Когда нужен нагреватель для шкафа автоматики

Электрические шкафы и шкафы автоматики используются для размещения контроллеров, реле, блоков питания, преобразователей, коммутационной аппаратуры и других электронных компонентов. Для стабильной работы такого оборудования важно поддерживать подходящий микроклимат внутри корпуса.

Чаще всего при проектировании шкафа внимание уделяют охлаждению и вентиляции. Однако в холодных, влажных или неотапливаемых помещениях возникает противоположная задача — защита оборудования от низкой температуры и образования конденсата.

Для этого применяются нагреватели для шкафов автоматики.

Нагреватель позволяет поддерживать температуру внутри шкафа выше критического значения и снижать риск появления влаги на электронных компонентах и металлических поверхностях.

Зачем нужен нагреватель в электрическом шкафу

Основная задача шкафного нагревателя — не создать высокую температуру внутри корпуса, а поддерживать микроклимат, безопасный для установленного оборудования.

Особенно важно предотвратить образование конденсата.

Влага внутри шкафа может приводить к:

·       коррозии металлических деталей и контактов;

·       окислению клеммных соединений;

·       снижению сопротивления изоляции;

·       ошибкам в работе электронного оборудования;

·       коротким замыканиям;

·       нестабильной работе контроллеров и реле;

·       сокращению срока службы компонентов.

Даже хорошо герметизированный электротехнический шкаф не всегда полностью защищён от этой проблемы.

Воздух внутри корпуса содержит влагу. При изменении температуры на внутренних поверхностях может образоваться конденсат.

Поэтому в некоторых условиях использование обогревателя электрического шкафа является не дополнительной опцией, а важной частью системы поддержания микроклимата.

Главная опасность — конденсат

Конденсат образуется, когда поверхность охлаждается до температуры точки росы.

Простой пример.

Шкаф автоматики расположен в неотапливаемом производственном помещении. Ночью температура воздуха значительно снижается, и металлический корпус шкафа охлаждается.

Утром температура в помещении быстро увеличивается. Более тёплый влажный воздух контактирует с холодными поверхностями внутри корпуса.

В результате на:

·       DIN-рейках;

·       контактах;

·       клеммах;

·       металлических поверхностях;

·       электронных компонентах может появиться влага.

Именно поэтому проблема особенно характерна не только для постоянных отрицательных температур, но и для помещений с резкими температурными перепадами.

Небольшой нагреватель поддерживает внутреннюю температуру шкафа немного выше окружающей и помогает снизить вероятность достижения точки росы.

Когда нагреватель для шкафа действительно необходим

1. Шкаф находится в неотапливаемом помещении

Один из наиболее распространённых случаев.

Это могут быть:

·       производственные помещения;

·       склады;

·       насосные станции;

·       технические помещения;

·       ангары;

·       очистные сооружения;

·       гаражи;

·       машинные помещения.

Зимой температура в таких помещениях может значительно снижаться.

При этом установленная внутри шкафа электроника может иметь ограничения по минимальной рабочей температуре.

Нагреватель помогает поддерживать необходимые условия.

2. Шкаф установлен на улице

Уличные шкафы подвергаются значительным изменениям температуры в течение суток и сезона.

Даже если используется корпус с высокой степенью защиты IP, это не исключает проблему изменения температуры и влажности воздуха внутри шкафа.

Нагреватели часто применяются в:

·       шкафах наружной автоматики;

·       шкафах управления насосами;

·       системах водоснабжения;

·       КНС;

·       системах вентиляции;

·       объектах энергетики;

·       телекоммуникационном оборудовании;

·       инфраструктурных объектах.

Для наружной установки особенно важно правильно подобрать не только мощность нагревателя, но и сам шкаф, его степень защиты и систему автоматического контроля температуры.

3. В помещении высокая влажность

Низкая температура — не единственный фактор риска.

Даже при положительной температуре высокая относительная влажность повышает вероятность образования конденсата.

Это характерно для:

·       водоканалов;

·       насосных;

·       пищевых производств;

·       моечных участков;

·       некоторых складских помещений;

·       объектов с большим количеством воды или пара.

В таких условиях шкафной нагреватель часто используется вместе с термостатом или гигростатом.

