Jak zajistit, aby vyhrazený prostor neovlivnil výkon rozptylu tepla distribučního pole?

 

Při navrhováníkryt distribučního pole,náš konstrukční tým musí zvážit několik faktorů, aby zajistil, že vyhrazený prostor neovlivní odvod tepla.

 

Pečlivě naplánujeme umístění vyhrazeného prostoru, abychom jej udrželi mimo komponenty vytvářející teplu a v souladu se zavedenými kanály rozptylu tepla. Za druhé, optimalizujeme návrh rozptylu tepla přidáním dalších kanálů rozptylu tepla do vyhrazeného prostoru a implementací inteligentních tepelných kontrolních systémů. Zatřetí, vybíráme vhodné materiály, použijeme tepelně odolné materiály pro izolaci a vybereme materiály krytu s dobrým výkonem rozptylu tepla. Nakonec provádíme tepelné simulace a skutečné testy, abychom ověřovali a optimalizovali návrh, abychom zajistili, že vyhrazený prostor neohrožuje celkový výkon rozptylu tepla distribuční pole.

 

Obsah

1. Rozumné plánování vyhrazeného prostoru

2. optimalizace návrhu rozptylu tepla

3. Výběr materiálu a tepelná izolace

4. Simulace a testování

 

 

 

1. Přiměřené plánování vyhrazeného prostoru

Držte se dál od koncentrované oblasti zdroje tepla:

Produkce tepla různých elektrických součástí vrozvodná skříňse velmi liší. Komponenty, jako jsou vysoce výkonné transformátory, usměrňovače a vysoce výkonné rezistory, budou při práci generovat velké množství tepla a jsou hlavními zdroji tepla. Při plánování vyhrazeného prostoru je nutné přesně změřit rozsah rozptylu tepla těchto komponentů zdroje tepla a získat jejich rozložení tepelného pole při různém zatížení pomocí zařízení, jako jsou termokamery. Například v typické průmyslové rozvodné skříni, když je v provozu vysokovýkonný transformátor, teplota v okruhu 15-20 cm kolem něj výrazně stoupá. Vyhrazený prostor by proto měl být nastaven na okrajové nebo rohové poloze nejméně 20 cm od těchto zdrojů tepla, aby nedocházelo k nadměrné místní teplotě v důsledku blízkosti zdroje tepla, ovlivňující možnost budoucího využití vyhrazeného prostoru a také zabránění překážky v odvodu tepla jiných normálně fungujících součástí.

Kromě toho je třeba zvážit také směr rozptylu tepla ke zdrojovým zdrojům tepla. Některé komponenty mohou rozptýlit teplo nahoru, zatímco jiné mohou rozptýlit teplo laterálně. Například některé vertikálně namontované výkonové moduly hlavně rozptýlí teplo nahoru. V tomto případě by rezervovaný prostor neměl být nejen od zdroje tepla v horizontálním směru, ale také udržovat určitou vzdálenost ve svislém směru, aby se zabránilo přímému ovlivňování vyhrazeného prostoru.

V kombinaci s uspořádáním kanálu pro odvod tepla:
Je klíčové mít hluboké porozumění zavedenému principu disipačního kanálu tepla a směru proudění vzduchu distribučního pole. Pokud distribuční box přijme metodu přirozené konvekce rozptylu tepla spodního příjmu vzduchu a hornímu vzduchu, je to založeno na principu zvyšování horkého vzduchu a doplňování studeného vzduchu. V této době nesmí být vyhrazený prostor nastaven na přímém kanálu vstupu a výstupu vzduchu, aby neblokoval proud vzduchu jako „zátěž“. Například v malé distribuční krabici je vstup vzduchu umístěn na levé straně dna a vzduchový vývod je umístěn na pravé straně horní části a proud vzduchu stoupá v diagonálním směru. Vyhrazený prostor může být nastaven v poloze paralelně s kanálem rozptylu tepla, ale nebrání proudění vzduchu, jako je pravý okraj distribuční krabice, aby se zajistilo, že vzduch může plynule proudit v distribuční krabici a odstranit teplo.

U rozvodných skříní, které využívají nucené větrání k odvodu tepla, tedy urychlení proudění vzduchu ventilátory a dalším zařízením, by měl být vyhrazený prostor naplánován také podle směru přívodu vzduchu a organizace proudění vzduchu ventilátorem. Například axiální ventilátory obvykle foukají vzduch z jednoho konce na druhý a vyhrazený prostor by se měl vyhýbat přímé dráze foukání ventilátoru a hlavnímu kanálu proudění vzduchu, aby nedocházelo k narušování rovnoměrného rozložení proudu vzduchu a účinnosti rozptylu tepla.

