Охлаждение электрощита мобильным кондиционером Russel: как направить поток

Мобильный кондиционер Russel RPAC охлаждает электрощит через воздух вокруг него. Патрубки с холодным воздухом направляют к приточной решётке шкафа или вдоль стенок закрытого корпуса, горячий воздух от конденсатора выводят из помещения, а встроенный насос откачивает конденсат по шлангу в сторону от электрооборудования. Схема рассчитана на временную работу: жаркий сезон, ремонт штатного кондиционера, пусконаладку.

При охлаждении электрощита мобильным кондиционером вопрос, как направить поток, решают вторым шагом. Сначала считают, сколько холода останется: у младшей модели RPAC-16H через конденсатор уходит 2400 м³/ч, втрое больше холодного потока, и столько же воздуха помещение должно получить обратно.

Сколько тепла выделяет щит и какую температуру держать

Тепловая нагрузка складывается из двух частей. Первая — потери оборудования внутри шкафа: преобразователей частоты, источников питания, трансформаторов. Они указаны в документации устройств в ваттах; берут потери при наибольшей одновременной нагрузке жаркого периода, номиналы всех присоединений не складывают. Вторая часть — теплопритоки помещения через стены и перекрытие, от солнца и освещения.

Целевую температуру берут из той же документации — это допустимая температура воздуха возле устройств внутри шкафа. Уставку RPAC (на панели — от 10 до 45 °C) подбирают так, чтобы до этой границы оставался запас; уставка ниже 18 °C выходит за границу из раздела безопасности паспорта и переохлаждает металл шкафа.

Условный пример: потери оборудования по паспортам — 1,5 кВт, прочие теплопритоки небольшой щитовой без учёта воздухообмена — 1 кВт, итого 2,5 кВт. Холодопроизводительность RPAC-16H — 4,68 кВт, её определили на испытаниях при 35 °C. Из этого запаса ещё предстоит вычесть нагрузку от воздуха, который придёт на замену выброшенному.

Модели RPAC и тепло, которое придётся вывести

В нашем ассортименте шесть промышленных мобильных кондиционеров RPAC: три однофазных на 220 В и три трёхфазных на 380 В. Для щитовой важнее всего тепло, которое отдаёт конденсатор, и расход воздуха через него.

* Оценка сверху: сумма холодопроизводительности и потребляемой мощности. В горячий поток уходят тепло, снятое в помещении, и почти вся электрическая мощность агрегата.

Старшие модели весят 250–290 кг при габаритах около 0,8 × 1,4 × 1,5 м — заранее проверяют дверной проём и пол.

Куда направить холодный поток у шкафа

Холодный воздух выходит через гибкие патрубки на верхней панели. Каждый поворачивается примерно на 300° по горизонтали и изгибается по вертикали в пределах, указанных в паспорте; в запретном секторе поворота, где метка патрубка совпадает с риской на корпусе, агрегат выключается. В комплекте идут патрубки по 0,5 м, предельная длина — 9 м; при удлинении сечение не сужают и проверяют, что поток на выходе не ослаб.

Куда вести струю, зависит от того, как щит отдаёт тепло:

• шкаф с вентиляционными решётками или фильтрующими вентиляторами забирает воздух через приточную решётку (обычно внизу двери или боковой стенки) — холодный поток направляют туда, по ходу собственной вентиляции шкафа;
• закрытый шкаф без вентиляции отдаёт тепло через стенки — струю ведут вдоль двери и боковин;
• для ряда шкафов патрубки разводят вдоль фронта, чтобы каждый шкаф получил свою часть потока.

Сопло держат на расстоянии от металла, чтобы холодный воздух успел перемешаться с воздухом помещения. Причина — точка росы: при 30 °C и относительной влажности 50 % она около 18,4 °C. Если бы вся мощность RPAC-16H шла только на понижение температуры, поток 800 м³/ч остывал бы примерно на 17,5 К. Часть мощности уходит на осушение, и струя теплее, но участок двери, на который она бьёт в упор, может охладиться ниже точки росы, и на нём выпадет влага. Патрубок не заводят внутрь открытого шкафа и не направляют на токоведущие части, а когда у щита работают электромонтёры, поток отводят от людей: паспорт предупреждает о вреде долгого обдува холодным воздухом.

Если термостат поставленного агрегата работает по выносному датчику из комплекта, датчик размещают у приточной зоны щита, вне прямой струи.

Горячий воздух и воздух на замену

Нагретый воздух конденсатора выходит через круглый патрубок на верхней панели. Напор вентилятора конденсатора — 85 Па у RPAC-16H…47H и 150 Па у 60H и 85H, поэтому отвод делают коротким и выводят наружу или в большой объём, откуда тепло не вернётся.

