电柜工业空调性能试验- 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

设备与维修 | l - q u ip me n t a n d Ma i n t e l l a n c e 电柜工业空调性能试验 齐重数控装备股份有限公司 ( 黑龙江 1 6 1 0 0 5 ) 安保钢 科学的使用空调对机床的性 能与安全有重大意 义 ，温度过高会导致设备组违背技术规范运行 ，故 障率提高 ，使用寿命缩短 ；温度过低导致冷却设备 过度磨损 ，形成更多的冷凝水 ，消耗更 多电能以及 提高空气相对湿度并最终形成凝露 ，同时还会导致 设备故障 。 1 散热的重要性 散热不好可能造成 ：零星故障 ，降低部件使用 寿命 。根据 阿列纽斯 公式 ：物 质的反应速率k 与温 度 成指数关系 。根据阿列纽斯公式 ，部件使用寿 命 与温度的关 系大致如下 ：部件的温度每上升 I O C 会导致使用寿命缩短一半 ，故障率提高一倍 。反应 速率越高 ，设备 中的电子器件老化速度越快 ，电子 器件老化 ，故障率也就提高 了。 2 理论计算与分析 根据模块 发热量 ，选择 电柜空调 ，选 型步骤 ， 从样本查模块的发热量 。 ( 1 )电源 ( 整流模块 )模块发热量 ( 见表1 )。 表1 ( 2 )功率模块 ( 逆变模块 )发热量 ( 见表2 )。 例如 ： 6 S N1 1 4 5 1 AA0 1 - 0 AA1 电源模块4 5 0 W 6 S N1 1 2 3 - l A B 0 0 0 A AI Z 1 Z 2 功率模块4 0 W 6 S N1 l 2 3 1 AB0 0 0 CA21 3 0 W 6 S N l 1 2 3 1 AB0 0 0 CA21 3 0 W 共4 5 0 + 4 0 + 1 3 0 +1 3 0 = 7 5 0 W 电柜内其他元件5 0 W，共8 0 0 W。 ( 3 )按 照 热平 衡 的公 式计 算 所需 制 冷功 率 机柜空调 的选型是 根据柜 内温度 与环境温 度的差 值 以及柜 内发 热量 ( 见图 1 ) ，从而 确 定空调 所 需要 的制冷量来 选取的 。一般按 公式来选 取的 ， 其计算如下 = Q 一 式中，Q 安装在机柜 中的热散耗 ( w)； 为一 个冷却 器必要的冷却功率 ( w)； 一 ，为 所允许 的最大温差 ( K)； 为配电柜 向外辐射 实 际功率 ( m )；K 为导热 系数 ，K = 5 5 W m K ( 针 对钢板 )。 电源模块 6 S N1 1 4 5 1 AA0 0 AA 1 1 AA0 0CA0 1 BA0 0BA1 1 BAO一 0 CA 1 内部冷却 6 S N1 1 4 6 1 AB0 0AB1 6 S N 1 1 4 5 1 AAO 一 0 AA 1 外部冷却 6 S N 1 1 4 6 1 AB0一 O AB 1 1 AA0 0 CA0 1 BA0 0BA 1 1 BAO O CA1 散热方式 内部冷却 l 自然冷却 通用冷却 内部 外部 内置式独立风扇 内置式独立风扇 内置式独立风扇 外部冷却 l 自然冷却 通用冷却 内部 外部 集成独立风扇 集成独立风扇 集成独立风扇 损耗 内部冷却， w 2 7 0 4 5 0 2 5 0 3 2 O 5 8 5 外部冷却 2 7 0 l 1 9 3 3 1 9 0 1 6 0 5 0 2 7 0 5 0 5 3 5 效率 0 9 8 5 0 9 8 5 0 9 8 5 0 9 7 0 9 7 5 7 6 参 磊 冷 加 工 ， O： I ， ，| 恂 r- 碍 肌 工 设备s维修 q u i p me n t a n d Ma i n t e n a nc e 5 现场试验与数据记录 现场 取 三种机床 产 品 ，三种 空调进 行对 比试 验 ： R P H1 5 空调 ( 新陆 ) Z T - 1 5 B Q空调 ( 中泰) S KI 8 7 空调( 成 图) 试验 工具 采用的德 国的F L UKE 温度测量仪 、 温度计和湿度计 ，进行数据读取记录 ，并针对以下 几方面进行试验与数据记录 ： ( 1 )三种空调设定3 0 时 ，温度 、湿度及制 冷效果 。 ( 2 )三种空调设置2 0 时 ，温度 、湿度及制 冷效果。 ( 3 )试验数据记录 ：RP H1 5 新陆空调设置制 冷温度3 0 。的试验数据 ( 见表3 )。 表3 单位 ：温度 ，湿度 ( )】 环境 电柜前侧 电柜后侧 制冷 口 排风 口 时 间 温 度 温度 湿度 温 度 湿度 温度 湿 度 温度 8 ： 2 0 2 6 2 6 2 0 2 6 2 0 2 6 2 0 2 8 8 ： 5 0 2 6 2 6 2 0 2 8 2 4 3 2 2 5 2 9 9 ： 2 0 2 6 2 6 1 9 2 8 2 4 3 2 2 5 3 0 9 ： 5 0 2 6 2 7 2 1 2 9 2 4 3 2 5 2 5 3l 1 0 ： 2 0 2 6 2 8 2 0 5 2 9 2 5 2 8 5 2 5 5 3 2 Z T - l 5 B Q中泰空调设 置制冷温 度3 0 的试 验 数据 ( 见表4 )。 表4 【 单位：温度 ，湿度 ( )】 环境 电柜 前侧 电柜后侧 制冷口 排风口 时间 温 度 温度 湿度 温 度 湿度 温度 湿度 温度 8 ： l 0 2 7 2 6 l 9 2 7 2 3 2 6 2 3 2 8 8 ： 4 0 2 7 2 7 2 0 2 7 2 4 3 2 2 3 2 9 9 ： l 0 2 7 2 7 2 0 2 7 2 0 3 2 2 3 2 9 9 ： 4 0 2 7 2 7 21 28 2 4 3 2 5 2 4 3 05 l O ： l 0 2 7 2 7 2 0 28 2 4 2 8 5 2 3 3l S K1 8 7 威图空调设置制冷温度3 0 的试验数据 ( 见表5 )。 表 5 【 单位：温度 ，湿度 ( ) 环境 电柜 前侧 电柜后侧 制冷 口 排风 口 时间 温度 温 度 湿度 温度 湿度 温度 湿 度 温度 8 ： 2 0 2 6 2 7 2 0 2 7 2 2 2 7 2 3 2 6 8 ： 5 0 2 7 2 4 2 0 2 3 1 9 3 5 2l 3 7 9 ： 2 0 2 7 2 5 l 9 2 1 2 0 2 3 2 2 3 7 9： 5 0 2 6 2 6 2 5 5 2 2 2l 2 2 21 3 8 1 0： 2 0 2 7 2 6 2 5 5 2 1 1 9 2 2 21 5 3 8 7 8 ， 参磊 R P H1 5 新 陆空调设置制冷温 度2 0 C的试验数据 ( 见表6 )。 Z T 一 1 5 B Q中泰空调设 置制冷温度2 0 的试验 数据 ( 见表7 )。 表6 【 单位 ：温度 ，湿度 ( )】 环境 电柜前侧 电柜后侧 制冷 口 排风 口 时间 温 度 温度 湿度 温度 湿度 温度 湿度 温度 8 ： 2 0 2 6 2 7 2 0 2 7 2 2 2 7 2 3 2 6 8 ： 5 0 2 7 2 4 2 0 2 3 1 9 3 5 2 1 3 7 9 ： 2 0 2 7 2 5 1 9 2l 2 0 2 3 2 2 3 7 9 ： 5 0 2 6 2 6 2 55 2 2 2 1 2 2 2 1 3 8 1 0： 2 0 2 7 2 6 2 5 5 2l l 9 2 2 21 5 3 8 ， 表7 单位：温度 ，湿度 ( )】 环境 电柜前侧 电柜后 侧 制冷 口 排 风 口 时 间 温度 温度 湿 度 温度 湿度 温度 湿度 温 度 8：2 0 2 6 2 7 5 l 8 2 7 5 2 4 3 0 2 0 2 7 8：5 0 2 7 2 8 2 4 2 8 2 4 31 5 2 0 2 7 9： 2 o 28 2 8-5 24 2 8 2 4 3l 2 0 2 8 9：5 0 2 8 2 8 5 2 4 2 7 2 3 3l 2 2 2 8 1 0： 2 0 2 8 2 9 2 4 5 2 7 2 3 5 3 2 2 2 2 8 5 ( 4 )温湿 度查询 表温湿度差值湿 度换算 表如 表 8 所示 。例如 ：干表湿度为2 4 ，差值 为1 ，换 算后相对湿度为9 1 。 表8 单位：温度 ，湿度 ( ) 干湿差温度 干表温度 l 2 3 4 5 6 3 0 9 2 8 5 78 7 2 6 5 5 9 2 9 9 2 8 5 7 8 7l 6 4 5 8 2 8 9 2 8 5 7 7 7 0 6 4 5 7 2 7 9 2 8 4 7 7 7 0 6 3 5 6 2 6 9 2 8 4 7 6 6 9 6 2 5 5 2 5 91 8 4 7 6 6 8 61 5 4 2 4 9l 8 3 7 5 6 8 6 0 53 2 3 9 1 8 3 7 5 6 7 5 9 5 2 2 2 9 l 8 2 7 4 6 6 5 8 5 0 21 9l 8 2 7 4 6 5 5 7 4 9 2 0 9 1 8l 7 3 6 4 5 6 48 6 试验分析 对比分析如表9 所示 。 设定3 0 C时 ，干球温度2 7 ，湿球温度2 1 ， 查询表格相对湿度为5 6 。 设定2 0 C时 ，干球温度2 2 C，湿球温度2 l ， 查询表格相对湿度为9 1 比较高 。 表9 单位：温度 ，湿度 ( )】 设定3 0C时数据 环境 设置 电柜前侧 电柜后 侧 制冷 口 排风 口 时 间 温度 温度 温 度 湿度 温度 湿度 温度 湿度 温度 8 ： 2 0 2 6 3 0 2 6 2 0 2 6 2 0 2 6 2 0 2 8 8 ： 5 0 2 6 3 0 2 6 2 0 2 8 2 4 3 2 2 5 2 9 9 ： 2 0 2 6 3 0 2 6 1 9 2 8 2 4 3 2 2 5 3 0 9 ： 5 0 2 6 3 0 2 7 2l 2 9 2 4 3 2 5 2 5 3l 设定2 0 时数据 环境 设置 电柜前侧 电柜后侧 制冷 口 排风 口 时间 温度 温 度 温度 湿度 温度 湿度 温 度 湿度 温度 8 ： 2 0 2 6 2 0 2 7 2 0 2 7 2 2 2 7 2 3 2 6 8 ： 5 0 2 7 2 0 2 4 2 0 2 3 l 9 3 5 21 3 7 9： 2 0 2 7 2 0 2 5 1 9 2 1 2 0 2 3 2 2 3 7 9： 5 0 2 6 2 0 2 6 2 5 5 2 2 2l 2 2 21 3 8 百分湿度换算表 干湿差度 _ 干表温度， 1 2 3 4 5 6 3 0 9 2 8 5 7 8 7 2 6 5 59 2 9 9 2 8 5 7 8 7 1 6 4 5 8 2 8 9 2 8 5 7 7 7 0 6 4 57 2 7 9 2 8 4 7 7 7 0 6 3 5 6 。 2 6 9 2 8 4 7 6 6 9 6 2 55 设备s维修 l q u ip me n t a n d Ma i n t e n a n c e 7 结语 通过试验数据分析 ，得 出以下结论 ： ( 1 )空调温度应设置3 0 3 5 之 间 ，空调处 于正常的 间歇工作状态 ，温 度设定过高，无法达到 降低柜 内温度 ；过低造成空调耗能过大 ，并且柜内 湿度大 ，此设定能更好地保护 电柜内的电子元件， 提 高工业空调使用寿命，提高机床动作 的可靠性 。 ( 2 )空 调建议在密 闭情 况下使用 ，要求 电柜 密 闭效果必须好 ，要求防护等级为I P 5 4 。只有在密 闭情况好 的情况 下 ，可 以增加 电柜 门开关保 护空 调 ，密闭措施 由于底部穿线 电缆比较多 ，密封 比较 困难 ，可 以增加发泡剂进行密封。 ( 3 )安装 人 员对于工业空调排水 管 ，应放入 合适的器皿 当中，避免插入电柜下的走线地沟 ，长 期对电缆不利 ，比较 危险容易短路 ，不能插入地坑 中，长期可能造成油