 

2. Optimalizace návrhu rozptylu tepla
Přidejte kanály pro odvod tepla:

Pro vyhrazený prostor je velmi nutné navrhnout další kanály rozptylu tepla. Například je nastavena vodicí deska mezi vyhrazeným prostorem a topným prvkem. Vodicí deska může být vyrobena z tenké hliníkové desky nebo plastového materiálu. Jeho tvar a úhel by měl být přesně navržen podle směru proudění vzduchu v distribučním boxu a poloze vyhrazeného prostoru. Prostřednictvím simulačního softwaru CFD (Dynamics Computational Fluid Dynamics) lze určit optimální tvar a instalační úhel vodicí desky, aby se horký vzduch rychle proudil do výstupu vzduchu a vyhnul se hromadění horkého vzduchu poblíž rezervovaného prostoru. Například vodicí deska je navržena tak, aby byla nakloněna v úhlu stupně 45-, který může efektivně vést horký vzduch emitovaný z topného prvku do směru výstupu vzduchu, aniž by vytvořil víry kolem vyhrazeného prostoru.
Kromě vodicí desky mohou být na boční stěně nebo spodní části rezervovaného prostoru otevřeny malé otvory. Velikost, počet a umístění těchto otvorů je třeba určit výpočtem a experimentem. Pokud je větrací otvor příliš malý, cirkulace vzduchu není hladká a teplo nelze účinně odstranit; Pokud je větrací otvor příliš velký, může to ovlivnit úroveň ochrany distribučního pole. Obecně lze říci, že celková plocha otvorů by měla být stanovena na základě objemu vyhrazeného prostoru a očekávaného tepelného výkonu. Pro informaci, odvzdušňovací oblast 5-10 čtverečních centimetrů lze nastavit pro každý krychlový metr vyhrazeného prostoru. Současně by měly být na větracích věštcích instalovány prachové obrazovky, aby se zabránilo vstupujícím distribučním boxu a ovlivňování výkonu elektrických složek.

Přijmout kontrolu inteligentního rozptylu tepla:
Instalace inteligentního zařízení pro odvod tepla, jako jsou inteligentní ventilátory s řízenou teplotou, je účinným prostředkem k dosažení přesného odvodu tepla. Inteligentní systém řízení teploty se skládá z teplotních senzorů, ovladačů a ventilátorů. Teplotní čidla by měla být rozmístěna na různých klíčových místech v rozvodné skříni, zejména v blízkosti vyhrazeného prostoru, pro sledování změn teploty v reálném čase. Když teplota v rozvodné skříni stoupne, senzor předá teplotní signál do ovladače, který automaticky upraví otáčky ventilátoru podle přednastavené teploty, aby se zlepšil odvod tepla. Když například teplota v blízkosti vyhrazeného prostoru dosáhne 40 stupňů, ovladač zvýší otáčky ventilátoru z 1000 ot./min na 1500 ot./min., aby bylo zajištěno, že teplota v této oblasti dále neroste.
Kromě toho lze také použít ventilátory s proměnnou frekvencí pro plynulé nastavení rychlosti ventilátoru podle změn teploty, aby bylo dosaženo jemnějšího řízení odvodu tepla. Inteligentní systém regulace teploty je zároveň integrován s monitorovacím systémem rozvodné skříně a teplotní podmínky a provozní stav ventilátoru v rozvodné skříni jsou dálkově monitorovány prostřednictvím sítě, aby bylo možné včas odhalit potenciální problémy s odvodem tepla a provést úpravy.

 

3. Výběr materiálu a tepelně izolační úprava

Použijte tepelně izolační materiály:

Mezi vyhrazený prostor a topné těleso jsou instalovány izolační materiály, které účinně blokují přestup tepla do vyhrazeného prostoru, snižují tepelný dopad na vyhrazený prostor a neovlivňují celkový odvod tepla rozvodnou skříní. Například izolační deska z keramických vláken má dobré tepelně izolační vlastnosti a její tepelná vodivost je pouze 0.05 - 0.15W/(m・K), což může účinně blokovat přenos tepla. Mezi vyhrazený prostor a topné těleso nainstalujte keramickou izolační desku, aby vytvořila tepelnou bariéru. Při montáži dbejte na to, aby izolační deska byla v těsném kontaktu s topným tělesem a vyhrazeným prostorem, aby nevznikaly mezery způsobující únik tepla.

Aerogelová izolační plsť je také vynikající tepelně izolační materiál s extrémně nízkou tepelnou vodivostí a dobrou pružností. Aerogelová izolační plsť může být obalena kolem topného tělesa nebo překryta na vnitřní stěně vyhrazeného prostoru pro další posílení tepelně izolačního účinku. Při výběru izolačních materiálů je třeba vzít v úvahu také faktory, jako je požární odolnost, odolnost proti korozi a životnost, aby bylo zajištěno, že izolační materiály mohou i nadále hrát roli během dlouhodobého provozu rozvodné skříně.

