؤدي إلى تدهور المعدات ويسبب فشل النظام. تعني إدارة درجة الحرارة المناسبة أيضًا كفاءة الطاقة والسلامة وطول العمر للمكونات داخل الخزانة.
منع ارتفاع درجة الحرارة: تولد مكونات مثل إمدادات الطاقة والمحولات والمحولات الحرارة عند التشغيل. بدون التبريد ، يمكن أن تتراكم هذه الحرارة وتسبب ارتفاع درجة الحرارة.
طول طول المكون: يمكن للحرارة المفرطة تحطيم الأجزاء الإلكترونية الحساسة ، وتقصير عمرها.
كفاءة الطاقة: تعمل إدارة درجة الحرارة المناسبة على تحسين كفاءة النظام الكهربائي عن طريق تقليل فقدان الطاقة بسبب ارتفاع درجة الحرارة.
السلامة: يمكن أن تكون المكونات الكهربائية المحموم محمومًا خطراً على الحريق أو تفشل في النظام.
قبل أن ننظر إلى حلول التحكم في درجة الحرارة ، دعنا أولاً نحدد المصادر الرئيسية للحرارة في خزانة كهربائية:
توليد الحرارة الداخلية: المصدر الرئيسي للحرارة هو من تشغيل المكونات الكهربائية مثل المحولات و VFDs وإمدادات الطاقة.
الحرارة البيئية الخارجية: إذا كانت الخزانة الكهربائية موجودة في بيئة ساخنة (على سبيل المثال في المنطقة الصناعية) ، يمكن أن تدخل الحرارة الخارجية إلى الخزانة وتزيد من مشاكل درجة الحرارة الداخلية.
تدفق الهواء الضعيف: بدون تهوية أو آلية تبريد ، يمكن للحرارة أن تتراكم داخل الخزانة وخاصة في الخزانات الموجودة في المساحات المغلقة. إن معرفة سبب تراكم الحرارة ستساعدك على اختيار محلول التبريد أو التدفئة الصحيح للخزانة.
هناك أيضًا أساليب للتبريد ودية في التكلفة وصديقة للطاقة لا تتضمن بالضرورة استخدام معدات التبريد. هذه مثالية للأحمال الحرارية بين منخفضة ومعتدلة.
يستلزم الأداء الصحيح لاستراتيجيات تدفق الهواء هذه وضع فتحات العادم أو العوامل فوق الخزانة والمآخذ في أسفل الخزانة.
ينطلق الهواء الساخن الذي تم تسخينه بواسطة TE ويخرج بحرية من خلال الفتحات العليا في نفس الوقت ، ويأتي الهواء البارد مباشرة من خلال الفتحات السفلية وهذا النظام يجعل نظام الحمل الحراري غير الفعلي لفقدان الحرارة.
يمكن القيام بالتبريد السلبي عن طريق التمسك بالوعة الحرارية على المكونات التي تنتج الكثير من الحرارة. يمكن تعريف المصارف الحرارية على أنها هياكل معدنية تركز على إمكانية تبديد الحرارة.
هذه هي المواد المعدنية التي يتم إدخالها في الخزانة لتسهيل انتشار الحرارة في جميع أنحاء الخزانة لتجنب تركيز الحرارة في نقطة معينة.
وبالتاليc، يمكن أن يكون التبريد السلبي فعالول�للغاية بالنسبة لمثل هذه الظروف حيث تشارك خزانة صغيرة أو أحمال HVAC المعتدلة ، ولكن قد لا توفر حلولًا مثالية للتكوينات الكهربائية التي تولد مستويا�يةعلى من درجة الحرارة.
تتطلب الخزانات الكهربائية العليا أو تلك المستخدمة في المناخ الساخن حلول تبريد نشطة للخزانة. تستخدم هذه الأجهزة طرقًا ميكانيكية أو كهربائية لتطبيق القوة على الوسائط ذات الصلة لإطلاق الحرارة وضمان الثبات الحراري.
تعد المعجبين أكثر التقنيات شيوعًا التي يتم استخدامها لأداء التبريد النشط في الخزانات الكهربائية. أنها تخلق الحمل الحراري القسري لتحمل معها الحرارة التي تنتجها العناصر الداخلية.
تقع في الجزء العلوي من الخزانة ، وتهب هذه المعجبين الهواء في اتجاه المكونات التي يتم تثبيتها على الخزانة. إنها مثالية لإزالة الحرارة الزائدة والتي يسهل تثبيتها.
هذه المعجبين تهب الهواء بقوة كبيرة وفي اتجاه معين مع تفضيل الخزانات التي تحتوي على العديد من الأجزاء الكهربائية أو تلك المرتبة في مقصورات مغلقة.
