Выбор способа охлаждения электротехнического шкафа

Выбор способа охлаждения электротехнического шкафа

Если Вы читаете эту статью, то наверное не первый день знакомы со сферой промышленной автоматизацией, АСКУЭ, АИИСКУЭ, энергетикой, АСУ ТП, КИПа, ПАЗ и РЗА, встраиваемыми системами, SCADA и смежными направлениями. И так как вы являетесь специалистом в этой области, то мы опустим никому ненужную вводную часть и сразу перейдем к делу.

В своей статье мы хотим освятить такую важную тему, как климатика внутри электротехнического шкафа. Ведь помимо подбора оборудования в проект и пуско-наладки наступает период эксплуатации оборудования, который должен протекать многие годы. Но такие факторы как суточные колебания температуры внутри металлических шкафов, влажность, конденсат, а в последующем и коррозия могут значительно сократить жизнь оборудования.

Для того, что бы понять какое устройство для создания климата поставить в шкаф, необходимо знать какие способы охлаждения вообще существуют.

Естественная конвекция

Если температура снаружи шкафа ниже температуры внутри электротехнического шкафа, то отдача тепла во внешнюю среду происходит через поверхность шкафа. Этот способ эффективный при условии, если температура с наружи шкафа будет ниже требуемой температуры внутри шкафа на 25 градусов. При расчете уровня тепла, излучаемого электротехническим шкафом можно использовать простое уравнение:

– Тепловая энергия излучаемая во внешнюю среду с поверхности шкафа.

– Коэффициент теплоотдачи, зависит от материала:

Листовая сталь – 5,5

Пластмасса – 3,5

– Площадь поверхности электротехнического шкафа.

Следует отметить, что в формуле берется эффективная площадь теплообмена шкафа, и что способ установки шкафа: свободно стоящий, у стены, в нише — радикально влияет на теплообмен шкафа.

В области систем микроклимата для шкафов действуют несколько стандартов: IEC 60 890 (ранее МЭК 890), EN 60 814, DIN 57660 часть 500, VDE 0660 часть 500, являющиеся по сути одной и той же нормой, принятой разными институтами.

Стандартом предусмотрена классификация типов установки шкафов и указана формула для расчета эффективной площади теплообмена А — для каждого случая:

Один шкаф, свободно стоящий A = 1,8·H · (W + D) + 1,4 · W · D

Один шкаф, монтируемый на стену A = 1,4 · W · (H + D) + 1,8 · D · H

Крайний шкаф свободно стоящего ряда A = 1,4 · D · (H + W) + 1,8 · W · H

Крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену A = 1,4 · H · (W + D) + 1,4 · W · D

Не крайний шкаф свободно стоящего ряда A = 1,8 · W · H + 1,4 · W · D + D · H

Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену A = 1,4 · W · (H + D) + D · H

Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену, под козырьком A = 1,4 · W · H + 0,7 · W · D + D · H

Где, W — ширина шкафа, м; H — высота шкафа, м; D — глубина шкафа, м.

– Разница температур воздуха снаружи/внутри шкафа.

В данном случае устройство охлаждения не требуется.

Принудительная вентиляция

Принудительная вентиляция происходит с помощью вентилятора с фильтром используется в чистых помещениях с приемлемым колебанием температур, если требуемая температура внутри шкафа превышает температуру окружающей среды на 10 градусов. Для расчета необходимого потока воздуха используется уравнение:

– Воздушный поток, создаваемый вентилятором с фильтром.

– Тепловая энергия, образующаяся внутри шкафа за счет нагревания работающего установленного оборудования.

– Разница температур воздуха снаружи/внутри шкафа.

Электротехнические напольные шкафы Elbox серии EMS имеют в линейке аксессуаров стенки для монтажа вентиляторов. Стенки предназначен для обеспечения климат-контроля путем установки вентиляторов и выпускных фильтров. Уровень защиты сохраняется на уровне IP55. В нижнюю часть корпуса шкафа устанавливается вентилятор, в верхнюю — фильтр, который имеет одинаковый дизайн с вентилятором. Крепление вентилятора и фильтра производится методом защелкивания и не требует дополнительных крепежных элементов.

