Cili metodë llogaritjeje e shpërndarjes së nxehtësisë për përzgjedhjen e madhësisë së ventilatorit të ftohjes së kabinës

Zgjedhja e ventilatorit të duhur të ftohjes së kabinës fillon shumë para se të lexoni një katalog. Madhësia e ventilatorit varet nga sasia e nxehtësisë që duhet të zhduket nga mbulesa, nga rritja e temperaturës që pajisjet mund ta tolerojnë dhe nga shpejtësia e rrjedhës së ajrit e nevojshme për të çuar atë nxehtësi larg. Një parashikim i gabuar e bën elektronikën të funksionojë në temperaturë të lartë dhe të ndalojë; një njësi e tepërt harxhon energji dhe krijon zhurmë. Nëse ventilatori është i vogël, problemi mbetet i padukshëm derisa një temperaturë ambientale verore rrisë temperaturën brendëshme mbi limitin e lejuar dhe motori dështon pa paralajmërim.

Llogarisni ngarkesën e nxehtësisë para se të zgjidhni një ventilator

Listoni çdo burim nxehtësie në vat

Një ventilator për ftohjen e kabinës funksionon vetëm nëse rrjedha e ajrit të tij përshtatet me ngarkesën e nxehtësisë së vërtetë të mbulesës. Filloni duke listuar çdo pajisje brenda panelit: drejtues me frekuencë të ndryshueshme, amplifikatorë servofunksionalë, transformatorë, furnizime me energji dhe module PLC. Çdo fletë teknike tregon një figurë humbjeje, zakonisht një përqindje të fuqisë hyrëse. Mbani shumën e këtyre humbjeve për të marrë ngarkesën totale të nxehtësisë në vat. Një VFD prej 10 kW me humbje 3% kontribuon me 300 W; disa module të vogla shtojnë dhjetëra vat. Totali vendos gjithçka që vjen më pas.

Vendosni rritjen e lejuar të temperaturës (ΔT)

Rritja e temperaturës, shënuar ΔT, është ndryshimi midis temperaturës së ajrit që hyn në kabinën mbrojtëse dhe pikës më të nxehtë brenda saj. Pajisjet e gjysmëpërçuesve, siç janë IGBT-të dhe rregullatorët, humbasin jetëgjatësinë e tyre shpejt kur temperatura e nyjes kalon vlerën e deklaruar, prandaj shumica e paneleve synojnë një ΔT prej 10–15 °C. Një ΔT më e vogël kërkon një shkallë më të lartë rrjedhjeje ajri; një ΔT më e madhe lejon përdorimin e një ventilatori më të vogël për ftohjen e kabinës, por rrishtë rrezikun e stresit për komponentët. Vlera e ΔT duhet vendosur bazuar në vlerën maksimale të lejuar të komponentit më të dobët, jo sipas konveniencës. Standardet e pajisjeve IEC dhe EN përcaktojnë temperaturat maksimale operative, dhe duke i përshtatur projektimin me këto kufije, kabinës i sigurohet një rezistencë termike e sigurt.

Zbato formulën për llogaritjen dhe përcaktimin e CFM

Shndërro vatët në shkallën e nevojshme të rrjedhjes së ajrit

Formula e dimensionimit lidh ngarkesën termike, rrjedhën e ajrit dhe ΔT drejtpërdrejt. Për ajrin, nxehtësia e hequr është e barabartë me rrjedhën masore shumëzuar me nxehtësinë specifike dhe me rritjen e temperaturës, e shprehur si Q = m·cp·ΔT. Në njësitë fushë kjo bëhet një llogaritje CFM: rrjedha e kërkuar e ajrit në kubik futa për minutë është e barabartë me ngarkesën termike në vatë të pjesëtuar me (1,08 × ΔT në °C rreth, duke përdorur konstanten imperiale). Kur konstantja shprehet për °C, rrjedha e ajrit në m³/h ≈ 3,6 × vatët / (1,2 × 1005 × ΔT). Në çdo rast, dyfishimi i ngarkesës termike do të dyfishojë edhe rrjedhën e ajrit të nevojshme për të njëjtën ΔT. Një ventilator i ftohjes së kabinës i dimensionuar saktë siguron atë rrjedhë ajri në pikën e operimit të instaluar. Vini re se kjo formulë e dimensionimit supozon konveksion të detyruar me dendësinë e ajrit afër nivelit të detit; vendet me lartësi të madhe kërkojnë një korrigjim të dendësisë që rrit rrjedhën e kërkuar të ajrit.

