Přečtěte si:  Publikace Elektromobilita v praxi: Jak se zorientovat na poli elektromobility

Rittal – tipy na chlazení: Je chlazení opravdu nutné?

4.12.2017 Elektrické komponenty v řídicích rozváděčích generují teplo. Toto teplo musí být z rozváděčů účinně odváděno tak, aby komponenty byly chráněny před vysokými teplotami. Pokaždé však není nutné použít aktivní chlazení, jako například chladicí jednotky. V závislosti na tepelných ztrátách a rozměru rozváděče může být dostatečným i použití pasivního chlazení.

Odvod ztrátového tepla bez aktivního chlazení, jako je například chladicí jednotka, je závislé na tepelných ztrátách elektrického rozváděče a jeho velikosti.

Elektrické a elektronické komponenty instalované v rozváděči jsou obvykle navrženy pro maximální provozní teplotu 50 °C. Doba životnosti elektrických komponentů závisí do značné míry na provozní teplotě. Snížení teploty o 10 °C jejich životnost zdvojnásobuje. Teplota vzduchu uvnitř rozváděče 35 °C je běžně volena jako ideální kompromis mezi životností komponentu a úrovní použitého chlazení.

Výhody pasivního odvodu tepla

V zásadě existují dva způsoby, jak odvést (ztrátové) teplo ze skříně – chladicí médium (vzduch nebo chladicí voda), které odvádí teplo z rozváděče nebo konvektivní přenos tepla přes povrch skříně. První možnost – aktivní chlazení – vyžaduje další vybavení, jako jsou ventilátory s filtrem, chladicí jednotky nebo výměníky tepla vzduch/voda. V případě pasivního odvodu tepla je teplo přenášeno výhradně přes panely pláště rozváděče. Výhody jsou jasné. Počáteční výdaje jsou nižší, protože není vyžadováno žádné další zařízení, a uživatelé tak také ušetří energii i náklady na údržbu. Absence dodatečných otvorů v plášti rozváděče znamená, že systém je lépe chráněn před prachem a vlhkostí. Navíc, zcela uzavřená skříň usnadňuje EMC krytí a eliminuje kondenzaci, kterou může způsobit aktivní chlazení. Rovnoměrné tepelné ztráty také znamenají konstantní teplotu v rozváděči, takže komponenty jsou vystaveny menšímu namáhání spojeným s kolísáním teploty než v případě aktivního chlazení.

Větší plocha zlepšuje odvod tepla

Pasivní odvod má však své meze dané použitým fyzikálním principem. Čím nižší je teplota okolí, tím účinněji tato metoda funguje. Součinitel prostupu tepla rozváděče a účinná plocha rozváděče jsou také klíčovými faktory odvodu tepla. Způsob výpočtu udává DIN VDE 0660 část 500/IEC 890. Pro danou velikost rozváděče je efektivní plocha rozváděče maximální u volně stojící skříně. Řadové uspořádání rozváděčů, montáž na stěnu nebo zakrytí střešních ploch tuto efektivní plochu snižuje. Pokud jsou definovány tepelné ztráty komponentů v rozváděči a okolní teplota, lze snadno vypočítat průměrnou teplotu uvnitř rozváděče.

Maximální teplota uvnitř elektrického rozváděče při teplotě okolí 25 °C pro různé tepelné zátěže v závislosti na celkovém povrchu elektrického rozváděče bez použití aktivního chlazení

Pokud vypočítaná teplota překročí požadovanou vnitřní teplotu rozváděče, aktivní chlazení nemusí být nutné. Použití mírně většího rozváděče může například znamenat, že pasivní odvod tepla je dostatečný. Zvláště u malých rozváděčů může mírné zvýšení plochy výrazně snížit maximální vnitřní teplotu v rozváděči. To je třeba vzít v úvahu při návrhu rozváděče s nízkou tepelnou zátěží.