4. Есть значительные перепады температуры

Опасна ситуация, когда оборудование регулярно нагревается и охлаждается.

Например:

ночью +3 °C,
днём +15 °C.

Или оборудование периодически останавливается.

Во время работы компоненты внутри шкафа выделяют тепло. После остановки оборудование охлаждается. При определённых условиях это может привести к выпадению конденсата.

Поэтому при проектировании системы микроклимата необходимо учитывать не только минимальную температуру, но и скорость изменения температуры и влажность воздуха.

5. В шкафу установлена чувствительная электроника

Некоторое оборудование особенно чувствительно к условиям эксплуатации.

Например:

·       ПЛК;

·       панели оператора;

·       блоки питания;

·       электронные реле;

·       измерительные преобразователи;

·       коммуникационные модули;

·       устройства промышленной связи;

·       частотные преобразователи.

Перед проектированием шкафа необходимо проверить допустимый диапазон температуры и влажности в документации производителя каждого устройства.

Что происходит без нагревателя

При правильно подобранной системе обогрева внутри шкафа поддерживается более стабильный микроклимат.

Без неё в неблагоприятных условиях возможно постепенное накопление влаги.

Сначала проблема может быть почти незаметной.

Затем появляются:

·       следы окисления;

·       коррозия;

·       нестабильные контакты;

·       случайные ошибки оборудования;

·       периодические аварийные остановки.

Такие неисправности особенно неприятны тем, что могут возникать нерегулярно.

Оборудование сегодня работает нормально, а после холодной влажной ночи система неожиданно выдаёт ошибку.

Как работает нагреватель для шкафа автоматики

В электротехнических шкафах обычно применяются компактные нагреватели, предназначенные для установки внутри корпуса.

В зависимости от конструкции они могут устанавливаться:

·       на DIN-рейку;

·       на монтажную панель;

·       на другую предусмотренную производителем поверхность.

При подаче питания нагреватель выделяет тепло.

Тёплый воздух поднимается вверх, поэтому при монтаже важно обеспечить свободную циркуляцию воздуха.

Не следует располагать чувствительные компоненты непосредственно над нагревательным элементом на слишком маленьком расстоянии.

Нагреватель лучше использовать с термостатом

Постоянная работа нагревателя обычно не требуется.

Гораздо эффективнее управлять им автоматически.

Для этого применяется термостат для шкафа автоматики.

Принцип простой:

температура снижается ниже заданного значения → термостат включает нагреватель;

температура повышается → нагреватель отключается.

Это позволяет:

·       снизить энергопотребление;

·       избежать лишнего нагрева оборудования;

·       поддерживать необходимую температуру автоматически;

·       увеличить ресурс системы.

Например, нагреватель может включаться только при снижении температуры внутри шкафа до установленного значения.

Конкретная уставка определяется условиями эксплуатации и требованиями установленного оборудования.

Когда нужен гигростат

Если основная проблема связана не столько с низкой температурой, сколько с высокой влажностью, может использоваться гигростат.

Он контролирует относительную влажность воздуха.

При достижении установленного значения гигростат может включить нагреватель.

В некоторых системах применяют комбинацию:

нагреватель + термостат + гигростат.

Такой вариант позволяет управлять микроклиматом шкафа более гибко.

Как подобрать мощность нагревателя

Нельзя выбирать нагреватель только по принципу «чем мощнее, тем лучше».

Необходимая мощность зависит от нескольких факторов:

·       размеров шкафа;

·       площади его поверхности;

·       материала корпуса;

·       теплоизоляции;

·       температуры окружающего воздуха;

·       минимально допустимой температуры внутри;

·       места установки — помещение или улица;

·       тепловыделения установленного оборудования;

·       условий вентиляции;

·       скорости движения воздуха вокруг шкафа.

Чем больше шкаф и чем больше разница между требуемой внутренней и наружной температурой, тем выше обычно требуется тепловая мощность.

Для небольшого шкафа может быть достаточно относительно компактного нагревателя, тогда как крупному напольному шкафу в холодном помещении может потребоваться значительно более мощная система или несколько нагревателей.

Оптимальный вариант — выполнять тепловой расчёт шкафа.

