Kuinka varmistaa, että varautunut tila ei vaikuta jakelulaatikon lämmön hajoamiseen?

 

Kun suunnitteletjakokotelon kotelo,Suunnittelutiimimme on otettava huomioon useita tekijöitä varmistaakseen, että varattu tila ei vaikuta lämmönpoistoon.

 

Suunnittelemme varatun tilan sijainnin huolellisesti, jotta se pysyy poissa lämpöä tuottavista komponenteista ja on johdonmukainen vakiintuneiden lämmönpoistokanavien kanssa. Toiseksi optimoimme lämmönpoiston suunnittelun lisäämällä ylimääräisiä lämmönpoistokanavia varattuun tilaan ja ottamalla käyttöön älykkäitä lämmönhallintajärjestelmiä. Kolmanneksi valitsemme sopivat materiaalit, käytämme lämmönkestäviä materiaaleja eristykseen ja valitsemme kotelomateriaalit, joilla on hyvä lämmönpoistokyky. Lopuksi suoritamme lämpösimulaatioita ja varsinaisia ​​testejä varmistaaksemme ja optimoidaksemme suunnittelun varmistaaksemme, että varattu tila ei vaaranna jakolaatikon yleistä lämmönpoistokykyä.

 

Sisällysluettelo

1. Varatun tilan järkevä suunnittelu

2. Lämmönpoistosuunnittelun optimointi

3. Materiaalin valinta- ja lämmöneristyskäsittely

4. Simulointi ja testaus

 

 

 

1. Varatun tilan sijainnin järkevä suunnittelu

Pidä poissa keskittyneestä lämmönlähde -alueesta:

Erilaisten sähkökomponenttien lämmöntuotantojakelulaatikkovaihtelee suuresti. Komponentit, kuten suuritehoiset muuntajat, tasasuuntaajat ja suuritehoiset vastukset, tuottavat paljon lämpöä työskennellessään ja ovat tärkeimpiä lämmönlähteitä. Varattua tilaa suunniteltaessa on tarpeen mitata tarkasti näiden lämmönlähteiden komponenttien lämmönpoistoalue ja saada niiden lämpökentän jakautuminen eri kuormituksilla laitteilla, kuten lämpökameroilla. Esimerkiksi tyypillisessä teollisessa jakelurasiassa, kun suuritehoinen muuntaja on toiminnassa, lämpötila 15-20 cm:n sisällä sen ympärillä nousee merkittävästi. Siksi varattu tila tulee asettaa reunaan tai nurkkaan vähintään 20 cm:n etäisyydelle näistä lämmönlähteistä, jotta vältetään lämmönlähteen läheisyydestä johtuva liiallinen paikallinen lämpötila, joka vaikuttaa varatun tilan mahdollisuuteen käyttää tulevaisuudessa ja estää myös muiden normaalisti toimivien osien lämmönpoiston esteitä.

Lisäksi on otettava huomioon lämmönlähteen komponenttien lämmönpoistosuunta. Jotkut komponentit voivat haihduttaa lämpöä ylöspäin, kun taas toiset voivat haihduttaa lämpöä sivusuunnassa. Esimerkiksi jotkin pystysuoraan asennetut tehomoduulit pääosin haihduttavat lämpöä ylöspäin. Tässä tapauksessa varatun tilan ei tulisi olla vain poissa lämmönlähteestä vaakasuunnassa, vaan myös säilytettävä tietty etäisyys pystysuunnassa, jotta kuuma ilmavirta ei vaikuta suoraan varattuun tilaan.

Yhdessä lämmönpoistokanavan asettelun kanssa:
On avainta ymmärtää syvää lämmön hajoamiskanavan periaatetta ja jakelulaatikon ilmavirran suuntaa. Jos jakelulaatikko ottaa käyttöön luonnollisen konvektiolämpöhäviömenetelmän alahentoa koskevasta ja ylimmän ilman poistoaukosta, tämä perustuu kuuman ilman nousun ja kylmän ilman täydentämisen periaatteeseen. Tällä hetkellä varattua tilaa ei saa asettaa ilman sisääntulon ja poistoaukon suoralle kanavalle, jotta ilmavirta ei estä kuin "tieteline". Esimerkiksi pienessä jakelulaatikossa ilman sisääntulo sijaitsee pohjan vasemmalla puolella ja ilmapoistoaukko sijaitsee yläosan oikealla puolella ja ilmavirta nousee diagonaaliseen suuntaan. Varattu tila voidaan asettaa asentoon, joka on yhdensuuntainen lämmön hajoamiskanavan kanssa, mutta ei estä ilmavirtausta, kuten jakelulaatikon oikean reunan varmistamiseksi, että ilma voi virtaa sujuvasti jakelulaatikossa ja poistaa lämmön.

