機(jī)柜溫控產(chǎn)品的設(shè)計(jì)選型

在機(jī)柜設(shè)計(jì)過(guò)程中，通?？紤]以下幾點(diǎn)：
1）電池柜和主設(shè)備箱體通常采用分體式或電池內(nèi)置式結(jié)構(gòu)
2）電池柜通常采用自然通風(fēng)設(shè)計(jì)，不要忘記在百業(yè)窗口加防塵網(wǎng)，慮網(wǎng)，防護(hù)等級(jí)較主設(shè)備箱體較低。
3）主設(shè)備箱體防護(hù)等級(jí)較高，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮機(jī)柜的密封性。

以下為采用各種方式的優(yōu)缺點(diǎn)：
1）風(fēng)扇（過(guò)濾風(fēng)扇）特別適用于經(jīng)濟(jì)的排出高熱負(fù)載。只有在柜內(nèi)溫度高于環(huán)境溫度時(shí)，使用風(fēng)扇（過(guò)濾風(fēng)扇）才是有效的。
　　因?yàn)闊峥諝獗壤淇諝廨p，柜內(nèi)空氣流向應(yīng)當(dāng)是由下往上，因此，通常情況下，應(yīng)在柜體的前門(mén)或者側(cè)壁板的下方作為進(jìn)氣口，上方作為排氣口。
　　如果工作現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境比較理想，沒(méi)有粉塵、油霧、水汽等影響柜內(nèi)的各元器件正常工作的，可采用進(jìn)氣口裝風(fēng)扇（軸流風(fēng)機(jī)），排氣口有可能的話(huà)加裝一裝飾板，進(jìn)氣口為了安全和美觀，可以在外面加裝一風(fēng)機(jī)裝飾板。
　　如果工作現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境不理想，含有粉塵、油霧、水汽等影響電氣控制柜內(nèi)的各元器件正常工作的，那就應(yīng)該在進(jìn)氣口選用過(guò)濾風(fēng)扇，在排氣口選用過(guò)濾柵，以防止粉塵、油霧、水汽等進(jìn)入電氣控制柜內(nèi)?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外有不少?gòu)S家都有成熟的產(chǎn)品供應(yīng)，安裝簡(jiǎn)單方便，而且可以很方便地更換其中的過(guò)濾墊。過(guò)濾墊一般分為無(wú)紡纖維過(guò)濾墊和細(xì)過(guò)濾墊，其中無(wú)紡纖維過(guò)濾墊用于防止10微米以上的灰塵顆粒，細(xì)過(guò)濾墊用于防止10微米以下的灰塵顆粒。但是選用過(guò)濾風(fēng)扇時(shí)，柜內(nèi)外的空氣是沒(méi)有隔絕的，仍然有可能因?yàn)榛覊m、水汽、腐蝕性氣體的進(jìn)入而損壞元器件及影響元器件正常工作。
　　風(fēng)扇（過(guò)濾風(fēng)扇）的選型可以根據(jù)柜內(nèi)溫度與環(huán)境溫度的差值以及柜內(nèi)熱損耗在風(fēng)扇的特性曲線(xiàn)表中選取。 CAD/CAM/CAE綜合資訊網(wǎng)站論壇3C#` H a d$C 風(fēng)扇（過(guò)濾風(fēng)扇）是使用最普遍的方法。

二． 空調(diào)：
　　 風(fēng)扇適用于柜內(nèi)溫度高于環(huán)境溫度，但是當(dāng)環(huán)境溫度高于柜內(nèi)溫度或者環(huán)境溫度高于  柜內(nèi)要求的溫度（一般為35℃）時(shí)，那就應(yīng)該考慮使用工業(yè)空調(diào)器了。還有當(dāng)柜內(nèi)外空氣循環(huán)要求隔絕時(shí)，也應(yīng)該考慮使用工業(yè)空調(diào)器。
　　空調(diào)采用壓縮機(jī)制冷原理進(jìn)行強(qiáng)力制冷，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制柜內(nèi)部溫度的恒溫控制，由于柜內(nèi)外空氣循環(huán)相互隔絕，故可以有效地防止有害、潮濕的氣體及粉塵進(jìn)入柜內(nèi)。
　　空調(diào)按照其安裝方式，一般可以分為：壁掛式（側(cè)裝式、嵌入式及柜內(nèi)架裝式）和頂裝式。
　　空調(diào)的選型也是根據(jù)柜內(nèi)溫度與環(huán)境溫度的差值以及柜內(nèi)熱損耗，從而確定空調(diào)所需要的制冷量來(lái)選取的，現(xiàn)在一般都是以下經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)選取的。
其計(jì)算如下：QE=QV-KXAXΔT
式中：
QE----總的制冷量（W）；
QV----柜內(nèi)元器件總的熱損耗（W）；
K ----熱傳導(dǎo)系數(shù)（W/m2K），其值根據(jù)柜體材料不同而不同，一般來(lái)說(shuō)，鋼板為5.5，鋁板為11，塑料為0.3;
A ----柜體實(shí)際散熱面積（m2）,柜體的安裝方式對(duì)柜體的散熱有較大影響，威圖提供了如下幾種典型安裝方式的散熱面積的計(jì)算：（寬=柜體寬，高=柜體高，深=柜體深）

