Ayrılmış alanın dağıtım kutusunun ısı dağılma performansını etkilemediğinden nasıl emin olabilirsiniz?

 

Tasarımı yaparkendağıtım kutusunun muhafazası,Tasarım ekibimiz, ayrılmış alanın ısı dağılmasını etkilememesini sağlamak için çeşitli faktörleri dikkate almalıdır.

 

Ayrılmış alanın yerini, ısı üreten bileşenlerden uzak tutmak ve yerleşik ısı yayma kanallarıyla tutarlı olarak dikkatlice planlıyoruz. İkincisi, ayrılmış alana ek ısı yayma kanalları ekleyerek ve akıllı termal kontrol sistemleri uygulayarak ısı yayma tasarımını optimize ediyoruz. Üçüncüsü, uygun malzemeler seçiyoruz, yalıtım için ısıya dayanıklı malzemeler kullanıyoruz ve iyi ısı yayma performansına sahip muhafaza malzemelerini seçiyoruz. Son olarak, ayrılmış alanın dağıtım kutusunun genel ısı dağılma performansından ödün vermemesini sağlamak için tasarımı doğrulamak ve optimize etmek için termal simülasyonlar ve gerçek testler gerçekleştiriyoruz.

 

İçindekiler

1. Ayrılmış alanın makul şekilde planlanması

2. Isı dağılımı tasarımının optimizasyonu

3. Malzeme seçimi ve ısı yalıtım işlemi

4. Simülasyon ve test etme

 

 

 

1. Ayrılmış alan konumunun makul şekilde planlanması

Konsantre ısı kaynağı alanından uzak durun:

Farklı elektrikli bileşenlerin ısı üretimidağıtım kutusubüyük ölçüde değişir. Yüksek güçlü transformatörler, redresörler ve yüksek güçlü dirençler gibi bileşenler çalışırken çok fazla ısı üretir ve ana ısı kaynaklarıdır. Ayrılan alanı planlarken, bu ısı kaynağı bileşenlerinin ısı yayılım aralığını doğru bir şekilde ölçmek ve termal kameralar gibi ekipmanlar aracılığıyla farklı yükler altında termal alan dağılımlarını elde etmek gerekir. Örneğin tipik bir endüstriyel dağıtım kutusunda, yüksek güçlü transformatör çalışırken, etrafındaki 15-20 cm'lik sıcaklık önemli ölçüde artar. Bu nedenle, ısı kaynağına yakınlık nedeniyle aşırı yerel sıcaklığın oluşmasını önlemek ve ayrılmış alanın gelecekte kullanım olasılığını etkilemekten kaçınmak ve aynı zamanda bu ısı kaynaklarından en az 20 cm uzakta, ayrılmış alan kenar veya köşe konumuna ayarlanmalıdır. normal çalışan diğer bileşenlerin ısı dağılımının önündeki engeller.

Ek olarak, ısı kaynağı bileşenlerinin ısı yayılma yönü de dikkate alınmalıdır. Bazı bileşenler ısıyı yukarı doğru dağıtabilirken, diğerleri ısıyı yanal olarak dağıtabilir. Örneğin, bazı dikey olarak monte edilmiş güç modülleri esas olarak ısıyı yukarı doğru dağıtır. Bu durumda, ayrılmış alan sadece yatay yönde ısı kaynağından uzakta olmamalı, aynı zamanda sıcak hava akışının ayrılmış alanı doğrudan etkilemesini önlemek için dikey yönde belirli bir mesafeyi korumalıdır.

Isı dağılma kanalının düzeni ile birlikte:
Dağıtım kutusunun yerleşik ısı dağılma kanalı prensibini ve hava akışı yönünü derinlemesine anlamak çok önemlidir. Dağıtım kutusu, alt hava alımının ve üst hava çıkışının doğal konveksiyon ısı dağılma yöntemini benimserse, bu sıcak hava yükselmesi ve soğuk hava ikmal prensibine dayanır. Şu anda, ayrılmış alan, hava akışını bir "barikat" gibi engellememek için hava girişinin ve çıkışının düz kanalına yerleştirilmemelidir. Örneğin, küçük bir dağıtım kutusunda, hava girişi alt tarafın sol tarafında bulunur ve hava çıkışı üstün sağ tarafında bulunur ve hava akışı çapraz yönde yükselir. Ayrılmış alan, ısı dağılma kanalına paralel bir konumda ayarlanabilir, ancak havanın dağıtım kutusunda düzgün bir şekilde akabileceğini ve ısıyı alabilmesini sağlamak için dağıtım kutusunun sağ kenarı gibi hava akışını engellemez.

