قابلیت اطمینان محصولات الکترونیکی قدرت ارتباط زیادی با دمای دستگاه دارد. دستگاه با دمای بسیار پایین بسیار قابل اعتماد عمل می کند. در صنعت «قاعده ده» و «قاعده شش» وجود دارد، یعنی هر بار که دمای دستگاه ده یا شش درجه کاهش می یابد، طول عمر آن افزایش می یابد. دو برابر شدن، چه "قاعده ده درجه" یا "قاعده شش درجه" باشد، اگرچه هیچ دلیل نظری واضح و دقیقی وجود ندارد، تجربه مهندسی می تواند به طور کامل نشان دهد که بین دمای دستگاه و عمر دستگاه رابطه نزدیک وجود دارد.
عملکرد محصولات الکترونیکی جریان تولید می کند و خود دستگاه تلفاتی ایجاد می کند که منجر به گرما می شود و دمای دستگاه افزایش می یابد. برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد، کاهش دمای دستگاه و اتخاذ روش های مختلف، بهینه سازی کنترل و کاهش فرکانس سوئیچینگ ضروری است. جنبه مهمتر دفع گرما است که به سرعت گرما را از بین می برد و دمای دستگاه را کاهش می دهد. این مقاله بر روی مسائل مربوط به روش های خنک کننده تمرکز دارد.
گرمای دستگاه از داخل به بیرون هدایت می شود. مانند مردم، وقتی گرم است باید خنک شود، در غیر این صورت مشکلاتی مانند گرمازدگی یا حتی مشکلات جدیتر به وجود میآید. همین امر در مورد تجهیزات نیز صادق است. .
چندین راه متداول برای دفع گرما وجود دارد: خنک کننده طبیعی، خنک کننده هوای اجباری، خنک کننده تهویه مطبوع، خنک کننده هوا-آب و خنک کننده آب خالص.
سرمایش خود گرمایش برای تجهیزات کم مصرف در برخی مواقع ضروری مناسب است. اگر تجهیزات پرقدرت از روش خنک کننده خود گرمایشی استفاده کنند، برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد تجهیزات، ظرفیت تجهیزات باید چندین برابر توان مورد نیاز باشد و هزینه و حجم بسیار زیاد است. بزرگ و بسیار غیراقتصادی است، بنابراین به طور کلی استفاده نمی شود.
روش سرمایش هوای اجباری: یعنی سرمایش تهویه مانند دمیدن فن برای خنک شدن در تابستان روشی نسبتاً به صرفه است اما مشکلات و احتیاطات زیادی نیز دارد که بعداً به تفصیل توضیح داده خواهد شد.
تبرید تهویه مطبوع: استفاده از تهویه مطبوع برای خنک کردن گرمای تولید شده توسط دستگاه و کاهش دمای محیط است که معمولاً همراه با خنک کننده هوا استفاده می شود.
خنک کننده هوا-آب: یعنی فن و تجهیزات خنک کننده آب برای خنک شدن با هم همکاری می کنند. فن گرمای تجهیزات را خارج می کند، آن را توسط مبدل حرارتی خنک شده با آب خنک می کند و سپس هوای سرد را به داخل تجهیزات می دمد تا تجهیزات خنک شود که نسبتاً مقرون به صرفه است.
خنک کننده با آب خالص: یعنی تجهیزات به جای خنک کننده فن، مستقیماً از خنک کننده آب استفاده می کنند. رادیاتور تجهیزات یک رادیاتور خنک کننده آب است و از گردش آب برای دفع گرما استفاده می شود. این فرآیند نسبتاً پیچیده است و هزینه آن بالاترین است.
در زیر به طور عمده مزایا و معایب خنک کننده هوا (از جمله تهویه مطبوع)، خنک کننده هوا-آب و خنک کننده آب و اقدامات احتیاطی نگهداری برای استفاده معرفی می شود.
1 خنک کننده تهویه مطبوع
باید یک فضای محدود باشد. درست مثل دفتر ما باز کردن پنجره و روشن کردن کولر موثر نیست. علاوه بر این، فضا باید مناسب باشد، نه خیلی بزرگ و نه خیلی کوچک. اگر بیش از حد بزرگ باشد، اثر خنک کننده خوب نیست، و به مقدار زیادی تهویه مطبوع نیاز دارد و انرژی هدر می رود. اگر خیلی کوچک باشد، اثر خنک کننده خوب نیست، اما گرمای تولید شده توسط تجهیزات برای بیرون کشیدن گرما کافی نیست و باعث افزایش دمای داخلی تجهیزات می شود. اصل اندازه اتاق این است که 2 متر فضا در جلو، پشت، چپ و راست وسایل و 1.5 متر در بالا مناسب است. با توجه به تولید گرمای تجهیزات مختلف، تعداد مناسبی کولر گازی انتخاب می شود. علاوه بر این، در صورت خراب شدن کولر گازی و ناکافی بودن تبرید و در نتیجه خرابی تجهیزات، باید حداقل یک مجموعه یدکی وجود داشته باشد.
