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如何选择热交换器和空调器

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:驱动器、变频器等大功率部件的发热量较大,如果其散热器内置,电气柜通常不能依靠电气柜表面自然散热来保证温升的要求,因此,需要安装热交换器或空调器。衡量热电气柜空调器性能的指标称为“制冷量”,单位为W。1)选择热交换器。

如何选择热交换器和空调器

驱动器、变频器等大功率部件的发热量较大,如果其散热器内置,电气柜通常不能依靠电气柜表面自然散热来保证温升的要求,因此,需要安装热交换器或空调器。

1.热交换器选择

热交换器是一种通过热传导性能优异的热管,将柜内高温空气迅速传导到外部,利用外部空气进行冷却的空气/空气交换装置。

热交换器有内外两组风机,可以形成内、外空气的局部对流;通过外部空气对流,可迅速将热管上的高温空气进行冷却;利用内部空气对流;可使柜内高温空气迅速流向热管,从而起到了内、外热交换的效果,其结果相当于增加了电气柜的散热面积。采用热交换器后的内外空气是相互隔离的,因此,它可避免轴流风机冷却所存在的内外空气无法隔离的缺点,电气柜的密封性好。

由以上热交换器原理可知,热交换器可以降低电气柜内部的温升,使其接近外部环境温度,但不能使柜内的温度低于环境温度,因而,它无需调温,也不会导致电气柜产生“结露”现象。

衡量热交换器性能的指标是“比热输出”,也称散热能力。比热输出的单位为W/℃,它是内外温差为1℃时,可通过交换器散发的热量。

热交换器的选择一般可按下式计算:

式中 q——热交换器的比热输出(W/℃);

Q1——电气柜内器件的发热量(W);

ΔT——电气柜允许温升(℃);

K——热传导率(W/℃·m2),对于金属结构可取K=5.5;

A——表面积(m2)。

2.空调器选择

电气柜空调器的原理与家用空调器相同。空调器具有制冷能力,它不仅可降低电气柜温升,而且还可使柜内温度低于外部环境温度,但在湿度较高的情况下使用空调器,往往会引起电气柜的“结露”,因此,它需要有自动除湿的功能。

衡量热电气柜空调器性能的指标称为“制冷量”,单位为W。电气柜空调器的选择一般可按下式计算:

QQ1+Q2 (4.6-5)

式中 Q——空调制冷量(W);(www.xing528.com)

Q1——电气柜内器件的发热量(W);

Q2——由外部传导到电气柜内部的热量(W)。

由外部传导到电气柜内部的热量有两种可能,在电气柜内部温度高于环境温度时,热量仍然可以通过表面,由内部传递到外部,它可以帮助空调器降低电气柜温升,此时,上式中的Q2为负值;但是,当电气柜内部温度低于环境温度时,热量将通过电气柜表面,由外部传递到内部,它起到了阻碍电气柜降温的作用,此时,上式中的Q2为正值。因此,Q2可同样可通过下式计算:

Q2=KA(T1-T2) (4.6-6)

式中 K——热传导率(W/℃·m2),对于金属结构取K=5.5;塑料K=3.5;

A——电气柜表面积(m2);

T1——环境温度(℃);

T2——电气柜内部温度(℃)。

3.选择实例

【例14】对于例2的数控机床,当驱动器散热器内置时,为了保证电气柜温升不大于10℃,试选择相应的热交换器与空调器。

根据例2,可得到散热器内置时的电气柜内器件的总发热量为Q1=749W;电气柜表面积为A=4.267m2;当ΔT=10℃时,电气柜的自然散热能力为235W。

1)选择热交换器。当电气柜使用热交换器时,假使电气柜允许温升为10℃,则热交换器的比热输出(散热能力)应为

故需要选择比热输出大于51.4W/℃的热交换器,如Rittal公司的SK3133型空气/空气热交换器,其比热输出为66W/℃,安装后可将内部温升控制在8.37℃。

2)选择空调器。当使用热交换器时,同样假设电气柜允许的温升为10℃,空调器的制冷量应为

QQ1+Q2=(749-235)W=512W

根据空调器的规格与系列,可选择制冷量大于512W的空调器,如Rittal公司的SK3293100型空调,其制冷量为680W/740W(DIN 3168 L50/L35)。

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