·	單個(gè)柜體，四周有空：A=1.8X高X（寬+深）+1.4X寬X深
·	單個(gè)柜體，用于壁裝：A=1.4X寬X（高+深）+1.8X深X高
·	起始或終端柜體，四周有空：A=1.4X寬X（高+深）+1.8X寬X高
·	起始或終端柜體，用于壁裝：A=1.4X高X（寬+深）+1.4X寬X深
·	位于中間的柜體，四周有空：A=1.8X寬X高+1.4X寬X深+深X高
·	位于中間的柜體，用于壁裝：A=1.4X寬X（高+深）+深X高
·	位于中間的柜體，用于壁裝，頂部覆蓋：A=1.4X寬X高+0.7X寬X深+深X高 ΔT ----柜體內(nèi)外的溫差，柜體內(nèi)部的溫度（一般為35℃）減去柜體外面的溫度（即工作現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度）。

空調(diào)安裝時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

·	電氣控制柜必須密封；
·	頂裝空調(diào)器不能將電氣控制柜的頂板壓彎，必要時(shí)應(yīng)加強(qiáng)頂板；
·	一定要注意冷凝水的排出，在安裝結(jié)束后應(yīng)該將冷凝管插入導(dǎo)出孔，防止冷凝水流入柜體內(nèi)。現(xiàn)在已經(jīng)有生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)無(wú)冷凝水排出的空調(diào)（冷凝水迅速汽化）。
·	應(yīng)該加裝門(mén)開(kāi)關(guān)，在門(mén)打開(kāi)時(shí)應(yīng)切斷空調(diào)裝置，避免在柜內(nèi)產(chǎn)生凝露，同時(shí)在門(mén)關(guān)上5分鐘之后才能再次接通空調(diào)裝置；
·	保持柜內(nèi)空氣回路的暢通，在進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口避免受阻。 隨著空調(diào)技術(shù)的日益成熟，愈來(lái)愈多的用戶(hù)都提出電氣控制柜加裝空調(diào)的要求，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已有不少?gòu)S家生產(chǎn)各種規(guī)格的壁掛式和頂裝式空調(diào)，最大制冷量可達(dá)4000多瓦，可以滿(mǎn)足各種用戶(hù)的要求。另外為了滿(mǎn)足戶(hù)外型電氣控制柜散熱和通風(fēng)的需要，有的生產(chǎn)廠(chǎng)家還生產(chǎn)戶(hù)外型空調(diào)器。

三．熱交換器：
　　當(dāng)柜內(nèi)外空氣循環(huán)要求隔絕時(shí)，還可以考慮使用熱交換器。
　　熱交換器按照其冷卻介質(zhì)，一般可以分為：空氣/空氣熱交換器（冷卻介質(zhì)為空氣）、空氣/水熱交換器（冷卻介質(zhì)為水）。它們按安裝方式，均可分為：壁掛式和頂裝式。
　　空氣/空氣熱交換器有兩個(gè)相互隔離的空氣流動(dòng)空間，一個(gè)與電氣控制柜相通，另一個(gè)與外部空間相通，柜內(nèi)的熱空氣被吸入熱交換器內(nèi)，熱空氣的熱量通過(guò)散熱片由熱管傳到熱交換器的另一端，然后通過(guò)外部空氣的流動(dòng)將熱量排到大氣中。使用這種熱交換器的前提條件是環(huán)境溫度必須低于柜內(nèi)溫度。
　　空氣/水熱交換器，其工作原理與空氣/空氣熱交換器是一樣的，只是冷卻介質(zhì)是水，其優(yōu)點(diǎn)是專(zhuān)門(mén)用于多塵、多油及高熱負(fù)載的地方?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)口水溫度和流量來(lái)改變熱交換器的功率。但是，必須要有水源。
熱交換器的選型與風(fēng)扇及空調(diào)的選型是相似的。

