Ako zabezpečiť, aby vyhradený priestor neovplyvnil výkon rozvodu v oblasti odvodu tepla?

 

Pri navrhovaníkrytie distribučnej skrinky,Náš dizajnérsky tím musí zvážiť niekoľko faktorov, aby sa zabezpečilo, že vyhradený priestor neovplyvňuje rozptyl tepla.

 

Opatrne naplánujeme umiestnenie vyhradeného priestoru, aby sme ho udržali ďalej od komponentov generovania tepla a v súlade so zavedenými kanálmi rozptylu tepla. Po druhé, optimalizujeme návrh rozptyľovania tepla pridaním ďalších kanálov rozptyľovania tepla do vyhradeného priestoru a implementáciou inteligentných systémov tepelného riadenia. Po tretie, vyberieme vhodné materiály, používame na izoláciu materiály odolné voči teplu a vyberieme materiály na kryt s dobrým výkonom rozptylu tepla. Nakoniec vykonávame tepelné simulácie a skutočné testy na overenie a optimalizáciu návrhu, aby sme zaistili, že vyhradený priestor neohrozuje celkový výkon rozptylu tepla v distribučnom boxe.

 

Obsah

1. Rozumné plánovanie vyhradeného priestoru

2. Optimalizácia návrhu odvodu tepla

3. Výber materiálu a ošetrenie tepelnej izolácie

4. Simulácia a testovanie

 

 

 

1. Primerané plánovanie miesta vyhradeného priestoru

Uchovávajte mimo oblasti koncentrovaného zdroja tepla:

Tvorba tepla rôznych elektrických komponentov vdistribučná skrinkaveľmi sa líši. Komponenty, ako sú vysoko výkonné transformátory, usmerňovače a vysokovýkonné odpory, budú pri práci vytvárať veľa tepla a sú hlavnými zdrojmi tepla. Pri plánovaní rezervovaného priestoru je potrebné presne zmerať rozsah rozptylu tepla týchto komponentov zdroja tepla a získať ich rozloženie tepelného poľa pri rôznych zaťaženiach prostredníctvom zariadení, ako sú tepelné snímače. Napríklad v typickom priemyselnom rozdeľovacom boxe, keď je vysokovýkonný transformátor v prevádzke, teplota v rámci 15-20 cm okolo nej výrazne stúpa. Vyhradený priestor by sa preto mal nastaviť na okraji alebo rohovej polohe najmenej 20 cm od týchto zdrojov tepla, aby sa predišlo nadmernej miestnej teplote v dôsledku blízkosti zdroja tepla, čo ovplyvňuje možnosť budúceho využitia vyhradeného priestoru a tiež zabrániť tomu, aby sa zabránilo Prekážky rozptylu tepla ostatných normálne prevádzkových komponentov.

Okrem toho sa musí zvážiť aj smer rozptylu tepla z komponentov zdroja tepla. Niektoré komponenty môžu rozptýliť teplo smerom nahor, zatiaľ čo iné sa môžu rozptýliť bočne. Napríklad niektoré vertikálne namontované napájacie moduly rozptyľujú hlavne teplo nahor. V tomto prípade by si vyhradený priestor nemal byť nielen mimo zdroja tepla v horizontálnom smere, ale tiež si udržiavať určitú vzdialenosť vo vertikálnom smere, aby sa zabránilo priamemu nárazu prúdu horúceho vzduchu na priamy vplyv na rezervovaný priestor.

