Jak dobrać i zamontować wentylator w szafie sterowniczej

Urządzenia instalowane w szafie takie jak styczniki, sterowniki PLC czy falowniki podczas wykonywania swojej pracy generują straty energii w postaci ciepła. Kumulujące się ciepło może doprowadzić do powstawania wysokich temperatur wewnątrz szafy co skutkuje niekorzystnym wpływem na stabilność pracy układów sterowania oraz skraca żywotność urządzeń. Dlatego ważne jest, aby odpowiednio zadbać o wentylację szaf sterowniczych.

Bilans cieplny, czyli jak dobrać wentylator do szafy?

Pierwszym krokiem jest kalkulacja cieplna. W tym celu należy sporządzić listę wszystkich zainstalowanych urządzeń w szafie sterowniczej. Błędem jest sprowadzanie bilansu tylko do sterownika PLC.

Kolejno należy uzupełnić dane o wartość mocy traconej. Jest to parametr, przy użyciu którego producenci określają, ile ciepła generuje urządzenie. Chcąc uzyskać informację o wartości mocy traconej należy odwołać się do karty katalogowej danego urządzenia (Data sheet).

W związku z tym, że karty katalogowe nie są tworzone w rodzimym języku to informacji o mocy traconej należy szukać pod nazewnictwem Power dissipation (Allen Bradley), Power loss (Siemens) czy chociażby Power consumption (Eaton).

Oblicz potrzebny przepływ powietrza

Kolejnym krokiem w momencie, gdy znany jest bilans mocy traconej jest wyznaczenie wymaganego strumienia przepływu. W tym celu warto wesprzeć się bezpłatnym oprogramowaniem ProClima producenta Schneider Electric, które ułatwia wybór szafy sterowniczej oraz przedstawia zalecenia sposobu wentylacji.

Program waży około 75Mb i jest dostępny do pobrania pod poniższym linkiem: link

2.1. W momencie uruchomienia nowego projektu wyświetlone zostaje poniższe okno. W pierwszej zakładce Project Data należy wskazać podstawowe informacje dotyczące projektu. Należy między innymi określić miejsce, gdzie szafa zostanie zainstalowana (1), napięcie oraz częstotliwość zasilania szafy sterowniczej (2).

2.2. Kolejno należy przejść do zakładki Enclosure (1) i wybrać typ szafy sterowniczej (2). Następnie należy wskazać ustawienie obudowy (3) oraz podać rozmiar obudowy (4). Po wykonaniu powyższych operacji należy dodać szafę do projektu przy użyciu przycisku Add to basket (5).

2.3. W zakładce Temperature należy wprowadzić pożądaną wartość temperatury wewnątrz szafy sterowniczej (1) oraz maksymalna i minimalną temperaturę na zewnątrz szafy sterowniczej (2).
”Odnośnie zalecanej temperatury wewnętrznej szafy sterowniczej przyjęła się średnia wartość +35 °C. Ta temperatura wewnętrzna stanowi również podstawę do wszystkich obliczeń dla niezbędnych rozwiązań klimatyzacji w szafach sterowniczych”

2.4. Kolejno w zakładce Dissipated power należy wprowadzić sumę mocy traconej, którą obliczyliśmy w kroku 1.

2.5. W zakładce Thermal solution oprogramowanie ProClima przedstawia potencjalne rozwiązania w zakresie chłodzenia lub ogrzewania szafy sterowniczej. Stosunkowo duży rozmiar szafy oraz mała moc tracona pozwala nam na montaż wentylatora (1).

Oprogramowanie z deaktywuje opcje Fans w sytuacji, gdy moc tracona będzie na poziomie, na którym wentylator nie umożliwi schłodzenia szafy do pożądanej temperatury. W momencie takiej sytuacji jesteśmy zobligowani do montażu wymiennika lub klimatyzatora.

Istnieje możliwość zaznaczenia kilku opcji jednocześnie np. fans oraz Air-water a następnie porównanie właściwości poszczególnego rozwiązania w zakładce Results.

W oknie Control (2) system możemy skonfigurować dobór termostatu, który będzie regulować pracę wentylatora co pozwoli utrzymać temperaturę na zadanym poziomie. Tym samym wydłuży żywotność wentylatora oraz pozwoli zaoszczędzić pieniądze podczas eksploatacji.

Termostaty do zastosowań chłodzenia posiadają styk NO oraz niebieski potencjometr zaś termostaty do grzałek posiadają styk NC oraz czerwony potencjometr. Warto zachować szczególną ostrożność podczas zakupu zwłaszcza w sytuacji, gdy robisz to po raz pierwszy.

2.6. Następnie w zakładce Results ukazuje się nam proponowane rozwiązanie wraz z numerami katalogowymi wentylatora, kratki oraz termostatu. Ponadto otrzymujemy link do pobrania dokumentacji a także wszystkie niezbędne informacje dotyczące wymiarów urządzenia.

2.7. Bardzo dużą zaletą programu ProClima jest możliwość generowania raportów w zakładce Reports. Narzędzie tego programu umożliwia projektantowi przedstawienie takiego raportu klientowi w celu zapewnienia go o poprawnym doborze rozwiązania w sytuacji jego niepokoju.

Jeżeli w szafie nie ma dużych strat mocy wystarcza zamontowanie kratek wentylacyjnych z filtrem. Zachodzić będzie naturalna konwekcja dzięki takiemu rozwiązaniu odprowadzenia ciepła zaś filtr umieszczony w kratce zabezpieczy szafę przed pyłem oraz kurzem.

Montaż wentylatora w szafie sterowniczej

Ostatni krok dotyczy montażu wentylatora w szafie sterowniczej. Istnieją trzy rozwiązania, które przedstawiono w poniższej grafice.

Ważna wskazówka dotycząca projektowania!
Podczas rozmieszczania komponentów należy pamiętać, aby otworów nawiewnych i wywiewnych nie zabudowywać urządzeniami elektrycznymi. Często zdarza się, iż projektanci zagradzają swobodny strumień przepływu bynajmniej poprzez montaż falowników. Warto zwrócić na to szczególną uwagę.