电气设计散热分析和计算
电气工程中的电气设备散热规范要求

电气工程中的电气设备散热规范要求电气设备在使用过程中会产生热量,如果不能及时有效地散热,将会对设备的性能和寿命带来不利影响。
因此,电气工程中的电气设备散热规范要求十分重要。
本文将重点介绍电气设备散热规范的要求及相关技术。
1. 散热性能评估标准电气设备的散热性能评估是确保设备工作在安全可靠状态下的基础。
通常,散热性能评估主要包括以下几个方面:1.1 散热面积要求电气设备的散热面积要求应根据设备的功率、工作条件和环境温度等因素确定。
散热面积的大小直接决定了设备是否能够有效地散热,一般来说,散热面积越大,散热效果越好。
1.2 散热介质要求散热介质通常分为自然散热和强制散热。
自然散热是指通过热传导、热辐射等方式将热量散发到周围环境中。
而强制散热是通过辅助散热设备如散热风扇等来提高散热效率。
根据具体需求,选择合适的散热介质非常重要。
1.3 散热温度限制不同类型的电气设备在工作过程中有着不同的温度限制。
根据设备的要求,应当确保设备的工作温度在一个合理的范围内,以避免设备过热而损坏。
2. 散热设计要求为了满足电气设备的散热规范要求,需要进行合理的散热设计。
以下是一些常见的散热设计要求:2.1 设备布局在电气设备的布局设计中,应当充分考虑热量的产生和散发。
将产生较多热量的元件集中放置,便于散热。
同时避免元件之间的相互干扰,以确保散热效果的最大化。
2.2 散热器设计散热器是电气设备散热的关键部件之一。
散热器的设计应充分考虑散热面积、散热介质和散热风道的设计等因素。
同时,散热器的材料和结构也应具备良好的散热性能和耐腐蚀性。
2.3 散热风扇设计对于需要强制散热的设备,散热风扇的设计非常重要。
风扇的位置、数量和风量等参数需要合理设计,以确保设备散热效果的最佳化。
同时,风扇的噪音、功耗等也需要进行充分考虑。
3. 散热测试和检测对于已完成的电气设备,还需要进行散热测试和检测,以验证其散热性能是否符合规范要求。
散热测试通常包括温度测试、散热风扇风量测试等。
功率器件热设计及散热计算

功率器件热设计及散热计算2007-03-29 00:18功率器件热设计及散热计算摘要:本文介绍了功率器件的热性能参数,并根据实际工作经验,阐述了功率器件的热设计方法和散热器的合理选择。
关键词:热设计;功率器件;散热计算;散热器选择引言当前,电子设备的主要失效形式就是热失效。
据统计,电子设备的失效有55%是温度超过规定值引起的,随着温度的增加,电子设备的失效率呈指数增长。
所以,功率器件热设计是电子设备结构设计中不可忽略的一个环节,直接决定了产品的成功与否,良好的热设计是保证设备运行稳定可靠的基础。
功率器件热性能的主要参数功率器件受到的热应力可来自器件内部,也可来自器件外部。
若器件的散热能力有限,则功率的耗散就会造成器件内部芯片有源区温度上升及结温升高,使得器件可靠性降低,无法安全工作。
表征功率器件热能力的参数主要有结温和热阻。
器件的有源区可以是结型器件(如晶体管)的PN结区、场效应器件的沟道区,也可以是集成电路的扩散电阻或薄膜电阻等。
当结温Tj高于周围环境温度Ta时,热量通过温差形成扩散热流,由芯片通过管壳向外散发,散发出的热量随着温差(Tj-Ta)的增大而增大。
为了保证器件能够长期正常工作,必须规定一个最高允许结温 Tj max。
Tj max的大小是根据器件的芯片材料、封装材料和可靠性要求确定的。
功率器件的散热能力通常用热阻表征,记为Rt,热阻越大,则散热能力越差。
热阻又分为内热阻和外热阻:内热阻是器件自身固有的热阻,与管芯、外壳材料的导热率、厚度和截面积以及加工工艺等有关;外热阻则与管壳封装的形式有关。
一般来说,管壳面积越大,则外热阻越小。
金属管壳的外热阻明显低于塑封管壳的外热阻。
当功率器件的功率耗散达到一定程度时,器件的结温升高,系统的可靠性降低,为了提高可靠性,应进行功率器件的热设计。
功率器件热设计功率器件热设计主要是防止器件出现过热或温度交变引起的热失效,可分为器件内部芯片的热设计、封装的热设计和管壳的热设计以及功率器件实际使用中的热设计。
LED散热设计与计算公式

LED散热设计与计算公式概论:LED总的电光转换效率约为54﹪,而在实际应用中是不足其理论的1/4,剩余的电能将以热能的形式释放,热由此而生,LED灯具热量上升直接影响有:发光效率,主波长不稳定,色温偏低,正向电压降低,反电流增大,效应里增大,材料劣化等等,热运动方式主要以:热传导,热对流,热辐射。
1. 热传导:温度不同的物体各部分之间或温度不同的各物体之间直接接触时,依靠分子、原子即自由电子等微观粒子的热运动而进行热量传递的现象2.热对流:由系统内流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互掺混而产生的热量传递现象称为热对流。
3. 热幅射:由热运动产生,热量以电磁波形式传递。
散热涂料时利用热辐射的方式进行散热的(热传导和热对流需要借助介质进行散热,而热辐射则不用,如真空)。
对于高功率LED,短时间运行其最高允许结温为125℃,而长期使用结温不允许超过110℃,对于低功率LED,其最高允许结温为80℃。
在散热设计中我们通常考虑几个方面:导热材料,传导介质,热能位置,吸热界面,热流方向,环境温度等等。
一,LED灯具热分析公式;TjTa + ( R thb-a×P )+( R thj-sp×P led ) R thb-a ≦(Tj - Ta-Rthj-sp * P led )/P≧式中:Tj---------LED理论结点温度,单位:℃Ta----使用环境温度,单位:℃R thb-a----灯具散热部件总热阻, 单位:℃/W; P led-----单颗LED功率,单位:W;P----LED总功率,单位:W R thj-sp----单颗LED热阻. 单位:℃/W;二,散热计算公式:RJA=RJC+RCB+RBA RJA=(TJ-TA)/PD PD=VF×IFRJA=(TJ-TC)/PD+(TC-TA)/PD RJC=(TJ-TC)/PDRBA=(TC-TA)/PD TJ=RJC×PD+TC=RJC(IF×VF)+TC式中:TJ是结温;TA是工作环境温度;TC是散热垫底部的温度;RJA是总热阻;RJC是LED热阻;RCB敷铜层热阻;RBA是环境空气热阻;三,热阻(表征阻止热量传递的能力的综合参量),单位℃/W,方程式中用“R”或“θ”表示。
平板散热器热分析及计算

平板散热器热分析及计算摘要:平板型散热器是所有散热器中形状最简单的,也最容易画出它的热路图。
对散热器的分析即是要确定散热器工作的环境温度,散热器的放置,散热器的冷却方式等。
一般说来散热器的热量散失方式主要有热传导,对流及热辐射等三种,要计算散热热阻时需首先求出散热器的热传导率,对流换热系数,辐射换热系数。
关键字:热路图,环境温度,传导,对流,辐射,热传导率,换热系数平板散热器具体的数值也可由一些经验数据来确定。
通常我们比较关心的就是散热器到环境的综合热阻Rha ,关于它的计算在此要作详细的讨论。
平板散热器系统总热阻的计算现在举一个实际的例子来详述怎样解决实际的平板散热器系统的散热问题。
晶体二极管RHRP8120的封装型式为TO-330,将其用螺钉固定在单孔散热器上,如图1-1所示,H=4.5cm ,L=2.0cm ,W=0.5cm ;假设由手册查得晶体内热阻Rjc=2.0℃/W ,晶体的最高失效温度Tl=125℃。
要求的工作环境温度为40℃,对该系统进行热分析。