V kombinácii s usporiadaním kanála rozptylu tepla:
Je kľúčové mať hlboké pochopenie princípu zavedeného kanála na odvod tepla a smeru prúdenia vzduchu v rozvodnej skrini. Ak rozvodná skriňa využíva metódu prirodzeného odvodu tepla prúdením spodného nasávania vzduchu a horného odvodu vzduchu, je to založené na princípe stúpania horúceho vzduchu a dopĺňania studeného vzduchu. V tomto čase nesmie byť vyhradený priestor nastavený na priamom kanáli vstupu a výstupu vzduchu, aby neblokoval prúdenie vzduchu ako „zátaras“. Napríklad v malej rozvodnej skrini je vstup vzduchu umiestnený na ľavej strane spodnej časti a výstup vzduchu je umiestnený na pravej strane hornej časti a prúd vzduchu stúpa v diagonálnom smere. Vyhradený priestor je možné nastaviť do polohy rovnobežne s kanálom na odvádzanie tepla, ale nebráni prúdeniu vzduchu, ako napr. pravý okraj rozvodnej skrine, aby vzduch mohol v rozvodnej skrini plynulo prúdiť a odoberať teplo.

Pri rozvodných skriniach, ktoré využívajú nútené vetranie na odvádzanie tepla, teda zrýchlenie prúdenia vzduchu ventilátormi a inými zariadeniami, je potrebné rezervovaný priestor naplánovať aj podľa smeru prívodu vzduchu a organizácie prúdenia vzduchu ventilátorom. Napríklad axiálne ventilátory zvyčajne fúkajú vzduch z jedného konca na druhý a vyhradený priestor by sa mal vyhýbať priamej dúchacej dráhe ventilátora a hlavnému kanálu prúdenia vzduchu, aby nedochádzalo k zasahovaniu do rovnomerného rozdelenia prúdenia vzduchu a účinnosti odvádzania tepla.

 

2. Optimalizácia návrhu rozptylu tepla
Pridajte kanály rozptyľovania tepla:

Pre vyhradený priestor je veľmi potrebné navrhnúť ďalšie kanály na odvod tepla. Napríklad medzi vyhradený priestor a vykurovacie teleso je vložená vodiaca doska. Vodiaca doska môže byť vyrobená z tenkej hliníkovej dosky alebo plastového materiálu. Jeho tvar a uhol by mal byť presne navrhnutý podľa smeru prúdenia vzduchu v rozvodnej skrini a polohy vyhradeného priestoru. Prostredníctvom simulačného softvéru CFD (computational fluid dynamics) je možné určiť optimálny tvar a inštalačný uhol vodiacej dosky, aby nasmeroval horúci vzduch tak, aby rýchlo prúdil k výstupu vzduchu a zabránil hromadeniu horúceho vzduchu v blízkosti vyhradeného priestoru. Napríklad vodiaca doska je navrhnutá tak, aby bola naklonená v 45-stupňovom uhle, čo môže účinne viesť horúci vzduch vyžarovaný z vykurovacieho telesa do smeru výstupu vzduchu bez vytvárania vírov okolo vyhradeného priestoru.
Okrem vodiacej dosky sa dajú otvárať malé prieduchy na bočnej stene alebo spodku vyhradeného priestoru. Veľkosť, počet a umiestnenie týchto prieduchov je potrebné určiť výpočtom a experimentom. Ak je prieduch príliš malý, cirkulácia vzduchu nie je plynulá a teplo sa nedá účinne odvádzať; ak je vetrací otvor príliš veľký, môže to ovplyvniť úroveň ochrany rozvodnej skrine. Všeobecne povedané, celková plocha prieduchov by mala byť určená na základe objemu vyhradeného priestoru a predpokladaného tepelného výkonu. Na porovnanie, pre každý meter kubický vyhradeného priestoru je možné nastaviť vetraciu plochu 5-10 štvorcových centimetrov. Súčasne by mali byť na vetracích otvoroch nainštalované prachové sitá, aby sa zabránilo vniknutiu prachu a iných cudzích predmetov do rozvodnej skrine a ovplyvneniu výkonu elektrických komponentov.

