电气控制柜(机柜)散热问题

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1、电气控制柜（机柜）散热问题电气控制柜（机柜）散热问题在电气设备的安装过程中，愈来愈多的电气控制柜被安装在现场或 机械设备附近，这样可以节省安装费用及减少安装过程的复杂程度。但是工业现场的环境是各不相同的，有的比较理想，但是不少现场 的环境是比较恶劣的，例如高温、粉尘、水汽等。另外，随着变频调速 等新技术的日益普及以及为了满足各种控制需要，电气控制柜中的发热 元件的使用也愈来愈普遍，例如：变频器、固态继电器、变压器、各种 整流模块等等。为了保证电气控制柜中各元器件的正常工作，采用各种 手段来保证电气控制柜内保持一定的温度是很有必要。现在一般采用风 扇（过滤风扇）、热交换器、工业空调器等方法。一、

2、风扇（过滤风扇）：风扇（过滤风扇）特别适用于经济的排出高热负载，只有在柜内温度高 于环境温度时，使用风扇（过滤风扇）才是有效的，风扇（过滤风扇） 是使用最普遍的方法。因为热空气比冷空气轻，柜内空气流向应当是由下往上，因此，通常情 况下，应在柜体的前门或者侧壁板的下方作为进气口，上方作为排气口。 1）如果工作现场的环境比较理想，没有粉尘、油雾、水汽等影响电 气控制柜内的各元器件正常工作的，可采用进气口装风扇（轴流风机）， 排气口有可能的话加装一装饰板，进气口为了安全和美观，可以在外面 加装一风机装饰板。2）如果工作现场的环境不理想，含有粉尘、油雾、水汽等影响电气控制柜内的各元器件正常工作的，那就

3、应该在进气口选用L系列过滤 风扇组，在排气口选用过滤栅，以防止粉尘、油雾、水汽等进入电气 控制柜内。GU简单方便，而且可以很方便地更换其中的过滤垫。过 滤垫一般分为无纺纤维过滤垫和细过滤垫，其中无纺纤维过滤垫用于 防止10微米以上的灰尘颗粒，细过滤垫用于防止10微米以下的灰 尘颗粒。风扇（过滤风扇）的选型可以根据柜内温度与环境温度的差值以 及柜内热损耗在风扇的特性曲线表中选取。二、热交换器：当柜内外空气循环要求隔绝时，还可以考虑使用热交换器。热交换器按照其冷却介质，一般可以分为：空气/空气热交换器（冷却 介质为空气）、空气/水热交换器（冷却介质为水）。它们按安装方式， 均可分为：壁挂式和顶装式

4、。空气/空气热交换器有两个相互隔离的空气流动空间，一个与电气 控制柜相通，另一个与外部空间相通，柜内的热空气被吸入热交换器内， 热空气的热量通过散热片由热管传到热交换器的另一端，然后通过外部 空气的流动将热量排到大气中。使用这种热交换器的前提条件是环境温 度必须低于柜内温度。空气/水热交换器，其工作原理与空气/空气热交换器是一样的，只是冷却介质是水，其优点是专门用于多尘、多油及高热负载的地方。可以通过调节进口水温度和流量来改变热交换器的功率。但是，必须要有 水源。热交换器的选型与风扇及空调的选型是相似的。三、空调：风扇适用于柜内温度高于环境温度，但是当环境温度高于柜内温度或者 环境温度高于柜内

5、要求的温度（一般为3SC）时，那就应该考虑使用 工业空调器了。还有当柜内外空气循环要求隔绝时，也应该考虑使用工 业空调器。空调采用压缩机制冷原理进行强力制冷，实现对电气控制柜内部温 度的恒温控制，由于电气控制柜内外空气循环相互隔绝，故可以有效地 防止有害、潮湿的气体及粉尘进入柜内。空调按照其安装方式，一般可以分为：壁挂式（侧装式、嵌入式及 柜内架装式）和顶装式。空调的选型也是根据柜内温度与环境温度的差 值以及柜内热损耗，从而确定空调所需要的制冷量来选取的，现在一般 都是按照德国公司提供的经验公式来选取的。其计算如下： QE=QV-KXAXAT式中：QE总的制冷量（W）QV柜内元器件总的热损耗（

6、W）；K 热传导系数（W/m2K），其值根据柜体材料不同而不同，一般来说，钢板为S.S,铝板为11,塑料为0.3；A 柜体实际散热面积（m2），柜体的安装方式对柜体的散热有 较大影响，威图提供了如下几种典型安装方式的散热面积的计算：（宽= 柜体宽，高=柜体高，深=柜体深）1）单个柜体，四周有空:A=18X 高X （宽+深）+1.4X宽X深2）单个柜体，用于壁装：A=1.4X 宽X （高+深）+1.8X深X高3）起始或终端柜体，四周有空： A=1.4X宽X（高+深）+18X宽X 高4）起始或终端柜体，用 于壁装：A=1.4X高X （宽+深）+1.4X宽X深5）位于中间的 柜体，四周有空：A=1.

7、8X宽X 高+1.4X宽X深+深X 高6）位 于中间的柜体，用于壁装：A=1.4X宽X （高+深）+深X 高7） 位于中间的柜体，用于壁装，顶部覆盖：A=1.4X宽X 高+O.7X宽X 深+深X高柜体内外的温差，柜体内部的温度（一般为3SC） 减去柜体外面的温度（即工作现场的环境温度）。空调安装时应该注意 以下几点：电气控制柜必须密封；顶装空调器不能将电气控制柜的顶板 压弯，必要时应加强顶板；一定要注意冷凝水的排出，在安装结束后应 该将冷凝管插入导出孔，防止冷凝水流入柜体内。现在已经有生产厂家 生产无冷凝水排出的空调（冷凝水迅速汽化）。应该加装门开关，在门 打开时应切断空调装置，避免在柜内产生

8、凝露，同时在门关上5分钟 之后才能再次接通空调装置；保持柜内空气回路的畅通，在进风口及出 风口避免受阻。随着空调技术的日益成熟，愈来愈多的用户都提出电气 控制柜加装空调的要求，生产各种规格的壁挂式和顶装式空调，最大制 冷量可达4000多瓦，可以满足各种用户的要求。四、其他：1）如果工作现场的环境比较理想，电气控制柜中发热元器 件很少，其发热量完全可以通过柜体自身的散热解决时，可以不考虑散 热措施。2）当环境温度比较高，或者因为其他原因，不适合于采用 以上散热方法时，可能需要建立一个电气控制室，用来放置电气控制柜。 电气控制室可以建立在远离现场的地方，这样就不受现场的影响，但是 就增加了电缆铺设、土建施工、空调安装等费用，而且对于需要经常操 作时，这样也很不方便；也可以建立在现场，可能会受现场的影响，但 是可以节省大量的电缆铺设的费用，只需土建施工及空调安装的费用， 操作方便。最简便的办法就是用铝合金等在现场建一个电气控制室，这 样可以基本消除现场对电气控制柜的影响，这是一个简单易行的办法。