تحتوي أنظمة المعجبين المستحثين على مرشحات للحفاظ على الغبار والأوساخ في المقصورة ولكن السماح لكمية الهواء المناسبة بدخول الخزانة. هذا مهم بشكل خاص في التطبيق الصناعي لأنها في معظم الأوقات المتربة والتي قد تؤثر بدورها على أداء المكونات الكهربائية.
عندما يتعلق الأمر بتبريد الخزانة على لوحات التحكم في الطاقة عالية الحرارة ، أو وحدات التحكم الصناعية أو VFDs ، فإن مكيفات الهواء لديها كفاءة أفضل على المشجعين.
تستخدم هذه الأنظمة استخدام سوائل التبريد في هدفها المتمثل في تبريد الهواء داخل الخزانة. يمكن أن تبقي درجات حرارة دقيقة بغض النظر عن ظروف العمل التي يمكن أن تكون قاتلة للأنظمة السلبية أو القائمة على المعجبين.
مكيفات الهواء النافذة لديها وحدة في الهواء الطلق من المكثف التي تجعل من الممكن التحكم في درجات حرارة الخزانات الكبيرة التي تتطلب تكييف واسع النطاق. هذه هي الأوقات المستخدمة في غرف الخادم ومرافق الإنتاج على نطاق واسع.
أنها توفر ظروف درجة حرارة دقيقة للغاية لكنها أكثر تكلفة فيما يتعلق بشحن التثبيت والطاقة المستخدمة.
مكيف الهواء المقسم من النوع
مبادلات Heath هي أنظمة التبريد التي تدور الحرارة من الهواء الداخلي للخزانة الكهربائية إلى البيئة الخارجية دون السماح الهواء الخارجي في الخزانة. هذا مفيد بشكل خاص عندما يكون الغبار أو الرطوبة أو المواد المسببة للتآكل على اتصال مع القطعة.
تتضمن هذه الأنظمة شكلين من مجرى الهواء داخل الخزانة وواحد داخل البيئة الخارجية. يتم تسخين الهواء داخل المنزل إلى الهواء البارد في الخارج من خلال جدار صلب دون حركة دائرية للهواء.
في هذا النظام ، يتم نقل الحرارة المتولدة داخل الخزانة إلى الماء ويتم تبريد الماء من الخارج. يتم تطبيق هذه الطريقة بشكل شائع في تطبيقات آمنة مثل الاتصالات والعمليات الصناعية والتطبيقات الأخرى التي يلزم التبريد والحماية من البيئة.
المبادلات الحرارية هي الطاقة الأمثل والمفيدة في التطبيقات التي تتطلب أن يكون الهواء الداخلي في الخزانة نظيفة من الغبار.
مبادل حراري من الهواء إلى الماء
المبردات الحرارية (TEC) هي أجهزة تبريد إلكترونية لها القدرة على تبريد الجسم. الليزر صغيرة ، ولديها دقة عالية للغاية ولا تحتوي على أي أجزاء متحركة ، مما يجعلها مثالية للاستخدام في المناطق التي تكون فيها الدقة ذات قيمة عالية.
التحكم الدقيق في درجة الحرارة: يمكن للمرء أن يحتفظ بفروق في درجة الحرارة صغيرة جدًا ، وهو أمر مهم في العديد من الاستخدامات المتخصصة.
لا توجد أجزاء متحركة: هذا يقلل من تواتر الصيانة ، وبالتالي يوفر مدة تشغيل أطول.
مدمجة وهادئة: فه�1dمضغوطة نسبيًا ولا تعمل في نفس الت��ددات مثل أجهزة التبريد الشائعة مثل المعجبين أو المكواة.
تعد TECs أكثر ملاءمة للاستخدام في الخزانات الكهربائية لكثافة طاقة منخفضة نسبيًا وتحمل أحمال حرارية معتدلة ، نظرًا لأن TECs ليست فعالة بطبيعتها مثل المعجبين أو الأنظمة القائمة على AC.
في المناخات الباردة ، يمكن أن تعاني الخزانات الكهربائية من التكثيف أو تجميد أجزاء المكونات الداخلية وقد تحتاج إلى التدفئة. هذا على الأرجح لذلك في الخزانات الخارجية أو المحطات الصناعية التي تعرضها للغاية لتغيرات درجات الحرارة.
تضمن هذه السخانات وجود ارتفاع طفيف في درجات الحرارة داخل خزانة للحد من الرطوبة من التكوين. يمكن أن تؤدي الرطوبة إلى التآكل أو الدائرة القصيرة ، نظرًا لهذه السخانات ضرورية عندما تكون هناك تغييرات في درجة الحرارة أو عندما تكون هناك رطوبة في المحيط.
سخانات PTC عبارة عن سخانات مستخدم نهائي يتم التحكم فيه بنفسها بطريقة تتناقص قدرة التدفئة عندما ترتفع درجة الحرارة. أنها توفر التدفئة مع هذه المصادر الحرارية التي يمكن أن تساعد في تسخين منزلك في حين أن هناك احتمالا أقل من ارتفاع درجة حرارة المنزل.