2 روش خنک کننده هوا-آب
خنک کننده هوا-آب مشابه خنک کننده تهویه مطبوع است. اتاق نیز نیاز به آب بندی دارد. گرمای تولید شده توسط تجهیزات از طریق مجرای هوا به بیرون کشیده می شود. پس از خنک شدن هوای گرم توسط مبدل حرارتی خنکشده با آب، به داخل اتاق دمیده میشود تا با خنکسازی گردشی، دمای تجهیزات خنک شود. برای خنک سازی هوا-آب باید به حجم کافی هوای مجرای هوا، مقاومت کمتر در برابر باد تا حد امکان توجه شود و باد را به دام نیندازید تا از تخلیه هوای گرم جلوگیری شود. علاوه بر این، فضا باید مناسب باشد.
خنک کننده هوا-آب باید منبع آب مناسبی داشته باشد، دمای آب نباید بالاتر از دمای معمولی باشد و می توان آن را بازیافت کرد تا از تمیز بودن منبع آب اطمینان حاصل شود تا از خوردگی و پوسته پوسته شدن مبدل حرارتی جلوگیری شود، از آب جلوگیری شود. نشتی و تأثیر تبادل حرارتی. قابلیت اطمینان پمپ آب گردشی در فرآیند استفاده موضوع مهمی است. تنها در صورت وجود یک پمپ پشتیبان و منبع تغذیه پشتیبان برای اطمینان از قابلیت اطمینان سیستم خنک کننده آب، می توان از قابلیت اطمینان اثر خنک کننده و عملکرد قابل اعتماد تجهیزات اطمینان حاصل کرد.
3 روش خنک کننده با آب
این روش نسبتاً پیچیده است، هزینه آن نسبتاً زیاد است و اساساً فقط زمانی استفاده میشود که خنککننده هوا نتواند الزامات اتلاف گرما را در تجهیزات فوقالعاده پرقدرت برآورده کند یا زمانی که لازم است در یک فضای بسته در فضای باز کار کند.
این روش خنک کننده با آب یک روش خنک کننده با آب خالص است که با روش خنک کننده هوا-آب که در بالا ذکر شد بسیار متفاوت است. خنک کننده هوا-آب در واقع برای دفع گرما به فن ها متکی است. در این زمان خنک کننده آبی معادل نقش تهویه مطبوع است در حالی که خنک کننده آب خالص فن هایی برای دفع گرما ندارد. سیستم خنک کننده آب به طور مستقیم در تجهیزات طراحی شده است. بخاری ها، مبدل های حرارتی آب-هوا از فن ها برای خنک کردن آب در گردش و کاهش دمای آب استفاده می کنند. خنک کننده هوا-آب که در بالا ذکر شد برای خنک کردن هوا با آب و کاهش دمای هوا است.
فرآیند خنکسازی با آب خالص پیچیده است و نیازمند الزامات بالایی است. آب باید از آب خالص استفاده کند تا از تمیزی، عدم جرم گیری، دیونیزه شدن، هدایت الکتریکی کم و اطمینان از عملکرد عایق اطمینان حاصل شود. دمای آب باید به طور مناسب کنترل شود و تراکم ایجاد نشود. آب باید از یخ زدگی محافظت شود تا از یخ زدن لوله ها در زمستان که تجهیزات از کار افتاده جلوگیری شود. این روش خنککننده اثر کاربرد بهتری در محصولات با قدرت فوقالعاده دارد و عملکرد هزینه نسبتاً بالا است. کاربران باید مهارت های نگهداری خاصی داشته باشند. معمولاً توجه داشته باشید که آیا نشت آب، تراوش و ... وجود دارد یا خیر، در هنگام پر کردن آب باید به همان نسبت ضد یخ اضافه شود.
