Резистор для обогрева шкафов электрооборудования

Способы обогрева электрических шкафов управления и автоматики

Почему так важен обогрев электрошкафов?

Если только вы не живете в тропической зоне, уверенно можно утверждать, что вашему оборудованию в электрическом шкафу потребуется дополнительный обогрев. Для того, чтобы корпуса с автоматикой оставались в пределах оптимальных для работы температур, потребуется дополнительная помощь в нагреве электрошкафа зимой.

В России минусовые температуры – это обычное дело для зимнего периода. Именно в это время нужно обеспечить, чтобы температуры не снижались ниже граничных значений, ведь это может вызвать полную поломку оборудования.

Оптимальной для большинства типов электрооборудования считается температура в пределах 40-50 °С с минимальной температурой около 20 С. Если же она будет ниже, или и вовсе отрицательной, дорогостоящее оборудование в шкафу управления будет работать неэффективно, снизится срок службы или вовсе выйдет из строя.

Но даже в теплом климате или в весенне-осенний период перепад температур в ночное и дневное время может быть от 10 до 30 градусов, что также негативно сказывается на работе всех компонентов электрошкафа.

Лучше подготовиться и обезопасить себя от любых колебаний температур, обеспечив оптимальные условия работы для оборудования., ведь поломка компонента в шкафу автоматики грозит простоем всей производственной линии.

Наиболее распространенная проблема элементов электрошкафов – это коррозия токопроводящих компонентов. Несмотря на то, что медь и латунь не подвержены ржавчине, но на поверхности медных и латунных элементов может образовываться устойчивый оксидный слой, который не влияет на свойства проводимости, но значительно снижает площадь сечения проводника. Этот эффект в итоге может привести к перегреву и снижению срока эксплуатации устройства.

Для литых медных пластин и в тонкожильных плетеных шинах опасно возникновение так называемой межкристаллитной коррозии, которая очень ухудшается со временем. В итоге появляется достаточное расстояние между двумя частями, через которое может появиться пробой короткой дуги, и как следствие короткое замыкание и поломка элементов электрошкафа.

Такая коррозия возникает из-за того, что в шкафу управления наблюдается резкий перепад температур между внутренним и наружным воздухом, что приводит к появлению на стенках электрошкафа конденсата. Проводники не боятся сырости, но стекающая по ним вода может также привести к короткому замыканию.

Чтобы избежать появления конденсата в шкафах автоматики, нужно установить специальные обогреватели шкафов управления.

Для чего нужны обогреватели шкафов управления?

Основное назначение нагревателя электрических шкафов — это защита электрооборудования от низких температур, конденсации и коррозии. В списке ниже предоставлен подробный перечень задач, которые помогут решить обогреватели ОША.

• Предотвращение конденсации. Конденсация в электрошкафу возникает при перепадах температур даже в закрытых помещениях. Если поддерживать оптимальную температуру внутри шкафа и низкие показатели влажности, этого можно избежать.
• Предотвращение коррозии. Коррозию ускоряют влажность и запыленность. Если влажность в электрошкафу более 65%, коррозия неизбежна, а вот поддержание уровня влажности при помощи обогревателей ОША ниже 60% предотвратит риск коррозии.
• Поддержание минимальной температуры. Обогреватели ОША защищают оборудование от температур ниже допустимых, а также поддерживают температуру в шкафу после отключения оборудования на ночь.

Типы нагревателей шкафов управления

Характеристики шкафа управления и автоматики и размещенных в нем элементов могут иметь разные критерии терморегулирования. Вам может потребоваться высокий уровень контроля температуры или же решение для нагрева, подходящее для ограниченного пространства.

Самыми распространенными типами решений для нагрева корпуса электрошкафа являются гибкие нагреватели и кабели, настенные тепловентиляторы и специальные обогреватели шкафов ОША, устанавливаемые на DIN-рейке. Как и в случае с большинством товаров, которые мы покупаем как потребители, при выборе обогревателя существует вариант «неплохой, хороший и лучший».