Zorunlu havalandırmayı ısıyı dağıtmak için kullanan dağıtım kutuları için, yani fan ve diğer ekipmanlardan hava akışını hızlandırmak için, ayrılmış alan ayrıca fanın hava besleme yönüne ve hava akışı organizasyonuna göre planlanmalıdır. Örneğin, eksenel fanlar genellikle bir uçtan diğerine hava üfler ve ayrılmış alan, hava akışının ve ısı yayılma verimliliğinin muntazam dağılımına müdahale etmekten kaçınmak için fanın doğrudan üfleme yolundan ve ana hava akış kanalından kaçınmalıdır.

 

2. Isı dağılımı tasarımını optimize edin
Isı dağıtım kanalları ekleyin:

Ayrılmış alan için, ek ısı yayma kanalları tasarlamak çok gereklidir. Örneğin, ayrılmış alan ile ısıtma elemanı arasında bir kılavuz plaka ayarlanır. Kılavuz plaka ince alüminyum plaka veya plastik malzemeden yapılabilir. Şekli ve açısı, dağıtım kutusundaki hava akışı yönüne ve ayrılmış alanın konumuna göre tam olarak tasarlanmalıdır. CFD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) simülasyon yazılımı yoluyla, kılavuz plakanın en uygun şekil ve montaj açısı, sıcak havanın hava çıkışına hızlı bir şekilde akması ve ayrılmış alanın yakınında sıcak hava birikmesini önlemek için belirlenebilir. Örneğin, kılavuz plaka, ısıtma elemanından yayılan sıcak havayı, ayrılmış alanın etrafında girdap oluşturmadan hava çıkışının yönüne etkili bir şekilde yönlendirebilen 45- derece açısında eğilecek şekilde tasarlanmıştır.
Kılavuz plakaya ek olarak, ayrılmış alanın yan duvarında veya tabanında küçük delikler açılabilir. Bu deliklerin boyutu, sayısı ve yeri hesaplama ve deney ile belirlenmelidir. Havalandırma çok küçükse, hava sirkülasyonu pürüzsüz değildir ve ısı etkili bir şekilde çıkarılamaz; Havalandırma çok büyükse, dağıtım kutusunun koruma seviyesini etkileyebilir. Genel olarak konuşursak, havalandırma deliklerinin toplam alanı ayrılmış alanın hacmine ve beklenen ısı çıkışına göre belirlenmelidir. Referans olarak, her metreküp ayrılmış alan için 5-10 kare santimetrelik bir havalandırma alanı ayarlanabilir. Aynı zamanda, toz ve diğer yabancı nesnelerin dağıtım kutusuna girmesini ve elektrik bileşenlerinin performansını etkilemesini önlemek için deliklere toz ekranları monte edilmelidir.

Akıllı Isı Dağılımı Kontrolü benimseyin:
Akıllı sıcaklık kontrollü fanlar gibi akıllı ısı yayılma ekipmanlarının kurulması, hassas ısı dağılımı elde etmek için etkili bir araçtır. Akıllı sıcaklık kontrol sistemi sıcaklık sensörleri, kontrolörler ve fanlardan oluşur. Sıcaklık sensörleri, sıcaklık değişikliklerini gerçek zamanlı olarak izlemek için dağıtım kutusundaki çeşitli anahtar konumlarda, özellikle ayrılmış alanın yakınında dağıtılmalıdır. Dağıtım kutusundaki sıcaklık arttığında, sensör sıcaklık sinyalini kontrolöre iletir, bu da ısı dağılmasını arttırmak için fan hızını önceden ayarlanmış sıcaklığa göre otomatik olarak ayarlar. Örneğin, ayrılmış alana yakınındaki sıcaklık 40 dereceye ulaştığında, kontrolör bu alandaki sıcaklığın artmaya devam etmemesini sağlamak için fan hızını 1000 rpm'den 1500 rpm'ye çıkarır.
Ayrıca değişken frekanslı fanlar, daha iyi ısı dağılımı kontrolü elde etmek amacıyla fan hızını sıcaklık değişikliklerine göre kademesiz olarak ayarlamak için de kullanılabilir. Aynı zamanda, akıllı sıcaklık kontrol sistemi, dağıtım kutusunun izleme sistemi ile entegre edilmiştir ve dağıtım kutusundaki sıcaklık koşulları ve fan çalışma durumu, potansiyel ısı dağılımı sorunlarını zamanında tespit etmek için ağ üzerinden uzaktan izlenir ve ayarlamalar yapın.

 

3. Malzeme seçimi ve termal yalıtım tedavisi

Isı yalıtım malzemeleri kullanın:

Ayrılmış boşluk ile ısıtma elemanı arasına yalıtım malzemeleri kurulur ve ayrılmış alana etkili bir şekilde bloke etmek, ayrılmış alan üzerindeki termal etkiyi azaltmak ve dağıtım kutusunun genel ısı dağılma performansını etkilemez. Örneğin, seramik fiber yalıtım kartı iyi termal yalıtım performansına sahiptir ve termal iletkenliği 0 kadar düşüktür. Termal bir bariyer oluşturmak için seramik fiber yalıtım kartını ayrılmış alan ve ısıtma elemanı arasına takın. Kurulum sırasında, ısı sızıntısına neden olan boşlukları önlemek için yalıtım kartının ısıtma elemanı ve ayrılmış alan ile yakın temas halinde olduğundan emin olun.

Airgel yalıtım keçesi, son derece düşük termal iletkenliğe ve iyi esnekliğe sahip mükemmel bir termal yalıtım malzemesidir. Airgel yalıtım keçesi, ısıtma elemanının etrafına sarılabilir veya termal yalıtım etkisini daha da arttırmak için ayrılmış alanın iç duvarına kaplanabilir. Yalıtım malzemeleri seçilirken, yalıtım malzemelerinin dağıtım kutusunun uzun vadeli çalışması sırasında rol oynamaya devam edebilmesini sağlamak için yangın direnci, korozyon direnci ve servis ömrü gibi faktörler de dikkate alınmalıdır.

İyi ısı dağılımı performansına sahip kabuk malzemeleri:
Alüminyum alaşımı gibi iyi ısı yayma performansına sahip bir dağıtım kutusu kabuğu malzemesi seçin. Alüminyum alaşımı, genellikle 180-230 w/(m ・ k) arasında yüksek bir termal iletkenliğe sahiptir, bu da dağıtım kutusunun içindeki ısıyı kabuğun yüzeyine hızlı bir şekilde aktarabilir ve dağıtabilir. Geleneksel çelik kabuklarla karşılaştırıldığında, alüminyum alaşım kabuklarının ısı dağılma etkinliği%30 -50%30 arttırılabilir. Ayrılmış alan olsa bile, iyi kabuk ısı dağılımı performansı, kutunun içinde daha düşük bir sıcaklığın korunmasına yardımcı olabilir ve genel ısı yayılma etkisini sağlayabilir.

Alüminyum alaşımlı malzemeleri seçerken dağıtım kutusunun kullanım ortamına ve bütçesine göre uygun alüminyum alaşım modelini seçin. Örneğin, 6061 alüminyum alaşımı iyi bir kapsamlı performansa, yüksek mukavemete, iyi korozyon direncine sahiptir ve çoğu endüstriyel ve sivil dağıtım kutusu için uygundur; Deniz kenarı veya kimyasal tesisler gibi zorlu ortamlarda kullanılan bazı dağıtım kutuları için, korozyon direnci daha iyi olan 5052 alüminyum alaşımı seçilebilir. Aynı zamanda, alüminyum alaşımlı kabuk, yalnızca kabuğun korozyon direncini arttırmakla kalmayıp aynı zamanda ısı dağıtım alanını da artırarak ısı dağıtım performansını daha da artıran anotlama işlemi gibi yüzey işlemine de tabi tutulabilir.

 

4. Simülasyon ve test

Termal simülasyon analizi:

Tasarım aşaması sırasında, dağıtım kutusunda termal analiz yapmak için profesyonel termal simülasyon yazılımı kullanmak önemlidir. Şu anda, yaygın olarak kullanılan termal simülasyon yazılımı, dağıtım kutusunun üç boyutlu bir modelini oluşturarak, ısıtma gücü, ısı yayılma yöntemi ve elektrik bileşenlerinin malzeme özellikleri gibi parametreleri, ayrılmış olarak ayrıştırılmış parametreleri oluşturarak ANSYS akıcı, flotherm vb. İçerir. Farklı çalışma koşulları altında ısı dağılma performansı üzerindeki alan simüle edilir. Örneğin, simülasyon işlemi sırasında, tam yük, yarım yük vb. Altında elektrik bileşenlerinin ısıtılmasını simüle etmek ve sıcaklık dağılımını gözlemlemek için farklı yük koşulları ayarlanabilir.

Kılavuz plakasının şeklinin değiştirilmesi, havalandırma deliklerinin konumu ve boyutu vb. gibi ayrılmış alanın konumu, boyutu ve ısı dağılımı tasarım parametrelerinin ayarlanmasıyla, en uygun tasarım çözümünü bulmak için çoklu simülasyon analizleri gerçekleştirilir. Simülasyon süreci sırasında, dağıtım kutusundaki sıcaklık dağılımını ve hava akışı akışını sezgisel olarak görüntülemek için sıcaklık bulutu haritaları ve hava akışı akış çizgileri oluşturularak tasarımcıların ayrılmış alanın ısı dağıtımı performansı üzerindeki etkisini doğru bir şekilde değerlendirmelerine ve hedeflenen optimizasyonu gerçekleştirmelerine yardımcı olur. Örneğin, sıcaklık bulutu haritası aracılığıyla, ayrılan alanın bir köşesindeki sıcaklığın çok yüksek olduğu tespit edilir ve bu durum, havalandırma deliklerinin konumu ayarlanarak veya yalıtım malzemeleri eklenerek çözülebilir.

Gerçek Test Doğrulaması:
Bir dağıtım kutusu prototipi oluşturmak ve gerçek çalışma koşulları altında ısı dağıtım performansını test etmek, tasarımın doğrulanmasında önemli adımlardır. Yük direncini ayarlayarak farklı güçlerdeki elektrikli bileşenlerin ısıtılmasının simüle edilmesi gibi elektrikli bileşenlerin çeşitli olası ısıtma koşullarını simüle edin ve ayrılmış alan da dahil olmak üzere dağıtım kutusundaki her alanın sıcaklığını ölçün. Sıcaklık verilerinin doğru bir şekilde elde edilebilmesini sağlamak amacıyla dağıtım kutusunda birden fazla ölçüm noktasını eşit şekilde düzenlemek için yüksek hassasiyetli sıcaklık sensörleri kullanın.

Test sonuçlarına göre tasarımı optimize edin. Ayrılmış alanın sıcaklığının çok yüksek olduğu tespit edilirse, havalandırma deliklerinin boyutunun arttırılması, kılavuz plakanın açısının ayarlanması vb. gibi ısı dağıtım kanalı daha da geliştirilebilir; veya yalıtım etkisini arttırmak için yalıtım malzemesinin konumunun ayarlanması. Aynı zamanda, ayrılan alanın çeşitli fiili kullanım ortamlarında dağıtım kutusunun ısı dağıtma performansını etkilemeyeceğinden emin olmak için dağıtım kutusunun farklı ortam sıcaklıkları altındaki ısı dağıtma performansı da test edilebilir. Gerçek test doğrulaması yoluyla tasarım planı, resmi ürünün ısı dağıtım performansının ayrılan alandan olumsuz etkilenmemesini sağlamak için sürekli olarak optimize edilir.