Bagaimana cara memastikan bahwa ruang yang dipesan tidak mempengaruhi kinerja disipasi panas dari kotak distribusi?

 

Saat mendesainpenutup kotak distribusi,tim desain kami perlu mempertimbangkan beberapa faktor untuk memastikan bahwa ruang yang dipesan tidak mempengaruhi pembuangan panas.

 

Kami dengan hati-hati merencanakan lokasi ruang yang dipesan untuk menjauhkannya dari komponen yang menghasilkan panas dan konsisten dengan saluran disipasi panas yang mapan. Kedua, kami mengoptimalkan desain disipasi panas dengan menambahkan saluran disipasi panas tambahan ke ruang yang dipesan dan menerapkan sistem kontrol termal cerdas. Ketiga, kami memilih bahan yang sesuai, menggunakan bahan tahan panas untuk isolasi, dan memilih bahan selungkup dengan kinerja disipasi panas yang baik. Akhirnya, kami melakukan simulasi termal dan tes aktual untuk memverifikasi dan mengoptimalkan desain untuk memastikan bahwa ruang yang dipesan tidak membahayakan kinerja disipasi panas secara keseluruhan dari kotak distribusi.

 

Daftar isi

1. Perencanaan yang wajar dari ruang yang dipesan

2. Optimalisasi desain pembuangan panas

3. Seleksi material dan perawatan isolasi panas

4. Simulasi dan pengujian

 

 

 

1. Perencanaan yang wajar dari lokasi ruang yang dicadangkan

Jauhkan dari area sumber panas terkonsentrasi:

Pembangkitan panas dari berbagai komponen listrik dikotak distribusisangat bervariasi. Komponen seperti trafo berdaya tinggi, penyearah, dan resistor berdaya tinggi akan menghasilkan banyak panas saat bekerja dan merupakan sumber panas utama. Saat merencanakan ruang yang dipesan, rentang pembuangan panas dari komponen sumber panas ini perlu diukur secara akurat, dan mendapatkan distribusi medan termalnya di bawah beban yang berbeda melalui peralatan seperti pencitra termal. Misalnya, pada kotak distribusi industri pada umumnya, ketika transformator daya tinggi beroperasi, suhu di sekitar 15-20 cm meningkat secara signifikan. Oleh karena itu, ruang yang dipesan harus dipasang pada posisi tepi atau sudut minimal 20 cm dari sumber panas tersebut untuk menghindari suhu lokal yang berlebihan karena kedekatannya dengan sumber panas, sehingga mempengaruhi kemungkinan penggunaan ruang yang dipesan di masa mendatang, dan juga mencegah hambatan terhadap pembuangan panas komponen lain yang beroperasi secara normal.

Selain itu, arah disipasi panas dari komponen sumber panas juga harus dipertimbangkan. Beberapa komponen dapat menghilangkan panas ke atas, sementara yang lain dapat menghilangkan panas secara lateral. Misalnya, beberapa modul daya yang dipasang secara vertikal terutama menghilangkan panas ke atas. Dalam hal ini, ruang yang dipesan tidak hanya jauh dari sumber panas dalam arah horizontal, tetapi juga mempertahankan jarak tertentu dalam arah vertikal untuk mencegah aliran udara panas dari secara langsung memengaruhi ruang yang dipesan.

Dikombinasikan dengan tata letak saluran pembuangan panas:
Penting untuk memiliki pemahaman mendalam tentang prinsip saluran pembuangan panas dan arah aliran udara pada kotak distribusi. Jika kotak distribusi mengadopsi metode pembuangan panas konveksi alami dari saluran masuk udara bawah dan saluran keluar udara atas, hal ini didasarkan pada prinsip kenaikan udara panas dan pengisian udara dingin. Pada saat ini, ruang yang dipesan tidak boleh ditempatkan pada saluran lurus saluran masuk dan keluar udara, agar tidak menghalangi aliran udara seperti “penghalang jalan”. Misalnya pada kotak distribusi kecil, saluran masuk udara terletak di sisi kiri bawah dan saluran keluar udara terletak di sisi kanan atas, dan aliran udara naik secara diagonal. Ruang yang dipesan dapat diatur pada posisi sejajar dengan saluran pembuangan panas namun tidak menghalangi aliran udara, seperti tepi kanan kotak distribusi, untuk memastikan udara dapat mengalir dengan lancar di dalam kotak distribusi dan menghilangkan panas.

Untuk kotak distribusi yang menggunakan ventilasi paksa untuk menghilangkan panas, yaitu mempercepat aliran udara melalui kipas angin dan peralatan lainnya, ruang yang disediakan juga harus direncanakan sesuai dengan arah pasokan udara dan pengaturan aliran udara kipas. Misalnya, kipas aksial biasanya meniupkan udara dari satu ujung ke ujung lainnya, dan ruang yang disediakan harus menghindari jalur hembusan langsung kipas dan saluran aliran udara utama untuk menghindari gangguan pada distribusi aliran udara dan efisiensi pembuangan panas yang seragam.

 

2. Mengoptimalkan Desain Disipasi Panas
Tambahkan saluran pembuangan panas:

Untuk ruang yang dipesan, sangat penting untuk merancang saluran disipasi panas tambahan. Misalnya, pelat pemandu diatur antara ruang yang dipesan dan elemen pemanas. Piring pemandu dapat terbuat dari pelat aluminium tipis atau bahan plastik. Bentuk dan sudutnya harus dirancang secara tepat sesuai dengan arah aliran udara di kotak distribusi dan posisi ruang yang dipesan. Melalui perangkat lunak simulasi CFD (Computational Fluid Dynamics), bentuk optimal dan sudut instalasi pelat pemandu dapat ditentukan untuk memandu udara panas mengalir dengan cepat ke outlet udara dan menghindari akumulasi udara panas di dekat ruang yang dipesan. Misalnya, pelat panduan dirancang untuk cenderung pada sudut derajat 45-, yang secara efektif dapat memandu udara panas yang dipancarkan dari elemen pemanas ke arah outlet udara tanpa membentuk vortisitas di sekitar ruang yang dipesan.
Selain pelat pemandu, ventilasi kecil dapat dibuka di dinding samping atau bagian bawah ruang yang dipesan. Ukuran, jumlah, dan lokasi ventilasi ini perlu ditentukan dengan perhitungan dan percobaan. Jika ventilasi terlalu kecil, sirkulasi udara tidak halus dan panas tidak dapat dihilangkan secara efektif; Jika ventilasi terlalu besar, itu dapat mempengaruhi tingkat perlindungan kotak distribusi. Secara umum, total luas ventilasi harus ditentukan berdasarkan volume ruang yang dipesan dan output panas yang diharapkan. Untuk referensi, area ventilasi 5-10 persegi persegi dapat diatur untuk setiap meter kubik ruang yang dipesan. Pada saat yang sama, layar debu harus dipasang di ventilasi untuk mencegah debu dan benda asing lainnya memasuki kotak distribusi dan mempengaruhi kinerja komponen listrik.

Mengadopsi kontrol pembuangan panas yang cerdas:
Memasang peralatan pembuangan panas yang cerdas, seperti kipas cerdas dengan pengatur suhu, merupakan cara yang efektif untuk mencapai pembuangan panas yang tepat. Sistem kontrol suhu cerdas terdiri dari sensor suhu, pengontrol, dan kipas. Sensor suhu harus didistribusikan di berbagai lokasi penting di kotak distribusi, terutama di dekat ruang yang dipesan, untuk memantau perubahan suhu secara real time. Ketika suhu di kotak distribusi naik, sensor mengirimkan sinyal suhu ke pengontrol, yang secara otomatis menyesuaikan kecepatan kipas sesuai dengan suhu yang telah ditentukan untuk meningkatkan pembuangan panas. Misalnya, ketika suhu di dekat ruang yang dipesan mencapai 40 derajat, pengontrol meningkatkan kecepatan kipas dari 1000 rpm menjadi 1500 rpm untuk memastikan suhu di area ini tidak terus meningkat.
Selain itu, kipas frekuensi variabel juga dapat digunakan untuk mengatur kecepatan kipas secara bertahap sesuai dengan perubahan suhu untuk mencapai kontrol pembuangan panas yang lebih halus. Pada saat yang sama, sistem kontrol suhu cerdas terintegrasi dengan sistem pemantauan kotak distribusi, dan kondisi suhu serta status pengoperasian kipas di kotak distribusi dipantau dari jarak jauh melalui jaringan, sehingga potensi masalah pembuangan panas dapat ditemukan secara tepat waktu dan melakukan penyesuaian.

 

3. Pemilihan material dan perawatan isolasi termal

Gunakan bahan isolasi termal:

Bahan isolasi dipasang di antara ruang yang dipesan dan elemen pemanas untuk secara efektif memblokir perpindahan panas ke ruang yang dipesan, mengurangi dampak termal pada ruang yang dipesan, dan tidak mempengaruhi kinerja pembuangan panas keseluruhan dari kotak distribusi. Misalnya, papan insulasi serat keramik memiliki kinerja insulasi termal yang baik, dan konduktivitas termalnya serendah 0.05 - 0.15W/(m・K), yang secara efektif dapat memblokir perpindahan panas. Pasang papan insulasi serat keramik antara ruang yang dipesan dan elemen pemanas untuk membentuk penghalang termal. Selama pemasangan, pastikan papan insulasi bersentuhan erat dengan elemen pemanas dan ruang yang disediakan untuk menghindari celah yang menyebabkan kebocoran panas.

Insulasi aerogel juga merupakan bahan insulasi termal yang sangat baik dengan konduktivitas termal yang sangat rendah dan fleksibilitas yang baik. Bahan insulasi aerogel dapat dililitkan di sekeliling elemen pemanas atau ditutup pada dinding bagian dalam ruang yang disediakan untuk lebih meningkatkan efek insulasi termal. Saat memilih bahan insulasi, faktor-faktor seperti ketahanan api, ketahanan korosi, dan masa pakai juga harus dipertimbangkan untuk memastikan bahwa bahan insulasi dapat terus berperan selama pengoperasian kotak distribusi dalam jangka panjang.

Bahan shell dengan kinerja disipasi panas yang baik:
Pilih material shell kotak distribusi dengan kinerja disipasi panas yang baik, seperti paduan aluminium. Paduan aluminium memiliki konduktivitas termal yang tinggi, umumnya antara 180-230 w/(m ・ k), yang dapat dengan cepat mentransfer panas di dalam kotak distribusi ke permukaan shell dan menghilangkannya. Dibandingkan dengan cangkang baja tradisional, efisiensi disipasi panas dari cangkang paduan aluminium dapat ditingkatkan sebesar 30%-50%. Bahkan jika ada ruang yang dipesan, kinerja disipasi panas shell yang baik dapat membantu mempertahankan suhu yang lebih rendah di dalam kotak dan memastikan efek disipasi panas secara keseluruhan.

Saat memilih bahan paduan aluminium, pilih model paduan aluminium yang sesuai sesuai dengan lingkungan penggunaan dan anggaran kotak distribusi. Misalnya, 6061 paduan aluminium memiliki kinerja komprehensif yang baik, kekuatan tinggi, resistensi korosi yang baik, dan cocok untuk sebagian besar kotak distribusi industri dan sipil; Untuk beberapa kotak distribusi yang digunakan di lingkungan yang keras, seperti situs tepi laut atau kimia, paduan aluminium 5052 dapat dipilih, yang memiliki ketahanan korosi yang lebih baik. Pada saat yang sama, cangkang paduan aluminium juga dapat mengalami perlakuan permukaan, seperti perlakuan anodisasi, yang tidak hanya dapat meningkatkan resistensi korosi shell, tetapi juga meningkatkan area disipasi panasnya, lebih lanjut meningkatkan kinerja disipasi panas.

 

4. Simulasi dan pengujian

Analisis Simulasi Termal:

Selama tahap desain, penting untuk menggunakan perangkat lunak simulasi termal profesional untuk melakukan analisis termal pada kotak distribusi. Saat ini, perangkat lunak simulasi termal yang umum digunakan meliputi ANSYS Fluent, FloTHERM, dll. Dengan membuat model tiga dimensi kotak distribusi, memasukkan parameter seperti daya pemanas, metode pembuangan panas, dan sifat material komponen listrik, pengaruh cadangan ruang pada kinerja pembuangan panas dalam kondisi kerja yang berbeda disimulasikan. Misalnya, selama proses simulasi, kondisi beban yang berbeda dapat diatur untuk mensimulasikan pemanasan komponen listrik pada beban penuh, setengah beban, dll., dan mengamati distribusi suhu.

Dengan menyesuaikan posisi, ukuran, dan parameter desain pembuangan panas dari ruang yang dipesan, seperti mengubah bentuk pelat pemandu, posisi dan ukuran ventilasi, dll., beberapa analisis simulasi dilakukan untuk menemukan solusi desain yang optimal. Selama proses simulasi, peta awan suhu dan garis aliran udara dapat dihasilkan untuk secara intuitif menampilkan distribusi suhu dan aliran aliran udara di kotak distribusi, membantu desainer menilai secara akurat pengaruh ruang yang dipesan terhadap kinerja pembuangan panas dan melakukan pengoptimalan yang ditargetkan. Misalnya melalui peta awan suhu, ditemukan bahwa suhu di sudut ruang cadangan terlalu tinggi, yang dapat diatasi dengan mengatur posisi ventilasi atau menambahkan bahan insulasi.

Verifikasi tes aktual:
Membuat prototipe kotak distribusi dan menguji kinerja pembuangan panas dalam kondisi pengoperasian sebenarnya merupakan langkah kunci dalam memverifikasi desain. Simulasikan berbagai kemungkinan kondisi pemanasan komponen listrik, seperti simulasi pemanasan komponen listrik dengan daya berbeda dengan menyesuaikan tahanan beban, dan mengukur suhu setiap area di kotak distribusi termasuk ruang yang dipesan. Gunakan sensor suhu presisi tinggi untuk mengatur beberapa titik pengukuran secara merata di kotak distribusi untuk memastikan data suhu dapat diperoleh secara akurat.

Menurut hasil tes, optimalkan desain. Jika ditemukan bahwa suhu ruang yang dipesan terlalu tinggi, saluran disipasi panas dapat ditingkatkan lebih lanjut, seperti meningkatkan ukuran ventilasi, menyesuaikan sudut pelat pemandu, dll.; atau menyesuaikan posisi bahan isolasi untuk meningkatkan efek isolasi. Pada saat yang sama, kinerja disipasi panas dari kotak distribusi di bawah suhu sekitar yang berbeda juga dapat diuji untuk memastikan bahwa ruang yang dipesan tidak akan mempengaruhi kinerja disipasi panas dari kotak distribusi di berbagai lingkungan penggunaan aktual. Melalui verifikasi uji aktual, rencana desain terus dioptimalkan untuk memastikan bahwa kinerja disipasi panas dari produk formal tidak dipengaruhi secara negatif oleh ruang yang dipesan.