Prijať inteligentné riadenie rozptylu tepla:
Inštalácia inteligentného zariadenia na rozptyl tepla, ako sú inteligentné ventilátory kontrolované teplotou, je účinným prostriedkom na dosiahnutie presného rozptylu tepla. Inteligentný systém regulácie teploty pozostáva z teplotných senzorov, regulátorov a ventilátorov. Teplotné senzory by sa mali distribuovať na rôznych kľúčových miestach v distribučnej skrinke, najmä v blízkosti rezervovaného priestoru, na monitorovanie zmien teploty v reálnom čase. Keď teplota v distribučnom boxe stúpa, senzor vysiela teplotný signál do regulátora, ktorý automaticky upravuje rýchlosť ventilátora podľa predvolenej teploty na zvýšenie rozptylu tepla. Napríklad, keď teplota v blízkosti rezervovaného priestoru dosiahne 40 stupňov, regulátor zvyšuje rýchlosť ventilátora z 1 000 ot./min. Na 1500 ot / min, aby sa zabezpečilo, že teplota v tejto oblasti sa naďalej zvyšuje.
Okrem toho je možné použiť ventilátory s premenlivou frekvenciou na plynulé nastavenie otáčok ventilátora podľa zmien teploty, aby sa dosiahlo jemnejšie riadenie odvodu tepla. Inteligentný systém regulácie teploty je zároveň integrovaný s monitorovacím systémom rozvodnej skrine a teplotné podmienky a prevádzkový stav ventilátora v rozvodnej skrini sú na diaľku monitorované cez sieť, aby sa včas odhalili potenciálne problémy s rozptylom tepla a vykonať úpravy.

 

3. Výber materiálu a liečba tepelnej izolácie

Použite tepelnoizolačné materiály:

Izolačné materiály sú inštalované medzi vyhradeným priestorom a vykurovacím prvkom, aby sa efektívne blokoval prenos tepla do vyhradeného priestoru, znižoval tepelný vplyv na vyhradený priestor a neovplyvňuje celkový výkon rozptylu tepla v distribučnej skrinke. Napríklad doska izolácie keramických vlákien má dobrý výkon tepelnej izolácie a jej tepelná vodivosť je tak nízka ako 0. Nainštalujte dosku izolácie keramických vlákien medzi rezervovaný priestor a vykurovací prvok, aby ste vytvorili tepelnú bariéru. Počas inštalácie sa uistite, že izolačná doska je v úzkom kontakte s vykurovacím prvkom a vyhradeným priestorom, aby sa predišlo medzerám, ktoré spôsobujú únik tepla.

Izolácia Airgel je tiež vynikajúcim tepelným izolačným materiálom s extrémne nízkou tepelnou vodivosťou a dobrou flexibilitou. Izolácia letectva môže byť zabalená okolo vykurovacieho prvku alebo zakrytá na vnútornej stene rezervovaného priestoru, aby sa ďalej zvýšila efekt tepelného izolácie. Pri výbere izolačných materiálov by sa mali brať do úvahy aj faktory, ako je odolnosť proti požiaru, odolnosť proti korózii a životnosť, aby sa zabezpečilo, že izolačné materiály môžu naďalej zohrávať úlohu počas dlhodobej prevádzky distribučnej skrinky.

Materiály škrupiny s dobrým výkonom rozptylu tepla:
Vyberte si materiál s plášťom distribučnej skrinky s dobrým výkonom rozptylu tepla, ako je zliatina hliníka. Hliníková zliatina má vysokú tepelnú vodivosť, zvyčajne medzi 180-230 w/(m ・ k), ktorá môže rýchlo preniesť teplo vo vnútri distribučného boxu na povrch škrupiny a rozptýliť ho. V porovnaní s tradičnými oceľovými škrupinami sa účinnosť rozptylu tepla hliníkových škrupín zliatiny môže zvýšiť o 30%-50%. Aj keď existuje vyhradený priestor, výkon rozptylu tepla v shelle môže pomôcť udržať nižšiu teplotu vo vnútri škatule a zabezpečiť celkový efekt rozptylu tepla.

