Как да се гарантира, че резервираното пространство не влияе на ефективността на разсейване на топлината на разпределителната кутия?

 

При проектиране наЗаграждение на разпределителната кутия,Нашият дизайнерски екип трябва да разгледа няколко фактора, за да гарантира, че запазеното пространство не влияе на разсейването на топлината.

 

Ние внимателно планираме местоположението на запазеното пространство, за да го държим далеч от компоненти, генериращи топлина, и в съответствие с установените канали за разсейване на топлината. Второ, оптимизираме дизайна на разсейване на топлината чрез добавяне на допълнителни канали за разсейване на топлината към запазеното пространство и внедряване на интелигентни системи за термичен контрол. Трето, ние избираме подходящи материали, използваме топлоустойчиви материали за изолация и избираме материали за корпус с добро разсейване на топлината. И накрая, ние извършваме термични симулации и действителни тестове, за да проверим и оптимизираме дизайна, за да гарантираме, че запазеното пространство не компрометира цялостното разсейване на топлината на разпределителната кутия.

 

Съдържание

1. Разумно планиране на запазеното пространство

2. Оптимизиране на дизайна на разсейване на топлината

3. Избор на материал и топлоизолационна обработка

4. Симулация и тестване

 

 

 

1. Разумно планиране на запазеното място в пространството

Дръжте далече от зоната с концентриран източник на топлина:

Генерирането на топлина от различни електрически компоненти вразпределителна кутияварира значително. Компоненти като мощни трансформатори, токоизправители и мощни резистори ще генерират много топлина при работа и са основните източници на топлина. Когато се планира резервираното пространство, е необходимо да се измери точно обхватът на разсейване на топлината на тези компоненти на източника на топлина и да се получи тяхното разпределение на топлинното поле при различни натоварвания чрез оборудване като термовизионни камери. Например, в типична индустриална разпределителна кутия, когато мощният трансформатор работи, температурата в рамките на 15-20 cm около него се повишава значително. Следователно запазеното пространство трябва да бъде зададено на ръба или ъгловата позиция на поне 20 см разстояние от тези източници на топлина, за да се избегне прекомерна локална температура поради близостта до източника на топлина, което да повлияе на възможността за бъдещо използване на запазеното пространство и също така да се предотврати препятствия пред разсейването на топлината на други нормално работещи компоненти.

Освен това трябва да се има предвид и посоката на разсейване на топлината на компонентите на източника на топлина. Някои компоненти могат да разсейват топлината нагоре, докато други могат да разсейват топлината странично. Например, някои вертикално монтирани захранващи модули основно разсейват топлината нагоре. В този случай резервираното пространство не само трябва да е далече от източника на топлина в хоризонтална посока, но също така трябва да поддържа определено разстояние във вертикална посока, за да предотврати прякото въздействие на потока горещ въздух върху запазеното пространство.

В комбинация с оформлението на канала за разсейване на топлината:
Ключово е да имате задълбочено разбиране на установения принцип на канала за разсейване на топлината и посоката на въздушния поток на разпределителната кутия. Ако разпределителната кутия възприема метода на разсейване на топлината с естествена конвекция на всмукване на въздух отдолу и изход на въздух отгоре, това се основава на принципа на издигане на горещ въздух и попълване на студен въздух. По това време запазеното пространство не трябва да се поставя върху правия канал на входа и изхода на въздуха, за да не блокира въздушния поток като "преграда". Например, в малка разпределителна кутия входът за въздух е разположен от лявата страна на дъното, а изходът за въздух е разположен от дясната страна на горната част, а въздушният поток се издига в диагонална посока. Запазеното пространство може да бъде настроено в позиция, успоредна на канала за разсейване на топлината, но не пречи на въздушния поток, като десния ръб на разпределителната кутия, за да се гарантира, че въздухът може да тече гладко в разпределителната кутия и да отвежда топлината.

За разпределителни кутии, които използват принудителна вентилация за разсейване на топлината, тоест за ускоряване на въздушния поток през вентилатори и друго оборудване, резервираното пространство също трябва да се планира в съответствие с посоката на подаване на въздух и организацията на въздушния поток на вентилатора. Например, аксиалните вентилатори обикновено издухват въздух от единия край до другия и запазеното пространство трябва да избягва директния път на издухване на вентилатора и главния канал на въздушния поток, за да се избегне намесата в равномерното разпределение на въздушния поток и ефективността на разсейване на топлината.

 

2. Оптимизиране на дизайна на разсейване на топлина
Добавете канали за разсейване на топлина:

За запазеното пространство е много необходимо да се проектират допълнителни канали за разсейване на топлината. Например, направляваща плоча е поставена между запазеното пространство и нагревателния елемент. Водещата плоча може да бъде направена от тънка алуминиева плоча или пластмасов материал. Неговата форма и ъгъл трябва да бъдат прецизно проектирани според посоката на въздушния поток в разпределителната кутия и позицията на запазеното пространство. Чрез софтуер за симулация на CFD (изчислителна динамика на флуидите) оптималната форма и ъгъл на монтаж на направляващата плоча могат да бъдат определени, за да насочат горещия въздух да тече бързо към изходния отвор и да се избегне натрупването на горещ въздух близо до запазеното пространство. Например направляващата плоча е проектирана да бъде наклонена под ъгъл от 45- градуса, което може ефективно да насочва горещия въздух, изпускан от нагревателния елемент, към посоката на изхода на въздуха, без да образува вихри около запазеното пространство.
В допълнение към водещата плоча, малки отвори могат да се отворят на страничната стена или долната част на запазеното пространство. Размерът, броят и местоположението на тези отвори трябва да бъдат определени чрез изчисляване и експеримент. Ако отдушникът е твърде малък, циркулацията на въздуха не е гладка и топлината не може да бъде отстранена ефективно; Ако отдушникът е твърде голям, това може да повлияе на нивото на защита на разпределителната кутия. Най -общо казано, общата площ на отворите трябва да се определя въз основа на обема на запазеното пространство и очакваната топлинна мощност. За справка може да бъде поставена отдушница от 5-10 квадратни сантиметри за всеки кубичен метър запазено пространство. В същото време на отворите трябва да се инсталират екрани за прах, за да се предотврати навлизането на прах и други чужди предмети в разпределителната кутия и да се отрази на работата на електрическите компоненти.

Приемете интелигентен контрол на разсейването на топлината:
Инсталирането на интелигентно оборудване за разсейване на топлина, като интелигентни вентилатори, контролирани от температурата, е ефективно средство за постигане на прецизно разсейване на топлина. Интелигентната система за контрол на температурата се състои от температурни сензори, контролери и вентилатори. Температурните сензори трябва да бъдат разпределени на различни ключови места в полето за разпределение, особено в близост до запазеното пространство, за да се наблюдават промените в температурата в реално време. Когато температурата в разпределителната кутия се повиши, сензорът предава температурния сигнал към контролера, който автоматично регулира скоростта на вентилатора според предварително зададената температура, за да повиши разсейването на топлината. Например, когато температурата в близост до запазеното пространство достигне 40 градуса, контролерът увеличава скоростта на вентилатора от 1000 об / мин до 1500 об / мин, за да се гарантира, че температурата в тази област не продължава да се повишава.
В допълнение, вентилаторите с променлива честота могат да се използват и за регулиране на скоростта на вентилатора без доверие според температурните промени, за да се постигне по -усъвършенстван контрол на разсейването на топлината. В същото време интелигентната система за контрол на температурата е интегрирана със системата за мониторинг на разпределителното поле, а температурните условия и работното състояние на вентилатора в разпределителната кутия се наблюдават отдалечено през мрежа Направете корекции.

 

3. Избор на материал и топлоизолационна обработка

Използвайте термични изолационни материали:

Изолационните материали са инсталирани между запазеното пространство и нагревателния елемент, за да се блокира ефективно пренос на топлина в запазеното пространство, да се намали топлинното въздействие върху запазеното пространство и да не влияе върху общата работа на топлинното разсейване на разпределителната кутия. Например, изолационната платка от керамични влакна има добри характеристики на термична изолация, а топлинната му проводимост е толкова ниска, колкото 0. 05 - 0. 15W/(m ・ k), което може ефективно да блокира топлопредаването. Инсталирайте изолационната дъска за керамични влакна между запазеното пространство и нагревателния елемент, за да образувате термична бариера. По време на инсталирането се уверете, че изолационната платка е в тесен контакт с нагревателния елемент и запазеното пространство, за да избегнете пропуски, които причиняват изтичане на топлина.

Аерогелният изолационен филц също е отличен топлоизолационен материал с изключително ниска топлопроводимост и добра гъвкавост. Изолационният филц с аерогел може да се увие около нагревателния елемент или да се покрие върху вътрешната стена на запазеното пространство, за да се подобри допълнително топлоизолационният ефект. При избора на изолационни материали също трябва да се имат предвид фактори като устойчивост на огън, устойчивост на корозия и експлоатационен живот, за да се гарантира, че изолационните материали могат да продължат да играят роля по време на дългосрочната експлоатация на разпределителната кутия.

Материали на корпуса с добро разсейване на топлината:
Изберете материал за корпуса на разпределителната кутия с добро разсейване на топлината, като например алуминиева сплав. Алуминиевата сплав има висока топлопроводимост, обикновено между 180-230W/(m・K), която може бързо да прехвърли топлината вътре в разпределителната кутия към повърхността на черупката и да я разсее. В сравнение с традиционните стоманени корпуси, ефективността на разсейване на топлината на корпусите от алуминиева сплав може да се увеличи с 30%-50%. Дори ако има запазено пространство, доброто разсейване на топлината на черупката може да помогне за поддържане на по-ниска температура вътре в кутията и да осигури цялостния ефект на разсейване на топлината.

Когато избирате материали за алуминиева сплав, изберете подходящия модел на алуминиева сплав в съответствие с среда за използване и бюджет на разпределителната кутия. Например, алуминиевата сплав от 6061 има добри изчерпателни показатели, висока якост, добра устойчивост на корозия и е подходяща за повечето промишлени и граждански разпределителни кутии; За някои кутии за разпределение, използвани в тежки среди, като морски или химически места, могат да бъдат избрани 5052 алуминиева сплав, който има по -добра устойчивост на корозия. В същото време обвивката на алуминиевата сплав също може да бъде подложена на повърхностна обработка, като анодизираща обработка, която не само може да подобри устойчивостта на корозия на черупката, но и да увеличи площта на разсейването на топлината, като допълнително подобрява работата на топлинното разсейване.

 

4. Симулация и тестване

Анализ на термична симулация:

По време на етапа на проектиране е важно да се използва професионален софтуер за термична симулация, за да се извърши термичен анализ на разпределителната кутия. Понастоящем често използваният софтуер за термична симулация включва ANSYS Fluent, FloTHERM и др. Чрез създаване на триизмерен модел на разпределителната кутия, въвеждане на параметри като мощност на отопление, метод на разсейване на топлината и свойства на материала на електрическите компоненти, влиянието на запазените пространство върху характеристиките на разсейване на топлината при различни работни условия се симулира. Например, по време на процеса на симулация могат да бъдат зададени различни условия на натоварване, за да се симулира нагряването на електрически компоненти при пълно натоварване, половин натоварване и т.н., и да се наблюдава разпределението на температурата.

Чрез регулиране на позицията, размера и конструктивните параметри на разсейването на топлината на резервираното пространство, като промяна на формата на направляващата плоча, позицията и размера на вентилационните отвори и т.н., се извършват множество симулационни анализи, за да се намери оптималното дизайнерско решение. По време на процеса на симулация могат да се генерират карти на температурните облаци и линии на въздушния поток, за да се покаже интуитивно разпределението на температурата и потока на въздушния поток в разпределителната кутия, помагайки на дизайнерите да преценят точно влиянието на запазеното пространство върху ефективността на разсейване на топлината и да извършат целенасочена оптимизация. Например чрез картата на температурния облак се установява, че температурата в ъгъла на запазеното пространство е твърде висока, което може да се реши чрез регулиране на позицията на вентилационните отвори или добавяне на изолационни материали.

Действителна тестова проверка:
Създаването на прототип на разпределителна кутия и тестването на ефективността на разсейване на топлината при действителни работни условия са ключови стъпки при проверката на дизайна. Симулирайте различни възможни условия на нагряване на електрически компоненти, като симулиране на нагряване на електрически компоненти с различна мощност чрез регулиране на съпротивлението на натоварване и измервайте температурата на всяка зона в разпределителната кутия, включително запазеното пространство. Използвайте високопрецизни температурни сензори, за да подредите равномерно множество точки за измерване в разпределителната кутия, за да гарантирате, че температурните данни могат да бъдат получени точно.

Според резултатите от теста оптимизирайте дизайна. Ако се установи, че температурата на запазеното пространство е твърде висока, каналът за разсейване на топлината може да бъде допълнително подобрен, като например увеличаване на размера на вентилационните отвори, регулиране на ъгъла на направляващата плоча и т.н.; или регулиране на позицията на изолационния материал за подобряване на изолационния ефект. В същото време ефективността на разсейване на топлината на разпределителната кутия при различни температури на околната среда също може да бъде тествана, за да се гарантира, че запазеното пространство няма да повлияе на ефективността на разсейване на топлината на разпределителната кутия в различни действителни среди на употреба. Чрез действителна тестова проверка проектният план непрекъснато се оптимизира, за да се гарантира, че ефективността на разсейване на топлината на официалния продукт не се влияе отрицателно от запазеното пространство.