Facebook
Google
LinkedIn
https://lasma.eu/lv/mekletajs/produkti
Elektrosadales un automātikas sadalnēs ar katru dienu satur arvien vairāk elektronikas: frekvenču pārveidotāji, PLC, barošanas bloki, drošības moduļi, komunikācijas iekārtas, mērīšanas ierīces un industriālās tīkla komponentes. Katrs no šiem elementiem darbības laikā izdala siltumu. Ja siltums netiek aizvadīts, temperatūra skapī pakāpeniski pieaug, komponentes strādā lielākā termālā slodzē un palielinās darbības pārtrūkuma risks.
Vēl pavisam nesen norisinājās Automātikas diena 3, kurā Rittal pārstāvis dalījās ar ieskatu sadales skapju termālajā pārvaldībā. Šī tēma ir ļoti aktuāla, jo rūpnieciskajā vidē sadalnes bieži atrodas nevis ideālās laboratorijas telpās, bet ražošanā — blakus līnijām, putekļiem, mitrumam, mainīgai temperatūrai un reizēm arī ierobežtas ventilācijas apstākļos.
Vienkāršā atbilde — lai tajā esošās komponentes nepārkarstu un turpinātu droši darboties. Pārāk augsta temperatūra ietekmē elektroniku daudz tiešāk, nekā reizēm šķiet. Komponentes var neiziet no ierindas uzreiz, bet to kalpošanas laiks samazinās. Parādās neregulāras kļūdas, barošanas bloku pārslodzes, frekvenču pārveidotāju avārijas, komunikācijas zudumi vai PLC darbības traucējumi.
Kāpēc sadalne ir jādzesē? Lai tajā esošās komponentes nepārkarstu un turpinātu droši darboties.
Labs praktiskais orientieris ir princips, ko izmanto, vērtējot elektronikas novecošanu: temperatūrai paaugstinoties par aptuveni 10 °C, komponentu kalpošanas laiks var samazināties uz pusi, bet atteikumu biežums — dubultoties. Tas nav jāuztver kā precīzs aprēķins katram gadījumam, bet kā saprotams inženiertehnisks atgādinājums — temperatūras rezerve sadalnē nav formalitāte.
Ja dzesēšana nav pārdomāta, sekas parasti parādās ekspluatācijā. Iekārta sāk apstāties karstākās dienās, frekvenču pārveidotāji strādā ar kļūdām, automātikas komponentes noveco ātrāk, apkopes kļūst biežākas, bet ražošanas dīkstāves — dārgākas. Pareizi izvēlēts dzesēšanas risinājums palīdz samazināt termālo slodzi, pagarināt ekspluatācijas laiku un uzturēt sadalni stabilākā darba režīmā.
Sadales skapju termālās pārvaldības risinājumus var iedalīt vairākās grupās. Praksē izvēle sākas ar vienkāršu jautājumu — vai siltumu var aizvadīt ar apkārtējās vides gaisu, vai tomēr nepieciešams aktīvi atdzesēts gaiss?
Vienkāršākais risinājums ir dabīgā ventilācija. Šajā gadījumā sadalnē ir paredzētas ventilācijas atveres. Vēsāks gaiss ieplūst no apakšas, sasilst un pa augšējo daļu izplūst ārā. Šī pieeja var būt pietiekama nelielai siltuma slodzei un tīrai videi, kur apkārtējā temperatūra ir stabila un pietiekami zema. Tomēr dabīgā ventilācija nav piemērota visiem gadījumiem. Tā ir atkarīga no temperatūras starpības, skapja izvietojuma un gaisa kustības telpā.
Nākamais solis ir piespiedu ventilācija. Šeit gaisa plūsmu veido ventilators, parasti kopā ar filtru. Tas ļauj efektīvāk ievadīt vēsāku gaisu sadalnē un izvadīt silto gaisu ārā. Piespiedu ventilācija ir tehniski vienkāršs un ekonomiski saprotams risinājums, ja telpas gaiss ir pietiekami tīrs un vēsāks nekā vēlamā temperatūra skapī.
Ja ražošanas telpā jau ir karsts, ventilācija pati par sevi sadalni neatdzesēs.
