Kako osigurati da rezervirani prostor ne utječe na performanse disipacije topline razvodne kutije?

 

Prilikom dizajniranjaPrilog kutije za distribuciju,Naš dizajnerski tim mora razmotriti nekoliko čimbenika kako bi osigurao da rezervirani prostor ne utječe na rasipanje topline.

 

Pažljivo planiramo lokaciju rezerviranog prostora kako bismo ga držali podalje od komponenti koje stvaraju toplinu i u skladu s uspostavljenim kanalima za raspršivanje topline. Drugo, optimiziramo dizajn disipacije topline dodavanjem dodatnih kanala za disipaciju topline u rezervirani prostor i implementacijom inteligentnih sustava toplinske kontrole. Treće, odabiremo prikladne materijale, koristimo materijale otporne na toplinu za izolaciju i odabiremo materijale za kućište s dobrom disipacijom topline. Konačno, provodimo toplinske simulacije i stvarne testove kako bismo provjerili i optimizirali dizajn kako bismo osigurali da rezervirani prostor ne ugrožava ukupnu izvedbu disipacije topline razvodne kutije.

 

Sadržaj

1. razumno planiranje rezerviranog prostora

2. Optimizacija dizajna rasipanja topline

3. Izbor materijala i obrada toplinske izolacije

4. Simulacija i testiranje

 

 

 

1. razumno planiranje rezerviranog prostora

Držati dalje od područja koncentriranog izvora topline:

Stvaranje topline različitih električnih komponenti urazvodna kutijajako varira. Komponente kao što su transformatori velike snage, ispravljači i otpornici velike snage stvarat će puno topline tijekom rada i glavni su izvori topline. Prilikom planiranja rezerviranog prostora, potrebno je točno izmjeriti raspon rasipanja topline ovih komponenti izvora topline i dobiti njihovu raspodjelu toplinskog polja pod različitim opterećenjima pomoću opreme kao što su termovizijske kamere. Na primjer, u tipičnoj industrijskoj razvodnoj kutiji, kada transformator velike snage radi, temperatura unutar 15-20 cm oko njega značajno raste. Stoga rezervirani prostor treba postaviti na rubni ili kutni položaj najmanje 20 cm udaljen od ovih izvora topline kako bi se izbjegla pretjerana lokalna temperatura zbog blizine izvora topline, što bi utjecalo na mogućnost budućeg korištenja rezerviranog prostora, a također spriječilo prepreke rasipanju topline drugih komponenti koje normalno rade.

Osim toga, mora se uzeti u obzir i smjer rasipanja topline komponenti izvora topline. Neke komponente mogu rasipati toplinu prema gore, dok druge mogu rasipati toplinu bočno. Na primjer, neki okomito postavljeni energetski moduli uglavnom odvode toplinu prema gore. U ovom slučaju, rezervirani prostor ne bi trebao biti samo udaljen od izvora topline u vodoravnom smjeru, već također treba održavati određenu udaljenost u okomitom smjeru kako bi se spriječilo da protok vrućeg zraka izravno utječe na rezervirani prostor.

U kombinaciji s rasporedom kanala za odvod topline:
Ključno je duboko razumijevanje utvrđenog načela kanala za raspršivanje topline i smjera protoka zraka u okviru za distribuciju. Ako distribucijski okvir prihvati prirodnu konvekcijsku metodu rasipanja topline donjeg zraka i gornjeg zraka, to se temelji na principu porasta vrućeg zraka i nadopune hladnog zraka. U ovom trenutku, rezervirani prostor ne smije biti postavljen na ravnom kanalu ulaznog i izlaza zraka, kako ne bi blokirao protok zraka poput "blokade puta". Na primjer, u maloj distribucijskoj kutiji ulaz zraka nalazi se na lijevoj strani dna, a izlaz za zrak nalazi se na desnoj strani vrha, a protok zraka raste u dijagonalnom smjeru. Rezervirani prostor može se postaviti u položaju paralelno s kanalom raspršivanja topline, ali ne ometa protok zraka, poput desnog ruba okvira za distribuciju, kako bi se osiguralo da zrak može nesmetano teći u distribucijskoj kutiji i oduzeti toplinu.

Za distribucijske kutije koje koriste prisilnu ventilaciju za rasipanje topline, to jest ubrzavanje protoka zraka kroz ventilatore i druge opreme, rezervirani prostor također bi trebao biti planiran prema smjeru opskrbe zrakom i organizacijom protoka zraka ventilatora. Na primjer, aksijalni ventilatori obično pušu zrak s jednog na drugi kraj, a rezervirani prostor trebao bi izbjegavati izravno putanje ventilatora i kanal glavnog protoka zraka kako bi se izbjeglo ometanje ujednačene raspodjele protoka zraka i učinkovitosti raspršivanja topline.

