วิธีการตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นที่ที่สงวนไว้จะไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของกล่องแจกจ่าย?

 

เมื่อออกแบบไฟล์สิ่งที่แนบมาของกล่องแจกจ่าย,ทีมออกแบบของเราต้องพิจารณาปัจจัยหลายอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นที่ที่สงวนไว้จะไม่ส่งผลกระทบต่อการกระจายความร้อน

 

เราวางแผนตำแหน่งของพื้นที่สงวนอย่างรอบคอบเพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนประกอบที่ก่อให้เกิดความร้อน และสอดคล้องกับช่องกระจายความร้อนที่กำหนดไว้ ประการที่สอง เราปรับการออกแบบการกระจายความร้อนให้เหมาะสมโดยการเพิ่มช่องกระจายความร้อนเพิ่มเติมลงในพื้นที่ที่สงวนไว้ และใช้ระบบควบคุมความร้อนอัจฉริยะ ประการที่สาม เราเลือกวัสดุที่เหมาะสม ใช้วัสดุทนความร้อนเป็นฉนวน และเลือกวัสดุตู้ที่มีประสิทธิภาพการกระจายความร้อนที่ดี สุดท้ายนี้ เราทำการจำลองความร้อนและการทดสอบจริงเพื่อตรวจสอบและเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นที่ที่สงวนไว้ไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการกระจายความร้อนโดยรวมของกล่องกระจาย

 

สารบัญ

1. การวางแผนที่สมเหตุสมผลของพื้นที่สงวน

2. การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบการกระจายความร้อน

3. การเลือกวัสดุและการรักษาฉนวนกันความร้อน

4. การจำลองและการทดสอบ

 

 

 

1. การวางแผนที่สมเหตุสมผลของพื้นที่พื้นที่สงวน

เก็บให้ห่างจากบริเวณแหล่งความร้อนเข้มข้น:

การสร้างความร้อนของส่วนประกอบไฟฟ้าต่างๆ ในกล่องกระจายสินค้าแตกต่างกันอย่างมาก ส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นหม้อแปลงไฟฟ้าสูง, วงจรเรียงกระแสและตัวต้านทานพลังงานสูงจะสร้างความร้อนได้มากเมื่อทำงานและเป็นแหล่งความร้อนหลัก เมื่อวางแผนพื้นที่ที่สงวนไว้จำเป็นต้องวัดช่วงการกระจายความร้อนของส่วนประกอบความร้อนเหล่านี้อย่างแม่นยำและได้รับการกระจายสนามความร้อนภายใต้โหลดที่แตกต่างกันผ่านอุปกรณ์เช่นอิมเมจความร้อน ตัวอย่างเช่นในกล่องกระจายอุตสาหกรรมทั่วไปเมื่อหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังสูงทำงานอุณหภูมิภายใน 15-20 ซม. รอบ ๆ จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นควรตั้งพื้นที่ที่สงวนไว้ที่ตำแหน่งขอบหรือมุมอย่างน้อย 20 ซม. จากแหล่งความร้อนเหล่านี้เพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิท้องถิ่นที่มากเกินไปเนื่องจากอยู่ใกล้กับแหล่งความร้อนซึ่งส่งผลต่อความเป็นไปได้ของการใช้พื้นที่ที่สงวนไว้ในอนาคต อุปสรรคต่อการกระจายความร้อนของส่วนประกอบที่ใช้งานได้ปกติอื่น ๆ

นอกจากนี้ จะต้องพิจารณาทิศทางการกระจายความร้อนของส่วนประกอบแหล่งความร้อนด้วย ส่วนประกอบบางอย่างอาจกระจายความร้อนขึ้นไป ในขณะที่บางส่วนอาจกระจายความร้อนด้านข้าง ตัวอย่างเช่น โมดูลพลังงานที่ติดตั้งในแนวตั้งบางโมดูลจะกระจายความร้อนขึ้นไปด้านบนเป็นหลัก ในกรณีนี้ พื้นที่สงวนไม่ควรอยู่ห่างจากแหล่งความร้อนในแนวนอนเท่านั้น แต่ยังต้องรักษาระยะห่างในแนวตั้งด้วย เพื่อป้องกันไม่ให้ลมร้อนพัดกระทบพื้นที่สงวนโดยตรง