Tomēr ir viens būtisks ierobežojums — ventilācija nevar atdzesēt sadalni zem apkārtējās vides temperatūras. Ja ražošanas telpā vasarā jau ir +35 °C vai vairāk, ventilators tikai pārvietos karstu gaisu. Šādā situācijā bez aktīvas kondicionēšanas bieži neiztikt.
Kondicionēšana jeb kompresora tipa dzesēšanas iekārtas nodrošina atdzesētu gaisu sadalnes iekšējā kontūrā. Tas nozīmē, ka temperatūru skapī var uzturēt kontrolētā līmenī arī tad, ja apkārtējā vide ir silta. Rittal dzesēšanas iekārtās būtiska priekšrocība ir atdalītas gaisa ķēdes — iekšējais gaiss cirkulē skapī, bet ārējais gaiss nepiesārņo sadalnes iekšpusi. Tas ir īpaši svarīgi putekļainā, mitrā vai tehnoloģiski sarežģītā vidē.
Papildus šīm pamatpieejām ir arī citi risinājumi, piemēram, gaisa-gaisa siltummaiņi, gaisa-ūdens siltummaiņi, termoelektriskā dzesēšana mazākiem korpusiem un industriālie dzesētāji lielākām sistēmām. Taču lielākajā daļā praktisko projektu sākotnējā izvēle ir tieši starp ventilāciju un aktīvu dzesēšanu.
Viens no biežākajiem riskiem ražošanas vidē ir vēlme “vienkārši atvērt skapi”, lai tas nepārkarstu. Īstermiņā tas var šķist risinājums, bet ilgtermiņā parasti rada jaunas problēmas. Atvērta vai slikti noslēgta sadalne ļauj skapī nonākt putekļiem, mitrumam, metāla daļiņām, koksnes putekļiem, eļļas miglai vai citiem piemaisījumiem.
Atvērta sadalne nav dzesēšanas risinājums.
Atvērta sadalne nav dzesēšanas risinājums. Tā samazina pārkaršanas simptomus īstermiņā, bet palielina piesārņojuma, korozijas un komponentu bojājumu risku ilgtermiņā.
Šie piesārņojumi nosēžas uz komponentēm, pasliktina siltuma atdevi, var veicināt koroziju un palielina bojājumu risku. Tāpēc pareizi izvēlēts dzesētājs nav tikai “aukstā gaisa avots”. Tas palīdz saglabāt sadalni noslēgtu, kontrolēt iekšējo vidi un samazināt piesārņota gaisa nonākšanu pie automātikas komponentēm.
Baltijas rūpniecībā tas ir ļoti praktisks jautājums. Kokapstrādē problēma ir putekļi. Metālapstrādē — metāla daļiņas un eļļas aerosoli. Pārtikas rūpniecībā — mitrums, mazgāšanas procesi un higiēnas prasības. Loģistikā un enerģētikā — mainīga temperatūra, āra skapji un kondensāta risks. Šādos apstākļos sadalnes klimata kontrole jāvērtē kopā ar IP aizsardzību, korpusa materiālu, filtru apkopi un apkārtējo vidi.
Ja skapī ir maza siltuma slodze, bet telpa ir vēsa un tīra, bieži pietiek ar dabīgo vai piespiedu ventilāciju. Tas ir saprātīgs risinājums, ja temperatūras rezerve ir pietiekama un nav augstu prasību pret slēgtu iekšējo kontūru.
Ja skapī ir frekvenču pārveidotāji, vairāki barošanas bloki, blīvi izvietotas komponentes vai ražošana strādā siltā vidē, jāskatās uz aktīvu dzesēšanu. Tas pats attiecas uz gadījumiem, kad sadalnei jāpaliek noslēgtai un nevar pieļaut putekļu vai mitruma iekļūšanu.
Ja telpā jau ir karsti, ventilators neatrisina pamatproblēmu. Tas tikai maina gaisu, bet nespēj pazemināt temperatūru skapī zem apkārtējās vides temperatūras.
Šādos gadījumos Rittal kompresora tipa dzesēšanas iekārtas ir tehniski pamatots risinājums. Tās ļauj uzturēt kontrolētu temperatūru sadalnes iekšējā kontūrā arī tad, ja apkārtējā vide ir silta.
