Охлаждение электрошкафов с частотными преобразователями: расчет, ошибки и выбор кондиционеров Rittal
Надёжное решение для стабильной работы оборудования
В современных системах автоматизации (ПЧ, УПП, PLC) ключевым фактором надёжности становится тепловой режим внутри шкафа.
Рост мощности оборудования приводит к закономерному эффекту:
увеличение тепловыделения → перегрев → аварии
Если этот фактор игнорируется на этапе проектирования, последствия стандартны:
• ошибки частотных преобразователей
• остановка технологических процессов
• выход из строя электроники
Почему возникает перегрев
Любое силовое оборудование имеет потери:
Ploss=Pout⋅(1−η)
Обозначения в формуле
Ploss — тепловые потери (Вт)
• это мощность, которая превращается в тепло
• именно её нужно отводить из шкафа
• ключевой параметр для расчёта охлаждения
по сути — это «нагрев», который создаёт оборудование
Pout — выходная мощность (Вт или кВт)
• мощность, которую устройство передаёт нагрузке (двигателю)
• для ПЧ — это мощность двигателя
обычно равна номиналу ПЧ (например, 30 кВт)
η — КПД (коэффициент полезного действия)
• безразмерная величина (0…1)
• показывает, какая часть энергии идёт в полезную работу
Практика:
• ПЧ → 2–4% тепловых потерь
• УПП → 3–6%
Пример:
• ПЧ 30 кВт → до 1 кВт тепла внутри шкафа (паспортные данные тепловых потерь преобразователя частоты Schneider Electric ATV630D30N4 30кВт составляет 640Вт, практические наблюдения показывают, что этот показатель может достигать до 940Вт)
Именно это тепло нужно удалить из шкафа воизбежание перегрева частотного преобразователя и выхода его в аврийный режим.
Существует несколько способов как это реализовать:
• установка фильтрующего вентилятора с решетками, через которые теплый воздух удаляется из шкафа;
• установка шкафа большего объема, чтобы данное тепло могло рассеяться внутри шкафа;
• установка кондиционеров Rittal Blue e+ высокой производительности, особенно если речь идет о сохранении степени защиты металлоконструкции.
Для выбора того или иного метода охлаждения, необходимо руководствоваться исходными данными, которые ставит заказчик для реализации проектного решения.
Критическая ошибка, которую совершают подрядные организации при реализации проекта: «поставим вентилятор — и хватит»
Фильтрующие вентиляторы (к примеру вентиляторы QUICK от компании-производителя ESEN Elektrik) — эффективное решение, но только в пределах:
• тепловыделение до ~1–1.5 кВт
• температура окружающей среды < 30–35°C
• чистая среда, без присутствия в воздухе токопроводящей пыльцы, что усугубляет ситуацию в разы. При попадании токопроводящей пыльцы внутрь шкафа, образуются так называемые «токопроводящие мостики», что в свою очередь приводит к замыканиям и выходу оборудования из строя.
Во всех остальных случаях:
• охлаждение становится нестабильным
• начинается перегрев
Реальный кейс (практика эксплуатации)
На объекте был установлен шкаф с частотным преобразователем:
• без системы охлаждения
• с регулярными перегревами
• ПЧ уходил в аварии
«Решение» на месте:
эксплуатация с открытыми дверями
Условия:
• промышленная среда
• токопроводящая пыль
Результат:
• загрязнение электроники
• короткое замыкание
• выход из строя платы управления ПЧ
Классическая ошибка: игнорирование охлаждения = прямые убытки
Кондиционеры Rittal для электрошкафов
Когда это единственно правильное решение
Использование обязательно при:
• мощных частотных преобразователях
• плотной компоновке
• агрессивной среде
• требованиях IP54–IP65
Что даёт кондиционер
✔ Стабильная температура
• отсутствие перегрева
• исключение аварий
✔ Сохранение IP
• пыль не попадает внутрь
• защита электроники
✔ Надёжность
• увеличение ресурса оборудования
• снижение простоев
✔ Энергоэффективность
Современные системы позволяют:
• снижать энергопотребление
• оптимизировать эксплуатационные затраты
Практика внедрения (европейский опыт)
В рамках модернизации промышленного объекта, компанией Rittal был выполенен аудит системы охлаждения на одном из крупных европейских предприятий, где были установлены сотни шкафов с устаревшими системами охлаждения, которые работали в режиме on/off. После выполнения аудита, был выполнен комплексный перерасчет тепловых карт внутри шкафов, экономический эффект и вероятность появления ошибок оборудования, после чего руководством предприятия было принято решение по модернизации системы охлаждения и внедрении современных кондиционеров Rittal Blue e+
С характеристиками и ценами на кондиционеры Риттал, Вы можете ознакомиться в разделе Холодильные агрегаты Rittal в нашем интернет-магазине.
