Jste zde

Jak vyzrát na teplo aneb jak chladit rozvaděče

Antonín Vojáček, 15. Březen 2009 - 20:27

V nabídce společnosti STEGO nejsou jen produkty pro vytápění. Najdeme zde i chladící prostředky pro horké letní měsíce, rozvaděče, skříně a serverové stanice, kde je nutné zajistit aktivní chlazení pomocí ventilátorů. Ty lze vestavět do panelu či stěny rozvaděče, střechy velkých skříní nebo do 19" racku a řídit je termostaty a monitory proudění.

Zima končí, bude se určitě oteplovat a problém topení přejde na problém chlazení. Navíc chlazení je často aktuální po celý rok, protože v některých výrobních halách a provozech je elektronice horko po celý rok a správné chlazení je z pohledu životnosti a poruchovosti velmi důležité.

Z pohledu základních principů chlazení se obvykle využívá:

  • pasivní chlazení – využívá se odvodu tepla pomocí chladičů a přirozeného proudění vzduchu
  • aktivní chlazení – využívá se větráků a definované proudění a odtah horkého vzduchu

Pasivní chlazení sice může v některých případech postačovat, ale obvykle to znamená výraznou limitaci maximálního využití výkonů použité elektroniky. Zvláště se ho využívá u systémů, kde je nutné dosáhnout maximálního stupně krytí (IP56 a vyšší), protože zde již nelze počítat s otvory pro možnost přívodu externího vzduchu a vyžaduje se maximální tichost, bezporuchovost nebo velmi nízká spotřeba el. energie. Jinde se běžně využívá aktivního chlazení. Pravda však je, že i ve skříních a rozvaděčích se využívá lokálního aktivního chlazení, kde sice není přístup okolního / venkovního chladnějšího vzduchu, ale alespoň se vytváří vnitřní definované proudění uvnitř skříně a tím se využívá celé chladící plochy (stěn) skříně.

Možnosti chlazení s výrobky STEGO

Firma Stego se ve své nabídce specializuje právě na prvky aktivního chlazení celých skříní a rozvaděčů nebo velkých průmyslových systémů a pro tyto účely nenabízí jen samotné ventilátory, ale kompletní provedení do panelů, dveří, stěn apod., včetně upevnění a komponent pro zajištění směru a řízení proudění i filtraci chladného i horkého vzduchu. To bývá často opomíjeno a samotné použití větráku může být k ničemu, když jím vytvářené proudění vzduchu odvádí horký vzduch od jedné komponenty na jinou, místo toho, aby jej odváděl pryč. Nabízí tedy to, co již není tak snadné sehnat, na rozdíl od samostatných větráků, kterých je obecně na trhu velké množství různých výrobců.

Vestavné ventilátory s filtrem

To je hlavní sortiment společnosti STEGO. V nabídce jsou jak vestavitelná provedení do panelů a stěn rozvaděčů, tak pro moduly do racku v 19“ skříních vyžívané například pro počítačové sítě a telefonní úsředny. Také jsou k dispozici provedení jak vnitřní, tak venkovní, které musí odolat vlivu trvalého slunečního záření, nárazů, kontaktu s hmyzem či jinými živočichy a poskytují stupeň krytí až IP55.

Řadu FF 018 představují do stěny nebo panelu vestavné ventilátory s filtrem pro vnitřní i venkovní použití, které jsou primárně určené pro zajištějí chlazení skříní s elektrickými a elektronickými součástmi nuceným oběhem vzduchu. Teplota ve skříni se snižuje přiváděním filtrovaného chladnějšího okolního vzduchu a odváděním ohřátého vzduchu ze skříně. Výsledné proudění vzduchu zabraňuje tvoření tepelných ložisek a chrání elektronické součásti před přehřátím. K dispozici jsou provedení s výkonem 21 až 550 m3 vzduchu za hodinu. Použité plasty jsou odolné vůči povětrnostním podmínkám a UV záření, přičemž u venkovního provedení s vysokým stupněm krytí IP55 se ještě využívá speciální nárazu vzdorná konstrukce s jemnou filtrační vložkou, která je pro čištění a výměnu umístěna pod uzamykatelnými dvířky. Z pohledu instalace ventilátorů je nutné ve stěně nebo panelu vytvořit montážní výřez od 97 x 97 mm až do 250 x 250 mm (dle výkonu) a zástabová hloubka se pohybuje od 45 do 107 mm.