Materiály skořepiny s dobrým výkonem rozptylu tepla:
Vyberte si materiál skořepiny distribuce s dobrým výkonem rozptylu tepla, jako je slitina hliníku. Hliníková slitina má vysokou tepelnou vodivost, obecně mezi 180-230 w/(m ・ k), která může rychle přenést teplo uvnitř distribučního pole na povrch skořepiny a rozptýlit ji. Ve srovnání s tradičními ocelovými skořápkami lze účinnost rozptylu tepla z hliníkových lehkých skořápek zvýšit o 30%-50%. I když je zde vyhrazený prostor, dobrý výkon rozptylu tepla skořepiny může pomoci udržovat nižší teplotu uvnitř krabice a zajistit celkový efekt rozptylu tepla.

Při výběru materiálů z slitiny hliníku vyberte příslušný model slitiny hliníku podle prostředí a rozpočtu distribučního pole. Například slitina hliníku 6061 má dobrý komplexní výkon, vysokou pevnost, dobrou odolnost proti korozi a je vhodná pro většinu průmyslových a civilních distribučních krabic; U některých distribučních boxů používaných v drsných prostředích, jako jsou moře nebo chemická místa, lze vybrat 5052 hliníkových slitinách, což má lepší odolnost proti korozi. Současně může být pláštěm slitiny hliníku také podrobena povrchovému úpravě, jako je eloxovací ošetření, které může nejen zlepšit odolnost korozního odolnosti skořepiny, ale také zvyšovat její oblast rozptylu tepla, což dále zlepšuje výkon rozptylu tepla.

 

4. Simulace a testování

Analýza tepelné simulace:

Během fáze návrhu je nezbytné použít profesionální simulační software pro tepelnou analýzu na rozvodné skříni. V současné době běžně používaný software pro tepelnou simulaci zahrnuje ANSYS Fluent, FloTHERM atd. Sestavením trojrozměrného modelu rozvodné skříně, zadáním parametrů, jako je topný výkon, způsob odvodu tepla a materiálové vlastnosti elektrických součástek, se vliv rezerv. je simulován prostor na výkon odvodu tepla za různých pracovních podmínek. Například během procesu simulace lze nastavit různé podmínky zátěže pro simulaci ohřevu elektrických součástí při plné zátěži, poloviční zátěži atd. a sledovat rozložení teplot.

Úpravou parametrů návrhu polohy, velikosti a rozlišení tepla vyhrazeného prostoru, jako je změna tvaru vodicí desky, poloha a velikost větracích otvorů atd. Pro nalezení optimálního návrhového řešení se provádí více simulačních analýz. Během simulačního procesu mohou být generovány mapy cloudových cloudů teploty a proudění vzduchu, aby se intuitivně zobrazovaly distribuci teploty a tok proudění vzduchu v distribučním boxu, což pomohlo návrhářům přesně posoudit vliv vyhrazeného prostoru na výkon rozptylu tepla a provést cílenou optimalizaci. Například prostřednictvím mapy teplotního cloudu se zjistí, že teplota v rohu vyhrazeného prostoru je příliš vysoká, což lze vyřešit nastavením polohy otvorů nebo přidáním izolačních materiálů.

Skutečné ověření testu:
Vytvoření prototypu rozvodné skříně a testování výkonu rozptylu tepla za skutečných provozních podmínek jsou klíčovými kroky při ověřování návrhu. Simulujte různé možné podmínky ohřevu elektrických komponentů, jako je simulace ohřevu elektrických komponentů různých výkonů úpravou zátěžového odporu, a změřte teplotu každé oblasti v rozvodné skříni včetně vyhrazeného prostoru. Použijte vysoce přesné teplotní senzory k rovnoměrnému uspořádání více měřicích bodů v rozvodné skříni, aby bylo zajištěno přesné získávání údajů o teplotě.

Podle výsledků testu optimalizujte návrh. Pokud je zjištěno, že teplota vyhrazeného prostoru je příliš vysoká, může být kanál rozptylu tepla dále vylepšen, jako je zvětšení velikosti větracích otvorů, nastavení úhlu vodicí desky atd.; nebo nastavení polohy izolačního materiálu pro zvýšení izolačního efektu. Současně lze testovat výkon rozptylu tepla distribuční skříňky při různých okolních teplotách, aby se zajistilo, že vyhrazený prostor neovlivní výkon rozptylu tepla distribuční pole v různých skutečných prostředích. Skutečným ověřením testu je plán návrhu nepřetržitě optimalizován, aby se zajistilo, že výkonem formálního produktu není negativně ovlivněn vyhrazený prostor.