Рис.1 Стенки EMS-WF c установленными вентилятором и фильтром

Замкнутый контур охлаждения

Замкнутый контур охлаждения, при котором внутренняя воздушная среда изолирована от внешней и обеспечивает охлаждение и циркуляцию чистого воздуха внутри электротехнического шкафа, а температура внешней среды выше, чем необходимая внутри корпуса. Такое активное охлаждение происходит при помощи кондиционеров и теплообменников. При проектировании следует учитывать размер шкафа и температуру окружающей среды, используя диаграммы при расчетах. Для расчета требуемой мощности охлаждения используется уравнение:

– Холодопроизводительность кондиционера

– Тепловая энергия образующая внутри шкафа за счет нагревания работающих электротехнического оборудования

– Теплоотдача через корпус электротехнического шкафа (не учитывая коэффициент изоляции)

— Коэффициент теплоотдачи

– Площадь поверхности электротехнического шкафа

– Разница температур воздуха снаружи/внутри шкафа

Для определения мощности требуемого кондиционера необходимо использовать кривую производительности на Рис.2. Холодопроизводительность должна превышать примерно на 10% величину тепловых потерь от установленных компонентов.

Рис.2 Кривая производительности для определения мощности кондиционера

Российский производитель электротехнических шкафов Elbox вывел на рынок аксессуар для линейки напольных электротехнических шкафов EMS — крышу для монтажа кондиционера. Эти охлаждающие устройства предлагают уникальную безопасность для Вашего оборудования, которая реализуется с помощью запатентованной системы удаления конденсата и обеспечивает 100% защиту от образования конденсата. Отличаются простотой установки, мульти-контроллером с функцией энергосбережения и простотой обслуживания. Аксессуар сохраняет уровень защиты на уровне IP54. Плюсом такого решения является значительная экономия места в электротехническом шкафу. Крыша выполнена таким образом, что потолочные кондиционеры устанавливаются посередине шкафа.

Рис.3 Крыша для установки кондиционера

Исходя из выбранного способа вентиляции далее подбираются аксессуары. На основании электротехнического шкафа EMS торговой марки Elbox можно собрать решение с любым необходимым способом вентиляции.

Линейный электротехнический шкаф серии EMS — флагман торговой марки Elbox. Основу конструкции шкафа составляет инновационный сложный профиль МS. Несущая нагрузочная способность каркаса 1 800 кг при равномерно распределенной статической нагрузке.

Монтажная панель выполнена из оцинкованной листовой стали толщиной 3,0 мм, имеет двойную окантовку, что повышает несущую нагрузочную способность, которая составляет 600 кг/м2.

Далее, используя различные аксессуары, можно на основании корпуса EMS, дополнив его стенками либо крышей, создать шкаф с климатикой. При использовании монтажной шины EMS-RM-Х.23 с тремя поверхностями перфорации возможен монтаж в трех плоскостях, как в горизонтальном и вертикальном так и торцевых плоскостях. Распределенная нагрузочная способность монтажных шин EMS-RM-23.23 до 40 кг, EMS-РRM-48.23 до 80 кг и EMS-RM-73.23 до 180 кг. Если необходимо создать 19” пространство внутри шкафа, то комплект юнитовых направляющих из 4 вертикальных направляющих и 4 поперечных кронштейнов с возможность регулировки по глубине шкафа поможет его организовать.

Большим плюсом является производство в зоне таможенного союза, что позволяет использовать оборудование Elbox в процессе импортозамещения. Во-вторых, это цена, на которую не влияют курсы валют.

Торговая марта ELBOX является собственностью Производственной группа REMER (Россия), которой так же принадлежат такие торговые марки как ЦМО, и REM.

Производственная группа REMER отметила своё пятнадцатилетие. За это время было разработано более тысячи изделий, приобретен неоценимый опыт, что позволяет успешно конкурировать с западными производителями.

Жировой фильтр духовки

Трудно представить себе процесс готовки, который так или иначе не будет связан с жирами. Последние же, особенно при нагревании, имеют достаточно неприятное свойство для многих владельцев духовых шкафов оказываются от вентиляторов. Чтобы подобного не случилось, а ваша техника прослужила вам как можно дольше, и используют жировой фильтр.

Обычно эта важная деталь идёт в комплектации, что указывается непосредственно в инструкции. Её довольно трудно сломать, однако если всё же что — то случилось, обычно достаточно просто связаться с дилером, который подскажет, как именно заказать запасной вариант.

