Ogrzewanie i kontrola wilgotności w szafach elektrycznych

Rezultatem postępującej miniaturyzacji podzespołów elektronicznych jest ich duże upako­wanie w szafach sterowniczych. Prowadzi to do wzrostu temperatury w obudowach - zwłasz­cza, gdy temperatura otoczenia również wzrasta. Dlatego instalowanie systemów obniżają­cych temperaturę wewnątrz szaf stało się dziś standardem. Rzadko dostrzeganym proble­mem są też usterki powodowane formowaniem się wilgoci. W określonych warunkach klima­tycznych wilgoć może tworzyć się nawet w dobrze chronionych i bardzo szczelnych szafach sterowniczych. W artykule przedstawione zostały ogrzewacze firmy Stego, które umożliwiają zredukowanie wilgotności powietrza we wnętrzu.

Wilgoć, szczególnie zmiesza­na z agresywnymi gazami czy kurzem, powoduje korozję i może prowadzić do usterek takich kom­ponentów elektronicznych jak wyłączniki, przekaźniki, zabezpieczenia, podzespoły elektroniczne itp. Największym zagroże­niem dla podzespołów elektronicznych jest praca w warunkach wysokiej wilgotności powietrza, znaczne wahania temperatury w rytmie dobowym (dzień - noc) czy in­stalacja na zewnątrz. W takich przypad­kach najczęstszą przyczyną usterek jest zmiana rezystancji zestyku, przeskok iskry, prądy upływowe czy zmniejszenie właściwości izolacyjnych.

Wilgotność względna
W przypadku, gdy wilgotność powietrza nie przekracza 60 %, wilgoć i korozja nie stanowią dużego zagrożenia. Jednak już wzrost tych czynników do około 65 % zwiększa zagrożenie w znacznym stopniu. Tego typu problemy mogą być znacząco zredukowane dzięki utrzymywaniu we­wnątrz szafy rozdzielczej temperatury o około 5oC wyższej niż temperatura oto­czenia. Do oszacowania poziomu szkodli­wej kondensacji służy wskaźnik wilgotno­ści względnej. Wskaźnik ten wskazuje zależność pomiędzy aktualną zawartością pary wodnej w powietrzu a maksymalnym poziomem zawartości pary mierzonej w najczęściej występującej temperaturze danego miejsca (wyrażony w procentach).

Kondensacja
Im wyższa temperatura powietrza tym więcej pary wodnej jest absorbowanej. Na­wet, gdy zawartość pary wodnej nie zmie­nia się powietrze nasyci się nią w przypad­ku spadku temperatury. W momencie, gdy para znajdująca się w powietrzu zaczy­na się skraplać, oznacza to, że został osią­gnięty punkt rosy. Obserwator zauważy delikatne krople wody formujące się na po­wierzchniach. Kondensacja może w bar­dzo destrukcyjny sposób wpływać na pod­zespoły elektroniczne znajdujące się w szafach sterowniczych.

Wpływ podwyższonej wilgotności na żywotność elementów elektronicznych

Wyposażenie montowane na zewnątrz jest szczególnie narażone na zjawisko kon­densacji gdyż podlega bezpośredniemu działaniu wahań temperatury w rytmie do­bowym. Większe szkody mogą być powo­dowane przez sezonowe zmiany warun­ków klimatycznych czy nagłe spadki tem­peratury podczas letnich burz. Nawet sys­temy zainstalowane wewnątrz są narażone na kondensację spowodowaną zmianą

Ogrzewacze PTC firmy Stego
Nowoczesne ogrzewacze zostały zapro­jektowane z myślą o ochronie przed pro­cesem kondensacji. Ogrzewają powietrze wewnątrz szafy sterowniczej, co zapobie­ga osadzaniu się pary wodnej na kompo­nentach. Gwarantują dobrą cyrkulację po­wietrza, zużywając przy tym niewiele energii. Wysoka wydajność osiągnięta zo­stała przez zastosowanie specjalnego kształtu np. komina, który pozwala na efektywną dystrybucję ciepłego powie­trza. Zaprojektowany do wysokich i wą­skich szaf rozdzielczych funkcjonuje naj­efektywniej, gdy jest zamontowany na dnie szafy z termostatem ulokowanym w górnej części szafy.

Technologia PTC zastosowana w pro­dukcji elementu grzejącego została ulep­szona. Pozwoliło to na wydłużenie czasu pracy ogrzewacza, jak również zmniejsze­nie poboru energii. Ogrzewacze PTC cha­rakteryzują się solidną konstrukcją (udo­skonaloną elementami ceramicznymi), szybkością nagrzewania oraz wysokim po­ziomem bezpieczeństwa. Największą zale­tą ogrzewacza PTC jest rezystencja tempe­raturowa elementu PTC - redukuje zagro­żenie związane z możliwością przegrzania się urządzenia. Nowe typy ogrzewaczy są także integrowane w jednej obudowie z termostatami.

rys.2 Ogrzewacze firmy PTC Stego

rys.3 Ogrzewacze kompaktowe z wentylatorami

rys.3 Termostaty i higrostaty firmy STEGO

Ogrzewacze kompaktowe z wentylatorami
Jednak specjalna konstrukcja, lepsza technologia nie zawsze są wystarczające, gdy w grę wchodzą ogrzewacze wysokiej mocy. Z powodu wzrostu mocy wyjścio­wej radiator używany do rozpraszania cie­pła musi być również większy. W pewnym momencie rozmiar radiatora staje się zbyt duży, z praktycznego punktu widzenia. Dlatego wentylatory dodawane do tego ty­pu ogrzewaczy wydają się lepszym roz­wiązaniem. Ogrzewacze z wentylatorami mogą być również używane w przypad­kach występowania wyższych temperatur lub tam gdzie wymagana jest zwiększo­na cyrkulacja powietrza. Szczególnie w za­stosowaniach zewnętrznych lub w szafach o dużym upakowaniu komponentów elektrycznych i elektronicznych.

Termostaty i higrostaty
W celu zapewnienia optymalnej kontro­li temperatury i wilgotności powietrza w szafach sterowniczych, należy stosować termostaty, higrostaty lub kombinację tych dwóch urządzeń. Regulatory te zapewnia­ją efektywną i wydajną kontrolę. Stanowią najlepsze rozwiązanie w przypadku wystę­powania wilgoci, szczególnie w miejscach gdzie duże wahania temperatury są częste lub stale utrzymuje się wysoka wilgotność powietrza.

Podsumowanie
Ogrzewacze do szaf sterowniczych za­pobiegają problemom związanym z częstymi zmianami temperatury lub wynikają­cej z tego kondensacji. Biorąc pod uwagę wysokie koszty napraw czułych urządzeń elektronicznych, które w takich warunkach często ulegają awariom, instalacja ogrze­waczy do szaf sterowniczych wydaje się rozsądnym rozwiązaniem.