Pri výbere materiálov na zliatinu hliníka vyberte príslušný model zliatiny hliníka podľa prostredia používania a rozpočtu distribučného boxu. Napríklad 6061 zliatiny hliníka má dobrý komplexný výkon, vysoký pevnosť, dobrý odpor korózie a je vhodný pre väčšinu priemyselných a civilných distribučných škatúľ; Pre niektoré distribučné boxy používané v drsných prostrediach, ako sú prímorské alebo chemické miesta, je možné zvoliť zliatinu hliníka 5052, ktorá má lepšiu odolnosť proti korózii. Zároveň môže byť škrupina zliatiny hliníka tiež podrobená povrchovej liečbe, ako je napríklad eloxujúce ošetrenie, ktoré môže nielen zlepšiť odolnosť voči korózii, ale tiež zvýšiť jeho plochu rozptylu tepla, čím sa ďalej zlepšuje výkon rozptylu tepla.

 

4. Simulácia a testovanie

Analýza tepelnej simulácie:

Počas fázy návrhu je nevyhnutné použiť profesionálny softvér na tepelnú simuláciu na vykonanie tepelnej analýzy na rozvodnej skrini. V súčasnosti bežne používaný softvér na tepelnú simuláciu zahŕňa ANSYS Fluent, FloTHERM atď. Vytvorením trojrozmerného modelu rozvodnej skrine, zadaním parametrov, ako sú vykurovací výkon, spôsob odvodu tepla a materiálové vlastnosti elektrických komponentov, sa vplyv simuluje sa priestor na výkon odvodu tepla za rôznych pracovných podmienok. Napríklad počas procesu simulácie je možné nastaviť rôzne podmienky zaťaženia, aby sa simulovalo zahrievanie elektrických komponentov pri plnej záťaži, polovičnej záťaži atď., a pozorovalo sa rozloženie teploty.

Úpravou polohy, veľkosti a konštrukčných parametrov vyhradeného priestoru, ako je zmena tvaru vodiacej dosky, polohy a veľkosti prieduchov a pod., sa vykonávajú viaceré simulačné analýzy s cieľom nájsť optimálne konštrukčné riešenie. Počas procesu simulácie je možné generovať mapy teplotných oblakov a prúdenie vzduchu, aby sa intuitívne zobrazilo rozloženie teploty a prúdenie vzduchu v rozvodnej skrini, čo pomáha dizajnérom presne posúdiť vplyv vyhradeného priestoru na výkon odvodu tepla a vykonať cielenú optimalizáciu. Cez mapu teplotných oblakov sa napríklad zistí, že v rohu vyhradeného priestoru je príliš vysoká teplota, čo sa dá vyriešiť úpravou polohy prieduchov alebo pridaním izolačných materiálov.

Skutočné overenie testu:
Kľúčovými krokmi pri overovaní návrhu je prototyp distribučnej skrinky a testovanie výkonu rozptylu tepla za skutočných prevádzkových podmienok. Simulujte rôzne možné zahrievacie podmienky elektrických komponentov, ako je simulácia zahrievania elektrických komponentov rôznych síl nastavením odporu zaťaženia a zmerajte teplotu každej oblasti v distribučnej skrinke vrátane rezervovaného priestoru. Na rovnomerné zariadenia na vyrovnanie teplotných senzorov použite v distribučnom skrinke v distribučnom skrini, aby sa zabezpečilo, že údaje o teplote sa môžu presne získať.

Podľa výsledkov testu optimalizujte dizajn. Ak sa zistí, že teplota vyhradeného priestoru je príliš vysoká, kanál na odvádzanie tepla sa môže ďalej zlepšiť, napríklad zväčšením veľkosti prieduchov, nastavením uhla vodiacej dosky atď.; alebo úpravou polohy izolačného materiálu na zvýšenie izolačného účinku. Súčasne možno otestovať aj výkon rozptylu tepla rozvodnej skrine pri rôznych okolitých teplotách, aby sa zabezpečilo, že vyhradený priestor neovplyvní výkon rozvádzača pri odvádzaní tepla v rôznych skutočných prostrediach použitia. Prostredníctvom skutočného overovania testov sa plán návrhu neustále optimalizuje, aby sa zabezpečilo, že výkon odvádzania tepla formálneho produktu nebude negatívne ovplyvnený vyhradeným priestorom.