Достоинства жирового фильтра

Жировым фильтром обычно довольно удобно пользоваться. Часто он легко прикручивается, для чего необходимо только взять несколько болтов, идущих в комплектации и стандартную отвёртку. У отдельных марок жировой фильтр уже установлен, также многие производители организует автоматический монтаж фильтра при покупке конкретного варианта.

Ухаживать за ним довольно легко: можно просто очищать весь жир не с вентилятора, способного сломаться от подобного обращения, а с фильтра. Сегодня многие производители решили использовать при выпуске этой детали специальный легко моющийся материал, который достаточно протереть влажной тряпкой.

Также некоторые фирмы предлагают своим клиентам съёмный вариант обсуждаемой детали. Она ещё легче моется, её крайне трудно поцарапать, к тому же этот элемент можно совершенно спокойно вымыть в посудомоечной машине. Одним словом, доступных вариантов на рынке достаточно.

Отказ от фильтра

Стоит отметить, что некоторые производители пошли по другому пути развития своих линеек. Они стали отказываться от защиты от жира, сделав упор на автоматическом очищении, доступном в некоторых последних моделях, вышедших в 2015 году и ожидающихся в текущем, на рынке. Здесь сделан упор на пиролизе, особом процессе, который применительно по отношению к духовым шкафам означает сильное нагревание до определённой температуры, после которой идёт сжигание всего, что прилипло.

Благодаря указанному процессу поверхность удаётся довольно неплохо очистить, причём качественная стерилизация позволяет избежать риска появления микробов или же чего — то подобного. Всё, что успело «нарасти» на вентиляторе, просто — напросто эффективно сгорает, после чего можно остатки очень спокойно, без приложения дополнительных усилий, счистить и протереть поверхность тряпочкой. Это не займёт у вас много времени.

Однако если всё же хочется приобрести жировой фильтр, это можно сделать. Обычно подходят варианты от аналогичного производителя из той же линейки, только модели постарше выпуском, чем ваша. Однако обратите внимание при совершении подобной покупки: есть ли в конкретном вашем духовом шкафу посадочное место под жировой фильтр? При наличии соответствующей выемки вы сможете пригласить мастера и установить требующуюся деталь. В противном случае придётся обходиться пиролизом.

Устройство и применение ламинарных шкафов

Ламинарные воздушные потоки защищают рабочую зону от загрязнения частицами, находящимися в окружающем воздухе. Многим медицинским и исследовательским лабораториям требуется стерильная рабочая среда для проведения специализированных работ. Одним из самых распространенных решений для организации стерильного пространства являются ламинарные боксы (ламинары, ламинарные шкафы).

Ламинарный шкаф Herasafe Thermo Fisher Scientific

Почему ламинарный?

Ламинарный шкаф создает рабочую среду любого размера, прогоняя воздух через систему фильтрации и всасывая его через рабочую поверхность в ламинарном или однонаправленном воздушном потоке. Они обеспечивают отличную чистоту воздуха удовлетворяющую ряду лабораторных требований.

Использование

Ламинарные боксы подходят для различных исследований, особенно там, где требуется отдельная чистая окружающая среда для небольших предметов, например, чувствительных к частицам электронных устройств. В лаборатории ламинары обычно используются для специализированной работы. Шкафы могут быть адаптированы к конкретным требованиям лаборатории и также идеально подходят для общих лабораторных работ, особенно в медицинском, фармацевтическом, электронном и промышленном секторах.

Как они сделаны

Ламинарные боксы или шкафы с ламинарным потоком воздуха обычно изготавливаются из нержавеющей стали без зазоров или швов, тем самым предотвращая накопление бактерий в любом месте рабочей зоны.

Как они работают

Ламинарные шкафы работают за счет использования ламинарного потока воздуха, проходящего через один или несколько фильтров HEPA, предназначенных для создания свободной от частиц рабочей среды и обеспечения защиты образцов. Воздух проходит через систему фильтрации и затем всасывается через рабочую поверхность.

Обычно система фильтрации содержит предварительный фильтр и фильтр HEPA. Шкаф для ламинарного потока закрыт по бокам и в нем поддерживается постоянное положительное давление воздуха, чтобы предотвратить проникновение загрязненного воздуха в помещение.