 

Řada RFF 018 je stropní ventilátor opět s filtrem, který je vhodný pro zajištění chlazení ve velmi velkých uzavřených skříních s elektrickými a elektronickými součástmi nuceným oběhem vzduchu rychlostí až 350 m3/h. I při výbavě čtyřmi integrovanými axiálními ventilátory s kuličkovými ložisky a s plastovým rotorem v hliníkovém rámu, které spolehlivě a účinně odvádí nežádoucí teplo mimo skříň, má velmi nízkou hladinu hlučnosti (jen 55 dB). Umožňuje rychlou a snadnou instalaci a poskytuje krytí až IP43. Stropní výstupní mřížka slouží k pasivní ventilaci a výhodou je také minimální zástavbová výška 44 mm ve skříni a 62 mm nad ní. Minimální životnost je dána výrobcem jako 50 000 provozních hodin při teplotě 25°C. Z důvodů kompenzace tlaku ve skříňovém rozváděči a zajištění cirkulace vzduchu však musí být střešní ventilátor s filtrem používán vždy v kombinaci se vstupním ventilátorem s filtrem nebo se výstupním / vstupním filtrem.

 

Posledním důležitým zástupcem je řada LE 019. To jsou 19“ modulové ventilátory pro 19“ skříně / racky obsahující 3 až 8 axiálních ventilátorů s kuličkovými ložisky a s plastovými rotory v hliníkovém tělese. Z udaného použití je zřejmá vodorovná montážní poloha, kdy proud vzduchu (až 486 až 1728 m3/h) jde zespoda nahoru. Příkon ventilátoru je tak 45 až 135 W při otáčkách ventilátorů 2600 nebo 2900 /min. Možné je zakoupit provedení bez nebo s integrovaným termostatem 0 až 60°C. V provedení bez ventilátoru však výrobce (firma STEGO) důrazně doporučuje zapojit duální termostat STEGO (ZR 011, obj. č. 01176.0-00) pro regulaci teploty a připojení optického nebo akustického signálního čidla s výstražnou funkcí v případě přehřátí nebo selhání ventilátoru.

  

 

Konstrukce a příklad montáže ventilátorů řady FF 018

Monitory průtoku vzduchu LC 013 / LCF 013

Monitory (snímače) průtoku vzduchu jsou zařízení sloužící k indikuci ztráty proudění vzduchu ventilátorem při jeho selhání nebo nadměrném znečištění fitru bez ohledu na směr proudění. Signál z monitoru proudění je tak využíván pro kontrolu funkčnosti ventilátorů v uzavřených skříňových rozváděčích s ochranou třídy I. Díky jednoduchému mechanickému principu činnosti, kdy proudem vzduchu naklápěný jazýček (překlopení dojde při rychlosti cca 2,5 m/s) je spojen s mechanickým kontaktem, který je jím přepínán. Monitory LC 013 / LCF 013 jsou tak plnohodnotnou alternativou elektronických monitorovacích systémů, navíc je „moderní“ tím, že má nulovou spotřebu. Přesněji řečeno nepotřebuje žádné napájení. Umožňuje tak přímo zapojit a spínat napájení (až 230 VAC) pro akustické nebo optické signalizační zařízení nebo může být připojen k dálkově řízeným kontrolním systémům. Pro zapínání spotřebičů s vyšším výkonem (> 10 W nebo 500 mA) je však nutné zapojit přes relé (např. relé STEGO typu SM 010).