В результате внедрения современных кондиционеров для охлаждения электрошкафов были достигнуты следующие результаты:
• снижение энергопотребления до 60–70%
• повышение стабильности работы оборудования
• снижение отказов
Вывод: охлаждение — это часть экономики предприятия, а не только защита.
За счет чего была достигнута экономия на уровне 60-70%
Снижение энергопотребления на уровне 60–70% в кейсах Rittal — это не «магия оборудования», а результат комплексной инженерной оптимизации системы охлаждения, где ключевую роль играют сразу несколько факторов.
1. Замена устаревших кондиционеров
Старые системы:
• работали в режиме on/off (вкл/выкл)
• постоянно запускали компрессор
• имели низкий COP (~1.5–2)
Новые системы (например, Blue e / Blue e+ от Rittal):
• используют инверторное управление
• работают по фактической нагрузке
• COP достигает 3–5+
Уже на этом этапе экономия может дать 30–40%
2. Гибридный принцип охлаждения (ключевой фактор)
Современные кондиционеры используют:
✔ Пассивное охлаждение (free cooling)
Когда температура окружающей среды ниже температуры шкафа:
• компрессор вообще не включается
• работает только вентилятор + теплообменник
энергопотребление падает в разы
✔ Активное охлаждение (компрессор)
Включается только:
• при высокой нагрузке
• или высокой температуре
Именно комбинация этих режимов даёт основной эффект
(в реальности компрессор работает не постоянно, а эпизодически)
3. Также на этапе подготовке к реализации данного проекта был выполнен корректный перерасчет тепловой нагрузки, и это, пожалуй, самый важный момент:
• пересчитали реальное Ploss
• выявили, что часть систем была переразмерена
• часть — наоборот работала на пределе
4. Снижение времени работы компрессора кондиционера для охлаждения шкафов. При существующих устаревших кондиционерах компрессор работал практически без перерыва. При модернизации, новые шкафные кондиционеры Rittal Blue e+, работают только при необходимости, что в свою очередь экономит электроэнергию, а также способствует увеличению ресурса работы оборудования, в частности преобразователей частоты, устройств плавного пуска, а также промышленных контроллеров.
5. Улучшение теплообмена, за счет использования в кондиционерах Риттал более современных и эффективных теплообменников, лучшей аэродинамики, оптимизации потоков воздуха внутри шкафа, что приводит к уменьшению потерь и увеличению эффективности системы в целом.
6. Интеллектуальное управление
Современные системы Риттал Rittal Blue e:
• регулируют мощность
• отслеживают температуру
• адаптируются под нагрузку
Как правильно подобрать кондиционер?
Основное условие:
Qcool≥Ploss
Что необходимо учитывать при выборе кондиционера Rittal:
• мощность установленного оборудования
• тепловую мощность, которую генерирует установленное оборудование
• температура окружающей среды
• условия эксплуатации
• компоновка шкафа
Без расчёта — высокая вероятность ошибки
1. Боковые (настенные)
• установка на дверь или боковую панель
• универсальное решение
• основной тип для большинства проектов
2. Крышные
• применяются при плотной компоновке
• эффективный отвод горячего воздуха вверх
Почему важно не ошибиться с подбором кондиционера Rittal для надежной и эффективной работы системы:
❌ недостаточная мощность → перегрев, аварии
❌ избыточная мощность → лишние затраты
❌ игнорирование условий → быстрый выход из строя
Купить кондиционеры Риттал в Украине
Компания UNISET предлагает:
• поставку кондиционеров Rittal
• инженерный подбор
• сопровождение проектов
Купить у официального партнёра UNISET
Мы обеспечиваем:
• корректный расчет охлаждения
• подбор под реальные условия
• практическую экспертизу
не просто продажа, а решение задачи
Типовые ошибки
❌ нет расчета тепла
❌ недооценка нагрузки
❌ попытка «сэкономить»
❌ открытие шкафа
итог всегда одинаковый — отказ оборудования
FAQ
Когда нужен кондиционер?
• 1.5–2 кВт тепла
• высокая температура
• требования IP
Можно ли обойтись вентиляцией?
Только при малых нагрузках и чистой среде.
Как рассчитать мощность?
Qcool≥Ploss
Сколько тепла даёт ПЧ?
• 30 кВт → до 1 кВт
• 90 кВт → до 3 кВт
Нужно ли обслуживание?
Да:
• чистка
• проверка
• диагностика
Вывод
Охлаждение шкафа — это:
не опция, а обязательная часть проекта
Правильный подход:
• расчет
• выбор решения
• применение оборудования Rittal, что дает: стабильность, надёжность, снижение затрат
Оставить заявку на подбор
Если у вас есть проект:
• шкаф с ПЧ
• проблемы перегрева
• задача оптимизации
мы подберем решение под реальные условия эксплуатации.