Ламинарный или вытяжной шкаф?

Ламинарный бокс Herasafe Thermo Fisher Scientific

Следует отличать ламинарный и вытяжной шкаф. Последние используются более для вентиляции, чтобы защитить помещение лаборатории от попадания летучих ядовитых веществ. Ламинар же не только защищает помещение, но и образцы и приборы, находящиеся в нем.

Согласно мировым стандартам, ламинарные боксы разделают на три класса безопасности. Чем выше класс – тем выше защита.

• 1 класс защиты – осуществляет защиту окружающего пространства и оператора от опасных для здоровья веществ, но не создает стерильных условий работы.
• 2 класс защиты – в ламинаре осуществляется защита образцов, оператора и окражающего пространства от патогенных и токсичных веществ. Используются при производства лекарств, для работы с радиоактивными и токсичными химическими веществами.
• 3 класс защиты – осуществляется защита оператора, образцов и окружающей среды при работе с особо опасными материалами. Используются для безопасной работы с вирусами и бактериями самого высокого уровня опасности, канцерогенами и изотопами. Ламинары третьего класса защиты обладают полностью изолированной рабочей зоной, а также оснащены физическим барьером между рабочим местом и оператором.

Стоит отметить, что ламинарные шкафы первого класса отечественного производства не соответствуют мировым стандартам этого класса и в них воздушные потоки направлены наружу, поэтому бокс не защищает окружающую среду.

Типы ламинаров

Ламинарные шкафы могут изготавливаться как в горизонтальном, так и в вертикальном исполнении. Существует множество различных типов шкафов с различными типами воздушных потоков для разных целей.

• Вертикальные
• Горизонтальные

Все они обеспечивают рабочее пространство, не содержащее загрязнений, и могут быть адаптированы к требованиям любой лаборатории.

Горизонтальные ламинарные шкафы

Получили свое название из-за направления потока воздуха, который поступает сверху, а затем меняет направление и течет по горизонтали. Постоянный поток фильтрованного воздуха обеспечивает защиту материала и продукта.

Вертикальные ламинарные шкафы

В таких шкафах поток воздуха направлен вертикально вниз на рабочую зону. Воздух может покидать рабочую зону через отверстия в основании. Вертикальные ламинары могут обеспечить большую защиту оператора.

Другие статьи

Как выбрать правильную технологию секвенирования?

Базовое оборудование для культуральной лаборатории

Безопасность в лаборатории клеточных культур

О нас

Каталог

Клиентам

Мы в соцсетях:

Товар добавлен в корзину

Товар добавлен к сравнению

Согласие на обработку персональных данных

Настоящим подтверждаю, что я ознакомлен(-а) и согласен(-на) с условиями Политики в отношении обработки персональных данных. Настоящим я даю разрешение ООО «Компания Пущинские лаборатории» в целях информирования о товарах и услугах ООО «Компания Пущинские лаборатории», заключения и исполнения договора купли-продажи обрабатывать — собирать, записывать, систематизировать, накапливать, хранить, уточнять (обновлять, изменять), извлекать, использовать, передавать (в том числе поручать обработку другим лицам), обезличивать, блокировать, удалять, уничтожать — мои персональные данные: фамилию, имя, пол, дату рождения, номера домашнего и мобильного телефонов, адрес электронной почты, а также данные об интересах на основании анализа моих поисковых запросов и посещений Интернет-сайтов. Также я разрешаю ООО «Компания Пущинские лаборатории» в целях информирования о товарах, работах, услугах направлять на указанный мною адрес электронной почты и/или на номер мобильного телефона рекламу и информацию о товарах ООО «Компания Пущинские лаборатории». Согласие может быть отозвано мною в любой момент путем направления письменного уведомления по адресу ООО «Компания Пущинские лаборатории»

Особенности ламинарных боксов биологической безопасности

Стерильная среда важна не только для проведения лабораторных исследований. Особые, защищенные от пыли и микробов условия, необходимы для некоторых производственных технологий в разных сферах промышленности. Для создания такой среды используется специальное оборудование – стерильный ламинарный шкаф.

Что такое ламинар-бокс?