 

2. Optimizirajte dizajn rasipanja topline
Dodajte kanale za odvođenje topline:

Za rezervirani prostor vrlo je potrebno projektirati dodatne kanale za odvod topline. Na primjer, ploča za vođenje postavljena je između rezerviranog prostora i grijaćeg elementa. Vodilica može biti izrađena od tanke aluminijske ploče ili plastičnog materijala. Njegov oblik i kut trebaju biti precizno projektirani prema smjeru strujanja zraka u razvodnoj kutiji i položaju rezerviranog prostora. Pomoću softvera za simulaciju CFD (računalne dinamike fluida) može se odrediti optimalni oblik i kut ugradnje vodeće ploče kako bi se vrući zrak usmjerio da brzo teče do izlaza zraka i izbjeglo nakupljanje vrućeg zraka u blizini rezerviranog prostora. Na primjer, ploča za vođenje dizajnirana je tako da bude nagnuta pod kutom od 45- stupnjeva, što može učinkovito voditi vrući zrak koji se emitira iz grijaćeg elementa u smjeru izlaza zraka bez stvaranja vrtloga oko rezerviranog prostora.
Osim ploče za vođenje, mali otvori se mogu otvoriti na bočnoj stijenci ili dnu rezerviranog prostora. Veličinu, broj i položaj ovih otvora potrebno je odrediti proračunom i pokusom. Ako je ventilacijski otvor premali, cirkulacija zraka nije glatka i toplina se ne može učinkovito ukloniti; ako je otvor prevelik, može utjecati na razinu zaštite razvodne kutije. Općenito govoreći, ukupnu površinu ventilacijskih otvora treba odrediti na temelju volumena rezerviranog prostora i očekivanog toplinskog učinka. Za referencu, područje ventilacije od 5-10 kvadratnih centimetara može se postaviti za svaki kubni metar rezerviranog prostora. Istodobno, na ventilacijske otvore treba postaviti mreže protiv prašine kako bi se spriječilo da prašina i drugi strani predmeti uđu u razvodnu kutiju i utječu na rad električnih komponenti.

Usvojite inteligentnu kontrolu rasipanja topline:
Instaliranje inteligentne opreme za raspršivanje topline, poput inteligentnih ventilatora pod kontrolom temperature, učinkovito je sredstvo za postizanje preciznog rasipanja topline. Inteligentni sustav za kontrolu temperature sastoji se od senzora temperature, kontrolera i ventilatora. Senzori temperature trebaju biti raspoređeni na različitim ključnim mjestima u okviru za distribuciju, posebno u blizini rezerviranog prostora, kako bi se pratili temperaturne promjene u stvarnom vremenu. Kad se temperatura u okviru za distribuciju digne, senzor prenosi temperaturni signal na regulator, koji automatski podešava brzinu ventilatora u skladu s unaprijed postavljenom temperaturom kako bi se povećala disipacija topline. Na primjer, kada temperatura u blizini rezerviranog prostora dosegne 40 stupnjeva, kontroler povećava brzinu ventilatora s 1000 o / min na 1500 o / min kako bi se osiguralo da temperatura u ovom području ne i dalje raste.
Osim toga, ventilatori s promjenjivom frekvencijom također se mogu koristiti za bezstupanjsko podešavanje brzine ventilatora prema promjenama temperature kako bi se postigla preciznija kontrola rasipanja topline. Istodobno, inteligentni sustav kontrole temperature integriran je sa sustavom nadzora razvodne kutije, a temperaturni uvjeti i radni status ventilatora u razvodnoj kutiji daljinski se nadziru putem mreže, kako bi se na vrijeme otkrili potencijalni problemi odvođenja topline i napraviti prilagodbe.

 

3. Izbor materijala i tretman toplinske izolacije

Koristite toplinske izolacijske materijale:

Izolacijski materijali ugrađeni su između rezerviranog prostora i grijaćeg elementa kako bi se učinkovito blokirao prijenos topline u rezervirani prostor, smanjio toplinski utjecaj na rezervirani prostor i ne utječu na ukupne performanse distribucije topline u distribucijskoj kutiji. Na primjer, izolacijska ploča s keramičkim vlaknima ima dobre performanse toplinske izolacije, a njegova toplinska vodljivost je niska kao 0. 05 - 0. 15W/(m ・ k), što može učinkovito blokirati prijenos topline. Ugradite izolacijsku ploču od keramičkih vlakana između rezerviranog prostora i grijaćeg elementa kako biste stvorili toplinsku barijeru. Tijekom instalacije osigurajte da je izolacijska ploča u bliskom kontaktu s grijaćim elementom i rezerviranim prostorom kako bi se izbjegle praznine koje uzrokuju curenje topline.

Aerogel izolacijski filc također je izvrstan toplinski izolacijski materijal s izuzetno niskom toplinskom vodljivošću i dobrom fleksibilnošću. Izolacijski filc od aerogela može se omotati oko grijaćeg elementa ili pokriti unutarnjom stijenkom rezerviranog prostora kako bi se dodatno poboljšao učinak toplinske izolacije. Pri odabiru izolacijskih materijala također treba uzeti u obzir čimbenike kao što su otpornost na vatru, otpornost na koroziju i životni vijek kako bi se osiguralo da izolacijski materijali mogu nastaviti igrati ulogu tijekom dugotrajnog rada razvodne kutije.