由工作热网路图可知,系统总热阻R 可由下式求出:ha ch jc R R R R ++= 其中: hc hc d ha R R R R R R ++=所以: hc hc d ch jc R R R R R R R R ++++=在上式中Rjc 由晶体管守册可知Rjc=2.0℃/W ;Rch 为接触热阻,它的计算公式为: A r R ch /=可根据《电子设备热设计基本原理》中图1-2查出W C cm r /0.32︒⋅=,估算25.2cm A =,则可得: W C R ch /2.15.2/0.3︒==Rd 为传导热阻,由传导热阻计算公式: AsK W R d /= 由机械手册可查铝的热传导率K=1.67W/cm.℃ 20.90.25.4cm L H As =⨯=⨯= 所以: ()W C R d /033.067.10.9/5.0︒=⨯=关于Rc 及Rh 的计算就比较复杂一点,这两个部分的热阻都与特性温度有关系。
两种散热方式设计原理及计算

两种散热方式设计原理及计算2008-3-10 15:10:00推荐一、自冷式热设计原理及计算在自然对流和辐射情况下,平板散热器垂直安装,型材散热器沟道应该是垂直的。
叶片的表面应该涂漆或处理以使其有良好的辐射率,例如铝应该进行氧化处理。
至于强制对流下的散热器,其放置方向并没有硬性的规定,当然仍然是要使冷却空气能通过散热器叶片之间的沟道自由流动为原则。
(一)自冷式热设计公式由于散热器装上后会使热阻大大减小,而热量总是趋向于向热阻最小的方向流动,因此当电源模块装上散热器后,可以认为,电源模块产生的热量基本上都是通过散热器而散发出去的。
只有很少(小于10%)的热量是从电源模块的外壳底板与侧面壁通过热交换而散发出去的。
由前面几节的公式我们能求出电源模块所消耗的热量Pd及模块外壳与周围流体(空气)的温差△T。
这样散热器所需要的热阻Rth为下面的任务就是查散热器的产品目录或手册,从中找出与电源模块基板尺寸相当的、在合适环境温度及自然对流与辐射下的热阻值小于Rth的散热器即可。
(二)常用散热器热阻常用的散热器有平板散热器、型材散热器和叉指形散热器等。
又指形散热器由于散热叉指之问的“烟囱效应”利于热对流,所以在相同热阻下,叉指形散热器比其他散热器体积小、重量轻。
国产的叉指形散热器型号为SRZ系列。
国产的型材散热器型号为XC系列、DXC系列、XSF系列等。
表10—3和表10—4分别为国产型材散热器和国产叉指形散热器的型号及其对应的热阻阻值表。
从表10—3和表10—4可见,散热器到环境的热阻随加到散热器上的耗散功率Pd值的增大而略有下降。
这是因为当加于散热器上的耗散功率Pd增大时,散热器上的温升△T也随之增大。
散热器和环境之间的温差一旦增大,散热器的辐射散热和对流散热的散热能力增强,所以其热阻呈现略有下降的趋势。
如手头一时无型材散热器、叉指形散热器而准备采用铝平板作为散热器时,可查图10—5、图10—6散热器的热阻曲线图,从中选择符合要求的铝平板散热器的尺寸。
电力系统中成套电器设备的冷却与散热设计

电力系统中成套电器设备的冷却与散热设计随着电力系统的发展,成套电器设备在电力系统中发挥着至关重要的作用。
而在成套电器设备的正常运行过程中,电器元件会产生大量的热量,如果不能及时有效地进行冷却与散热,将会对设备的性能和寿命造成严重影响。
因此,对成套电器设备的冷却与散热设计变得尤为重要。
一、成套电器设备的冷却与散热需求分析在进行冷却与散热设计之前,首先需要对成套电器设备的冷却与散热需求进行分析。
主要包括以下几个方面:1. 设备的功率密度:设备功率密度的高低直接影响到设备产生的热量大小。
功率密度越高,设备产生的热量也就越大,对冷却与散热的要求也就越高。
2. 设备的工作环境:设备在不同的工作环境下,受到的外界温度、湿度等条件的影响也会不同。
不同工作环境下的成套电器设备所需的冷却与散热方式也会有所不同。
3. 设备的散热特性:每种成套电器设备的散热特性都有所差异,需要根据具体设备的特点进行相应的设计。
二、成套电器设备的冷却与散热设计方法根据成套电器设备的冷却与散热需求,我们可以采用多种方法来进行冷却与散热设计。
