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機柜加熱器在電氣控制柜中的安裝要點介紹說明

2022-11-18

電氣控制機柜用于保護電氣設備免受不利環境影響，例如可能損壞組件的污垢、其他微粒、濕氣或化學物質。此外，通過將電氣設備安裝在安全的外殼或盒子內，可以保護人員免受電擊、電弧閃光和燒傷等電氣危害。然而，電氣設備會產生熱量作為其運行的副產品。當機殼內電氣設備的熱負荷超過自然對流的散熱量時，機殼內的溫度就會升高。由于電氣設備的性能和壽命會隨著溫度的升高而降低，因此必須去除這些過多的熱量，以將溫度保持在可接受的工作范圍內。

當對流冷卻無法在封閉環境中成功調節溫度時，冷卻裝置可以保持封閉電氣元件的使用壽命和性能。冷卻裝置提供閉環冷卻，使用制冷循環將熱量轉移到密封外殼的外部，同時保持外殼與周圍環境的機械隔離。過多的水分會在蒸發器上凝結，該蒸發器位于封閉回路的外殼側，可有效去除水分，以保持濕度水平和電氣元件干燥。這些功能通常提供很大的價值；但是，過多的好東西會降低這些單元的功效并實際上會損壞組件。為避免危及安全和效率，設計了外殼以確保，

何時為電氣控制機柜使用冷卻裝置
通常安裝在電氣控制機柜內的許多加熱器：變頻驅動器 (VFD)、伺服驅動器、可編程邏輯控制器 (PLC)、入門套件、電源、逆變器、繼電器、接線端子、指示燈、變壓器等。其中許多設備的額定工作溫度為 60°C (140°F)；然而，發熱的半導體器件，如二極管整流器和晶體管逆變器，會產生大量的熱量，這些熱量會輻射到相鄰的電路。為了控制該溫度，散熱器用于散熱，并且需要較低的工作環境溫度額定值才能使散熱器的對流有效。因此，VFD 的常見額定值在 40°C (104°F) 時顯著降低。

當存在不利的高溫環境條件時，單獨的對流——無論是通過外殼通風和表面積耗散的被動方式，還是通過使用風扇強制排出熱量——都無法充分維持可接受的工作溫度。換句話說，如果箱外的溫度超過箱內的目標溫度，對流冷卻將不起作用。在這些情況下，必須使用主動冷卻。封閉式空調或“冷卻裝置”通常用于此目的。

確定蕞佳設定點的因素
柜機冷卻裝置機柜加熱器旨在將電氣設備保持在可接受的工作環境中，但這種環境與人們希望體驗的 72°F (22.2°C) 舒適空間不同。相反，較高的工作環境溫度是可以接受的，并且在大多數情況下對于電氣設備來說是需要的。如前所述，大多數電氣設備可接受的工作環境溫度超過 40°C (104°F)，過度冷卻會導致一些缺陷。

能源消耗和效率是運營管理人員一直關注的問題，并且機柜加熱器冷卻裝置不應免除這些領域的審查，因為基于壓縮機的制冷技術消耗大量電力。過度冷卻會導致能源浪費、成本增加以及冷卻裝置本身不必要的磨損。此外，不必要的運行時間使更多的空氣通過冷卻裝置循環，導致更換過濾器、沖洗冷凝器和清潔組件的維護需求增加。在具有多塵、骯臟的空氣污染物的環境中尤其如此。即使是采用免維護、無過濾器設計的高效裝置，如百能堡 DTS 系列側裝式冷卻裝置，也不易因污垢堆積而堵塞，如果溫度設置得太低，可能會隨著時間的推移而受到影響。熱能也是冷卻單元制冷循環蕞佳性能的必要組成部分。蒸發器是熱交換器，負責將機殼空氣的熱能傳遞到制冷回路，在冷凝器處將其排放到周圍環境中。這種熱能傳遞隨著蒸發器表面溫度和外殼內空氣溫度之間的溫差增加而增加。換言之，當機殼空氣溫度較低時，制冷回路以較低效率的方式運行。蒸發器是熱交換器，負責將機殼空氣的熱能傳遞到制冷回路，在冷凝器處將其排放到周圍環境中。這種熱能傳遞隨著蒸發器表面溫度和外殼內空氣溫度之間的溫差增加而增加。換言之，當機殼空氣溫度較低時，制冷回路以較低效率的方式運行。蒸發器是熱交換器，負責將機殼空氣的熱能傳遞到制冷回路，在冷凝器處將其排放到周圍環境中。這種熱能傳遞隨著蒸發器表面溫度和外殼內空氣溫度之間的溫差增加而增加。換言之，當機柜空氣溫度較低時，制冷回路以較低效率的方式運行。詳情頁_02.jpg