Jakelulaatikoissa, jotka käyttävät pakotettua ilmanvaihtoa lämmön häviämiseen, ts. Ilmavirtauksen nopeuttamiseen tuulettimien ja muiden laitteiden läpi, varattu tila tulisi suunnitella myös tuulettimen ilmansyöttösuunnan ja ilmavirran organisaation mukaan. Esimerkiksi aksiaalipuhaltimet puhaltavat ilmaa yleensä päästä toiseen, ja varatun tilan tulisi välttää tuulettimen suora puhalluspolku ja pääilman virtauskanava, jotta vältetään häiritsemistä ilmavirran tasaista jakautumista ja lämmön hajoamistehokkuutta.

 

2. Optimoi lämmönpoistosuunnittelu
Lisää lämmön hajoamiskanavat:

Varattua tilaa varten on erittäin tarpeellista suunnitella lisälämmönpoistokanavia. Esimerkiksi varatun tilan ja lämmityselementin väliin on asetettu ohjauslevy. Ohjauslevy voi olla valmistettu ohuesta alumiinilevystä tai muovimateriaalista. Sen muoto ja kulma tulee suunnitella tarkasti jakolaatikon ilmavirran suunnan ja varatun tilan sijainnin mukaan. CFD-simulointiohjelmiston (computational fluid dynamics) avulla voidaan määrittää ohjauslevyn optimaalinen muoto ja asennuskulma, jotta kuuma ilma virtaa nopeasti ilmanpoistoaukkoon ja vältetään kuuman ilman kerääntyminen varatun tilan lähelle. Ohjauslevy on esimerkiksi suunniteltu kallistumaan 45-asteen kulmaan, mikä voi tehokkaasti ohjata lämmityselementistä tulevan kuuman ilman ulostulon suuntaan ilman, että muodostuu pyörteitä varatun tilan ympärille.
Ohjauslevyn lisäksi sivuseinään tai varatun tilan pohjaan voidaan avata pieniä tuuletusaukkoja. Näiden tuuletusaukkojen koko, lukumäärä ja sijainti on määritettävä laskemalla ja kokeilemalla. Jos tuuletusaukko on liian pieni, ilmankierto ei ole tasaista eikä lämpöä voida poistaa tehokkaasti; jos tuuletusaukko on liian suuri, se voi vaikuttaa jakokotelon suojaustasoon. Yleisesti ottaen tuuletusaukkojen kokonaispinta-ala tulisi määrittää varatun tilan tilavuuden ja odotetun lämpötehon perusteella. Viitteeksi jokaista varatun tilan kuutiometriä kohden voidaan asettaa 5-10 neliösenttimetrin tuuletusalue. Samanaikaisesti tuuletusaukoihin tulee asentaa pölysuojat, jotta pölyä ja muita vieraita esineitä ei pääse jakokoteloon ja ne eivät vaikuta sähkökomponenttien toimintaan.