1. 自然冷却散热:自然冷却散热是指直接利用传导、对流和辐射等方式进行冷却与散热的方法。
这种方法适用于功率较小的设备以及环境温度较低的情况。
2. 强制冷却散热:强制冷却散热是指通过外部设备(如风扇、散热片等)来提供强制对流,增强散热效果的方法。
这种方法适用于功率较大、工作环境温度较高的设备。
3. 液冷散热:液冷散热是指通过水冷、油冷等液体对成套电器设备进行冷却与散热的方法。
液冷散热具有散热效果好、噪音低等优点,但也需要较为复杂的设备和管道。
4. 热管散热:热管散热是一种新型的散热技术,主要是利用热管的蒸发和冷凝过程来传递热量,实现高效散热的方法。
热管散热具有体积小、传热效率高等优点。
三、成套电器设备的冷却与散热设计要点在进行成套电器设备的冷却与散热设计时,应注意以下几个要点:1. 散热面积的确定:根据设备的功率密度和散热特性,确定合理的散热面积。
电柜散热计算公式
电柜散热计算公式电柜散热是指在电柜内部产生的热量需要被有效地散发出去,以保持电柜内部的温度在一定的范围内。
常用的电柜散热计算公式如下:1.常见电柜散热计算公式:a.热传导公式:Q=k*A*(T1T2)/t其中,Q为热传导热量(单位为瓦特W),k为热传导系数(该值与材料有关,单位为瓦特/米·开尔文W/(m·K)),A为传热面积(单位为平方米m²),T1和T2为传热两侧的温度(单位为开尔文K),t为传热时间(单位为秒s)。
b.对流散热公式:Q=h*A*(TT0)其中,Q为对流散热量(单位为瓦特W),h为对流传热系数(该值与流体性质、流速、流体与电柜之间的接触方式有关,单位为瓦特/平方米·开尔文W/(m²·K)),A为散热面积(单位为平方米m²),T为电柜内部温度(单位为开尔文K),T0为环境温度(单位为开尔文K)。
c.辐射散热公式:Q=ε*σ*A*(T^4T0^4)其中,Q为辐射散热量(单位为瓦特W),ε为辐射率(该值与电柜内外表面的材料有关),σ为斯特藩玻尔兹曼常数(约为5.67×10^8瓦特/平方米·开尔文的四次方W/(m²·K^4)),A为散热面积(单位为平方米m²),T为电柜内部温度(单位为开尔文K),T0为环境温度(单位为开尔文K)。
2.综合散热计算公式:在实际应用中,通常需要综合考虑多种散热方式的贡献,散热总量可表示为:Q_total=Q_conduction+Q_convection+Q_radiation其中,Q_conduction为热传导散热量,Q_convection 为对流散热量,Q_radiation为辐射散热量。
根据具体情况可根据上述公式进行计算。
以上是常见的电柜散热计算公式,根据具体的情况和需求,选择合适的公式进行计算,并结合材料、流体、接触方式等因素,进行适当的修正和调整。
电气工程设计经验总结有效解决高电流电路的散热问题
电气工程设计经验总结有效解决高电流电路的散热问题电气工程设计经验总结有效解决高电流电路的散热问题在电气工程设计中,高电流电路的散热问题一直是一个需要重视且解决的难题。
高电流电路散热不良会导致电路工作不稳定、设备寿命缩短甚至设备损坏。
为了有效解决高电流电路的散热问题,本文将从器件选型、散热设计以及优化电路结构等方面进行总结和讨论。
一、器件选型在高电流电路设计中,选择合适的器件对于散热问题至关重要。
以下是几点需要注意的事项:1. 电流承载能力:选择能够承受高电流的器件是关键。
例如,电源开关、继电器、电阻等器件需要能够承受电路中的高电流,以确保其正常工作。
2. 低内阻器件和低导热材料:低内阻器件能够减少能量损耗,降低热量产生,有效减小散热问题。
另外,使用导热性能良好的材料,如铜或铝等,可以提高散热效果。
3. 散热器件:针对高功率器件,使用散热器件是非常必要的。
散热器件能够将产生的热量迅速传导并散发到周围环境中,保持电路稳定工作。
二、散热设计在电路设计中,合理的散热设计对于高电流电路的稳定运行起着至关重要的作用。