Без отвода холодная струя у щита сохраняется, а тепло конденсатора возвращается в ту же комнату. В итоге помещение получает тепло, равное потребляемой мощности: 1,7 кВт у RPAC-16H. Работа без воздуховода горячего воздуха допустима в складах с высокими перекрытиями; маленькой электрощитовой нужен отвод.

Когда отвод выведен, на замену выброшенному воздуху через дверь или решётку приходит воздух из соседних помещений. Если он теплее воздуха щитовой, разница превращается в нагрузку: 2400 м³/ч из коридора, где держится температура на 3 К выше, добавляют около 2,4 кВт — половину холодопроизводительности RPAC-16H. В нашем примере сумма вырастет до 4,9 кВт и превысит 4,68 кВт агрегата.

Старшая модель увеличивает и этот поток. У RPAC-25H через конденсатор идёт 3600 м³/ч, та же разница в 3 К даёт 3,6 кВт, итог — 6,1 кВт против 7,32 кВт. Паспортная цифра получена при 35 °C; в более прохладной щитовой агрегат даст меньше, а часть мощности уйдёт на осушение входящего воздуха, так что запас около 1 кВт может исчезнуть. У RPAC-35H нагрузка составит 6,7 кВт против 10,5 кВт: запас надёжный, но проём нужен под 4200 м³/ч.

Поэтому воздух на замену берут из самого прохладного доступного объёма, а проём рассчитывают на расход конденсатора выбранной модели. При скорости в проёме около 2 м/с для 2400 м³/ч нужно примерно 0,3 м² живого сечения, для 3600 м³/ч — около 0,5 м²; щели под дверью для этого мало. Решётка в двери подходит, если её сечения хватает и конструкция двери это допускает.

Вода, электропитание и циклы компрессора рядом со щитом

Конденсат собирается в поддоне и поступает в резервуар встроенного дренажного насоса, который откачивает воду по шлангу. Шланг ведут к трапу или в ёмкость, в сторону от щита и кабельных вводов. Когда резервуар полон, на табло появляется код FU и агрегат останавливается. Если под агрегатом появилась вода, его выключают и проверяют насос; место установки выбирают так, чтобы возможная протечка не дошла до щита.

Питание — отдельная заземлённая линия с УЗО на 30 мА, без других потребителей; УЗО в комплект не входит. Паспорт указывает диапазон 198–244 В без привязки к модели; по смыслу он относится к однофазным RPAC-16H, 25H и 35H, а старшим моделям нужна трёхфазная сеть 380 В.

Компрессор работает циклами: при достижении заданной температуры он останавливается и снова запускается не раньше чем через 3 минуты. Настройки после перерыва питания сохраняются, но паспорт советует до восстановления сети перевести выключатель в положение «ВЫКЛ», иначе может перегореть предохранитель. В щитовой без персонала агрегат проверяют после каждого отключения сети. Круглосуточный режим паспорт отдельно не описывает, поэтому длительную непрерывную работу заранее согласуют с поставщиком.

Агрегат ставят на ровный горизонтальный пол без вибрации и фиксируют колёса стопорами. Переднюю решётку с фильтром, патрубки и выход горячего воздуха ничем не загораживают. Паспорт допускает установку задней стенкой к стене, но на сайте бренда конденсатор описан сзади, за решёткой и со своим фильтром; перед установкой вплотную это проверяют на поставленном агрегате. Верхняя граница температуры воздуха в помещении — 45 °C, обслуживание — только с вынутой вилкой.

Проверка выбора: от нагрузки до замера в шкафу

1. Суммировать потери оборудования щита и теплопритоки помещения.
2. Предварительно выбрать модель с учётом доступного питания: 220 или 380 В.
3. Добавить нагрузку от воздуха на замену по расходу конденсатора этой модели и снова сравнить с холодопроизводительностью; при смене модели расчёт повторить.
4. После пуска измерить температуру внутри шкафа при рабочей нагрузке и сравнить с допустимой.

Щитовые, где нужна стационарная система или охлаждение шкафа изнутри

Мобильный RPAC рассчитан на временную работу. Стационарную систему или шкафное охлаждение закладывают, если щит работает круглый год и нужна резервная линия, а также когда горячий воздух некуда вывести или нельзя организовать приток на замену.

Отдельное ограничение — среда. Паспорт RPAC запрещает работу при электропроводящей пыли (железо, графит, алюминий), обилии смазочно-охлаждающей жидкости или минерального масла, коррозионных газах, горючих и взрывоопасных веществах — такое бывает в щитовых при механических цехах. Если же тепло сосредоточено внутри закрытого шкафа с высокой степенью защиты, охлаждение помещения снимает его только через стенки, и для мощных преобразователей этого может не хватить — тогда шкаф охлаждают изнутри.