Где устанавливать нагреватель

Поскольку нагретый воздух поднимается вверх, нагреватели обычно располагают в нижней части шкафа.

Так естественная конвекция помогает распределять тёплый воздух по внутреннему объёму корпуса.

При этом необходимо соблюдать требования производителя к:

·       расстоянию до других компонентов;

·       направлению установки;

·       вентиляционным зазорам;

·       температуре окружающих элементов.

Нельзя закрывать нагреватель кабелями, проводами или оборудованием, препятствующим циркуляции воздуха.

Нужны ли одновременно нагреватель и вентилятор

Да, такая комбинация вполне возможна.

Эти устройства решают разные задачи.

Нагреватель используется преимущественно при низкой температуре и опасности образования конденсата.

Фильтр-вентилятор используется для отвода избыточного тепла из шкафа.

Например, зимой шкафу может требоваться обогрев, а летом — вентиляция.

Тогда система автоматически работает в разных режимах в зависимости от температуры.

Пример:

зимой: термостат → нагреватель;

летом: другой термостат → фильтр-вентилятор.

Это позволяет поддерживать рабочий диапазон температур оборудования в течение всего года.

Нагреватель не заменяет правильный выбор шкафа

Важно понимать: установка нагревателя сама по себе не решает все проблемы микроклимата.

Необходимо также учитывать:

·       степень защиты IP корпуса;

·       герметичность кабельных вводов;

·       наличие уплотнений;

·       правильность установки оборудования;

·       тепловыделение компонентов;

·       условия окружающей среды;

·       необходимость вентиляции или охлаждения.

Для уличной эксплуатации особенно важен комплексный подход.

Как понять, нужен ли нагреватель именно вашему шкафу

При проектировании стоит ответить на несколько вопросов:

1.     Какова минимальная температура окружающей среды?

2.     Какова максимально допустимая влажность?

3.     Возможны ли резкие изменения температуры?

4.     Установлен шкаф на улице или внутри здания?

5.     Отапливается ли помещение зимой?

6.     Какой температурный диапазон допускает установленное оборудование?

7.     Возможно ли образование точки росы?

8.     Сколько тепла выделяет оборудование при работе?

9.     Будет ли шкаф периодически отключаться?

Если присутствуют низкая температура, высокая влажность или риск конденсата, использование нагревателя стоит рассмотреть уже на этапе проектирования.

Частые ошибки при обогреве электротехнического шкафа

Одна из ошибок — установка слишком мощного нагревателя без автоматического управления.

В результате температура внутри может стать выше необходимой.

Вторая ошибка — установка нагревателя непосредственно рядом с чувствительной электроникой.

Третья — неправильное размещение. Например, нагреватель устанавливают в верхней части шкафа, хотя естественная конвекция эффективнее работает при его размещении снизу.

Четвёртая ошибка — попытка решить нагревателем проблему проникновения воды через негерметичный корпус или неправильно установленные кабельные вводы.

Нагреватель борется с условиями образования конденсата, но не является средством защиты от прямого попадания воды.

Итог

Нагреватель для шкафа автоматики нужен прежде всего там, где существует риск низкой температуры, повышенной влажности и образования конденсата.

Особенно актуален обогрев для:

·       уличных шкафов;

·       неотапливаемых помещений;

·       насосных станций;

·       складов и ангаров;

·       объектов водоснабжения;

·       шкафов с чувствительной электроникой;

·       оборудования, работающего при значительных температурных перепадах.

Правильно подобранный нагреватель в сочетании с термостатом или гигростатом помогает поддерживать стабильный микроклимат, уменьшить вероятность образования конденсата и повысить надёжность работы оборудования.

Компания «Алагар» предлагает широкий выбор педальных выключателей для промышленного оборудования. Наши специалисты помогут подобрать оптимальную модель с учетом условий эксплуатации, электрических характеристик и требований вашего производства. Доставляем оборудование по всей Беларуси и оказываем техническую поддержку при выборе.

💌 Напишите заявку: info@alagar.by
📞 Или просто позвоните:

‣ +375 (33) 309-70-06
‣ +375 (33) 309-80-06
‣ +375 (17) 243-99-73