Rittal Blue e+ sērijā tiek izmantota hibrīda pieeja, kur pasīvā siltuma pārnese tiek kombinēta ar aktīvu kompresora dzesēšanu. Rittal norāda, ka Blue e+ risinājumi izmanto heat pipe tehnoloģiju un ātruma regulētas komponentes, kas ļauj samazināt enerģijas patēriņu salīdzinājumā ar tradicionālākiem risinājumiem.
Šāds princips ir praktiski noderīgs, jo dzesēšanas iekārta pielāgojas faktiskajai siltuma slodzei, nevis strādā tikai vienkāršā ieslēgts/izslēgts režīmā.
Izvēloties jaunu kompresora tipa dzesēšanas iekārtu, šobrīd jāņem vērā arī Eiropas Savienības F-gas regulējums. Tas attiecas uz fluorēto gāzu izmantošanu un pakāpeniski ierobežo aukstumaģentus ar augstu globālās sasilšanas potenciālu jeb GWP. Praktiski tas nozīmē, ka jaunas dzesēšanas iekārtas jāvērtē ne tikai pēc dzesēšanas jaudas, izmēra un montāžas veida, bet arī pēc izmantotā aukstumaģenta.
Rittal šo virzienu jau ir iestrādājis savos produktos. Blue e+ sērija tiek pielāgota darbam ar zema GWP aukstumaģentu R-1234yf, kas atbilst nākotnes ilgtspējības un regulatīvajām prasībām. Latvijas un Baltijas rūpnieciskajiem klientiem tas ir svarīgi tieši iegādes brīdī, jo dzesēšanas iekārta parasti tiek pirkta ilgākam ekspluatācijas periodam, nevis tikai dažiem gadiem.
Tāpēc, plānojot jaunu sadalni vai esošas sadalnes modernizāciju, aukstumaģents jau ir daļa no tehniskā lēmuma. Esošās iekārtas tas automātiski nepadara nederīgas — tās turpina darboties atbilstoši ekspluatācijas un servisa nosacījumiem. Taču jaunai iegādei ir saprātīgi izvēlēties risinājumu, kas atbilst ne tikai šodienas vajadzībām, bet arī nākotnes prasībām jaunu iekārtu laišanai tirgū.
Lai izvēlētos piemērotu dzesēšanas risinājumu, vispirms jāzina skapī izdalītā siltuma jauda, apkārtējā temperatūra, skapja izmēri, uzstādīšanas vieta un vides apstākļi. Bez šiem datiem dzesētāja izvēle kļūst par aptuvenu minējumu.
Šim nolūkam Rittal ir izstrādājis RiTherm aprēķinu rīku, kas palīdz sākotnēji noteikt nepieciešamo klimata kontroles risinājumu. Rittal RiTherm sadales skapju dzesēšanas kalkulators palīdz izvēlēties vajadzībām atbilstošu un energoefektīvu risinājumu, ņemot vērā apkārtējās vides apstākļus, energoefektivitāti un F-gas/GWP informāciju.
Tas nenozīmē, ka kalkulators aizstāj inženiertehnisku pārbaudi. Praktiskos projektos svarīga ir pareiza datu ievade un situācijas izvērtēšana objektā. Ja komponentu siltuma zudumi, apkārtējā temperatūra vai vides piesārņojums ir novērtēti nepareizi, arī aprēķina rezultāts nebūs pietiekami drošs. Taču kā sākuma punkts RiTherm ir ļoti noderīgs — tas palīdz sarunu sākt ar skaitļiem, nevis sajūtām.
Sadales skapju dzesēšana nav papildu aksesuārs projekta beigās, bet daļa no drošas ekspluatācijas. Pareizi izvēlēts risinājums samazina komponentu termālo slodzi, palīdz izvairīties no neplānotām dīkstāvēm un ļauj sadalnei strādāt prognozējamākā režīmā.
ZTF Lāsma palīdz izvērtēt reālos apstākļus objektā un piemeklēt tehniski pamatotu risinājumu — no ventilācijas līdz Rittal aktīvās dzesēšanas iekārtām.
ApskatietRittal sadales skapju dzesētājus ZTF Lāsma produktu katalogā
salīdziniet iespējas Rittal dzesēšanas iekārtu ražotāja lapā
veiciet sākotnējo aprēķinu ar Rittal RiTherm dzesēšanas jaudas kalkulatoru.
