Reklama
 
 
 
 
Podział i rozwiązania szaf sterowniczych Rittal
Ocena użytkowników: / 0
SłabyŚwietny 
Data dodania: 23.05.2022

W artykule opublikowanym w numerze 10/2021 Ch&K opisałem podstawowe parametry, na jakie trzeba zwrócić uwagę przy rozważaniach na temat doboru szaf sterowniczych oraz elementów
utrzymania właściwych parametrów środowiskowych wewnątrz nich. W tym artykule kontynuuję tę tematykę, skupiając się na podziale systemów klimatyzacji szaf.

 

 

Przypomnę, że kluczowymi parametrami powietrza, branymi pod uwagę przy doborze systemu klimatyzacji sprzętu elektrycznego i elektronicznego wewnątrz szaf sterowniczych, są:

  • temperatura;
  • ƒƒczystość powietrza;
  • wilgotność powietrza (zabezpieczenie przed kondensacją wilgoci).

 

20220523 Rittal otwierajace

 

Głównym parametrem, na którym musimy się skupić przy doborze odpowiedniego systemu chłodzenia jest temperatura wewnątrz szafy sterowniczej. Zastosowane rozwiązanie zawsze będzie ściśle związane z temperaturą otoczenia, w jakiej pracuje szafa, oraz oczywiście z wymaganym stopniem ochrony.

 


Rodzaje systemów klimatyzacji szaf sterowniczych

Systemy chłodzenia szaf sterowniczych w zdecydowanej większości są oparte na:

  • ƒƒzdolności chłodzenia przez obudowy szaf;
  • ƒƒbezpośrednim przepływie powietrza zewnętrznego przez szafy;
  • ƒƒchłodzeniu pośrednim z wykorzystaniem wymienników.

 

 

Podział ten nie jest stosowany w przypadku celów komercyjnych, między innymi dlatego, że nie uwzględnia rodzaju czynnika chłodzącego wykorzystanego w procesie chłodzenia.

Klarowniejszy, szczególnie ze względu na poziom kosztów oraz stopień komplikacji układu chłodzenia, jest sposób klasyfikacji systemów klimatyzacji stosowany przez firmę Rittal. Dzieli on systemy na te bazujące na chłodzeniu powietrzem, cieczą oraz na chłodzeniu klimatyzatorami. Dzięki takiemu podziałowi, nawet osoba niezorientowana w tematyce chłodzenia będzie z grubsza wiedziała o co chodzi w danym rozwiązaniu.

 


Systemy chłodzenia powietrzem

W układach chłodzonych powietrzem rozróżniamy trzy podstawowe systemy chłodzące:

  • ƒƒ chłodzenie bezpośrednio przez ściany zamkniętej szafy sterowniczej,
  • ƒƒ chłodzenie strumieniem powietrza zewnętrznego,
  • ƒƒ zastosowanie wymienników ciepła powietrze/powietrze.

 


Wszystkie trzy metody bazują na ujemnej różnicy temperatur pomiędzy oczekiwaną średnia temperatura wewnątrz szafy (zwykle 35°C), a środowiskiem zewnętrznym. Oczywiście im większa jest różnica temperatur tym większa jest wydajność chłodzenia. Łatwo się domyślić, że układy tego typu są najtańsze inwestycyjnie, ale muszą być stosowane w bardzo przemyślany sposób gwarantujący właściwe chłodzenie przez cały czas.


Chłodzenie przez powierzchnię szafy stosuje się przy obciążeniach cieplnych do 350 W, a w celu zapobieżenia powstawaniu gniazd ciepła można stosować wentylatory obiegowe. Zaletą tego typu rozwiązania jest bardzo wysoki stopień ochrony aż do IP68.


Dla niższych stopni ochrony do IP21 przy Twewn>Tzewn można stosować rozwiązanie polegające na naturalnym konwekcyjnym przepływie powietrza przez szafę sterowniczą. Otwór wlotowy znajduje się w dolnej części szafy, wylot na górze. Praktyczny zakres stosowania zależy oczywiście od temperatury zewnętrznej, ale przyjmuje się że tego typu rozwiązania sprawdzają się do mocy chłodniczej 500 W.