Materijali školjki s dobrim performansama rasipanja topline:
Odaberite materijal za distribucijsku kutiju s dobrim performansama disipacije topline, kao što je aluminijska legura. Aluminijska legura ima visoku toplinsku vodljivost, uglavnom između 180-230 w/(m ・ k), koja brzo može prenijeti toplinu unutar distribucijskog okvira na površinu školjke i raspršiti je. U usporedbi s tradicionalnim čeličnim školjkama, učinkovitost disipacije topline školjki aluminijskih legura može se povećati za 30%-50%. Čak i ako postoji rezervirani prostor, dobre performanse rasipanja topline ljuske mogu pomoći u održavanju niže temperature unutar okvira i osigurati ukupni učinak rasipanja topline.

Pri odabiru materijala za aluminijsku leguru, odaberite odgovarajući model aluminijske legure prema okruženju i proračunu distribucijskog okvira. Na primjer, 6061 aluminijska legura ima dobre sveobuhvatne performanse, visoku čvrstoću, dobru otpornost na koroziju i pogodan je za većinu industrijskih i civilnih okvira; Za neke distribucijske kutije koje se koriste u teškim okruženjima, poput morskih ili kemijskih mjesta, može se odabrati 5052 aluminijska legura, koja ima bolju otpornost na koroziju. Istodobno, ljuska aluminijske legure može se podvrgnuti i površinskom tretmanu, poput anodizacijskog tretmana, što ne samo da može poboljšati korozijsku otpornost školjke, već i povećati njezino područje raspršivanja topline, što dodatno poboljšava performanse raspršivanja topline.

 

4. Simulacija i testiranje

Analiza toplinske simulacije:

Tijekom faze projektiranja, neophodno je koristiti profesionalni softver za toplinsku simulaciju za provođenje toplinske analize na razvodnoj kutiji. Trenutno, često korišteni softver za toplinsku simulaciju uključuje ANSYS Fluent, FloTHERM, itd. Uspostavom trodimenzionalnog modela razvodne kutije, unosom parametara kao što su snaga grijanja, metoda odvođenja topline i svojstva materijala električnih komponenti, utjecaj rezerviranih simulira se prostor na performanse disipacije topline pod različitim radnim uvjetima. Na primjer, tijekom procesa simulacije mogu se postaviti različiti uvjeti opterećenja kako bi se simuliralo zagrijavanje električnih komponenti pod punim opterećenjem, polovičnim opterećenjem itd., te promatrala raspodjela temperature.

Prilagodbom položaja, veličine i projektnih parametara rasipanja topline rezerviranog prostora, kao što je promjena oblika vodeće ploče, položaja i veličine ventilacijskih otvora itd., provode se višestruke simulacijske analize kako bi se pronašlo optimalno projektno rješenje. Tijekom procesa simulacije mogu se generirati mape temperaturnog oblaka i strujne linije protoka zraka za intuitivni prikaz raspodjele temperature i protoka zraka u razvodnoj kutiji, pomažući dizajnerima da točno procijene utjecaj rezerviranog prostora na performanse disipacije topline i izvrše ciljanu optimizaciju. Na primjer, kroz mapu temperaturnog oblaka utvrđuje se da je temperatura u kutu rezerviranog prostora previsoka, što se može riješiti podešavanjem položaja ventilacijskih otvora ili dodavanjem izolacijskih materijala.

Stvarna provjera testa:
Izrada prototipa razvodne kutije i testiranje performansi disipacije topline u stvarnim radnim uvjetima ključni su koraci u provjeri dizajna. Simulirajte različite moguće uvjete zagrijavanja električnih komponenti, kao što je simulacija zagrijavanja električnih komponenti različitih snaga podešavanjem otpora opterećenja, te izmjerite temperaturu svakog područja u razvodnoj kutiji uključujući rezervirani prostor. Upotrijebite temperaturne senzore visoke preciznosti za ravnomjerno raspoređivanje više mjernih točaka u razvodnoj kutiji kako biste osigurali točnost podataka o temperaturi.

Prema rezultatima testa optimizirajte dizajn. Ako se ustanovi da je temperatura rezerviranog prostora previsoka, kanal za odvođenje topline može se dodatno poboljšati, kao što je povećanje veličine otvora za ventilaciju, podešavanje kuta ploče za vođenje itd.; ili podešavanje položaja izolacijskog materijala kako bi se poboljšao učinak izolacije. U isto vrijeme, performanse disipacije topline razdjelne kutije pod različitim temperaturama okoline također se mogu testirati kako bi se osiguralo da rezervirani prostor neće utjecati na performanse disipacije topline distribucijske kutije u različitim okolinama stvarne uporabe. Kroz stvarnu provjeru testa, plan dizajna se kontinuirano optimizira kako bi se osiguralo da rezervirani prostor ne utječe negativno na performanse rasipanja topline formalnog proizvoda.