تتضمن سخانات المروحة ميزات التدفئة مع مروحة آلية لتوزيع الهواء الدافئ فيما يتعلق بالخزانة. هذه مثالية للخزانات الكبيرة أو في أي مكان تحتاج فيه إلى حرارة متسقة تدور طوال الوقت ، إذا كنت بحاجة إلى ذلك ، ففكر في أن كهربائيًا لتثبيتها لأن معظمها يأتي مع متطلبات صلبة.
تساعد أنظمة التحكم المؤازرة في الحفاظ على الظروف الداخلية للخزانة الكهربائية في المعلمات المطلوبة. هذه الأنظمة قادرة على قياس درجات الحرارة ، ورطوبة الدورة ، ويمكن أن تعطي إشارات في حالة الاختلافات الحادة.
يمكن بسهولة ضبط ترموستات من أجل التحكم في درجة حرارة الهواء داخل الخزانة مع الإشارة إلى نطاق درجة حرارة معين. أنها تتكامل مع أنظمة السخانات/التبريد بحيث تكون قادرة على ضبط المناخ الداخلي من تلقاء نفسها.
توفر المستشعرات الحالية التدفق المستمر للبيانات ويجب إخطارها عندما تصل درجة الحرارة إلى الحد العلوي أو الأدنى. هذا صحيح بشكل خاص للأنظمة التي يتم التحكم فيها تلقائيًا حيث تكون هناك حاجة إلى إجراء تبريد بمجرد ارتفاع درجة الحرارة.
في هذه الحالة ، على الرغم من أن درجة الحرارة يمكن أن تضر المكونات الكهربائية عن طريق ارتفاع أو تتجاوز نطاق العمل الموصى به ، إلا أن أجهزة استشعار الرطوبة تساعد في التحكم في محتوى الحرارة والرطوبة في البيئة لأن الأخير يمكن أن يضر بالمكونات الكهربائية. إذا زادت الرطوبة ، فقد يتم تشغيل سخانات مضادة للتكثيف أو مزيل الرطوبة للحفاظ على المعدل الآمن.
يتم دمج أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة في أنظمة ذكية مع أجهزة الشبكات التي تمكن المستخدمين من قياس وإدارة بيئة الخزانة عن بُعد. يمكن استرداد التنبيهات وسجل البيانات من أجهزة الكمبيوتر أو الأجهزة المحمولة لتمكين اتخاذ إجراءات فورية.
أحد الأشياء المهمة التي يجب مراعاتها في محاولة التحكم في درجة حرارة الخزانة الكهربائية هي كفاءة الكهرباء المستخدمة في الخزانة الكهربائية. فيما يلي بعض أفضل الممارسات لتقليل استخدام الطاقة مع ضمان التحكم الأمثل في درجة الحرارة:
استخدم مراوح السرعة المتغيرة: هذه المعجبين تختلف سرعاتهم فيما يتعلق بالحمل الحراري ؛ تعمل باستخدام الطاقة المنخفضة خلال المناسبات عندما يكون هناك القليل من الإخراج الحراري.
ختم الخزانة المناسبة: تأكد من إغلاق كل باب ولوحة خزانة بشكل فعال ، لذلك لا يُسمح بالمزيد من الحرارة أو الخروج من الرطوبة.
الصيانة المنتظمة: تأكد من تغيير وتنظيف وصيانة المرشحات والمراوح والمسامير والمكسرات والفتحات بحيث تنظم أنظمة التبريد درجة الحرارة بشكل مناسب وليست مضيعة.
العزل الموفرة للطاقة: عزل اللوحات أو تطبيق نوعًا من الطلاء الفعال مما سيقلل من درجة الحرارة الخارجية التي تؤثر على المناخ داخل الخزانة.
أنظمة التبريد الذكية: استخدام ترموستات قابلة للبرمجة والأنظمة الذكية للتحكم في درجات الحرارة للتبريد وبالتالي استخدام الطاقة فقط أينما الضرورة.
تعد إدارة درجة الحرارة داخل الخزانات الكهربائية مهمة لضمان التشغيل ، وتدابير السلامة ، ومتانة المعدات الكهربائية المثبتة داخلها. وبالتالي ، من الممكن الحفاظ على درجة حرارة الخزانة الكهربائية بأمان باستخدام كل من أجهزة التبريد السلبية والنشطة مثل المبادلات الحرارية والسخانات وأجهزة مراقبة درجة الحرارة. يحسن الحفاظ على الطاقة وصيانتها أيضًا من الاعتماد على الأنظمة التي تستخدمها للتحكم في درجة الحرارة ، وكذلك حماية استثمارك في مقر عملك.