Высокотехнологичное укрытие представляет собой конструкцию с прозрачным ограждением рабочей зоны. В некоторых моделях боксов отсутствует передняя стенка для доступа оператора к рабочим образцам. В других физический контакт с внешней средой полностью исключен. Внутри бокса создается абсолютно стерильное и беспылевое пространство. Для этого используется технология направленных потоков.

Воздух всасывается и проходит через фильтрационную систему, включающую в себя один или несколько HEPA-фильтров. После очистки воздушные потоки подаются в рабочую зону, а потом выводятся наружу. Внутри бокса происходит постоянное движение очищенного воздуха, что обеспечивает стерильность пространства и отсутствие влияния на него окружающей среды. Важное условие стерильности – это постоянная поддержка положительного давления.

Выбор биологического ламинарного шкафа безопасности зависит от модификации, которые отличаются по следующим критериям:

• В зависимости от направления воздушных потоков выделяют устройства с вертикальной и горизонтальной подачей. Технология вертикальной подачи воздуха обеспечивает большую защиту оператора и исключает создание зон турбулентности. Такие боксы получили широкое распространение.
• Ламинарные шкафы могут иметь различное оснащение: одно или два рабочих места, мобильные или стационарные тумбы, разное количество фильтров, типы компрессоров.
• По степени защиты выделяют укрытия, которые не защищают окружающую среду и персонал от воздействия образцов, и боксы, которые гарантируют полную защищенность образцов, оператора и окружающего пространства.

Для изготовления боксов используются высококачественные материалы: рабочая поверхность – из нержавеющей стали, боковины – из закаленного стекла, внешние детали конструкции – из холоднокатанной стали с покрытием, которое можно мыть и дезинфицировать. Зазоры и швы исключены, так как в них могут накапливаться микроорганизмы. Также все боксы оснащаются подсветкой рабочей зоны, УФ-лампами.

Бокс отличается сложностью внутреннего устройства. В нем стоит микропроцессор, таймеры, сигнализация, датчики фильтров, ЖК-экран.

Сферы применения оборудования

Ламинар-боксы имеют широкий функционал. Работа с ламинарным боксом позволяет выполнять следующие задачи:

1. Обеспечивает оптимальные условия для проведения лабораторных опытов, диагностики, анализов.
2. Защищает продукты, рабочие материалы от заражения.
3. Препятствует вредному воздействию на оператора и ликвидируют выбросы в окружающую среду.
4. Позволяет работать с микрофлорой, микроорганизмами.

Применение ламинарных укрытий отличается разнообразием. Рассмотрим некоторые примеры.

• Выращивание клеток. Такие биотехнологии используются для создания антител, искусственных гормонов, ферментов. Оборудование необходимо в тканевой инженерии, для производства вакцин.
• Приготовление лекарств. Многие препараты должны делаться в стерильных условиях, поэтому ламинары стали важной частью оснащения фармацевтических заводов. Боксы позволяют работать с опасными веществами, вирусами.
• Сборка электроники. Обеспыленная зона с определенной влажностью, температурой и давлением важна для приборостроения, производства вычислительной техники.
• Оптика и лазерные технологии. Использование лазерных лучей исключает наличие любых загрязнений. Специальные условия необходимы и для изготовления оптоволокна.
• Молекулярная биология. Анализируется ДНК, производятся диагностика, клонирование и другие воздействия на молекулярном уровне.
• Пищевая промышленность. Приготовление некоторых продуктов требует специфических условий, включающих стерильность.
• Криминалистика. В исследовательских лабораториях анализируются ДНК-материалы и проводятся другие работы.

Шкафы имеют разные степени защиты. Так для некоторых действий, несущих угрозу здоровью персонала, необходимы устройства с максимальным уровнем защиты.

Классы ламинарных шкафов

Из-за большого разнообразия моделей необходима классификация ламинарных укрытий. Во всем мире существуют разные сертификаты. Однако наиболее распространенным стандартом, которого придерживаются европейские страны, стал ГОСТ Р ЕН 12469-2010.