 

20220523 Rittal 1a

 

20220523 Rittal 1b

Rys. 1. Wentylatory filtrujące TopTherm

 

 

Znacznie częściej wykorzystywanym rozwiązaniem jest odprowadzanie ciepła przez zastosowanie wentylatorów filtrujących. Metoda ta stosowana jest w przypadku stopni ochrony IP54/55, w zakresie mocy chłodniczych do 2000 W, przy przepływie powietrza do 900 m3/h. Zaleca się, aby wentylator umieszczony był w dolnej części szafy, w celu wytworzenia wewnętrznego nadciśnienia.


W ofercie firmy Rittal znajduje się typoszereg innowacyjnych wentylatorów diagonalnych TopTherm, które – dzięki nowemu typowi konstrukcji – oferują równomierną i stałą wydajność powietrza. Wentylatory te dostępne są także w wersji EMC (Electromagnetic Compability) oraz w wersji EC ze zintegrowanym systemem sterownia do regulacji obrotów i monitorowania stanu pracy.

 

20220523 Rittal 2

Rys. 2. Wentylator dachowy

 

 

Dla rozwiązań wymagających zastosowania wentylatorów dachowych, w ofercie Rittal dostępne są energooszczędne i wydajne promieniowe wentylatory dachowe. Ich wydajność z matami filtracyjnymi to 841 m3/h, przy stopniu ochrony IP55. Wentylatory te są także dostępne w wersji EC z możliwością regulacji wydajności.


Kompaktowe wymienniki ciepła powietrze/powietrze TopTherm są stosowane w przypadku konieczności całkowitego rozdzielenia wewnętrznego (IP54) i zewnętrznego (IP34) strumienia powietrza przy wymaganych stosunkowo niskich (do 1000 W) mocach chłodniczych. Temperatura wewnątrz szafy regulowana jest elektronicznie, a minimalna temperatura zewnętrzna, w jakiej może pracować urządzenie to -5°C.

 

20220523 Rittal 3

Rys. 3. Wymiennik ciepła powietrze/powietrze

 

 

Chłodzenie klimatyzatorami
Klimatyzatory szaf sterowniczych są niezbędne w przypadku gdy temperatura wewnątrz szafy sterowniczej musi zostać obniżona poniżej temperatury otoczenia. Tego typu urządzenia poza wysokimi mocami chłodniczymi do 6 kW, gwarantują odprowadzenie ciepła dla temperatur zewnętrznych do 55÷60°C.

W ostatnich latach nastąpił znaczący rozwój w konstrukcji klimatyzatorów do chłodzenia szaf sterowniczych. W chwili obecnej klimatyzatory zabudowane na ścianach czy dachach szaf sterowniczych stały się zjawiskiem powszechnym. Śledząc ofertę klimatyzacji firmy Rittal od lat, obserwowałem jak urządzenia tego typu stawały się coraz ładniejsze, bardziej kompaktowe i bardziej energooszczędne.


Nie przypuszczałem jednak, że w dziedzinie klimatyzatorów szaf sterowniczych nastąpi aż taki przełom technologiczny. Od niedawna w ofercie firmy Rittal dostępne są klimatyzatory ścienne i dachowe z technologią hybrydową, wykorzystujące w jednym urządzeniu chłodzenie sprężarkowe zintegrowane z technologią rurki ciepła (heat pipe).

 


Klimatyzatory z technologią hybrydową noszą nazwę Blue e+ i są dostępne w wersji dachowej i naściennej równolegle ze „standardową” linią Blue e.

