Doradztwo techniczne

Wraz ze wzrostem gęstości mocy urządzeń instalowanych w szafach sterowniczych oraz rosnącymi wymaganiami dotyczącymi ciągłości pracy systemów przemysłowych, prawidłowe zarządzanie temperaturą staje się jednym z kluczowych elementów projektowych. W wielu aplikacjach przemysłowych wentylatory stanowią najprostsze i najbardziej energooszczędne rozwiązanie chłodzenia, pod warunkiem ich poprawnego doboru i rozmieszczenia. Poniżej przedstawiamy praktyczne zasady projektowe oraz sposób obliczenia wymaganego przepływu powietrza.

Dobór odpowiedniego wentylatora pozwala efektywnie odprowadzać ciepło z obudowy, co przekłada się na zwiększenie żywotności elektroniki. Z tego powodu poruszamy ten temat w naszym Consultingu technicznym. W poniższym artykule znajdują się wskazówki dotyczące stosowania wentylatorów. A ponadto również kroki niezbędne do wybrania odpowiedniego wentylatora do obudowy wraz z przykładem.

 

Wskazówki dotyczące stosowania wentylatorów

Systemy z wymuszonym przepływem powietrza mogą zapewnić znacznie lepszą wymianę ciepła, niż te, które opierają swe działanie tylko na zjawisku konwekcji. Wymuszony przepływ sprawia, że elektronika znajdująca się w obudowach posiada niższe temperatury w tzw. Hot-spotach, czyli miejscach gdzie lokalnie gromadzi się dużo ciepła. Ilość powietrza, które przepływa przez obudowę, jest ściśle związane z przyrostem temperatury wewnątrz ze względu na ciepło wydzielane przez elektronikę – im większy przepływ powietrza, tym mniejszy przyrost.

Wiatraki mogą być stosowane na wylocie obudowy, aby wyciągać powietrze z obudowy lub na wlocie w celu wtłaczania powietrza do obudowy. Wentylatory na wlocie obudowy przemysłowej zaleca się z następujących powodów:

• Wiatrak na wlocie zwiększy wewnętrzne ciśnienie powietrza w obudowie co będzie działać zapobiegawczo w stosunku do brudu i kurzu, który może osadzać się w nieuszczelnionej i często otwieranej obudowie.
• Wentylator wtłaczający powietrze do obudowy generuje znacznie więcej turbulencji, co poprawia charakterystykę transferu ciepła.
• Żywotność wiatraka jest wydłużona ponieważ jest on na początku drogi z chłodnym powietrzem.

Otwór wejściowy musi być usytuowany możliwie najdalej od otworu wyjściowego, aby zapobiegać zjawisku „krótkich cykli” – w ich trakcie powietrze, które wydostaje się z obudowy ponownie do niej wpada, co znacząco obniża efektywność chłodzenia. Producent zaleca, aby otwór wejściowy usytuować na ścianie obudowy w jej dolnej części, natomiast otwór wyjściowy na przeciwległym boku w górnej części. Otwór wyjściowy powinien być przynajmniej tej samej wielkości co otwór wejściowy. Warto również pamiętać o tym, że jeżeli więcej niż jeden wentylator pracuje równolegle, to każdy kolejny wiatrak powinien być tego samego typu.

Podczas doboru wiatraków należy również zwrócić uwagę na fakt, że efektywność tego sposobu chłodzenia zmienia się wraz z rosnącą wysokością n.p.m. z powodu obniżającej się gęstości powietrza. W takim przypadku należy zwiększyć przepływ powietrza poprzez dobranie odpowiednych wentylatorów.

 

Wentylatory przemysłowe. Niezbędne kroki do wybrania odpowiedniego

Będą potrzebne następujące dane:

• P_v – straty cieplne emitowane przez elektronikę w obudowie [W]
• P_s – ciepło, które obudowa jest w stanie odprowadzić bez wentylacji [W]
• ∆T – różnica dopuszczalnej temperatury wewnętrznej(T_w) i zewnętrznej(T_z) ∆T = T_w – T_z

Korzystając następnie ze wzoru:

Stała powietrzna f = 3.3 m¬3 K/Wh

V = f * (P_v – P_s) / ∆T

V jest szukanym minimalnym przepływem powietrza.

Korzystając z poniższego diagramu można wygodnie dobrać wentylator:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Przykład

Aparatura zamontowana w obudowie generuje 840W strat cieplnych. Obudowa ze swojej powierzchni jest w odprowadzić 340W do otoczenia. Temperatura zewnętrzna wynosi 20°C, a dopuszczalna temperatura wewnętrzna 40°C.

1. P_v = 840 W, P_s = 340W -> P_v – P_s =500W
2. ∆T = T_w – T_z = 40°C – 20°C = 20°C = 20K
3. Linia 20K przecina się z linią wyznaczaną przez 500W wyznaczając minimalne V = 80 m³/h, które spełnia założenia
4. Wentylator FL225, który zapewnia przepływ 110 m³/h będzie odpowiedni.

 

Dodatkowe informacje

Sprawy techniczne (Obudowy Przemysłowe)

Osoba	Stanowisko	Email	Telefon
mgr inż. Wiktor Kozioł	Product Manager		12 323-62-17
mgr inż. Tomasz Wroński	Inżynier Sprzedaży		12 323-62-18

Sprawy techniczne (Komputery Przemysłowe, systemy operacyjne, wsparcie produktowe) – email: