เครื่องปรับอากาศแบบตู้: ขนาด การให้คะแนน และคำแนะนำในการติดตั้ง

การเลือกสิ่งที่ถูกต้อง เครื่องปรับอากาศแบบตู้ เป็นหนึ่งในการตัดสินใจที่เป็นผลสืบเนื่องมากที่สุดในการออกแบบตู้อุตสาหกรรม หากทำผิดแล้วคุณจะพบกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ร้อนเกินไป ส่วนประกอบเสียหายก่อนเวลาอันควร และการหยุดทำงานที่มีค่าใช้จ่ายสูง ทำให้ถูกต้องและตู้ของคุณจะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือมานานหลายทศวรรษ แม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง มีการปนเปื้อน หรือเปียกชื้น คู่มือนี้จะอธิบายการตัดสินใจสามประการที่สำคัญที่สุดแก่คุณ: การคำนวณความสามารถในการทำความเย็นที่คุณต้องการจริงๆ การเลือกระดับการป้องกันทางเข้าที่ถูกต้อง และการเลือกการกำหนดค่าการติดตั้งที่เหมาะกับการติดตั้งของคุณ

วิธีการคำนวณความสามารถในการทำความเย็นของตู้

ความสามารถในการทำความเย็นถูกกำหนดโดยภาระความร้อนทั้งหมดภายในตัวเครื่อง โดยมีหน่วยเป็นวัตต์ (W) หรือ BTU/ชม. ส่วนประกอบทุกชิ้นที่ดึงพลังงานจะกระจายพลังงานส่วนหนึ่งไปเป็นความร้อน และความร้อนนั้นจะต้องถูกกำจัดออกไปเร็วกว่าที่สะสม

ใช้สูตรนี้เป็นพื้นฐานของคุณ:

หากต้องการประมาณการกระจายความร้อนภายใน ให้รวมการใช้พลังงานของส่วนประกอบที่ทำงานอยู่ทุกชิ้น เช่น ไดรฟ์, PLC, แหล่งจ่ายไฟ, หม้อแปลงไฟฟ้า และคูณด้วยปัจจัยด้านประสิทธิภาพ VFD ทั่วไป (ไดรฟ์ความถี่แปรผัน) จะกระจายประมาณ 3% ถึง 5% ของกำลังไฟพิกัดเป็นความร้อน ดังนั้นไดรฟ์ขนาด 15 kW จึงสร้างความร้อนประมาณ 450 W ถึง 750 W ภายในตู้

ความร้อนจากสิ่งแวดล้อมก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน ตู้ที่โดนแสงแดดโดยตรงในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิ 40°C สามารถดูดซับพลังงานเพิ่มเติมได้ 200 W ถึง 400 W ขึ้นอยู่กับพื้นที่พื้นผิวและสีของตู้ โครงสร้างเหล็กสีเข้มดูดซับรังสีแสงอาทิตย์ได้ดีกว่าพื้นผิวเคลือบผงสีเทาอ่อนหรือสีขาว

ตัวอย่างขนาดที่ใช้งานได้จริง

พิจารณากล่องหุ้มไดรฟ์ 7.5 kW สามตัว, PLC หนึ่งตัว และแหล่งจ่ายไฟ 24V ที่มีการกระจายพลังงานรวม 950 W ติดตั้งกลางแจ้งในสภาพอากาศ 45°C โดยมีแสงแดดบางส่วน การเพิ่มกำลังไฟโดยรอบ 300 วัตต์จะทำให้ได้ 1,250 วัตต์ ใช้ระยะขอบ 20%: 1,250 x 1.2 = ความสามารถในการทำความเย็นที่ต้องการ 1,500 วัตต์ คุณจะเลือกก เครื่องปรับอากาศแบบตู้ พิกัดอย่างน้อย 1,500 W ที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงสุดที่เว็บไซต์ของคุณเข้าถึง

ตรวจสอบความจุที่กำหนดของเครื่องที่อุณหภูมิแวดล้อมจริงเสมอ ไม่ใช่ในสภาวะการทดสอบมาตรฐาน (โดยทั่วไปคือ 35°C) ผู้ผลิตส่วนใหญ่เผยแพร่เส้นโค้งการลดพิกัด — หน่วยพิกัดที่ 1,500 W ที่ 35°C อาจส่งพลังงานเพียง 1,200 W ที่ 50°C

การเลือก IP55 เทียบกับ เนมา 4X สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ระดับการป้องกันน้ำเข้าของคุณ เครื่องปรับอากาศแบบตู้ ต้องตรงกันหรือเกินกว่าการจำแนกประเภทสภาพแวดล้อมของไซต์การติดตั้งของคุณ IP55 และ NEMA 4X เป็นพิกัดสองระดับทั่วไปที่สุดที่ระบุไว้สำหรับการทำความเย็นทางอุตสาหกรรม แต่ก็ไม่เท่ากัน

IP55 คือระดับขั้นต่ำที่ยอมรับได้สำหรับการติดตั้งบนพื้นโรงงานส่วนใหญ่ จัดการกับการสะสมของฝุ่นและละอองน้ำ — โดยทั่วไปในการตัดเฉือน การประกอบยานยนต์ และการผลิตทั่วไป อย่างไรก็ตาม IP55 ไม่ได้จัดการกับความต้านทานการกัดกร่อน ซึ่งหมายความว่าหน่วย IP55 มาตรฐานจะลดลงอย่างรวดเร็วในสถานที่ชายฝั่งหรือทุกที่ที่มีสารเคมีกัดกร่อนอยู่ในอากาศ

NEMA 4X เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนอย่างชัดเจน และโดยทั่วไปจะใช้โครงสร้างสแตนเลส 304 หรือ 316 โรงงานแปรรูปอาหารและเครื่องดื่มจำเป็นต้องใช้ NEMA 4X เป็นประจำ เนื่องจากการล้างแรงดันสูงด้วยสารเคมีทำความสะอาดเกิดขึ้นทุกวัน แท่นขุดเจาะนอกชายฝั่งทางทะเล โรงบำบัดน้ำเสีย และโรงงานเคมีเป็นตัวอย่างเพิ่มเติมที่ NEMA 4X เป็นตัวเลือกที่ถูกต้อง ไม่ใช่ IP55

หมายเหตุสำคัญประการหนึ่ง: NEMA 4X ไม่ได้แมปกับรหัส IEC IP เดียวโดยตรง หน่วย NEMA 4X ตรงหรือเกินกว่า IP56 ในเกณฑ์ที่ทดสอบส่วนใหญ่ แต่ทั้งสองระบบได้รับการพัฒนาแยกจากกัน หากข้อกำหนดโครงการของคุณระบุทั้งสองรายการ ให้ตรวจสอบความสอดคล้องกับซัพพลายเออร์อุปกรณ์ของคุณโดยใช้ใบรับรองการทดสอบ ไม่ใช่แค่การอ้างสิทธิ์บนฉลากเท่านั้น

เครื่องปรับอากาศแบบตู้ด้านข้างและแบบติดตั้งบน

ตำแหน่งการติดตั้งจะกำหนดทิศทางการไหลของอากาศ ความต้องการพื้นที่ และวิธีที่อากาศเย็นไปถึงส่วนประกอบที่สร้างความร้อน ไม่มีการกำหนดค่าใดที่เหนือกว่าในระดับสากล — ตัวเลือกที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับเค้าโครงตู้และข้อจำกัดในการติดตั้งของคุณ

การกำหนดค่าด้านข้าง

แบบติดด้านข้าง เครื่องปรับอากาศแบบตู้ ยึดติดกับประตูตู้หรือแผงด้านข้าง อากาศเย็นจะถูกระบายออกในแนวนอนเข้าสู่ภายในตู้ โดยทั่วไปจะอยู่ที่ระดับความสูงปานกลาง และอากาศอุ่นกลับจะถูกดึงออกจากช่องระบายอากาศที่ด้านล่างของตัวเครื่อง ซึ่งจะสร้างวงหมุนเวียนแนวตั้งภายในตู้

• รักษาความสูงทั้งหมดของภายในตู้ — พื้นที่รางด้านบนยังคงมีไว้สำหรับการจัดการสายเคเบิลหรือบัสบาร์
• ช่วยให้สามารถติดตั้งตู้กับเพดานได้โดยตรงโดยไม่มีปัญหาเรื่องระยะห่าง
• บำรุงรักษาง่ายกว่า: สามารถเข้าถึงและถอดเครื่องได้โดยไม่ต้องเคลื่อนย้ายส่วนประกอบภายในตู้
• ต้องมีช่องเจาะที่ประตูหรือแผงด้านข้าง ซึ่งจะช่วยลดพื้นที่แผงสำหรับการติดตั้งส่วนประกอบ

การกำหนดค่าแบบ Top-Mount

ยูนิตที่ติดตั้งด้านบนจะอยู่บนหลังคาของตู้และจ่ายอากาศเย็นลงด้านล่างผ่านแผงด้านบน อากาศอุ่นลอยขึ้นตามธรรมชาติและออกผ่านช่องระบายอากาศกลับ ซึ่งสอดคล้องกับรูปแบบการไหลเวียนของอากาศภายในตัวเครื่องส่วนใหญ่ ทำให้การติดตั้งด้านบนมีประสิทธิภาพโดยธรรมชาติในการขจัดความร้อนออกจากส่วนประกอบที่มีการกระจายความร้อนสูงซึ่งติดตั้งอยู่ใกล้ด้านบน

• ไม่ใช้พื้นที่ที่ประตูหรือแผงด้านข้าง — ใบหน้าแนวตั้งทั้งสี่ยังคงใช้สำหรับส่วนประกอบต่างๆ
• อากาศอุ่นที่ส่งกลับด้วยแรงโน้มถ่วงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนได้ 8% ถึง 15% เมื่อเทียบกับการติดตั้งด้านข้างในตู้ทรงสูง
• ต้องมีระยะห่างจากเพดาน — โดยทั่วไปแล้วจะอยู่เหนือตัวเครื่อง 300 มม. ถึง 500 มม. สำหรับไอเสียจากคอนเดนเซอร์
• เพิ่มน้ำหนักที่ด้านบนของตู้ โดยต้องมีการตรวจสอบพิกัดน้ำหนักบรรทุกของหลังคาของตู้

คำถามที่พบบ่อย

จะเกิดอะไรขึ้นหากฉันลดขนาดเครื่องปรับอากาศแบบตู้?

หน่วยที่มีขนาดเล็กทำงานอย่างต่อเนื่องที่โหลดเต็มและยังคงไม่สามารถรักษาอุณหภูมิภายในเป้าหมายได้ ส่วนประกอบภายในตู้มีอุณหภูมิในการทำงานที่สูงขึ้น ซึ่งเร่งการเสื่อมสภาพของตัวเก็บประจุ เพิ่มอัตราความล้มเหลวของเซมิคอนดักเตอร์ และอาจทำให้เกิดการปิดระบบเนื่องจากความร้อนได้ อุณหภูมิในการทำงานที่เพิ่มขึ้น 10°C จะทำให้อายุการใช้งานของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่สั้นลงประมาณครึ่งหนึ่ง ตามแบบจำลองการชราภาพจากความร้อนของ Arrhenius

ฉันสามารถใช้อุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับ IP55 ในสภาพแวดล้อมการแปรรูปอาหารได้หรือไม่

ไม่ โรงงานแปรรูปอาหารจำเป็นต้องล้างทุกวันด้วยสารทำความสะอาดที่มีฤทธิ์กัดกร่อน IP55 ไม่ได้ระบุความต้านทานการกัดกร่อน และตัวเครื่องและฮาร์ดแวร์ของยูนิตจะสึกกร่อนภายในไม่กี่เดือนภายใต้เงื่อนไขเหล่านั้น ระบุ NEMA 4X หรือ IP66 ที่มีโครงสร้างสแตนเลสสำหรับการใช้งานด้านอาหาร เครื่องดื่ม หรือยาใดๆ

ยูนิตที่ติดตั้งบนสุดมีค่าใช้จ่ายในการใช้งานมากกว่ายูนิตที่ติดตั้งด้านข้างหรือไม่

ในตู้ที่สูงกว่า 1,600 มม. โดยทั่วไปยูนิตที่ติดตั้งด้านบนจะประหยัดพลังงานมากกว่า 8% ถึง 15% เนื่องจากการพาความร้อนตามธรรมชาติช่วยวงจรการทำความเย็น ในตู้ที่สั้นกว่า ความแตกต่างนั้นน้อยมาก ปัจจัยหลักในต้นทุนการดำเนินงานคือขนาดที่ถูกต้อง หน่วยการติดตั้งขนาดใหญ่หรือเล็กของประเภทการติดตั้งอย่างใดอย่างหนึ่งจะใช้พลังงานมากกว่าขนาดที่ถูกต้อง

ควรซ่อมบำรุงเครื่องปรับอากาศแบบตู้บ่อยแค่ไหน?

ผู้ผลิตส่วนใหญ่แนะนำให้ทำความสะอาดคอนเดนเซอร์และคอยล์เย็นทุกๆ 6 เดือนในสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยฝุ่นหรือมัน และเป็นประจำทุกปีในการติดตั้งภายในอาคารที่สะอาด ระยะเวลาในการเปลี่ยนตัวกรองขึ้นอยู่กับระดับอนุภาคในอากาศ — ในสภาพแวดล้อมงานโลหะหรืองานไม้ การตรวจสอบตัวกรองรายเดือนถือเป็นแนวปฏิบัติมาตรฐาน การละเลยการทำความสะอาดคอยล์เป็นสาเหตุเดียวที่ทำให้ความสามารถในการทำความเย็นลดลงในภาคสนาม