Monitor proudění vzduchu s rozpínacím kontaktem NC zapíná při poklesu proudění pod mezní rychlost a tím indikuje selhání ventilátoru (např. červenou kontrolkou). Monitor se zapínacím kontaktem NO zapíná, pokud je při dostatečné rychlosti proudění vzduchu a signál lze využít pro zobrazení správné funkce ventilátoru (např. zelenou kontrolkou).

Příklad umístění monitoru průtoku na mřížce větráku

Regulace teploty termostaty STEGO

Aby ventilátory nemusely běžet neustále, ale pracovaly jen když je to potřeba, je nutné je řídit pomocí teplotních termostatů. Zatímco některá provedení mají již termostat integrován, k jiným je nutné připojit termostat externí. I v tomto směru má STEGO velmi širokou nabídku fixně nastavených nebo uživatelem nastavitelných mechanických bimetalových i elektronických PTC termostatů na DIN lištu.

Katalog obsahuje následující termostaty:

  • Kompaktní nastavitelný KTO 011 / KTS 011
  • Fixně nastavený FTO 011 / FTS 011
  • Duální ZR 011
  • Duální fixně nastavený FTD 011
  • Mechanický nastavitelný FZK 011
  • Elektronický ET 011 (DC 24 V)

 

Mechanické termostaty fixně nastavené sice nemají možnost ovládání, ale lze je mít v provedení s rozpínacím kontaktem (NC) při překročení teploty v teplotách 15 a 25 °C nebo v provedení se spínacím kontaktem při překročení teploty 35, 50 a 60°C. Duální provedení pak obsahuje jeden rozpínací modul pro řízení topení (topná tělesa) a jeden spínací modul pro řízení chlazení (ventilátory). Podobně jsou řešeny i nastavitelné mechanické termostaty, které v provedení pro vytápění mají rozpínací kontakt a regulaci v rozsahu -10 až 50°C nebo 0 až 60°C, zatímco v provedení pro chlazení mají spínací kontakt a nastavitelný rozsah také 0 až 60°C nebo 20 až 80°C. Ve všech případech je hystereze 7°C. Kontakty zvládnou zatížení až 30W při spínání stejnosměrného výkonu nebo až 10 A při napětí 230 VAC.

Na elektronický termostat, na rozdíl od výše uvedených mechanických, které nepotřebují napájení, je nutné připojit napětí 24 VDC, aby vůbec detekoval. Na druhou stranu se odmění přesným měřením teploty v rozsahu 0 až 60°C s chybou do 1°C místo 4°C u bimetalů, díky nasazení PTC termistoru jako snímacího prvku. Hystereze tak může být jen 3°C. Výstupní kontakt je přepínací s živostností větší než 100 000 přepnutí.

 

 

Elekronický termostat je přesnější, ale vyžaduje napájení 24 VDC

Příklad zapojení fixně nastaveného duálního termostatu FTD011 pro řízení topení i chlazení

Závěr

V dnešní době výkonných procesorů a počítačů se ve většině případů nelze bez aktivního chlazení obejít, protože doposud platí úměra výkonný procesor = velký zdroj zdrátového tepla, které je nutné včas a účinně odvést. I když se v budoucnu povede tento jev omezit, stále rostoucí podíl elektronických obvodů na řízení výrobních procesů, dopravních prostředků, našich domovů a domácností bude neustále generovat velké množství tepla. A proto i v dlouhodobém výhledu bude potřeba chladících prvky používat a instalovat. Proto se vám jistě hodí nejen zde uvedené, ale i bližší informace o produktech STEGO, které najdete přímo na českých firemních stránkách www.stego.cz, kde najdete ke stažení i obsáhlý český pdf katalog a podrobnými technickými daty. Dále si zde můžete v on-line formuláři navrhnout vhodný způsob chlazení dle vámi zadaných požadavků.

Antonín Vojáček

DOWNLOAD & Odkazy

Hodnocení článku: