Тепловой баланс электротехнического шкафа

    Выделение тепловой энергии, или же влияние внешней среды, требует установки внутри электротехнического шкафа агрегатов теплообмена. Так, для повышения температуры используют нагреватель воздуха, а  для охлаждения или отвода тепла есть большое разнообразие устройств (вентилятор, кондиционер и т.д.).

Калькулятор теплового баланса шкафа

*Не целочисленные значения необходимо вводить через точку - "."
3.2 - верно
3,2 - не верно
Тепловая мощность (QV, Вт):  
Габариты шкафа (м):
Ширина (W): Высота (H): Глубина (D):

Материал корпуса:  

Тип установки:  

Необходимая температура внутри шкафа (Ti°C):  
Температура окружающей среды (Ta°C):  

Результат (Q0, Вт):

Разделим расчет на несколько этапов и подробно его разберем.

Этап 1. Определим площадь поверхности теплообмена.

Поверхность шкафа взаимодействует с окружающей средой, температура которой отлична от температуры внутри шкафа. В свою очередь, площадь поверхности теплообмена (параметр А) зависит от расположения, смотри таблицу 1.

Таблица 1 – Формулы поверхности теплообмена

  Тип установки
Формула расчета А, м2

Отдельно стоящий шкаф

A=1,8H(W+D)+1,4WD

Смонтирован на стене

A=1,4W(H+D)+1,8DH

Крайний шкаф, стоящий в ряде

A=1,4D(H+D)+1,8WH

Крайний шкаф в ряде, смонтирован на стене

A=1,4H(W+D)+1,4WD

Не крайний шкаф, стоящий в ряде

A=1,8WH+1,4WD+DH

Не крайний шкаф в ряде, смонтирован на стене

A=1,4W(H+D)+DH

Не крайний шкаф в ряде, смонтирован на стене, находящийся под козырьком

A=1,4WH+0,7WD+DH

где W,H,D – ширина, высота, глубина, соответственно (м).

 

Этап 2. Рассчитаем тепловые потери, выделяемые оборудованием внутри шкафа

Для данной процедуры необходимо заглянуть в технические характеристики установленного электротехнического оборудования, в некоторых из них дано значение тепловых потерь. Для остального оборудования следует принять потери, равными 10% от общей мощности, которую мы также найдем в технических характеристиках. Таким образом, тепловая мощность шкафа будет равна сумме всех тепловых потерь. 

    Qv - тепловая мощность

 

Этап 3. Необходимая мощность охлаждения или мощность обогрева

В зависимости от внешних условий нам нужно нагревать или охлаждать воздух.

    T- температура внутри шкафа
    Ta - температура окружающей среды

Мощность охлаждения (обогрева) рассчитывается по следующей формуле: 

    где k – коэффициент теплопередачи, который для пластика составляет 3,5; для листовой стали 5,5; а для шкафов с двойными стенками 2,7-3.

 

Если значение Q0 мы получили отрицательное, значит необходимо установить нагреватель воздуха, а при положительном значении - холодильный агрегат (выбор вентилятора). 

Пример расчета

Необходимо установить тепловой баланс отдельно стоящего электротехнического шкафа WxHxD которого 0,8x2x0,4 м. Потери тепловой энергии составляют Qv=132 Вт. Рассмотрим случай, когда в разное время года температура внешней среды может значительно меняться. Например,

зимой: Ti  - +10 градусов Цельсия, Ta - -15 градусов Цельсия

летом: Ti  - +30 градусов Цельсия, Ta - +40 градусов Цельсия

    1. Для вышеуказанного шкафа значение А=4,738 м2
   

2. ΔТ1=10-(-15)=25 °С

    ΔТ2=30-40=-10 °С

    3. Для данного шкафа, изготовленного из листовой стали, коэффициент теплопередачи - k=5,5
   

4. Q01=132-5,5·4,8·25=-523,6 Вт

    Q02=132-5,5·4,8·(-10)=394,2 Вт

Q01 - требуется обогрев электротехнического шкафа, то есть установить нагреватель воздуха.

Q02 - требуется установка вентилятора или другого холодильного агрегата. 

Добавить комментарий

Общайтесь культурно

Ваше имя:

Рейтинг@Mail.ru

Яндекс.Метрика