Вентилятор для щита: як розрахувати продуктивність і правильно встановити

Вентилятор для щита підбирають за розрахунком, а не «на око»: потрібна продуктивність залежить від тепла, яке виділяють апарати, і від того, наскільки температура всередині може перевищувати зовнішню. Нижче — формула розрахунку з прикладом, таблиці продуктивності вентиляторів ESEN і правила, як розмістити вентилятор і решітку, щоб охолодження справді працювало.

Звідки тепло в щиті і чому воно небезпечне

Кожен апарат у щиті розсіює частину енергії у вигляді тепла: автоматичні вимикачі й ПЗВ, контактори, блоки живлення, частотні перетворювачі, контролери, навіть клеми і проводи. У закритому корпусі це тепло накопичується.

Перегрів скорочує ресурс електроніки, зміщує характеристики теплових розчіплювачів автоматів (вони спрацьовують раніше номіналу), пришвидшує старіння ізоляції. Виробники апаратури зазвичай вказують допустиму температуру навколишнього середовища — саме її і треба тримати всередині щита.

Якщо корпус невеликий, а тепловиділення помірне, тепло відводиться через стінки природно. Коли цього не вистачає — потрібна примусова вентиляція.

Як розрахувати продуктивність вентилятора

Для вентиляторів з фільтром виробники кліматичної техніки використовують просту формулу. Наприклад, у каталозі Rittal вона виглядає так:

V = f × Qv / ΔT, де

• V — потрібна продуктивність, м³/год;
• Qv — тепло, яке треба відвести, Вт (сума тепловтрат апаратів за їхніми паспортами);
• ΔT — допустима різниця між температурою всередині щита і температурою повітря, яке надходить, °C;
• f — коефіцієнт, що залежить від висоти над рівнем моря: 3,1 для 0–100 м і більший для вищих місць (до 3,5 на 750–1000 м).

Приклад. У щиті частотний перетворювач і блоки живлення разом виділяють 300 Вт. У цеху до +30 °C, а всередині щита допустимо до +40 °C, тобто ΔT = 10 °C. Тоді V = 3,1 × 300 / 10 ≈ 93 м³/год.

Отримане значення порівнюють з продуктивністю вентилятора з фільтром: фільтр опирається потоку, і реальна витрата повітря нижча за паспортну без фільтра. До розрахунку варто додати запас 20–30 % на забруднення фільтра.

Вентилятори з решіткою ESEN: продуктивність

У каталозі «Сіті Електрика» вентилятори з решіткою ESEN серії FULL мають дві паспортні продуктивності — з фільтром і без:

Для прикладу вище (≈93 м³/год плюс запас) підходить FULL1500: 108 м³/год з фільтром. Різниця між колонками показує, наскільки фільтр знижує потік — тому розрахунок завжди ведуть за значенням «з фільтром».

У пару до вентилятора ставлять вихідну решітку з фільтром. Решітки ESEN серії FIL мають монтажні розміри від 92×92 мм (FIL1000) до 291×291 мм (FIL3000), а також прямокутну FIL500 175×61 мм.

Дахові вентилятори: коли вони краще

Тепле повітря піднімається вгору, тому виводити його з даху шафи — найефективніше. Дахові вентилятори ESEN встановлюють у верхню площину великих шаф автоматики, телеком- і серверних шаф, де бокова стінка зайнята або потрібна велика продуктивність.

Виконання IP54 обирають для запилених цехів і місць, де можливі бризки; IP44 — для чистих приміщень.

Як правильно розмістити вентилятор і решітку

• Холодне повітря — знизу, тепле — зверху. Вентилятор ставлять внизу на вдув, вихідну решітку — вгорі на протилежній або тій самій стінці. Так потік проходить через увесь об’єм щита.
• Не замикайте потік накоротко. Якщо вентилятор і решітка поруч, повітря обійде апарати. Між ними має бути вся висота щита.
• Не перекривайте потік кабель-каналами і щільними пучками проводів на шляху повітря.
• Найгарячіші апарати — частотники, блоки живлення — розміщують у верхній частині щита, ближче до виходу повітря.
• Повітря на вході має бути холоднішим за потрібну температуру в щиті. Якщо в приміщенні так само жарко, як допустимо всередині, вентилятор не допоможе — потрібен кондиціонер або теплообмінник.

Керування вентилятором і обслуговування

Вентилятор не обов’язково має працювати постійно. Його вмикає термостат: термостати на DIN-рейку ESEN QHT випускаються з нормально відкритим контактом (QHT-NO) — для керування вентилятором — і нормально закритим (QHT-NC) — для керування нагрівачем. Так вентилятор вмикається тільки при нагріві, менше зношується і менше затягує пил.

Фільтри на вентиляторі й решітці поступово забиваються, і продуктивність падає. Перевіряйте їх під час планового обслуговування щита, а в запилених цехах — частіше. Забитий фільтр — найчастіша причина того, що щит, який раніше охолоджувався нормально, почав перегріватися.

Усі елементи кліматизації — вентилятори, решітки, термостати, нагрівачі — зібрані в категорії кліматизація для щитів.

Часті запитання

Як дізнатися тепловиділення апаратів у щиті?

З паспортів: виробники вказують втрати потужності (Вт) для автоматів, контакторів, частотних перетворювачів і блоків живлення. Найбільший внесок зазвичай дають частотники і блоки живлення.

Чи можна поставити вентилятор без фільтра?

Тільки в чистих приміщеннях. Без фільтра вентилятор затягує в щит пил, який осідає на апаратах і клемах і погіршує охолодження та ізоляцію.

Чому продуктивність з фільтром менша?

Фільтр створює опір потоку. Тому вентилятор підбирають за продуктивністю з фільтром і з запасом на його забруднення.

Коли вентилятора недостатньо?

Коли температура повітря в приміщенні близька до допустимої всередині щита або вища за неї. Тоді вентиляція не може охолодити щит нижче температури навколо — потрібне активне охолодження.

Джерела

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