4 روش خنک کننده هوا
بیشتر شرایط کاری هنوز تحت کنترل هوای خنک کننده اجباری است. موارد زیر عمدتاً برخی از مشکلات را در استفاده از خنک کننده هوای اجباری معرفی می کند تا از آن در کاربرد جلوگیری شود تا از وضعیت اتلاف حرارت ضعیف جلوگیری شود. اگر از خنک کننده هوای اجباری برای تهویه مطبوع استفاده نمی شود، از مجرای هوا برای تخلیه هوای گرم بیرون برای کاهش دمای اتاق و دمای هوای ورودی استفاده می شود. در این راه باید به چند موضوع توجه داشت:
(1) ورودی هوا باید کافی و بزرگتر از مساحت خروجی هوا باشد. با توجه به ارزش حرارتی تجهیزات، نیازهای متفاوتی وجود خواهد داشت. اتاق باید دقیقاً مطابق با داده های مربوطه ارائه شده توسط سازنده تجهیزات طراحی شود. از آنجایی که ورودی هوا برای جلوگیری از ورود گرد و غبار نیاز به افزودن پنبه فیلتر دارد، باید با توجه به وضعیت تهویه موثر با توجه به وضعیت پنبه فیلتر، آن را محاسبه کرد و برای جلوگیری از گرفتگی پنبه فیلتر باید به موقع تمیز شود.
(2) خروجی هوا باید کمی کمتر از خروجی هوای تجهیزات باشد، یعنی مجرای هوا باید به سمت پایین متمایل شود و یک زانو باید اضافه شود تا از ریختن آب باران به تجهیزات جلوگیری شود، و یک توری محافظ باید اضافه شود. به خروجی برای جلوگیری از ورود حیوانات کوچک و ایجاد حادثه.
(3) طراحی کانال هوا بسیار مهم است که در بسیاری از موارد به محل قرارگیری تجهیزات بستگی دارد. در اینجا به کاربر یادآوری می شود که در صورت تمایل به استفاده از روش خروج هوا از بیرون مجرای هوا باید در ابتدای طراحی برای قرارگیری تجهیزات برنامه ریزی کند. راه هوایی خروجی هوای تجهیزات نباید رو به تیرها، ستون ها و غیره باشد. تجهیزات نباید از خروجی تخلیه بیرونی (مانند دیوار) خیلی دور باشد، مجرای هوا بیش از حد طولانی است و مقاومت در برابر باد زیاد است. برای هوای خروجی خارجی مساعد نیست و باد آسان لانه بر اتلاف گرما تأثیر می گذارد.
(4) مجرای هوا نباید مقاومت زیادی در برابر باد داشته باشد. چرخش های زیاد یا پیچ های تند باعث مقاومت زیاد باد می شود و باد منجر به اتلاف حرارت ضعیف می شود. بهتر است با زاویه 45-درجه بپیچید و سعی کنید از چرخش مستقیم با زاویه 90-درجه اجتناب کنید.
(5) مشکلاتی که مستعد بروز در محل هستند
①بدون تهویه مطبوع، بدون کانال هوا، اتاق بسته، فضای کوچک، دمای داخلی بالا.
②یک مجرای هوا وجود دارد، اما فقط هوا خارج می شود اما هوا در آن وجود ندارد، فشار منفی زیاد است و حجم هوای کافی برای از بین بردن گرما وجود ندارد و در نتیجه دمای تجهیزات بالا می رود.
③ ورودی خیلی کوچک است، تقریبا هیچ، فشار منفی نیز زیاد است، و اثر اتلاف گرما ضعیف است.
5 خلاصه
مکان های صنعتی عموماً کثیف و با گرد و غبار زیاد هستند و در برخی مواقع گرد و غبار رسانا وجود دارد که بر قابلیت اطمینان تجهیزات الکتریکی تأثیر می گذارد. بنابراین، توصیه می شود که کاربران از جنبه های اقتصادی و قابلیت اطمینان، طرح خنک کننده هوا-آب را اتخاذ کنند. این نه تنها می تواند اتاق را هوابندی کند و از ورود گرد و غبار جلوگیری کند، بلکه برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد تجهیزات، اثر خنک کنندگی بهتری نیز دارد و عملکرد هزینه نیز بالا است. قابلیت اطمینان تجهیزات الکتریکی با دما نسبت معکوس دارد، هر چه دما کمتر باشد، قابلیت اطمینان بیشتر است و بالعکس، هر چه دما بیشتر باشد، قابلیت اطمینان کمتر است. برای عملکرد مطمئن تجهیزات، توجه به انتخاب و اجرای طرح خنک کننده ضروری است