,四周有空:A=1.4×寬×(高+深)+1.8×寬×高
(4)起始或終端柜體,四周有空:A=1.4×高×(寬+深)+1.4×寬×深
(5)位于中間的柜體
,四周有空:A=1.8×寬×高+1.4×寬×深+深×高
(6)位于中間的柜體
,用于壁裝:A=1.4×寬×(高+深)+深×高
(7)位于中間的柜體,用于壁裝
,頂部覆蓋:A=1.4×寬×高+0.7×寬×深+深×高
△T—柜內(nèi)外的溫差
,柜體內(nèi)部的溫度減去柜體外面的溫度(即現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度)。
按照GB 3836.2—2010對(duì)隔爆殼體的要求
,鋼制的隔爆型殼體的尺寸的上限最大為1.2米(寬)×1.2米(高)×0.6米(深)
。若將某一變頻器置于此腔體內(nèi),同時(shí)假設(shè)此柜體位于中間且四周都有空
,根據(jù)某公司提供的典型散熱面積的計(jì)算方法(7)
,那么此柜體的散熱面積大約為4.32m2;若現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度為:25℃(變頻器工作環(huán)境是-10℃~+50℃之間)
。
那么根據(jù)式(1),此鋼制柜體的最大能散發(fā)的熱量為5.5×4.32×(50-25)=594W
。
如果隔爆腔不考慮其它發(fā)熱元件引起的溫升,變頻器的發(fā)熱量就不能超過(guò)594W
。否則就超過(guò)了變頻器的最高工作環(huán)境溫度
。相同功率的變頻器,不同的廠家生產(chǎn)的體積和發(fā)熱量均有所不同
。如果僅考慮通過(guò)隔爆柜體的表面自然散熱
,1.2米(寬)×1.2米(高)×0.6米(深)的隔爆腔體就只能放置18.5kW及以下的變頻器。
但如果采用熱管散熱處理
,就可以將變頻器產(chǎn)生的90%的熱量全部帶出柜外(實(shí)際會(huì)有小部分熱量留在腔內(nèi))
;那么該隔爆腔就能放置產(chǎn)生594W÷10%=5940W發(fā)熱量的變頻器,大概可以得出變頻器的功率為5940W÷5%=118.8kW
。換句話說(shuō)
,采用隔爆型熱管散熱的方法,可以放置到110kW及以下的變頻器
。按照以上的計(jì)算方法進(jìn)行推算
,如果增大隔爆腔尺寸,所放置的變頻器的功率還可增大
。但在正常情況下,考慮到隔爆殼體的耐壓和加工精度必須滿足防爆標(biāo)準(zhǔn)
,隔爆腔的外形也不宜大于上面描述的尺寸
。
3.2.2 正壓通風(fēng)散熱
采用介質(zhì)隔離點(diǎn)燃源達(dá)到電器防爆的目的,是正壓通風(fēng)防爆柜的防爆原理。隔離介質(zhì)可以用壓縮空氣罐
、壓縮機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)等供氣
,保護(hù)氣源壓力在0.2~0.8MPa均可,氣體類(lèi)型為潔凈空氣或惰性氣體
;在通電使用之前
,需首先進(jìn)行換氣操作程序,將箱內(nèi)原有的防爆性氣體得到的稀釋程度到達(dá)安全界限以下
。在換氣時(shí)
,需將進(jìn)、出氣閥開(kāi)至最大
,達(dá)到充分置換目的
,換氣量需不少于正壓腔凈容量的5倍,箱內(nèi)的爆炸性氣體溶度可降低至安全界限以下
。在正壓時(shí)
,腔內(nèi)每一部位相對(duì)外部大氣壓應(yīng)保持的最低壓力:對(duì)于“Px”型為50Pa,對(duì)于“Pz”型為25Pa (制造廠應(yīng)規(guī)定腔內(nèi)最低和最高正壓值
,但不低于GB標(biāo)準(zhǔn))
。簡(jiǎn)易管路連接。
正壓通風(fēng)型防爆柜為不間斷連續(xù)供風(fēng)
,當(dāng)變頻器安裝在正壓柜內(nèi)運(yùn)行
,所產(chǎn)生的熱量將連續(xù)不斷的被帶出柜外。如果變頻器功率較大
,相應(yīng)的發(fā)熱量也大
,可適當(dāng)?shù)脑龃蟪鰵忾y的開(kāi)度,增加氣體流動(dòng)量
,如果面板上儀表顯示壓力低于最低設(shè)定氣壓
,再緩慢增大進(jìn)氣閥的開(kāi)度,使腔內(nèi)壓力維持在一個(gè)合理范圍
。這時(shí)正壓柜處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)
,不停的帶走變頻器工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量,正壓腔內(nèi)的溫度也就不會(huì)升高
,保證變頻器安全可靠運(yùn)行
。
一臺(tái)正壓柜到底需要提供多大流量的壓縮氣源,主要看整個(gè)正壓柜內(nèi)發(fā)熱量的大小
,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式
,如果柜內(nèi)需排出1kW功耗產(chǎn)生的熱量,要求的排風(fēng)量是360m3/h
。這樣就可以根據(jù)柜內(nèi)變頻器的發(fā)熱量
,大致計(jì)算出所需壓縮氣源的最小流量
。理論上講,不管柜內(nèi)產(chǎn)生多少發(fā)熱量
,這要排氣量達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)
,變頻器就可以安全可靠的運(yùn)行。
4 對(duì)比分析
隔爆型和正壓通風(fēng)型防爆變頻柜在爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所使用具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)
,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面
。
(1)相對(duì)于隔爆型防爆結(jié)構(gòu),正壓通風(fēng)型變頻柜更容易設(shè)計(jì)制造
;但隔爆型變頻柜安裝維護(hù)簡(jiǎn)便
,適合使用的危險(xiǎn)區(qū)域多。
(2)正壓通風(fēng)柜現(xiàn)場(chǎng)必須提供連續(xù)不斷的壓縮氣源
,使用場(chǎng)所有一定的局限性
,在不具備氣源的場(chǎng)所其運(yùn)行成本較高。
(3)對(duì)于大功率的變頻器
,正壓通風(fēng)柜的散熱性能好
,優(yōu)于隔爆型柜體。
(4)外觀上來(lái)看
,正壓通風(fēng)柜要比隔爆型柜體更加美觀和輕便
,遠(yuǎn)距離運(yùn)輸成本低。
5 結(jié)語(yǔ)
本文分析了目前防爆變頻器兩種主要的防爆處理方式
,并比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)
。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,通過(guò)不斷的研究
,在滿足國(guó)家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的防爆要求的前提下
,一定會(huì)研制出成本更低,散熱效果更好的防爆處理方式
。
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