Další možností je umístění komponentů s obzvláště vysokými tepelnými ztrátami – jako jsou brzdné odpory – mimo rozváděč. Šikovný návrh ovládacích prvků a spínačů je proto vysoce účinným prostředkem snížení nákladů na odvod tepla. Rozměry rozváděčů, jejich umístění a umístění komponentů s nejvyššími tepelnými ztrátami hrají v tomto ohledu klíčovou roli.

Vliv na kontrolu klimatu má rovněž materiál rozváděče. Ve strojírenských aplikacích tradičně převažují lakované plechy z nerezavějící oceli nebo ocelové konstrukce s koeficientem prostupu tepla cca k = 5,5 W/m²K, ale koeficient se mění podle provedení, například u dvojitých nebo izolovaných rozváděčů pro jiné oblasti použití nebo venkovní aplikace.

V uvedeném příkladu je vnitřní teplota v rozváděči 43,9 °C, což je mírně nad doporučeným rozsahem 35 až 40 °C. To znamená použít aktivní chlazení. Ovšem odvod ztrátového tepla lze také zvýšit, při zachování všech stávajících podmínek použitím větší skříně rozváděče (1 m×2 m×0,6 m), u které je efektivní plocha 6,6 m². Zvětšením plochy je dosaženo vnitřní teploty 38,8 °C. To znamená, že vhodné teploty v elektrickém rozváděči lze v některých případech dosáhnout i bez instalace jakéhokoliv aktivního chlazení, pouze zvětšením skříně elektrického rozváděče.

Rittal Czech, s.r.o.

Foto © Rittal

Více na www.rittal.cz

Přečtěte si také:

Systémová LED svítidla od Rittalu

1.2.2017 Dvěma novými provedeními systémových LED svítidel zkompletoval Rittal svůj nový program svítidel pro rozváděče. Série svítidel poprvé vyvinutá speciálně pro rozváděče je vedle verzí 1200 a 900 lumenů nyní k dostání i se světelným tokem 600 a 400 lumenů. Díky tomu nabízí Rittal vhodná řešení i pro menší systémy rozváděčů a skříní. 

Přetlaková zátka Rittal jako ochrana proti vzniku kondenzátu

8.12.2016 Rozváděčové skříně chrání elektronické komponenty před škodlivým vlivem okolního prostředí. Co se však stane, když se vlhko objeví uvnitř rozváděče? Tomuto nebezpečí se lze vyhnout pomocí jednoduchého a chytrého produktu od společnosti Rittal. 

Vylepšené výměníky tepla „LCP Industry“ Rittal

Komfortní zóna pro výměníky tepla

3.10.2016 Výměník tepla voda/vzduch „LCP Industry“ je již několik let účinným systémovým řešením pro chlazení výkonových komponent distribučních rozváděčů. Společnost Rittal nyní tento chladicí systém významně zdokonalila. Z vylepšené flexibility a energetické účinnosti nyní mohou těžit jak výrobci rozváděčů, tak rovněž uživatelé strojů a zařízení. 

Průvodce konfigurací skříní Rittal

Elektrická bezpečnost je již zajištěna

1.6.2016 Bezpečnost má v oblasti elektrických rozváděčů absolutní prioritu. Aby nedošlo ke zranění osob nebo k poškození majetku, musí být dodrženo mnoho norem a nařízení. Mezi požadavky patří i vyrovnání potenciálu mezi všemi kovovými částmi rozváděčové skříně. Systém řadově spojitelných skříní TS 8 společnosti Rittal je příkladem, jak může být bezpečnost dosažena v mnoha aplikacích, a to pomocí automatického vyrovnání potenciálu bez nutnosti samostatného uzemnění všech kovových částí rozváděčové skříně. 

Vnitřní instalace – rychle a pohodlně

1.4.2016 Velká hustota instalace prvků ve skříních a velmi krátké projektové doby, to jsou pouze dva z faktorů, se kterými se dnes výrobci rozváděčů potýkají. V dnešní době je velmi důležité, aby instalace komponent dovnitř rozváděče proběhla co nejrychleji, a proto je žádoucí, aby instalace co nejvíce komponent probíhala současně. 