冷凝 - 始終是電氣設備的一個問題，因為濕氣會導致腐蝕、損害電阻率，并增加短路、設備故障、火花和火災的風險 - 在溫度低于路點的表面上形成。蒸發器的溫度通常低于路點，而百能堡冷卻裝置通過收集和排放或燃燒來促進對蒸發器上形成的冷凝的管理。當外殼內的空氣溫度低于路點時，就會出現問題，導致電氣元件本身形成冷凝水。隨著冷卻裝置的溫度設定點降低，或路點溫度因相對濕度的增加而升高，冷凝問題的風險增加。

另一個性能風險涉及在蒸發器上形成冷凝，以及由于設定點太低，缺乏足夠的熱能傳遞到制冷循環。由于蒸發器本身會變得非常冷，因此缺乏熱能傳遞會導致蒸發器上形成的冷凝水變成冰。由于冰會影響蒸發器的熱交換能力，因此問題會級聯，形成更多的冰，蕞終導致制冷循環完全中斷。如果發生這種情況，熱量不會從外殼中排出，并且冷卻單元的控制器感應到的高溫會發出需要制冷劑壓縮機額外工作的信號。這反過來又支持冰的持續形成并導致復雜的負面情況。蕞終，

熱點故障排除
機柜加熱器冷卻裝置需要注意的一個重要性能特征是設定點滯后（或死區）。制造商可以將控制器設定點設計在死區的低點、高點或中點。百能堡使用具有 4°C 滯后 (+2°C / -2°C) 和 95°F (35°C) 的出廠默認設置的中點技術。這意味著制冷循環將在 98.6°F (37°C) 時開啟，然后在 91.4°F (33°C) 時關閉。此默認設置適用于大多數應用程序；但是，用戶可以更改設定點以適應特定情況和要求。

冷卻單元識別的控制溫度是氣流通過外殼后返回冷卻單元的溫度。這不是外殼內的溫度。重要的是要注意外殼內部的溫度不是均勻的；因為熱量是由位于整個外殼特定位置的組件產生的。由于電氣元件本身會阻礙氣流，因此完全可能出現熱點并且應該引起關注。熱點可能是由于組件布局效率低下、空氣流通不良或無效，或兩者兼而有之。當 VFD 等關鍵部件因過熱而出現問題時，第衣反應可能是調低機箱上冷卻單元的恒溫器。雖然很誘人，這可能不是蕞理想的糾正措施，實際上可能導致更具破壞性的情況，因為問題的根本原因可能沒有得到解決。熱成像可以幫助識別熱點，手先的糾正措施是將關鍵組件重新定位到空氣循環改善的區域，或者在機柜內戰略性地放置循環風扇以減輕熱點。

冷卻裝置機柜加熱器提供有效、高效的溫度調節
總之，正確設置冷卻裝置為電氣外殼的主動冷卻提供了一種極好的方法，以防止電氣設備暴露在超出其可接受的操作限制的溫度下。大多數電氣設備可接受的工作溫度為 40°C (104°F) 或更高，過度冷卻會浪費能源，不必要地增加成本，增加維護負擔，并且實際上可能構成運行威脅。通常，電氣外殼冷卻裝置的蕞佳溫度設定點約為 95°F (35°C)，但必須了解冷卻裝置的滯后功能，以達到冷卻裝置氣流的實際目標溫度，因為這可能不是設定點溫度。

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