Обогреваемый шкаф управления обогрева с утеплением
В промышленных объектах обогрева (трубопроводах, резервуарах, площадках) системы элементы КИПиА часто располагаются в неотапливаемых помещениях, при этом целесообразно использовать обогреваемый шкаф управления утепленный. Необходимость утепления ШУЭО обусловлена характеристиками элементной базы, в первую очередь чувствительность к низким температурам.
Климатическое исполнение обогреваемых шкафов управления - УХЛ1 позволяет эксплуатировать ШУ при температуре до -60°С.
| Исполнение УХЛ1 | Предусматривает размещение оборудования на улице при любых погодных условиях (пыль, дождь, нег, ветер). |
| Исполнение УХЛ2 | Предусматривает размещение в защищенном от прямых струй воды, при этом возможно попадание пыли, снега и брызг. |
| Исполнение УХЛ3 | Предусматривает размещение в неотапливаемом помещении, но защищающем от воздействий дождя, снега, пыли и ветра. |
| Исполнение УХЛ4 | Размещение в отапливаемых, вентилируемых помещениях с низкой запыленностью, низкие температуры исключаются. |
| Исполнение УХЛ5 | Размещение в неотапливаемых малогабаритных помещениях с повышенной влажностью. |
Корпус такого шкафа управления выполняется из металла, по степени защиты от влаги и пыли класс IP54-IP65.
Элементная база обогреваемого ШУ может быть различной, в зависимости от назначения системы и требований эксплуатации. Обязательным условием будет наличие нагревателя, подключенного к отдельному термостату и теплоизоляции.
В случае использования терморегуляторов щитового типа, их размещение производится внутри корпуса (а не на лицевой панели), чтобы обеспечить соответствие климатическому исполнению.
При этом терморегулятор может быть размещен в монтажной коробке, либо непосредственно на din-рейке.
Выбор нагревателя для шкафа управления с обогревом
Обогреваемый шкаф управления оборудован конвекционным нагревательным элементом типа НШУ мощностью от 30-150Вт в зависимости от размеров ШУЭО и климатических условий, в которых размещается ШУ. Нагреватель управляется при помощи термостата, который размещается также внутри корпуса. Обычно термостат настраивается на температуру +10°С.
Обогреваемые ШУ требуют защиты от теплопотерь. Для теплоизоляции используется пенофол 10мм с клеевой основой, размещающийся на передней, задней и боковых панелях корпуса.
Выбор мощности обогревателя приближенно производится по формуле W min = S * ΔT / Rt, где S – эффективная площадь теплообмена шкафа, м2. Формулы для расчета параметра S для различных вариантов размещения шкафа приведены в таблице.
Формула для расчета эффективной площади теплообмена электротехнического шкафа, где В – высота, Г – глубина и Ш – ширина шкафа, м.
| Тип установки | Формула для расчета S, м2 |
|---|---|
| Один шкаф, свободно стоящий | S=1,8*В*(Ш+Г)+1,4*Ш*Г |
| Один шкаф, монтируемый на стену | S=1,4*Ш*(В+Г)+1,8*В*Г |
| Крайний шкаф свободно стоящего ряда | S=1,4*Г*(В+Ш)+1,8*В*Ш |
| Крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену | S=1,4*В*(Ш+Г)+1,8*Ш*Г |
| Не крайний шкаф свободно стоящего ряда | S=1,8*В*Ш+1,4*Ш*Г+Г*В |
| Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену | S=1,4*Ш*(В+Г)+Г*В |
| Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену под козырьком | S=1,4*В*Ш+0,7*Ш*Г+Г*В |
k – коэффициент теплопередачи k (Вт/м2К) материала из которого сделан шкаф. Для шкафа с утеплением берется k теплоизоляции.
ΔT – перепад температуры ΔT (°С) между желаемой температурой в шкафу Т и ожидаемой температурой снаружи шкафа Т0 , вычисляется по формуле Т-Т0
Rt – суммарное термическое сопротивление (величина, обратная теплопроводности, характеризует свойство поверхности (слоя) противостоять распространению теплового движения молекул):
Rt = К + толщина ТИ / (1000*k)
где К – коэффициент теплоотдачи кожуха (поверхности стенки шкафа) в окружающую среду. Для металлического ШУ (сталь) = 1/10
Пример расчета минимальной мощности нагревателя для шкафа управления обогревом
Шкаф: В-240, Ш-190, Г-90 см
Теплоизоляция: пенофол толщиной 10мм
Требуемая температура внутри шкафа: 0°С
Min температура окружающей среды: -45°С
Коэффициент теплопроводности теплоизоляции Вт/м*К: 0,039
Площадь поверхности ШУ, м2 (свободно стоящий):
S = 1,8*240/1000*(190+90)/1000+1,4*190/1000*90/1000=0,1449
Rt = К + толщина ТИ / (1000*k) = 1/10+10/(1000*0,039) = 0,356
Wmin = S* ΔT/ Rt = 0,1449*(0-(-45)/0,356 = 18,316
Следует учитывать, что при наружной установке НКУ, обогреватель следует использовать в два раза больше рассчитанной мощности.
Схема подключения нагревательного элемента к терморегулятору в шкафу управления