以下是几点散热设计的经验总结:1. 合理布局:合理布局电路元件和散热器件是保证散热效果的基础。
将高功率的器件等放置在散热器附近,并注意保持散热器与环境的通风良好,以保持散热效果。
2. 散热材料:合理选择散热材料,如散热硅脂、散热膏等,能够提高器件与散热器之间的热传导效果,从而提高整体的散热效果。
3. 散热器选型:根据实际需求选择合适的散热器,例如风冷或水冷散热器等。
同时,选用结构设计合理、散热性能好的散热器件,并合理安装在电路系统中。
三、优化电路结构通过优化电路结构,可以有效减小高电流电路散热问题。
以下是几点优化经验:1. 电源设计:合理选择电源,使其能满足高电流电路的供电需求。
同时,在设计中加入稳压电路、电流限制电路等措施,以确保电流稳定。
2. 电压降低:通过减小电路中的电压降,可以减小功率损耗,从而降低高电流电路的散热问题。
热负荷及散热量计算讲解
热负荷及散热量计算所谓热负荷是指维持室内一定热湿环境所需要的在单位时间向室内补充的热量。
所谓得热量是指进入建筑物的总量,它们以导热、对流、辐射、空气间热交换等方式进入建筑。
系统热负荷应根据房间得、失热量的平衡进行计算,即房间热负荷=房间失热量总和-房间得热量总和房间的失热量包括:1)围护结构传热量Q1 ;2)加热油门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量Q2 ;3)加热油门、孔洞和其他相邻房间侵入的冷空气的耗热量Q3 ;4)加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q4 ;5)水分蒸发的耗热量Q5 ;6)加热由于通风进入室内冷空气的耗热量Q6;7)通过其他途径散失的热量Q7 ;房间的得热量包括:1)太阳辐射进入房间的热量Q8 ;2)非供暖系统的管道和其他热表面的散热量Q9;3)热物料的散热量Q10 ;4)生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q11 ;5)通过其他途径获得的散热量Q12 ;1.1围护结构的基本耗热量q= KF (£ _t w)aI式中q—围护结构的基本耗热量,WK —围护结构的传热系数,w/( m2 . C );F —围护结构的面积,m;t'w —供暖室外计算温度,c;tn—冬季室内计算温度,c;a —围护结构的温差修正系数。
整个建筑物的基本耗热量等于各个部分围护结构的基本耗热量的总和:Q1 F q,「KF(t n —tw)1.2围护结构的附加耗热量在实际中,气象条件和建筑物的结构特点都会影响基本耗热量使其发生变化,此时需要对基本耗热量加以修正,这些修正耗热量称为围护结构附加耗热量。
附加耗热量主要有朝向修正,风力附加和高度附加耗热量。
1.2.1朝向修正耗热量朝向修正耗热量是太阳辐射对建筑围护耗热量的修正。
表1-1朝向修正率《暖通规范》规定:在一般情况下不必考虑风力附加。
1.2.3高度附加耗热量《暖通规范》规定:民用建筑和工业辅助建筑(除楼梯间外) 的高度附加率,当房高超过四米时,每增加一米,为附加围护基本耗热量和其他修正量总和的2%但总附加率不超过总附加率的15%所以,建筑物的总耗热量等于围护结构基本耗热量和朝向修正,风力附加和高度附加耗热量的总和,贝UQ1(1 X g)' aKF (t n -t w')(1 X ch xj式中Xch—朝向修正率,%Xf—风力附加率,%Xg—高度附加率,%1.3冷风渗透耗热量在室内外风压和热压压差作用下,室外的冷空气通过门窗的缝隙渗入室内,被加热后又溢出室外。
散热方案分析报告
散热方案分析报告一、背景介绍在现代电子设备的发展中,由于电子元器件的工作温度较高,散热技术的发展成为电子产品设计中的重要一环。
在本次报告中,将对散热方案进行深入分析,探讨其在电子产品中的重要性以及各种散热方案的优缺点。