Безусловно, лучшим вариантом обогрева шкафа являются специальные нагреватели шкафов ОША с монтажом на DIN рейку, которые разрабатывались именно для данной задачи и учитывают все особенности нагрева электрошкафов. Другие типы нагревателей широко применяются и для других сфер, но иногда использование их для шкафов управления бывает целесообразно.

Давайте подробно рассмотрим каждый тип нагревателей, которые могут использоваться для обогрева шкафов управления.

Обогреватели шкафов ОША на DIN рейку

Специально разработанные для решения задачи обогрева шкафов управления, обогреватели шкафов с алюминиевыми радиаторами являются лучшим решением для обогрева. Существует множество производителей, предлагающих нагреватели шкафов на DIN рейку. При выборе учитывайте не только описанные в тех документации характеристики и цену, но также и надежность и эффективность конструкции.

Обогреватели шкафов ОША от производителя Элемаг

Обогреватели шкафов нашего производства отличаются от аналогичных надежным и эффективным нагревательным элементом и специальной формой радиатора с мелкими ребрами на боковых гранях. Такая конструкция обеспечивает максимально эффективное рассеивание тепла от нагревательного элемента. Встроенный биметаллический термостат гарантирует, что температура нагревателя не будет превышена, а использование дополнительного терморегулятора в системе обогрева шкафа позволит поддерживать оптимальный уровень температуры и влажности.

Обогреватели серии ОША доступны в диапазоне мощности от 50 до 250 Вт, все они имеют стандартные размеры, посмотреть которые вы можете в технических характеристиках. Под заказ возможно изготовление специального нагревателя с другими габаритными размерами.

Обогреватели серии ОШАв с вентилятором

Некоторые шкафы управления имеют небольшие размеры корпуса и не требуют циркуляции воздуха для передачи тепла из одного места в другое. В других же уже может быть движущийся воздух из вентиляционных отверстий или вентиляторов, подключенных к существующей электронике или размещенных в вентиляционных отверстиях. Однако крупного электрошкафа и использования нагревателей большой мощности может потребоваться помощь в перемещении нагретого воздуха.

Именно для таких условий используются обогреватели шкафов ОШАв со встроенным вентилятором. Горячий воздух от нагревательного элемента будет перемещаться по всему корпусу и эффективно прогревать весь объем.

Обогреватели серии ОШАз пылевлагозащищенные

Если условия окружающей среды предполагают повышенную влажность или присутствие большого количества пыли и мелких частиц в воздухе, рекомендуем использовать для обогрева серию нагревателей ОШАз с пылевлагозащитой. В этих нагревателях подключение к сети полностью герметизируется, поэтому они не боятся даже попадания капель влаги на корпус.

Силиконовые нагреватели

Силиконовые нагреватели являются универсальным источником нагрева для множества сфер применения. В частности, данные нагреватели можно использовать и в шкафах управления и автоматики.

Силиконовый нагреватель представляет собой нагревательную проволоку или тонкую ленту, размещенную между слоями силикона. Гибкие силиконовые электронагреватели могут изготавливаться в самых разнообразных формах, которые будут максимально соответствовать нагреваемой поверхности.

Силиконовые нагреватели для шкафов управления могут прикрепляться к стенке корпуса или размещаться на металлической планке, которая потом будет прикреплена к DIN рейке. Популярность нагревателей из силиконовой резины для шкафов управления обусловлена высокой универсальностью низкой стоимостью.

Силиконовые нагреватели от компании Элемаг доступны в стандартных размерах для шкафов автоматики или же вы можете заказать изготовление индивидуального нагревательного элемента, максимально соответствующего вашей задаче по нагреву.

Нагреватель шкафа управления из силикона обеспечивает универсальные возможности нагрева и защиту от влажности, замерзания и конденсации.