Përputhni karakteristikën e ventilatorit me rezistencën e sistemit

Një vijë karakteristike e ventilatorit paraqet shtypjen në krahasim me rrjedhën e ajrit për një njësi që funksionon lirisht, por kabi neti shton rezistencën e sistemit nga filtrat, rrjetat dhe pjesët e brendshme. Pika e vërtetë operative ndodhet aty ku vija karakteristike e ventilatorit takon vijën e rezistencës së sistemit. Një ventilator me CFM të lartë në ajër të lirë mund të kolapsonte pas montimit prapa një filtri, kështu që ventilatori i ftohjes së kabinetit duhet të zgjidhet sipas pikës operative të montuar, jo sipas vlerës së tij në ajër të hapur. Lexoni të dyja vijat bashkë para se të merrni një vendim përfundimtar. Filtrat dhe rrjetat shtojnë pjesën më të madhe të rezistencës së sistemit, kështu që një pre-filtr i larshëm që mbetet i pastër mbrojnë pikën operative të montuar shumë më mirë se një rritje e vogël e CFM-së në ajër të lirë.

Një ushtrim për përcaktimin e madhësisë së kabinetit të një drejtuesi me frekuencë variabile

Konsideroni një ushtrim për përcaktimin e madhësisë së kabinës së një drejtuesi VFD: një drejtues 22 kW humb rreth 660 W, ndërsa rezistorët e frenimit shtojnë 200 W, duke dhënë një humbje totale prej rreth 860 W. Paneli lejon një rritje temperaturësh prej 12 °C. Duke përdorur formulën për përcaktimin e madhësisë, rrjedha e ajrit e nevojshme është rreth 3,6 × 860 / (1,2 × 1005 × 12) ≈ 0,43 m³/s, ose rreth 1540 m³/h. Një njësi aksiale e vetme me kapacitet 250 m³/h është qartësisht e papërshtatshme; kështu, ose duhen përdorur disa ventilatorë, ose një montim filtrues-ventilator me kapacitet më të lartë. Kjo hap është e domosdoshme për të shmangur gabimin e zakonshëm të blerjes sipas madhësisë së kornizës, në vend të nevojës së shpërndarjes së nxehtësisë, dhe tregon pse ventilatori i kabinës duhet të ndiqë ekuacionin e nxehtësisë. Përsëritja e llogaritjes së CFM për një rritje prej 15 °C zvogëlon nevojën në rreth 1230 m³/h, duke treguar se disa gradë ndryshimi ΔT mund të ndryshojnë plotësisht zgjedhjen e ventilatorit.

Konveksioni, rezistenca termike dhe vëllimi i kabinës

Pse vëllimi i kabinës dhe konveksioni janë të rëndësishëm

Konveksioni zhvendos nxehtësinë nga sipërfaqet e nxehta te rrjedha e ajrit që lëviz. Një vëllim më i madh i kabinës ofron më shumë ajër të brendshëm dhe një rritje më të ngadaltë të temperaturës gjatë ngarkesave të pashpeshme, prandaj një ventilator i njejtë për ftohjen e kabinës funksionon më mirë në një panel të hapur se sa në një panel të ngushtë. Rezistenca termike, d.m.th. ulja e temperaturës për çdo vat midis komponentit dhe ajrit, zvogëlohet kur shpejtësia e rrjedhës së ajrit rritet. Zvogëlimi i pengesave të brendshme dhe ruajtja e shtigjeve të rrjedhës së ajrit të pastruara ul rezistencën termike dhe lejon që një ventilator i thjeshtë të mbajë ΔT-në e synuar. Konveksioni natyror vetëm, zakonisht nuk është i mjaftueshëm për të hequr ngarkesën e nxehtësisë në një panel të mbyllur, prandaj shpejtësia e detyruar e rrjedhës së ajrit nga një ventilator bëhet faktori kryesor që kontrollon rritjen e qëndrueshme të temperaturës.

Përcaktoni, kontrolloni dhe mirëmbani sistemin e ftohjes

Zgjidhni sipas pikës reale të punës

Përcaktoni ventilatorët në bazë të pikës së operimit të instaluar të maturë dhe të kushteve më të vështira ambientale. Sigurohuni që modeli ka shenja të nevojshme si CE dhe UKCA dhe se shkalla e mbrojtjes (IP44 ose IP54) është e përshtatshme për vendndodhjen — zonat me pluhur ose ato ku bëhet pastrimi me ujë kërkojnë shkallën më të lartë. Konfirmoni llojin e rrotulluesit dhe të bobinave të motorit; njësitë me rrotulluesa me topa dhe bobina prej bakri të pastër ruajnë performancën më gjatë nën punë të vazhdueshme. Një ventilator i ftohjes së kabinës i zgjedhur vetëm sipas madhësisë së kornizës shpesh dështon në ngarkesën reale të nxehtësisë. Kur vendndodhja është një ambient i kontrolluar i pastër, udhëzimet e ISO 14644 për grimcat ajrore ndikojnë gjithashtu në zgjedhjen e filtrave, pasi një filtr i më dendur rrit rezistencën e sistemit dhe zhvendos pikën e operimit.

