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工业电气控制柜如何实现温湿度调节
编辑:立亚达冷库    发布时间:2021-07-30
 
  一、工业电气控制柜进行温湿度调节的必要性
 
  在工业电气设备的安装过程中,愈来愈多的工业电气控制柜被安装在现场或机械设备附近,这样可以节省安装费用及减少安装过程的复杂程度。
  但是工业现场的环境是各不相同的,有的比较理想,但是不少现场的环境是比较恶劣的,例如高温、粉尘、水汽等,尤其是玻璃、陶瓷、食品、钢铁、纺织、造纸、石化行业,由于生产环境温度较其他行业更加严酷。另外,随着变频调速等新技术的日益普及以及为了满足各种控制需要,工业电气控制柜(如PLC控制柜、变频控制柜)内部通常集成较多大发热量的高精度控制模块及各种分立电子元器件(如变频器、固态继电器、变压器、各种整流模块等等),这些元器件工作时会产生大量的热量,且自身对高温又比较敏感。控制柜内温度如果长期高于40℃,这些精密元器件不仅会提前老化,缩短使用寿命,而且,一旦控制柜内部温度过高,就会严重影响控制精度和控制稳定性,甚至导致元气件烧毁,造成意外停工。为了保证工业电气控制柜中各元器件的正常工作,采用热交换器等来保证电气控制柜内保持一定的温度和湿度是很有必要的。
 
  二、工业电气控制柜温湿度调节的解决方案
 
  现在一般采用风扇(过滤风扇)、工业空调器、热交换器等方法对工业电气控制柜进行温湿度调节。
  1、风扇(过滤风扇)
  风扇(过滤风扇)特别适用于经济的排出高热负载。只有在柜内温度高于环境温度时,使用风扇(过滤风扇)才是有效的。因为热空气比冷空气轻,柜内空气流向应当是由下往上,因此,通常情况下,应在柜体的前门或者侧壁板的下方作为进气口,上方作为排气口。
  如果工作现场的环境比较理想,没有粉尘、油雾、水汽等影响电气控制柜内的各元器件正常工作的,可采用进气口装风扇(轴流风机),排气口有可能的话加装一装饰板,进气口为了安全和美观,可以在外面加装一风机装饰板。
  如果工作现场的环境不理想,含有粉尘、油雾、水汽等影响电气控制柜内的各元器件正常工作的,那就应该在进气口选用过滤风扇,在排气口选用过滤栅,以防止粉尘、油雾、水汽等进入电气控制柜内。现在国内外有不少厂家都有成熟的产品供应,安装简单方便,而且可以很方便地更换其中的过滤垫。过滤垫一般分为无纺纤维过滤垫和细过滤垫,其中无纺纤维过滤垫用于防止10微米以上的灰尘颗粒,细过滤垫用于防止10微米以下的灰尘颗粒。但是选用过滤风扇时,柜内外的空气是没有隔绝的,仍然有可能因为灰尘、水汽、腐蚀性气体的进入而损坏元器件及影响元器件正常工作。
  风扇(过滤风扇)是使用最普遍的方法。
  2、机柜空调
  风扇适用于柜内温度高于环境温度,但是当环境温度高于柜内温度或者环境温度高于柜内要求的温度(一般为35℃)时,那就应该考虑使用工业机柜空调(又名控制柜空调或工业空调)了。另外,当柜内外空气循环要求隔绝时,也应该考虑使用机柜空调。
  机柜空调可有效降低工业电气控制柜内部温度,并能阻止灰尘、湿气及腐蚀性气体进入机柜内部,适用于可靠性要求较高的电气控制柜、计算机(服务器)机柜的温、湿度控制等,是电控系统可靠工作的有力保障。
  机柜空调器是通过压缩式制冷来实现吸热降温的,从而使控制柜在密闭的情况下,将控制柜内空气中的热量及水份向柜外转移。由于电气控制柜内外空气循环相互隔绝,外部环境中的高温、粉尘、油污、腐蚀性气体不会进入控制柜内部,从而解决了风扇散热所带来的一系列问题。控制柜内可始终维持在30--35℃的理想温度环境中,电子、电气设备的使用寿命和稳定性得到了有效保证。
  机柜空调在国外已被广泛应用于数据处理、通讯、金融、冶金、石化、建材、汽车、机床、军工等各个领域,目前国内的一些大型数据处理中心及数控加工中心也已广泛使用。机柜空调的卓越功效及优良性能正在逐步被越来越多的国内中高端用户高度认同。现在国内外已有不少厂家生产各种规格的壁挂式和顶装式空调,最大制冷量可达4000多瓦,可以满足各种用户的要求。
机柜空调按照其安装方式,一般可以分为:侧装式、顶装式、嵌入式、壁挂式和柜内架装式。
  机柜空调安装时应该注意以下几点:
  (1)电气控制柜必须密封。
  (2)顶装空调器不能将电气控制柜的顶板压弯,必要时应加强顶板。
  (3)一定要注意冷凝水的排出,在安装结束后应该将冷凝管插入导出孔,防止冷凝水流入柜体内。现在已经有生产厂家生产无冷凝水排出的空调(冷凝水迅速汽化)。
  (4)应该加装门开关,在门打开时应切断空调装置,避免在柜内产生凝露,同时在门关上5分钟之后才能再次接通空调装置。
  (5)保持柜内空气回路的畅通,在进风口及出风口避免受阻。
  3、热交换器
  当柜内外空气循环要求隔绝时,还可以考虑使用热交换器。
  热交换器按照其冷却介质,一般可以分为:空气/空气热交换器(冷却介质为空气)、空气/水热交换器(冷却介质为水)。它们按安装方式,均可分为:壁挂式和顶装式。
  空气/空气热交换器有两个相互隔离的空气流动空间,一个与电气控制柜相通,另一个与外部空间相通,柜内的热空气被吸入热交换器内,热空气的热量通过散热片由热管传到热交换器的另一端,然后通过外部空气的流动将热量排到大气中。使用这种热交换器的前提条件是环境温度必须低于柜内温度。
  空气/水热交换器,其工作原理与空气/空气热交换器是一样的,只是冷却介质是水,其优点是专门用于多尘、多油及高热负载的地方。可以通过调节进口水温度和流量来改变热交换器的功率。但是,必须要有水源。
  4、其他设备
  如果工作现场的环境比较理想,电气控制柜中发热元器件很少,其发热量完全可以通过柜体自身的散热解决时,可以不考虑散热措施。
  当环境温度比较高,或者因为其他原因,不适合于采用以上散热方法时,可能需要建立一个电气控制室,用来放置电气控制柜。电气控制室可以建立在远离现场的地方,这样就不受现场的影响,但是就增加了电缆铺设、土建施工、空调安装等费用,而且对于需要经常操作时,这样也很不方便;也可以建立在现场,可能会受现场的影响,但是可以节省大量的电缆铺设的费用,只需土建施工及空调安装的费用,操作方便。最简便的办法就是用铝合金等在现场建一个电气控制室,这样可以基本消除现场对电气控制柜的影响,这是一个简单易行的办法。
 
  各种调节温湿度的方法适合于各种情况,每个用户本着经济实用的原则,根据自己的实际情况,采用适合的方法和设备。

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