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 - верно3,2- не верно
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 | |
|
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.
| Ti - 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.
Комментарии
Попытаюсь пояснить, что именно непонятно:
Например, для отдельно стоящего шкафа, площадь поверхности (т.е площадь всех стенок за исключением основания шкафа) A=2HW+2HD+WD=2H (W+D)+WD. Ну и для других случаев установки также получаются несколько отличающиеся формулы, чем в статье. Можете подсказать, в чем же фокус формул, приведенных в статье?