産業用制御パネルエンクロージャの冷却の間違い
効果的なエンクロージャ冷却の重要性 産業用制御パネルの設計者は見落としがちです。これにより、コンポーネントの熱負荷と周囲温度の複合効果を十分に考慮せずに、自然換気を特徴とする設計が実現します。その結果、エンクロージャーは内部温度を推奨レベルに維持できません。安全でない温度レベルの危険性はよく知られており、機器の損傷からコンポーネントの寿命の短縮、本格的な火災まで多岐にわたります。これらは、エンクロージャーの冷却で発生した間違いを認識し、その後修正することで最小限に抑えることができます。
産業用制御パネルが熱くなるのはなぜですか？
パネル内で発生する熱の割合と熱が除去される割合は、エンクロージャー内の温度に直接影響します。電子機器やマイクロプロセッサベースの機器が広く使用されているということは、制御システムがより多くの熱を放出することを意味します。熱を発生させることで悪名高い電気駆動装置の使用により、状況はさらに悪化します。これは、すべてのコンポーネントを可能な限り小さなスペースに詰め込み、災害のレシピを作成したいという設計者の要望と組み合わされています。
結果
産業機器がさまざまな動作温度を持つことは珍しいことではありません。産業環境は厳しいことが知られているため、メーカーは操作の面で柔軟性を提供することは確実ですが、それはコンポーネントごとに異なります。密度が高くなるように梱包された産業用制御パネルは、すぐに熱を蓄積し、機器、特に電源、コントローラー、精密測定装置などの敏感な機器に損傷を与える可能性があります。 PLCなどのマイクロプロセッサ制御デバイスのリスクもあります。 温度が特定のしきい値を超えると誤動作し始めます。
よくある間違い
多くの場合、小さな間違いが最も影響を与えるものです。また、可変周波数ドライブ、電源、変圧器などの敏感な機器を収容することが知られている産業用制御パネルに関しては、間違いはコストがかかる可能性があります。これらは高価であり、故障も生産性を低下させる可能性があります。さらに、コンポーネントの効率が低下したり、障害が発生したりした場合でも、修正が行われるまで組立ライン全体が影響を受ける可能性があります。
一般に、メーカーは通常、製品ドキュメントに摂氏35〜40度の範囲の最大許容温度制限を示しています。これは適切に思えるかもしれませんが、エンクロージャー内の熱の蓄積により、さらに高温になります。これが発生する可能性がある場合の一般的な例は、VFDの加熱またはトリップの場合です。 、完全なプラント停止を引き起こします。
以下は、最も一般的な3つの間違いです。これらを修正すると、過剰なダウンタイムと修理コストを防ぎ、機器の寿命を延ばすことができます。
互換性のない冷却システムの選択
コントロールパネルが設置される産業環境を理解する必要があります。周囲の高温と低温の制限を事前に知っておく必要がありますが、考慮すべきその他の要因には、日射への曝露、湿度レベル、ほこりや汚れなどの汚染物質の存在が含まれます。わかったら、この情報を使用して、NEMAの評価に従って正しいエンクロージャーを考案できます。
NEMAまたはNationalElectricalManufacturer’s Associationは、成熟した確立された規制システムです 屋内または屋外操作用の電気エンクロージャの仕様があります。メーカーは通常、NEMA規格に基づいてエンクロージャを設計します。たとえば、NEMA 1エンクロージャは汚染のない環境で屋内で動作しますが、NEMA4エンクロージャはあらゆる種類の天候や水の侵入から保護できます。
NEMA1およびNEMA3Rエンクロージャの場合、冷却は開ループ冷却システムを介して維持できます。フィルター付きファンパッケージ。温度が安全限界を超えて上昇するのを防ぐことができます。環境条件が敵対的でないことを考えると、ファンは多くの場合、温度を維持するための最も費用効果の高い手法です。冷却ファンは、ごみやほこりのレベルが最小限である、公称周囲温度の屋内に設置されたエンクロージャーに非常に効果的です。