二、散热方案的重要性在电子设备的工作过程中,电子元器件会产生较大的热量。
若无法及时把这些热量散出,电子元器件的工作温度会迅速升高,进而引发性能下降、寿命缩短、故障率增加等一系列问题。
因此,如何更好地散热以保证电子元器件的正常工作成为了电子产品设计中至关重要的环节。
三、散热方案的分类电子产品中常见的散热方案主要分为以下几类:1. 自然对流散热自然对流散热是指通过空气对流来传递热量的一种散热方式。
它的工作原理是通过将待散热元件与周围空气接触,利用空气的密度差异产生空气流动,进而将热量带走,从而实现散热的效果。
自然对流散热的优点是成本低、功耗小,且无噪音;缺点是散热效果较差,多用于散热要求不太高的电子产品中。
2. 强制对流散热强制对流散热是指通过空气强制对流来传递热量的一种散热方式。
它通过电子风扇等设备产生强制空气流动,进而加强空气流动,提高散热效果。
强制对流散热的优点是散热效果较好,适合于散热要求较高的电子产品使用;缺点是功耗较高且产生噪音。
3. 热管散热热管散热是一种通过利用工作介质(常见的是液态水)蒸发和凝结的特性来实现热量传递的散热方式。
其优点是传热效果好、可靠性高、噪音小;缺点是成本高、应用范围相对较窄。
4. 导热界面材料散热导热界面材料散热是一种通过将导热材料放置在散热元件和散热设备之间的方式来实现热量传递的散热方式。
其优点是原理简单、成本较低;缺点是散热效果较弱。
四、散热方案的选择在选用散热方案时,需要根据电子产品的实际情况和散热要求进行综合考虑。
一般来说,对于散热要求不太严格的电子产品,可采用自然对流散热和导热界面材料散热;对于散热要求较高的电子产品,应优先考虑强制对流散热和热管散热。
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电气设计散热分析和计算
摘要:本文为低压电气控制柜介绍常用的散热方式,并提供详细的散热量计
算方法及选择的散热方式下的散热解决方案。
通过计算和统计所有低压电器的发
热量,结合低压控制柜在一年中最恶劣的工作环境,选择合适的散热方案,根据
选定方案计算所需散热设备的规格和根据选型手册找到合适的散热设备型
号。
关键字:发热量;精确计算;统计;电器元件
1引言:
在电气设计过程中,均会遇到封闭的低压电气柜散热问题,且多数工程师在
设计时凭经验设计散热方式和规格选型,从而在某些场合会达不到散热要求。
在
设备运行过程中,低压电气控制柜中的电器元件工作会产生热量,如果热量不能
够被及时传递到电柜外部,则会使得电柜内温升超过电器元件的正常工作的要求,会影响的电器元件正常的工作性能,致使部分电器元件无法正常工作,严重的引
起起火、火灾等严重后果。
为了更够保证电器设备连续的安全运行,必须将低压
电气控制柜内部温度稳定在规定的温度之内,必须将散热方案设计放在之中低压
电气控制柜设计,且需要要精确计算满足散热要求方可。
2低压电气控制柜散热介绍
2.1基础知识
电力系统在对电能转换的环节中,将对电路进行调节、分配,控制、保护、
测量的各种电气设备称为电器,按电压等级划分为高压电器和低压电器,我国
《低压开关设备和控制设备》将电压交流1000KV、直流1500KV以下的电器称为
低压电器.,其中对电器设备外壳外温度或电器设备(无外壳)要求周围空气温
度不高于40 °C,且在一天内的平均温度不高于35 °C,并且电器设备周围空
气温度不低于-5 °C。
低压电气控制柜是一种组合式电器设备,按照合理的接线方案将实现功能的
电器设备(如:开关设备、测量控制仪表、保护电器和相关辅助等设备)按安装
要求,安装于一个半封闭或全封闭的金属柜或面板内,用于分配、控制、监视和
计量等功能,其需满足便于维护和保护,且安全可靠等要求。
2.2计算散热的必要性
由于低压电气控制柜是一种集电能分配、控制、计量和连接电缆于一体的电
力供电装置,低压电气控制柜在不同的环境工作时,首先电柜内部由于电器元件