Hyväksy älykkään lämmön hajoamisen hallinta:
Älykkäiden lämmönpoistolaitteiden, kuten älykkäiden lämpötilan ohjaamien puhaltimien, asentaminen on tehokas keino saavuttaa tarkan lämmön hajoamisen. Älykäs lämpötilanhallintajärjestelmä koostuu lämpötila -antureista, ohjaimista ja puhaltimista. Lämpötila -anturit tulisi jakaa jakelulaatikon eri avainpaikoilla, etenkin lähellä varattua tilaa, lämpötilan muutosten seuraamiseksi reaaliajassa. Kun jakelulaatikon lämpötila nousee, anturi lähettää lämpötilasignaalin ohjaimelle, joka säätää tuulettimen nopeutta automaattisesti esiasetettua lämpötilan mukaan lämmön hajoamisen parantamiseksi. Esimerkiksi, kun lämpötila lähellä varattua tilaa saavuttaa 40 astetta, ohjain lisää tuulettimen nopeutta 1000 rpm: stä 1500 rpm: iin varmistaakseen, että tämän alueen lämpötila ei jatka.
Lisäksi vaihtuvataajuisia puhaltimia voidaan käyttää myös puhaltimen nopeuden säätämiseen portaattomasti lämpötilan muutosten mukaan, mikä parantaa lämmönpoiston ohjausta. Samaan aikaan älykäs lämpötilansäätöjärjestelmä on integroitu jakolaatikon valvontajärjestelmään, ja jakolaatikon lämpötilaolosuhteita ja tuulettimen toimintatilaa seurataan etänä verkon kautta, jotta mahdolliset lämmönpoisto-ongelmat havaitaan ajoissa ja tehdä säätöjä.

 

3. Materiaalin valinta ja lämmöneristyskäsittely

Käytä lämmöneristysmateriaaleja:

Eristysmateriaalit on asennettu varattujen tilan ja lämmityselementin väliin lämmönsiirron estämiseksi tehokkaasti varattuun tilaan, vähentämään varattuun tilaan lämpövaikutuksia eivätkä vaikuta jakelulaatikon yleiseen lämmön hajoamiseen. Esimerkiksi keraamisen kuidun eristyslautalla on hyvä lämpöeristyssuorituskyky, ja sen lämmönjohtavuus on niin alhainen kuin 0. 05 - 0. 15W/(M ・ K), joka voi estää lämmönsiirron tehokkaasti. Asenna keraaminen kuitueristyskortti varatun tilan ja lämmityselementin väliin lämpöestettä muodostamiseksi. Varmista asennuksen aikana, että eristyslauta on läheisessä kosketuksessa lämmityselementin ja varatun tilan kanssa välttääksesi aukkoja, jotka aiheuttavat lämpövuotoja.

Airgel-eristyshuopa on myös erinomainen lämmöneristysmateriaali, jolla on erittäin alhainen lämmönjohtavuus ja hyvä joustavuus. Airgeelieristyshuopa voidaan kääriä lämmityselementin ympärille tai peittää varatun tilan sisäseinään lämmöneristysvaikutuksen parantamiseksi. Eristysmateriaaleja valittaessa tulee huomioida myös sellaisia ​​tekijöitä kuten palonkestävyys, korroosionkestävyys ja käyttöikä, jotta eristemateriaalit voivat edelleen toimia jakokotelon pitkän käytön aikana.

Kuorimateriaalit, joilla on hyvä lämmönpoistokyky:
Valitse jakelulaatikon kuorimateriaali, jolla on hyvä lämmönpoistokyky, kuten alumiiniseos. Alumiiniseoksella on korkea lämmönjohtavuus, yleensä välillä 180-230W/(m・K), mikä voi nopeasti siirtää lämmön jakolaatikon sisällä vaipan pintaan ja haihduttaa sen. Perinteisiin teräskuoriin verrattuna alumiiniseoskuorien lämmönpoistotehokkuutta voidaan lisätä 30 %-50 %. Vaikka tilaa on varattu, hyvä kuoren lämmönpoistokyky voi auttaa ylläpitämään alhaisempaa lämpötilaa laatikon sisällä ja varmistamaan yleisen lämmönpoistovaikutuksen.

Kun valitset alumiiniseosmateriaaleja, valitse sopiva alumiiniseosmalli käyttöympäristön ja jakelulaatikon budjetin mukaan. Esimerkiksi 6061-alumiiniseoksella on hyvä kokonaisvaltainen suorituskyky, korkea lujuus, hyvä korroosionkestävyys, ja se sopii useimpiin teollisuus- ja siviilikäyttöön tarkoitettuihin jakelulaatikoihin; Joihinkin ankarissa ympäristöissä, kuten merenranta- tai kemianteollisuudessa, käytettäviin jakelulaatikoihin voidaan valita 5052 alumiiniseos, jolla on parempi korroosionkestävyys. Samanaikaisesti alumiiniseoskuori voidaan myös käsitellä pintakäsittelyllä, kuten anodisointikäsittelyllä, joka ei voi vain parantaa kuoren korroosionkestävyyttä, vaan myös lisätä sen lämmönpoistoaluetta, mikä parantaa edelleen lämmönpoistokykyä.