Energetické úspory pod kontrolou

1.2.2016 Chlazení rozváděčů není levnou záležitostí. Navíc čím déle je chladicí jednotka v provozu, tím vyšší provozní náklady vznikají. Všichni, kdo chtějí vědět, zdali je výhodné kupovat nejnovější produkty, mohou nyní použít nový kalkulátor společnosti Rittal, který spočítá energetickou účinnost a celkové náklady na vlastnictví (TCO). Stačí čtyři kroky a on-line nástroj rychle, pohodlně a zcela zdarma vypočítá potenciální energetické úspory. 

Požadavky na ochranu rozváděčových skříní

Robustní bodyguard

1.12.2015 Rozváděčové skříně poskytují ochranu nejen pro elektrická zařízení, která jsou umístěna uvnitř. Chrání také osoby, které pracují na rozváděči nebo řídicím zařízení či se zdržují v jeho blízkém okolí, před nebezpečím úrazu elektrickým proudem. Požadavky na ochranu a bezpečnost jsou vždy v závislosti na místě použití nebo aplikaci definovány různými normami, směrnicemi nebo podmínkami certifikace. Z těchto různých specifikací vyplývají nutné četné zkoušky a ověřování pro splnění shody rozváděčové skříně s předpisy. 

Výroba rozváděčů z pohledu „Industry 4.0“

1.10.2014 Které části výroby jsou vhodné pro implementaci myšlenek a koncepce Industry 4.0? A jaká odvětví mají již dnes v této oblasti výsledky? Tyto otázky budou v příštích letech stále více diskutovány. Výroba řídicích a distribučních rozváděčů, kde je dnes stále ještě velký podíl výroby unikátních kusů a ruční práce, se nemusí jevit jako ideální příklad pro Industry 4.0. Avšak standardizace, jednotná správa dat v rámci celého end-to-end procesu od návrhu až po realizaci a nově také zavedení automatizace do této výroby budou mít značný vliv i na toto odvětví. 

Rittal představuje novou generaci chladicích jednotek Blue e+

1.9.2015 Pod názvem Blue e+ uvádí společnost Rittal na trh zcela novou generaci chladicích jednotek, které svojí efektivitou nákladů učinily mílový krok vpřed. Vedle výrazně vyšší energetické účinnosti oproti dosavadním řešením chlazení se tato zařízení vyznačují také flexibilitou z hlediska použití napěťových soustav kdekoliv ve světě, podporou bezpečnosti výrobních procesů a jednoduchým ovládáním. 

Standardizace – kouzelné slovo pro bezporuchový provoz elektrických zařízení?

1.4.2014 Dojde-li k poruše během řídicího procesu, je toto zpravidla monitorováno měřicí nebo senzorovou technikou. V automatizaci to může vyvolat operaci, která poruchu odstraní nebo hlásí. Tím je tedy definován a znám stav procesu po poruše. Jestliže však dojde v řídicím rozváděči k elektrické chybě, není zpravidla automatizační technika schopna na tento stav reagovat. Dojde-li díky elektrické chybě k dalším škodám, jde většinou o časové a finanční náklady a také o delší výpadek procesu. Pro dlouhodobé zajištění a zlepšení ochrany osob a zařízení byla proto zavedena nová norma IEC 61439.  

Zařízení pro odvod ztrátového tepla z elektrických rozváděčů

3.3.2014 V tomto článku se seznámíme s nejběžnějšími principy odvodu ztrátového tepla z elektrických zařízení. Vyjmenujeme vše, co ovlivňuje výběr jednotlivých typů chladicích zařízení a jak je možné řídit vnitřní klima elektrických rozváděčů. Základní dělení způsobu chlazení elektrických rozváděčů je na pasivní a aktivní. 

Copyright © 2012 – 2024 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services