的工作不可避免地会产生热量,其次受工作环境的影响,有可能承受环境传递的
热量,如果在设计时不能够对热量进行充分的分析和计算,造成电器元件的环境
温度高于标准,会影响电器元件的寿命和正常运行,产生未知的风险或产生严重
的后果。
3常用散热方式
3.1自然通风型
自然通风型散热原理:封闭的电柜利用机柜外自然风与机柜外壳进行热交换,或则带散热窗的电柜利用机柜外自然风与机柜内空气对流进行热交换,利用自然
风对流实现柜内设备换热。
这也是最常见的方法,适用于低压电气控制柜安装环
境比较理想,没有油污、粉尘、水汽等会对低压电气控制柜电器元件正常工作造
成影响。
3.2风扇型
风扇型的散热原理:利用风扇使得机柜外部空气和机柜内部空气产生对流,
使低压电气控制柜内部热空气送到外部,冷空气送入的换热方式。
一般配置专用
的控制配电回路,供散热扇和电柜灯等使用,需要注意风扇安装位置,热容易聚
集的空间。
适用于低压电气控制柜安装环境比较理想,没有油污、粉尘、水汽等
会对低压电气控制柜电器元件正常工作造成影响。
例如下图:
3.3热交换型。
热交换型散热原理:热交换器使热量从热流体传递到冷流体,带走机柜内热量,对机柜内温度进行控制调节,适用于多尘、多油或高热负载,机柜内外空气
要求隔离等环境。
3.4空调型。
空调型散热原理:空调是采用压缩机进行制冷,使低压控制柜进行强制制冷,通过设置空调的温控温度,实现低压控制柜内部温度处于电器元件的正常工作温
度范围。
适用于有害、潮湿或粉尘,机柜内外空气要求隔离等环境。
3.5隔热型。
隔热型低压电气控制柜,主要是采隔热层材料及采用封闭的结构使机柜可以
有很好的隔热和防水性能。
4低压电气控制柜的发热量计算
4.1低压电气控制柜的发热量计算
发热量(w)=输入电力-输出电力
=(输出电力/效率)-输出电力
统计控制柜中配置的每台设备和电器元件和对应的发热量,并计算出所有设备和电器元件总发热量,一般情况可以认为,标有功耗的设备,功耗等同于发热量。
4.2低压电气控制柜常用设备发热量
以下设备的发热量值来源于西门子,欧姆龙,施耐德,明伟等品牌官方网站提供数据,并统计整理而来
4.2.1变频器
变频器的发热量的近似值=变频器容量(KW)X 55(W)
例如:有如下三个变频器,1.1KW、2.2KW、1.5KW
发热量(W)=(1.1+2.2+1.5)X 55=264(W)
4.2.2常用模块发热量
单向固态继电器、单相交流调压模块、R系列固体调压器
发热量=实际负载电流(A)X 1.5
对三相固态继电器、三相交流调压模块,其实际负载电流应为三相实际负载电流之和
下表为查阅品牌官方网站统计:
5散热方式选择和规格选型
5.1采用风扇散热,计算风扇必要风量(m3/min)
Q(m3/min)=(50 X 发热量(W))/ΔT
ΔT:容许温度上升值(℃)=T2-T1
T2:可用内部容许温度(40℃)
T1:设备环境温度(30℃)
一般以较为严格恶劣的工作环境考虑,例如用“10℃”来计算,可选择风量是计算结果的1.3~2倍左右的风扇较为合适。
但是风扇的风量越大产生的噪音越大,所以如果在对噪音有严格要求的的环境,需要选择风量比较小的产品。
同时需注意的是,当一台风扇无法满足需求时,需要增加额外的风扇,风扇应选择并联,并联风扇的风量可以按两台风扇的风量之和计算。
5.2采用空调散热,计算空调的功率
P(空调制冷功率W)>电柜发热量(W)/空调能效比
空调制冷量是指空调压缩机制冷运行过程中,单位时间内从密闭空间或区域内去除的热量总和,制冷量法定计量单位为瓦(W),当空调制冷量大于电柜发热量时,即可控制温度稳定在需求的范围内。
5.3 采用自然通风,计算电柜温升
温升ΔT=总发热量(W)/(5.5 X 柜体散热面积M2)
注:柜体地板和柜后门不能作为有效散热面积(依据不同的安装方式)参考标准
GB 14048.1-2012低压开关设备和控制设备。