 

4. Simulointi ja testaus

Lämpösimulaatioanalyysi:

Suunnitteluvaiheen aikana on välttämätöntä käyttää ammatillista lämmön simulointiohjelmistoa jakelulaatikon lämpöanalyysin suorittamiseen. Tällä hetkellä yleisesti käytetty lämmön simulointiohjelmisto sisältää ANSYS: n sujuvan, flotermin jne. Perustamalla jakelulaatikkoon kolmiulotteisen mallin, syöttämällä parametreja, kuten lämmitysteho, lämmön hajoamismenetelmä ja sähkökomponenttien materiaalien ominaisuudet, varautuneen vaikutus Lämmön hajoamiskyvyn tilaa erilaisissa työolosuhteissa simuloidaan. Esimerkiksi simulaatioprosessin aikana voidaan asettaa erilaiset kuormitusolosuhteet sähkökomponenttien lämmityksen simuloimiseksi täyden kuorman, puolikuorman jne. Alla ja tarkkailemaan lämpötilan jakautumista.

Säätämällä varatun tilan sijaintia, kokoa ja lämmönpoiston suunnitteluparametreja, kuten muuttamalla ohjauslevyn muotoa, tuuletusaukkojen sijaintia ja kokoa jne., tehdään useita simulaatioanalyysejä optimaalisen suunnitteluratkaisun löytämiseksi. Simulointiprosessin aikana voidaan luoda lämpötilapilvikarttoja ja ilmavirran virtaviivauksia, jotka näyttävät intuitiivisesti lämpötilan jakautumisen ja ilmavirtauksen jakelulaatikossa, mikä auttaa suunnittelijoita arvioimaan tarkasti varatun tilan vaikutusta lämmönpoiston suorituskykyyn ja suorittamaan kohdennettua optimointia. Esimerkiksi lämpötilapilvikartan kautta havaitaan, että varatun tilan nurkassa lämpötila on liian korkea, mikä voidaan ratkaista säätämällä tuuletusaukkojen asentoa tai lisäämällä eristemateriaaleja.

Todellinen testin varmennus:
Jakelulaatikon prototyypin tekeminen ja lämmön hajoamisen suorituskyvyn testaaminen todellisissa käyttöolosuhteissa ovat keskeisiä vaiheita suunnittelun tarkistamisessa. Simuloi sähkökomponenttien erilaisia ​​mahdollisia lämmitysolosuhteita, kuten eri voimien sähköisten komponenttien lämmityksen simulointi säätämällä kuormituskestävyyttä ja mitata kunkin alueen lämpötila jakelulaatikossa, mukaan lukien varattu tila. Käytä korkean tarkkuuden lämpötila-antureita jakelulaatikon useita mittauspisteitä tasaisesti varmistaaksesi, että lämpötilatiedot voidaan saada tarkasti.

Optimoi suunnittelu testitulosten mukaan. Jos havaitaan, että varatun tilan lämpötila on liian korkea, lämmönpoistokanavaa voidaan edelleen parantaa, kuten lisäämällä tuuletusaukkojen kokoa, säätämällä ohjauslevyn kulmaa jne.; tai säätämällä eristemateriaalin asentoa eristysvaikutuksen parantamiseksi. Samalla voidaan myös testata jakolaatikon lämmönpoistokykyä eri ympäristön lämpötiloissa sen varmistamiseksi, että varattu tila ei vaikuta jakolaatikon lämmönpoistokykyyn erilaisissa todellisissa käyttöympäristöissä. Varsinaisen testitarkastuksen avulla suunnittelusuunnitelmaa optimoidaan jatkuvasti sen varmistamiseksi, että varattu tila ei vaikuta negatiivisesti muodollisen tuotteen lämmönpoistokykyyn.