四．其他：
　　如果工作現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境比較理想，柜中發(fā)熱元器件很少，其發(fā)熱量完全可以通過(guò)柜體自身的散熱解決時(shí)，可以不考慮散熱措施。
　　當(dāng)環(huán)境溫度比較高，或者因?yàn)槠渌颍贿m合于采用以上散熱方法時(shí)，可能需要建立一個(gè)電氣控制室，用來(lái)放置電氣控制柜。電氣控制室可以建立在遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的地方，這樣就不受現(xiàn)場(chǎng)的影響，但是就增加了電纜鋪設(shè)、土建施工、空調(diào)安裝等費(fèi)用，而且對(duì)于需要經(jīng)常操作時(shí)，這樣也很不方便；也可以建立在現(xiàn)場(chǎng)，可能會(huì)受現(xiàn)場(chǎng)的影響，但是可以節(jié)省大量的電纜鋪設(shè)的費(fèi)用，只需土建施工及空調(diào)安裝的費(fèi)用，操作方便。最簡(jiǎn)便的辦法就是用鋁合金等在現(xiàn)場(chǎng)建一個(gè)電氣控制室，這樣可以基本消除現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電氣控制柜的影響，我認(rèn)為這是一個(gè)簡(jiǎn)單易行的辦法。
一、風(fēng)扇冷卻：
　　風(fēng)扇冷卻是通過(guò)加強(qiáng)空氣對(duì)流來(lái)實(shí)現(xiàn)降溫，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是投入少、運(yùn)行成本也很低，但是缺點(diǎn)尤其突出，因?yàn)樵诳諝鈱?duì)流的時(shí)候。外界空氣中的粉塵、油污、腐蝕性物質(zhì)也隨著空氣進(jìn)入控制柜，在靜電的作用下吸附在電子元件上，積少成多，在不同的工作環(huán)境下，有時(shí)候會(huì)腐蝕電路板，有的時(shí)候過(guò)厚的灰塵在潮濕后可以導(dǎo)電會(huì)造成短路、燒毀等事故。在國(guó)內(nèi)甚至有這樣的用戶(hù)，在風(fēng)扇冷卻效果不好的情況下，無(wú)可奈何，以至于打開(kāi)機(jī)箱，用風(fēng)扇直接對(duì)著電子元件吹風(fēng)，這樣的后果就是灰塵積壓更加嚴(yán)重，而且在工作環(huán)境溫度很高的情況下，根本沒(méi)有起到冷卻的效果。
二、空調(diào)冷卻分為兩類(lèi)：外部冷卻和內(nèi)部冷卻。
1、空調(diào)外部冷卻主要指的是空調(diào)機(jī)房，把控制柜放置在空調(diào)房?jī)?nèi)，這種冷卻的方法有一定可行性，但是不足也 是很多。
① 外部冷卻不能深入冷卻機(jī)箱內(nèi)部，重要元?dú)饧睦鋮s得不到保證
② 機(jī)房空調(diào)的投資非常大，運(yùn)行成本很高，而且體積非常大，安裝起來(lái)不方便
③ 機(jī)房空調(diào)使用的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)房間中，熱空氣上升，冷空氣下降的現(xiàn)象，這樣控制柜上部的元件冷卻效果就不好。
④ 機(jī)房空調(diào)在工作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的冷凝水，不容易排放
2、空調(diào)內(nèi)部冷卻是通過(guò)在控制柜內(nèi)部安裝小型空調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)有效冷卻。這種冷卻的方法效果比較顯著，同樣也有許多客觀存在的問(wèn)題。
①機(jī)柜空調(diào)的體積比較大，運(yùn)行成本很高，安裝起來(lái)非常復(fù)雜。
②機(jī)柜空調(diào)在使用的時(shí)候也會(huì)產(chǎn)生冷凝水，排放很不方便，會(huì)給機(jī)箱內(nèi)部電子元件帶來(lái)危險(xiǎn)。
③機(jī)柜空調(diào)在使用的時(shí)候會(huì)有振動(dòng)，而控制柜內(nèi)的元件一般都比較精密，一旦由于空調(diào)的震動(dòng)使元件出現(xiàn)松動(dòng)，不光是控制柜內(nèi)元件受損，甚至?xí)绊懙秸麠l生產(chǎn)線(xiàn)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
④機(jī)柜空調(diào)一般安裝在控制柜的一側(cè)，這樣另外一側(cè)的元件有可能得不到有效冷卻。
⑤機(jī)柜空調(diào)受環(huán)境影響比較大，過(guò)濾網(wǎng)要經(jīng)常的清洗，需要不定期的檢修，增加了維護(hù)成本，而且如果現(xiàn)場(chǎng)有　防爆要求，那空調(diào)的價(jià)格就更加昂貴。