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        電柜工業(yè)空調(diào)性能試驗

        2013-06-18 06:35:14齊重數(shù)控裝備股份有限公司黑龍江161005安保鋼
        金屬加工(冷加工) 2013年17期
        關(guān)鍵詞:發(fā)熱量使用壽命濕度

        齊重數(shù)控裝備股份有限公司(黑龍江 161005)安保鋼

        科學(xué)的使用空調(diào)對機(jī)床的性能與安全有重大意義,溫度過高會導(dǎo)致設(shè)備組違背技術(shù)規(guī)范運(yùn)行,故障率提高,使用壽命縮短;溫度過低導(dǎo)致冷卻設(shè)備過度磨損,形成更多的冷凝水,消耗更多電能以及提高空氣相對濕度并最終形成凝露,同時還會導(dǎo)致設(shè)備故障。

        1.散熱的重要性

        散熱不好可能造成:零星故障,降低部件使用壽命。根據(jù)阿列紐斯公式:物質(zhì)的反應(yīng)速率k與溫度T成指數(shù)關(guān)系。根據(jù)阿列紐斯公式,部件使用壽命與溫度的關(guān)系大致如下:部件的溫度每上升10℃會導(dǎo)致使用壽命縮短一半,故障率提高一倍。反應(yīng)速率越高,設(shè)備中的電子器件老化速度越快,電子器件老化,故障率也就提高了。

        2.理論計算與分析

        根據(jù)模塊發(fā)熱量,選擇電柜空調(diào),選型步驟,從樣本查模塊的發(fā)熱量。

        (1)電源(整流模塊)模塊發(fā)熱量(見表1)。

        (2)功率模塊(逆變模塊)發(fā)熱量(見表2)。

        例如:

        6SN1145-1AA01-0AA1電源模塊450W

        6SN1123-1AB00-0AA1Z1/Z2功率模塊40W

        6SN1123-1AB00-0CA2130W

        6SN1123-1AB00-0CA2130W

        共450+40+130+130=750W

        電柜內(nèi)其他元件50W,共800W。

        (3)按照熱平衡的公式計算所需制冷功率機(jī)柜空調(diào)的選型是根據(jù)柜內(nèi)溫度與環(huán)境溫度的差值以及柜內(nèi)發(fā)熱量(見圖1),從而確定空調(diào)所需要的制冷量來選取的。一般按公式來選取的,其計算如下

        式中,QV為安裝在機(jī)柜中的熱散耗(W);QE為一個冷卻器必要的冷卻功率(W);ΔT=TI-TU,為所允許的最大溫差(K);A為配電柜向外輻射實際功率(m2);K為導(dǎo)熱系數(shù),K=5.5W/m2K(針對鋼板)。

        表1

        表2

        圖1

        例如:電柜寬1.5mm,厚0.6mm,高2mm,獨立安裝,有效散熱面積

        環(huán)境溫度30℃時,設(shè)定溫度35℃,制冷功率=800W–5.5×10.5×5=800-288= 512W。

        環(huán)境溫度35℃時,設(shè)定溫度35℃,制冷功率=800W。

        環(huán)境溫度40℃,設(shè)定溫度35℃,制冷功率=800+288=1088W。

        (4)選擇空調(diào):空調(diào)的冷卻功率QE,通常會比空調(diào)消耗的功率大,應(yīng)該按照冷卻功率選擇,注意不同電壓的額定電流不同。

        3.空調(diào)的正確安裝方法

        具體安裝方法如圖2所示。

        圖2

        (1)冷空氣進(jìn)風(fēng)口在下,熱空氣出風(fēng)口在上。

        (2)冷空氣進(jìn)風(fēng)口與熱空氣出風(fēng)口保持足夠距離。

        (3)空調(diào)與驅(qū)動設(shè)備保持至少200mm距離。

        (4)空調(diào)不要直接向驅(qū)動吹冷氣,可使用導(dǎo)流板。

        (5)正確選擇空調(diào)制冷量及功率。

        (6)空調(diào)溫度設(shè)定應(yīng)滿足柜內(nèi)元件最佳工作溫度。

        4.電柜的防護(hù)等級要求

        要求防護(hù)等級I P54,所有的門和需開孔安裝的設(shè)備,都需要安裝密封膠條門鎖需帶拉緊裝置(見圖3、圖4)。

        圖3

        圖4

        5.現(xiàn)場試驗與數(shù)據(jù)記錄

        現(xiàn)場取三種機(jī)床產(chǎn)品,三種空調(diào)進(jìn)行對比試驗:

        RPH15空調(diào)(新陸)

        ZT-15B-Q空調(diào)(中泰)

        SK187空調(diào)(威圖)

        試驗工具采用的德國的FLUKE溫度測量儀、溫度計和濕度計,進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取記錄,并針對以下幾方面進(jìn)行試驗與數(shù)據(jù)記錄:

        (1)三種空調(diào)設(shè)定30℃時,溫度、濕度及制冷效果。

        (2)三種空調(diào)設(shè)置20℃時,溫度、濕度及制冷效果。

        (3)試驗數(shù)據(jù)記錄:RPH15新陸空調(diào)設(shè)置制冷溫度30°的試驗數(shù)據(jù)(見表3)。

        表3 [單位:溫度/℃,濕度(%)]

        ZT-15B-Q中泰空調(diào)設(shè)置制冷溫度30℃的試驗數(shù)據(jù)(見表4)。

        表4 [單位:溫度/℃,濕度(%)]

        SK187威圖空調(diào)設(shè)置制冷溫度30℃的試驗數(shù)據(jù)(見表5)。

        表5 [單位:溫度/℃,濕度(%)]

        RPH15新陸空調(diào)設(shè)置制冷溫度20℃的試驗數(shù)據(jù)(見表6)。

        ZT-15B-Q中泰空調(diào)設(shè)置制冷溫度20℃的試驗數(shù)據(jù)(見表7)。

        表6 [單位:溫度/℃,濕度(%)]

        表7 [單位:溫度/℃,濕度(%)]

        (4)溫濕度查詢表溫濕度差值濕度換算表如表8所示。例如:干表濕度為24%,差值為1%,換算后相對濕度為91%。

        表8 [單位:溫度/℃,濕度(%)]

        6.試驗分析

        對比分析如表9所示。

        設(shè)定30℃時,干球溫度27℃,濕球溫度21℃,查詢表格相對濕度為56%。

        設(shè)定20℃時,干球溫度22℃,濕球溫度21℃,查詢表格相對濕度為91%比較高。

        表9 [單位:溫度/℃,濕度(%)]

        7.結(jié)語

        通過試驗數(shù)據(jù)分析,得出以下結(jié)論:

        (1)空調(diào)溫度應(yīng)設(shè)置30~35℃之間,空調(diào)處于正常的間歇工作狀態(tài),溫度設(shè)定過高,無法達(dá)到降低柜內(nèi)溫度;過低造成空調(diào)耗能過大,并且柜內(nèi)濕度大,此設(shè)定能更好地保護(hù)電柜內(nèi)的電子元件,提高工業(yè)空調(diào)使用壽命,提高機(jī)床動作的可靠性。

        (2)空調(diào)建議在密閉情況下使用,要求電柜密閉效果必須好,要求防護(hù)等級為IP54。只有在密閉情況好的情況下,可以增加電柜門開關(guān)保護(hù)空調(diào),密閉措施由于底部穿線電纜比較多,密封比較困難,可以增加發(fā)泡劑進(jìn)行密封。

        (3)安裝人員對于工業(yè)空調(diào)排水管,應(yīng)放入合適的器皿當(dāng)中,避免插入電柜下的走線地溝,長期對電纜不利,比較危險容易短路,不能插入地坑中,長期可能造成油水混合。

        (4)對于用戶,夏季是元件發(fā)熱大故障率高的時段,空調(diào)使用比較頻繁,需要定期保養(yǎng),清理過濾網(wǎng)等部件,運(yùn)轉(zhuǎn)時間長容易發(fā)熱。如果空調(diào)無法工作,元件發(fā)熱容易失控,對機(jī)床造成危害,影響生產(chǎn)。對于南方濕熱的環(huán)境,更應(yīng)該得到重視。

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