Mirëmbajtja e siguron që shpërndarja e nxehtësisë mbetet e qëndrueshme

Filtratët bllokohen, shpatullat mbledhin pluhur, dhe rrotulluesit vjetërohen, gjithçka e cila zvogëlon rrjedhën e ajrit dhe rrit rritjen e temperaturës. Një kontroll i planifikuar — pastrimi i filtrit, kontrolli i RPM-ve dhe vëzhgimi i rritjes së temperaturave të përbërësve — ruajnë shpërndarjen e nxehtësisë të projektuar. Zëvendësoni filtrat paraprakë të pastrueshëm sipas kalendarit dhe verifikoni se njësia akoma plotëson normën e saj të rrjedhës së ajrit në pikën e operimit ku është instaluar. Mirëmbajtja e vazhdueshme e ventilatorit të ftohjes së kabinës është ajo që e ruan vlefshmërinë e dimensionimit origjinal për vite të tëra shfrytëzimi. Një regjistrim i thjeshtë i temperaturës së hyrjes, gjendjes së filtrit dhe trendit të RPM-ve zbulon një rënie të rrjedhës së ajrit para se ajo të rrisë ngarkesën e shpërndarjes së nxehtësisë brenda në mënyrë të paplanifikuar.

Pyetje të Shpeshta

Pyetje

Cili metodë llogaritjeje të shpërndarjes së nxehtësisë korrespondon me madhësinë e ventilatorit?

Përgjigje: Metoda shumon humbjet e brendshme në vat, vendos një rritje të lejuar të temperaturës ΔT, pastaj përdor një llogaritje CFM nga formula Q = m·cp·ΔT për të gjetur shkallën e nevojshme të rrjedhës së ajrit. Ventilatori i ftohjes së kabinës zgjidhet aty ku vija e tij e presionit përputhet me rezistencën e sistemit të mbulesës. Kontrollimi i pikës së funksionimit të instaluar, jo i vlerësimit në ajër të lirë, e ruan madhësinë e zgjedhur të saktë për ngarkesën reale të nxehtësisë.

Pyetje

Pse është më e rëndësishme vija e ventilatorit se sa CFM-ja në ajër të lirë?

Përgjigje: Vija e ventilatorit tregon shtypjen në krahasim me rrjedhën e ajrit vetëm për njësinë, ndërsa mbulesa shton rezistencën e sistemit nga filtrat dhe komponentët. Pika reale e funksionimit është prerja e këtyre dy vijave. Një vlerë e lartë CFM në ajër të lirë zvogëlohet menjëherë kur vendoset një filtrë, prandaj vlerësimi i një njsie vetëm sipas vlerësimit në ajër të lirë është i ngatërruar. Përputhja e vijës me rezistencën e instaluar jep shkallën e vërtetë të dorëzuar të rrjedhës së ajrit.

Pyetje

Si konvertohet ngarkesa e nxehtësisë në rrjedhën e nevojshme të ajrit?

Përgjigje: Ngarkesa e nxehtësisë në vat konvertohet me lidhjen Q = m·cp·ΔT, ku rrjedha e masës herë nxehtësia specifike herë rritja e temperaturës është e barabartë me nxehtësinë që heqet. Kur rirregullohet, shpejtësia e rrjedhës së ajrit = ngarkesa e nxehtësisë / (densiteti × nxehtësia specifike × ΔT). Në praktikë, një llogaritje CFM përdor një konstante të fiksuar, kështu që vat dhe ΔT japin kubik feet për minutën e nevojshme. Një ngarkesë më e madhe nxehtësie ose një ΔT më e vogël e lejuar kërkojnë të dyja një rrjedhë ajri më të madhe nga ventilatori i zgjedhur.

Pyetje

A mund të zvogëlojë vëllimi i kabinës madhësinë e nevojshme të ventilatorit?

Përgjigje: Një vëllim më i madh i kabinës mban më shumë ajër të brendshëm dhe ngadalëson rritjen e temperaturës gjatë kulmeve të shkurtra të ngarkesës, çka mund të lehtësojë kërkesën ndaj pajisjes së ftohjes. Konveksioni përmirësohet gjithashtu kur shtigjet e rrjedhës së ajrit mbeten të papengura, duke ulur rezistencën termike. Megjithatë, vëllimi vetëm nuk mund të zëvendësojë një llogaritje të saktë CFM; ngarkesa e vazhdueshme e nxehtësisë në vat vendos rrjedhën minimale të ajrit. Përcaktoni madhësinë e ventilatorit së pari nga ekuacioni i nxehtësisë, pastaj përdorni vëllimin si margjinë.

Pyetje

Cilat certifikata aplikohen për ventilatorët industrialë të kabinave?

Përgjigje: Referencat e lidhura përfshijnë CE dhe UKCA për tregjet evropiane dhe britanike, si dhe standardet e produkteve IEC dhe EN për makina elektrike rrotulluese. Për ambientet e pastërt ose të kontrolluara, ISO 14644 udhëzon kushtet e grimcave dhe termike. Kur ekzistojnë zona të rrezikshme, aplikohen ATEX dhe NFPA 70. Specifikimi i ventilatorëve që mbajnë shenjat e duhura për tregun e destinacionit ndihmon në respektimin e rregullave dhe siguron një funksionim më të sigurt dhe më të qëndrueshëm.