Гибкие саморегулирующиеся греющие кабели

Еще одним популярным из-за своей доступности вариантом обогрева шкафа является использование саморегулирующегося греющего кабеля. Кабель обычно монтируется на дверце шкафа или на боковых стенках, тем самым экономя место.

Греющие кабели – это очень удобный, универсальный и доступный метод нагрева любых поверхностей. Однако не всегда бывает удобно разместить кабель внутри шкафа так, чтоб он производил равномерный нагрев. Тем не менее, использование греющего саморегулирующегося кабеля в совокупности с терморегулятором является неплохим методом обогрева электрических шкафов.

Миканитовые плоские нагреватели

Обогрев шкафов управления может осуществляться при помощи миканитовых плоских нагревателей в металлической оболочке. Нагреватель может быть как в классическом варианте с плоской поверхностью, так и иметь на корпусе тонкое оребрение.

Монтаж миканитовых нагревателей может осуществляться на дин-рейку или прикрепляться к корпусу шкафа управления.

Трубчатые нагреватели

Нагреватели трубчатого типа для шкафов управления представляют собой металлический воздушный ТЭН, размещенный в корпусе для защиты от прямого контакта с нагревателем. Предусмотрено несколько типов крепления на дин рейку или стенку шкафа. Воздухонагреватели общего назначения с трубчатыми ТЭНами используются для защиты от замерзания и защиты от конденсата в электрических шкафах и распределительных устройствах.

Конструкция ТЭНа включает в себя резистивный провод из нихрома, высококачественную изоляцию из MgO и оболочку из нержавейки или инколоя для обеспечения длительного срока службы. Крышка нагревателя выполняется из оцинкованного листового металла для предотвращения коррозии.

Также в качестве нагревательного элемента может применяться воздушный ТЭН с оребрением для более эффективной теплоотдачи.

Воздухонагреватели с открытой спиралью

Нагревать воздух в шкафах можно и при помощи классических керамических нагревателей с открытой спиралью, так называемых тепловентиляторов. Данные нагреватели обязательно должны работать совместно с вентилятором и терморегулятором, чтобы контролировать температуру нагрева и рассеивать тепло по всему корпусу.

Тепловентиляторы также часто применяются для обогрева шкафов управления, но у них есть один существенный недостаток — их нельзя использовать при высокой влажности и риске попадания влаги на нагревательный элемент. Из-за этого часто данные нагреватели устанавливаются в верхней части шкафа, а не в нижней, как обогреватели ОША. А это препятствует естественной конвекции воздуха и делает температуру воздуха в шкафу менее равномерной.

Блоки климат-контроля

Для больших корпусов электрошкафов, таких как телекоммуникационные щиты, могут использоваться собственные блоки климат контроля для обогрева и охлаждения, которые выглядят как мини-системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, прикрепленные к внешней стороне корпуса. В этих блоках климат-контроля обычно используются нагреватели с открытой спиралью. Блоки климат-контроля — хороший вариант, если ваш шкаф управления достаточно большой, чтобы в нем могли поместиться люди.

Источник

Расчет мощности для обогрева шкафа автоматики. Формулы и калькулятор.

Для того чтобы правильно подобрать оборудование для нагрева воздуха в шкафах управления и автоматики, нужно точно рассчитать необходимую мощность нагревательных элементов. Формула расчета основана на таких параметрах, как габариты корпуса ШУ, разница температур между окружающей средой и необходимой температурой внутри шкафа. Также в предоставленном ниже калькуляторе учтены такие особенности, как вариант расположения электрощита, материал, из которого он изготовлен и выделяемое тепло от размещенных в нем электроприборов.

Для быстрого расчета предлагаем вам ввести данные в форму ниже, в поле с расчетной мощностью будет выведена необходимая мощность нагревателей. Но максимально точно учесть все особенности вашего шкафа управления могут только квалифицированные специалисты, поэтому для получения оптимального расчета и рекомендаций по оборудованию для обогрева шкафа управления обращайтесь к нашим специалистам по телефону или через форму обратной связи. Все расчеты и консультации предоставляются абсолютно бесплатно.