Выделяют следующие классы шкафов биологической безопасности:

• I класс – это устройства с открытым проемом, через который оператор может выполнять те или иные действия. Безопасность камеры для оператора обеспечивается исключительно за счет направленных потоков очищенного воздуха. Опасные вещества всасываются в систему фильтров и очищаются, а после этого воздух выходит в помещение. Таким образом ламинарный бокс обеспечивает лишь защиту человека и окружающий среды. Также рабочая зона не получает стерильности.
• II класс – это конструкция, которая не только защищает персонал, но и снижает до минимума риск заражения объектов, с которыми ведется работа. Осуществляется удаление возможных загрязнений циркулирующим внутри камеры потоком воздуха. После очистки воздух снова направляется в камеру и лишь 30% выводятся наружу. Если в устройствах первого класса воздух поступает в рабочую зону сразу из помещения, то ламинарные боксы 2 класса биологической безопасности предусматривают его предварительную фильтрацию через решетку. Только небольшой объем попадает через отверстия для рук оператора. Движение воздушного потока в этом случае идет сверху вниз. Второй класс оборудования делится на подвиды: «А» — наружу выходит 30% отработанного воздуха, «В» — наружу выводится от 70 до 100% воздушных масс.
• III класс – это максимально герметичная конструкция, которая обеспечивает абсолютную стерильность рабочей зоны. Здесь нет открытых участков, через которые неочищенный воздух попадает в камеру. Все действия оператора осуществляются без непосредственного контакта – через специально встроенные перчатки. Поступающий воздух пропускается через систему HEPA-фильтров, а после – выводится наружу после тщательной очистки. Таким образом создается абсолютно стерильное пространство. Можно работать с опасными химикатами. Высокий уровень безопасности обеспечивается пониженным давлением. Бокс третьего класса подходит для работы со смертельно опасными веществами.

HEPA-фильтры способны удалить 99,95% микрочастичек любых загрязнений. Установка нескольких таких очищающих систем обеспечивает гарантированную защиту.

Как выбрать оборудование?

Не во всех случаях необходимо приобретать дорогое оборудование с максимальным классом защиты. Для того, чтобы покупка ламинарного шкафа принесла только положительные эмоции, стоит придерживаться следующих рекомендаций:

1. Для работы с веществами, которые относятся к первым трем классам безопасности, подходят все виды ламинар-боксов. Если же предстоит использовать объекты четвертой степени опасности, необходимо укрытие III класса.
2. Если для манипуляций необходимо создать стерильную зону, оптимальным решением будут конструкции II и III классов по европейскому стандарту.
3. Для работы с небольшим количеством летучих веществ и радионуклидов необходимы ламинары 2-го класса категорий «В» или «А» при условии включенной вытяжной системы в помещении.
4. Максимальную защиту от опасных веществ гарантируют боксы 3-го класса.
5. Для работы с мелкими веществами лучше выбирать шкафы с горизонтальным направлением воздуха, так как в вертикальном оно может выпасть из рук на обрабатываемые объекты.

Особенности работы с ламинарными боксами

Специфическое оборудование нуждается в соблюдении правил безопасности при работе с ним. Это обеспечит защиту персонала и эффективность процедур. Устанавливать бокс необходимо вдали от сквозняков и мест активного передвижения людей.

Алгоритм действий должен включать в себя:

• использование средств индивидуальной защиты – перчаток;
• все инструменты, которые используются, необходимо положить в шкаф;
• обязательная дезинфекция рабочей поверхности и стенок;
• после включения бокса необходимо выждать пять минут, столько же он должен работать «вхолостую» и по завершении работ;
• нельзя закрывать воздухозаборные решетки;
• желательно сидеть на максимальном расстоянии от бокса;
• все движения необходимо выполнять в медленном темпе;
• емкости для отходов устанавливаются внутри бокса.

К работе допускается только квалифицированный персонал, используются одноразовые инструменты. Все лишнее необходимо убрать из бокса.

В нашей компании вы сможете не только приобрести ламинар-боксы, но и получить подробную консультацию. Наши сотрудники подберут оборудование, которое подойдет для решения индивидуальных задач. Для заказа звоните по телефонам +7 (499) 113 56 52 , +375 (29) 555 57 22

В КАКИХ СТРАНАХ МЫ РАБОТАЕМ

За более чем 10 лет работы группа компаний MAX Clean Room успела поработать с 15 странами на рынках СНГ, Азии и Европы. На сегодняшний день офисы компании располагаются в 5 странах. Мы постоянно работаем над расширение географии работы и с радостью осваиваем новые страны и территории. Приглашаем местные компании к сотрудничеству!