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。