Вентилятор для щита: как рассчитать производительность и правильно установить

Вентилятор для щита подбирают по расчету, а не «на глазок»: нужная производительность зависит от тепла, выделяемого аппаратами, и от того, насколько температура внутри может превышать внешнюю. Ниже формула расчета с примером, таблицы производительности вентиляторов ESEN и правила, как разместить вентилятор и решетку, чтобы охлаждение действительно работало.

Откуда тепло в щите и почему оно опасно

Каждый аппарат в щите рассеивает часть энергии в виде тепла: автоматические выключатели и УЗО, контакторы, блоки питания, частотные преобразователи, контроллеры, даже клеммы и провода. В закрытом корпусе это тепло скапливается.

Перегрев сокращает ресурс электроники, смещает характеристики тепловых расцепителей автоматов (они срабатывают раньше номинала), ускоряют старение изоляции. Производители аппаратуры обычно указывают допустимую температуру окружающей среды – именно ее и нужно держать внутри щита.

Если корпус невелик, а тепловыделение умеренное, тепло отводится через стены естественно. Когда этого не хватает – нужна принудительная вентиляция.

Как рассчитать производительность вентилятора

Для вентиляторов с фильтром изготовители климатической техники используют простую формулу. Например, в каталоге Rittal она выглядит так:

V = f × Qv/ΔT, где

• V — нужна производительность, м³/ч;
• Qv — тепло, которое нужно увести, Вт (сумма теплопотерь аппаратов по их паспортам);
• ΔT — допустимая разница между температурой внутри щита и температурой поступающего воздуха °C;
• f — коэффициент, зависящий от высоты над уровнем моря: 3,1 для 0–100 м и больше для высших мест (до 3,5 на 750–1000 м).

Пример. В щите частотный преобразователь и блоки питания вместе выделяют 300 Вт. В цехе до +30 °C, а внутри щита допустимо до +40 °C, то есть ΔT = 10 °C. Тогда V = 3,1×300/10 ≈ 93 м³/час.

Полученное значение сравнивают с производительностью вентилятора с фильтром: фильтр сопротивляется потоку, и реальный расход воздуха ниже паспортного без фильтра. К расчету следует добавить запас 20–30 % на загрязнение фильтра.

Вентиляторы с решеткой ESEN: производительность

В каталоге «Сити Электрика» вентиляторы с решеткой ESEN серии FULL имеют две паспортные производительности – с фильтром и без:

Для примера выше (≈93 м³/ч плюс запас) подходит FULL1500: 108 м³/ч с фильтром. Разница между колонками показывает, насколько фильтр снижает поток – поэтому расчет всегда ведут по значению «с фильтром».

В пару к вентилятору ставят выходную решетку с фильтром. Решетки ESEN серии FIL имеют монтажные размеры от 92×92 мм (FIL1000) до 291×291 мм (FIL3000), а также прямоугольную FIL500 175×61 мм.

Кровельные вентиляторы: когда они лучше

Теплый воздух поднимается вверх, поэтому выводить его с крыши шкафа – эффективнее всего. Кровельные вентиляторы ESEN устанавливают в верхнюю плоскость больших шкафов автоматики, телеком- и серверных шкафов, где боковая стенка занята или требуется большая производительность.

Исполнение IP54 выбирают для запыленных цехов и мест, где возможны брызги; IP44 – для чистых помещений.

Как правильно разместить вентилятор и решетку

• Холодный воздух снизу, теплый сверху. Вентилятор ставят внизу на вдув, выходную решетку – вверху на противоположной или той же стенке. Так поток проходит через весь объем щита.
• Не замыкайте поток коротко. Если вентилятор и решетка рядом, воздух обойдет аппараты. Между ними должна быть вся высота щита.
• Не перекрывайте поток кабель-каналами и плотными пучками проводов для воздуха.
• Самые горячие аппараты – частотники, блоки питания – размещают в верхней части щита, ближе к выходу воздуха.
• Воздух на входе должен быть холоднее за нужную температуру в щите. Если в помещении так же жарко, как допустим внутри, вентилятор не поможет – нужен кондиционер или теплообменник.

Управление вентилятором и обслуживание

Вентилятор не обязательно должен работать постоянно. Его включает термостат: термостаты на DIN-рейке ESEN QHT выпускаются с нормально открытым контактом (QHT-NO) – для управления вентилятором – и нормально закрытым (QHT-NC) – для управления нагревателем. Так вентилятор включается только при нагреве, меньше изнашивается и меньше затягивает пыль.

Фильтры на вентиляторе и решетке постепенно забиваются, и производительность падает. Проверяйте их во время планового обслуживания щита, а в запыленных цехах чаще. Забитый фильтр — самая частая причина того, что щит, ранее охлаждавшийся нормально, начал перегреваться.

Все элементы климатизации – вентиляторы, решетки, термостаты, нагреватели – собраны в категории климатизация для щитов.

Часто задаваемые вопросы

Как узнать тепловыделение аппаратов в щите?

Из паспортов: производители указывают потери мощности (Вт) для автоматов, контакторов, частотных преобразователей и блоков питания. Наибольший вклад обычно вносят частотники и блоки питания.

Можно ли установить вентилятор без фильтра?

Только в чистых помещениях. Без фильтра вентилятор затягивает в щит пыль, которая оседает на аппаратах и клеммах и ухудшает охлаждение и изоляцию.

Почему производительность с фильтром меньше?

Фильтр создает сопротивление потоку. Поэтому вентилятор подбирают по производительности с фильтром и запасом на его загрязнение.

Когда вентилятора недостаточно?

Когда температура воздуха в помещении близка к допустимому внутри щиту или выше ее. Тогда вентиляция не может охладить щит ниже температуры вокруг – требуется активное охлаждение.

Источники

• Rittal — Fan-and-filter units: calculation of the required air throughput