Расчет параметров для обогрева шкафов автоматики

С каждым годом развитие технологий происходит все более стремительно и без автоматизации уже способно обходиться очень малое количество процессов на производстве. Оборудование, обеспечивающее автоматизацию производственных процессов, очень важно сохранить в работоспособном состоянии как можно дольше, поэтому все время совершенствуются решения для его защиты.

Наиболее оптимальным способом сохранения электроприборов является их помещение в специальных защитных электротехнических шкафах, называемых шкафами автоматики и управления. Такие электрощиты представляют собой металлические шкафы, которые способны защитить оборудование от влажности, запыленности, капель воды и других негативных факторов.

Однако даже внутри самого шкафа автоматики есть ряд условий, которые также могут негативно отразиться на работе размещенных внутри электродеталей. В данной статье мы подробно рассмотрим некоторые из них.

Высокая температура воздуха в шкафу

При работе практически любого электрического оборудования выделяется определенное количество тепла. Особенно ощутимо это в жаркое время года, когда нагрев оборудования может привести к перегреву и выводу его из строя. Для избежания подобной ситуации необходимо принудительное охлаждение воздуха в шкафу управления. Помочь с охлаждением могут вентиляторы для ШУ.

Низкая температура окружающей среды

Холод способен причинить не меньше вреда для электрооборудования, чем перегрев. Большинство приборов не предназначено для работы при низких температурах воздуха, а отрицательные значения температуры воздуха в зимний период вообще не позволяют им запуститься.

Поэтому для расположенных на улице или в помещениях с плохим отоплением шкафов автоматики необходимо обеспечить правильный обогрев в зимний период.

Низкая температура воздуха не только сама по себе имеет плохое влияние на оборудование, она также приводит к выпадению конденсата на внутренних поверхностях шкафа, когда температура воздуха внутри достигает точки росы.

Точка росы – это крайняя температура воздуха при определенной влажности, ниже которой водяной пар начинает конденсироваться. В таблице вы можете посмотреть данные о точке росы для определенной влажности и температуре окружающей среды.

Относительная влажность среды, %

Температура окружающей среды, °C

Чтобы нейтрализовать все негативные условия для работы электроприборов в шкафах автоматики необходимо рассчитать точную мощность нагревательных элементов, которая необходима для подогрева воздуха до оптимальной температуры. Формула расчета основана на множестве различных параметров, которые в свою очередь тоже нужно правильно рассчитать и учесть. На основе полученной мощности подбирается наиболее подходящее оборудование для нагрева: обогреватели ОША, вентиляторы, терморегуляторы.

Расположение и размеры корпуса шкафа автоматики

Для начала необходимо вычислить площадь стенок корпуса шкафа автоматики на основе его габаритов. Потом в зависимости от расположения шкафа управления нужно определить, какие стенки шкафа управления будут рассеивать тепло. Очевидно, что площадь рассеивания будет большей у отдельно стоящих электрошкафов, а щиты управления в середине ряда аналогичных щитов будут контактировать с окружающей средой не всеми сторонами корпуса, следовательно, площадь поверхности рассеивания будет меньше.

Для организации охлаждения шкафа автоматики лучше будет, если площадь рассеивания тепла будет как можно больше. К примеру, если иметь один и тот же набор электроприборов, то охладить их в шкафу управления большего размера будет намного проще, чем в компактном электрощите. А вот для охлаждения все совсем наоборот: в маленьком шкафу нагреть воздух проще.

Для каждого варианта размещения шкафа управления можно использовать готовые формулы, которые помогут легко и быстро вычислить площадь рассеивания поверхности корпуса шкафа.

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

Плотностью теплового потока называю показатель скорости рассеивания тепла внутри электрощита управления. Данный параметр напрямую зависит от атмосферного давления, поэтому его очень легко вычислить по таблице, зная высоту над уровнем моря для местности.

Чем больше будет давление, тем лучше будет рассеиваться тепло, следовательно, расположенные выше над уровнем моря в зоне с более низким давлением шкафы будут рассеивать тепло меньше.

Для средней полосы РФ плотность теплового потока равна 3.2 при средней высоте над уровнем моря в 170м.

Теплопроводность материалов корпуса электрошкафов

Немаловажным при вычислении мощности обогрева шкафов автоматики является также и материал, из которого он изготовлен. От вида металла зависит такой параметр, как коэффициент теплоотдачи.

Коэффициентом теплоотдачи называют определенное количество теплоты, передаваемое за единицу времени через 1 м2 эффективной поверхности теплообмена из более нагретой зоны в менее нагретую.

Возьмем за пример три наиболее распространенные типы металлов для шкафов управления: листовая окрашенная сталь, нержавеющая сталь и алюминий. Наибольший коэффициент теплоотдачи имеет алюминий (12), потом идет окрашенная сталь (5,5), и наименьший имеет нержавеющая сталь (4,5). Исходя из этого, мы видим, что при необходимости охлаждения лучше использовать алюминиевые шкафы, так как они будут хорошо отводить тепло. Благодаря хорошей передаче тепла алюминий используется в большинстве типов радиаторов, в частности в обогревателях ОША от производителя Термоэлемент радиатор тоже выполнен из алюминия.

Выработка тепла оборудованием в шкафу автоматики

Состав комплекта электроприборов, размещенного в шкафу управления, также является важным показателем при расчетах мощности. Ведь много типов электрооборудования способны вырабатывать большое количество тепла при нагреве и даже требовать дополнительного охлаждения в жаркое время года. Среди электроприборов, размещаемых в шкафах автоматики много блоков питания, твердотельных реле, трансформаторов, частотников и прочих элементов. Каждый из них вырабатывает определенное количество тепловой энергии и это тоже нужно учитывать при расчетах.

Расчет температуры внутри ШУ

Формула для расчета температуры внутри шкафа управления выглядит следующим образом:

Твнут = Qv * k * A + Тнар

Твнут – температура воздуха внутри щита автоматики,

Тнар – температура воздуха снаружи,

Qv – тепловыделение от электроприборов, установленных в ШУ

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

А – площадь эффективной поверхности теплообмена

Произвести быстрый подсчет тепловыделения можно по фрмулам, представленным в данной таблице:

Формула для расчета

Q_пч = суммарная мощность * 0,05

Q_бп = суммарная мощность * 0,1

Q_а = суммарный ток * 0,2

Q_п = суммарный ток * 0,4

Q_т = суммарная мощность * 0,1

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

Общее тепловыделение компонентов Qv после вычисляется как суммарное значение выделения тепла всех электроприборов.

По результатам вычисления внутренней температуры шкафа управления мы можем сравнить рассчитанное значение с оптимальной температурой для помещенного в нем оборудования. При температуре внутри шкафа большей, чем рекомендованная, нужно делать охлаждение воздуха при помощи вентиляторов.

Если температура окажется недостаточно высокой, необходимо обогревать ШУ при помощи обогревателей ОША. Для подбора наиболее подходящих моделей нагревателей, нужно определить, какая суммарная мощность нагревательных элементов нужна для поддерживания наиболее подходящей температуры воздуха в шкафу.

Расчет необходимой мощности для обогрева шкафов автоматики

Вычисление мощности нагрева производится по следующей формуле:

Р = А * k * ( Твнутр – Твнеш ) — Qv

Здесь Р – необходимая мощность нагрева

А – 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

Полученная мощность используется для подбора моделей обогревателей шкафа автоматики ОША. Калькулятор, предоставленный на данной странице, поможет вам легко и быстро произвести все необходимые вычисления для определения мощности обогрева шкафа автоматики. Для более точного вычисления вы также можете обратиться к нашим специалистам по телефону или при помощи форм обратной связи. Обращайтесь к нам и получите полную консультацию по обогреву шкафов управления абсолютно бесплатно!

Источник