Kytkentäkaappien oikea jäähdytys

Kiinnitä suunnittelussa huomiota näihin viiteen seikkaan

Huonosti jäähdytetyssä kytkentäkaapissa sisälämpö nousee helteisissä olosuhteissa helposti liian korkealle rasittaen ja lyhentäen laitteiden käyttöikää huomattavasti. Siksi kytkentäkaappien  jäähdytykseen olisi tärkeää kiinnittää huomiota jo suunnitteluvaiheessa.

1. Ympäristön äärilämpötilat ja kotelon tavoitelämpötila

Aivan kuten sähköisessä mitoituksessakin huomioidaan kulutuspiikit, tulee jäähdytys mitoittaa vaativimman olosuhteen mukaan: ympäristön maksimilämpötila ja suurin lämpökuorma.

Tyypillinen tavoitelämpötila kotelolle on 35 astetta. Tätä matalammille tavoitelämpötiloille tulisi olla peruste, sillä harva komponentti vaatii viileämpää ilmaa. Jäähdytyksen ylimitoittaminen kasvattaa hankintakustannuksia ja nostaa sähkönkulutusta.

Yleisesti jäähdytys alimitoitetaan, mikä johtuu useimmiten riittämättömistä lähtötiedoista. Ylikuumeneminen kuormittaa sähkölaitteita ja jäähdytintä, mikä työllistää huolto-organisaatiota erityisesti kesäisin ja tehtaan käydessä täydellä teholla.

Oikosulun ja tulipalon vaara on olemassa, jos sähkökomponenttien päälle kertyy likaa.

2. Kaapin sijoittelu, mitat ja materiaali

Jos koteloiden ylikuumenemista havaitaan lähinnä kesähelteillä, se on selkeä signaali tarkastella jäähdytyksen mitoituskriteereitä.  Niistä yksi on kaapin tiedot: mitat, sijoittelu ja materiaali sekä käytetty eristysmateriaali.

Sisätiloissa kotelon materiaali ja sijoittelu vaikuttaa lämmönjohtumiseen, ulkokaapeissa myös mahdollinen eristys. Suurikokoinen kotelo imee tai luovuttaa lämpöä pientä tehokkaammin lämpötilaeron vaikutuksesta.

3. Yhteenlaskettu häviöteho kotelon sisällä

Koteloon asennettujen laitteiden tuottama lämpöhäviö on tärkeä lähtötieto. Lämpöhäviöt voi listata manuaalisesti tai käyttää suunnitteluohjelmistoa, joka listaa ne suunnittelijan puolesta. Tärkeintä on listata pääkomponenttien häviötehot ja lisätä siihen hieman reserviä. Kokonaishäviötehoon lasketaan vielä ympäristön vaikutus: viileässä tilassa kotelo jäähtyy passiivisesti ja tavoitelämpötilaa kuumemmassa ympäristössä lämpöä johtuu kaappiin sisälle.

4. Ilman vapaa liikkuminen kaapin sisällä

Viileän ilman tulee saavuttaa koko kaapin sisätila ja puhallusaukon edustan pitää olla esteetön. Joskus alkuperäistä kotelovaihtoehtoa pitää hieman kasvattaa, jotta riittävä ilmankierto saadaan toteutettua.

Tämä onkin hyvin yleinen keskustelunaihe! Riittävän ilmanalan huomioimisesta muistuttaa myös 3D-layout -suunnitteluohjelmistot, jossa voi itse syöttää komponenteille jäähtymisetäisyydet ja osa valmistajista on määritellyt ne tietokantaan jopa ennalta.

5. Kytkentäkaapin tulee pysyä puhtaana

Oikosulun ja tulipalon vaara on olemassa, jos sähkökomponenttien päälle kertyy likaa. Suodatintuulettimet kykenevät suodattamaan jonkin verran, mutta erityisen hienojakoinen pöly pääsee suodattimistakin läpi.

Kompressorijäähdytin ja lämmönvaihtimet pitää kotelon sisä- ja ulkoilman erillään ja on likaisessa ympäristössä paras vaihtoehto, vaikka puhallus riittäisi lämpötilojen puolesta.

Teksti: Ella Broman / Rittal Oy

Kuvat: Rittal Oy