一方、エンクロージャの定格がNEMAタイプ4、4x、または12の場合は、密閉された閉ループ冷却システムが必要になり、汚染物質が内部の機器に接触するのを防ぎます。
最後に、エンクロージャーが周囲温度が上限を下回る領域にある限り、空気から空気への熱交換器もその役割を果たします。ただし、周囲温度が限界に近い場合は、エアコンが必要になります。そうすることで、湿度レベルの低下などの追加のメリットももたらされます。
湿度と腐食を無視する
多くの電気部品は、過度の湿度レベルで故障する傾向があり、電気的短絡の発生を防ぐために、常に乾燥した環境に保管する必要があります。高湿度条件は、空気から凝縮できるエアコンが最適です。この分野では目覚ましい進歩があり、一部のエンクロージャー空調システムは、凝縮液蒸発器を介して結果として生じる水分を処理し、エンクロージャーの外に水が滴るのを防ぎます。同時に、冷却能力の高いユニットではエンクロージャーの希望の気温を維持できないため、エアコンを特大にしないでください。
寒い環境では、温度が露点を下回ると、機器に水が凝縮する可能性があります。このような場合、内部温度をこのレベルより高く保つために発熱体を使用する必要があります。
一方、海域や水処理プラントなどでは、エンクロージャーが腐食性の煙や液体にさらされる環境があります。エンクロージャーの内部コンポーネントを保護するには、汚染物質が侵入しないように密閉する必要があります。ただし、液体は一般に腐食性があるため、エンクロージャの外部ケーシングに影響を与える可能性があります。このような事態を防ぐために、銅管またはコンデンサーコイルに防食コーティングを施すことができます。
誤った冷却能力を指定する
かつてはタイプの冷却システム NEMA定格が決定されているため、エンクロージャーの冷却能力を正しく選択する必要があります。これは重要なステップです。そうしないと、コンポーネントの効率が低下し、常に障害が発生するリスクがあります。
エンクロージャーの冷却能力は、コンポーネントによって生成される熱負荷を超える必要があります。発生する熱を工夫するためには、各部品の技術仕様を参考にする必要があります。コンポーネントの効率を1から差し引き、その結果にデバイスの電力定格を掛ける必要があります。
最後に、熱負荷を考案する際には、周囲温度と日射源によってエンクロージャーの壁を介して伝達される熱を考慮に入れる必要があります。デジタル温度管理計算機は、正確な値を提供し、最も経済的なエンクロージャーを選択できるため、これを実行するための最良の方法です。
ベストプラクティス
産業用制御パネルを設計し、それらの冷却ニーズを評価する際に考慮できるいくつかのベストプラクティスがあります。
事前に計画する
熱管理システムが長期的な考慮事項を考慮して設計されている場合、コントロールパネル内のすべての電気部品を安全な温度レベルに保ち、長期的なメリットを提供できます。エンクロージャーにコンポーネントを配置するときは、敏感な電子機器が冷気の入口の近くに配置されていることを確認してください。将来の拡張に備えて、常に余裕を持たせる必要があります。そうしないと、コンポーネントと密度の微妙なバランスが崩れ、冷却システムが交換される可能性があります。
環境を評価する
確かに、エンクロージャー内に配置されるコンポーネントは、熱の大部分を生成する責任があります。ただし、エンクロージャーの冷却に関しては、周囲温度が重要な役割を果たします。エンクロージャーを設計するときは、必ずすべての外部要因を考慮する必要があります。
- 周囲温度
- バイブレーション
- 汚染物質
- 腐食性物質
メンテナンスの計画
コントロールパネルを取り付けてそのままにしておくのは、正しい方法ではありません。理想的には、予知保全メカニズムを導入して、オペレーターに必要なすべての読み取り値とアラームを事前に提供する必要があります。これにより、プラント管理者は、メンテナンス活動とタイムリーな修理によって達成された寿命を追跡できます。
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