 

20220523 Rittal 4b

Rys. 4. Klimatyzator naścienny z Blue e+ z chłodzeniem hybrydowym

 

 

W klimatyzatorach Blue e+, zamontowane są dwa osobne obiegi chłodzenia. Jeden to klasyczny system sprężarkowy, drugi to układ heat pipe zintegrowany ze skraplaczem i parownikiem. Układ chłodniczy heat pipe pracuje bez sprężarki i innych urządzeń regulujących i ma formę rurki cieplnej zintegrowanej z parownikiem i skraplaczem. Znajdujący się wewnątrz rurki heat pipe czynnik chłodniczy (R134a) odbiera energię cieplną od zassanego powietrza z szafy sterowniczej i ulega odparowaniu. Gazowy czynnik chłodniczy unosi się w rurce do skraplacza. Przy odpowiednio niskiej temperaturze otoczenia w skraplaczu ulega schłodzeniu i, skraplając się, oddaje ciepło do otoczenia. Następnie płynny czynnik siłą ciężkości spływa ponownie do dołu.

 

W przypadku, gdy temperatura zewnętrzna poza szafą jest wyższa niż nastawa (domyślnie 35°C), klimatyzator Blue e+ działa na obiegu sprężarkowym. W momencie, gdy temperatura zewnętrzna jest niższa niż nastawa, załącza się drugi obieg chłodniczy z heat pipe, który może pracować równolegle z układem sprężarkowym lub samodzielnie, gdy temperatura zewnętrzna jest odpowiednio niska (poniżej 24°C). Cały układ działa podobnie do układów chłodniczych z free-coolingiem i jego sprawność ogólna jest ściśle związana z różnicą pomiędzy temperaturą w szafie sterowniczej a temperaturą otoczenia. Oczywiście w celu uzyskania jeszcze większej efektywności energetycznej zarówno sprężarka, jak i oba wentylatory urządzenia są sterowane
inwerterowo.
Jest to stanowczo produkt godny polecenia i uwagi!

 


Chłodzenie cieczą


Systemy chłodzenia szaf sterowniczych przy pomocy wymienników powietrze/woda pojawiły się stosunkowo niedawno i zyskują coraz większą popularność. Wcześniej unikano tego typu rozwiązań z powodu niebezpieczeństwa zalania w przypadku pęknięcia wymiennika. Doświadczenia firmy Rittal pokazały, że odpowiednio zaprojektowane i starannie wykonane wymienniki tego typy są bezpieczną alternatywą dla klimatyzatorów, a do tego można nimi usunąć więcej ciepła przy klasie zabezpieczenia IP55, a nawet IP56/59 dla wersji higienicznej.

 


Warunki temperaturowe, jakie trzeba zapewnić wewnątrz szafy sterowniczej, wręcz narzucają stosowanie tego rozwiązania, szczególnie w przypadku większej liczby szaf wymagających chłodzenia pośredniego. Przy zalecanej stosunkowo wysokiej temperaturze 35°C wewnątrz szafy temperatura cieczy chłodzącej może być na tyle wysoka (nawet do…30°C), że przez większość roku może być wykorzystywany free-cooling. Podgrzana w szafie ciecz może także stanowić atrakcyjne temperaturowo dolne źródło dla pomp ciepła.

 

 

20220523 Rittal 5

Rys. 5. Chiller Blue e, w wersji w obudowie wolnostojącej o moc chłodniczej 11÷25 kW

 

 

Wymienniki powietrze/woda w ofercie firmy Rittal występują w wersji naściennej i dachowej. W przypadku braku w obiekcie instalacji cieczy chłodniczej, firma Rittal posiada w swojej ofercie szeroką gamę wysokosprawnych chillerów zaprojektowanych specjalnie do współpracy z wymiennikami powietrze/woda.

 

 

Maciej ŻUK
– konsultant HVAC


Rittal Sp. z o.o.
The Park Warsaw – Budynek 3
ul. Krakowiaków 48
02-255 Warszawa
www.rittal.pl

 

PODOBNE ARTYKUŁY:

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2021-2022

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

  • Pompy ciepła 2018

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2018

  • Pompy ciepła 2015

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.