ผสมผสานกับโครงร่างช่องกระจายความร้อน:
มันเป็นกุญแจสำคัญที่จะต้องมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับหลักการช่องทางความร้อนที่จัดตั้งขึ้นและทิศทางการไหลเวียนของอากาศของกล่องกระจาย หากกล่องกระจายสินค้าใช้วิธีการกระจายความร้อนจากการพาความร้อนตามธรรมชาติของการบริโภคอากาศด้านล่างและเต้าเสียบอากาศด้านบนนี่จะขึ้นอยู่กับหลักการของอากาศร้อนที่เพิ่มขึ้นและการเติมอากาศเย็น ในเวลานี้พื้นที่ที่สงวนไว้จะต้องไม่ถูกตั้งค่าบนช่องทางตรงของทางเข้าอากาศและทางออกเพื่อไม่ให้ปิดกั้นการไหลของอากาศเหมือน "สิ่งกีดขวางบนถนน" ตัวอย่างเช่นในกล่องกระจายขนาดเล็กทางเข้าอากาศจะอยู่ที่ด้านซ้ายของด้านล่างและเต้าเสียบอากาศตั้งอยู่ทางด้านขวาของด้านบนและการไหลของอากาศจะเพิ่มขึ้นในทิศทางแนวทแยงมุม พื้นที่ที่สงวนไว้สามารถตั้งค่าในตำแหน่งขนานกับช่องความร้อน แต่ไม่ได้ขัดขวางการไหลเวียนของอากาศเช่นขอบด้านขวาของกล่องกระจายเพื่อให้แน่ใจว่าอากาศสามารถไหลได้อย่างราบรื่นในกล่องกระจายและนำความร้อนออกไป

สำหรับกล่องแจกจ่ายที่ใช้การระบายอากาศแบบบังคับเพื่อกระจายความร้อนนั่นคือเร่งการไหลของอากาศผ่านพัดลมและอุปกรณ์อื่น ๆ พื้นที่ที่สงวนไว้ควรได้รับการวางแผนตามทิศทางการจัดหาอากาศและการไหลเวียนของอากาศของพัดลม ตัวอย่างเช่นพัดลมตามแนวแกนมักจะเป่าลมจากปลายด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งและพื้นที่ที่สงวนไว้ควรหลีกเลี่ยงเส้นทางการเป่าโดยตรงของพัดลมและช่องสัญญาณการไหลของอากาศหลักเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนการกระจายตัวของการไหลเวียนของอากาศและประสิทธิภาพการกระจายความร้อน

 

2. เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบการกระจายความร้อน
เพิ่มช่องความร้อน:

สำหรับพื้นที่ที่สงวนไว้มีความจำเป็นอย่างยิ่งในการออกแบบช่องทางการกระจายความร้อนเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่นแผ่นคู่มือถูกตั้งค่าระหว่างพื้นที่ที่สงวนไว้และองค์ประกอบความร้อน แผ่นคู่มือสามารถทำจากแผ่นอลูมิเนียมบางหรือวัสดุพลาสติก รูปร่างและมุมของมันควรได้รับการออกแบบอย่างแม่นยำตามทิศทางการไหลของอากาศในกล่องกระจายและตำแหน่งของพื้นที่ที่สงวนไว้ ผ่านซอฟต์แวร์จำลองการจำลอง CFD (Dynamics Dynamics) รูปแบบที่ดีที่สุดและมุมการติดตั้งของแผ่นคู่มือสามารถกำหนดเพื่อแนะนำอากาศร้อนให้ไหลอย่างรวดเร็วไปยังเต้าเสียบอากาศและหลีกเลี่ยงการสะสมของอากาศร้อนใกล้กับพื้นที่ที่สงวนไว้ ตัวอย่างเช่นแผ่นคู่มือได้รับการออกแบบให้มีความโน้มเอียงที่มุม 45- ระดับองศาซึ่งสามารถนำทางอากาศร้อนที่ปล่อยออกมาจากองค์ประกอบความร้อนไปยังทิศทางของเต้าเสียบอากาศโดยไม่ต้องสร้าง vortices รอบ ๆ พื้นที่ที่สงวนไว้
นอกจากแผ่นนำทางแล้ว ยังสามารถเปิดช่องระบายอากาศขนาดเล็กที่ผนังด้านข้างหรือด้านล่างของพื้นที่ที่สงวนไว้ได้ ขนาด จำนวน และตำแหน่งของช่องระบายอากาศเหล่านี้ต้องพิจารณาจากการคำนวณและการทดลอง หากช่องระบายอากาศมีขนาดเล็กเกินไป การไหลเวียนของอากาศจะไม่ราบรื่นและไม่สามารถขจัดความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากช่องระบายอากาศใหญ่เกินไปอาจส่งผลต่อระดับการป้องกันของกล่องกระจายสินค้าได้ โดยทั่วไปควรกำหนดพื้นที่ทั้งหมดของช่องระบายอากาศโดยพิจารณาจากปริมาตรของพื้นที่ที่สงวนไว้และปริมาณความร้อนที่คาดว่าจะได้รับ อ้างอิงสามารถกำหนดพื้นที่ระบายอากาศได้ 5-10 ตารางเซนติเมตรต่อพื้นที่สงวนทุกลูกบาศก์เมตร ขณะเดียวกันควรติดตั้งตะแกรงกันฝุ่นที่ช่องระบายอากาศเพื่อป้องกันไม่ให้ฝุ่นและสิ่งแปลกปลอมอื่น ๆ เข้าไปในกล่องจ่ายไฟและส่งผลต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ไฟฟ้า

ใช้การควบคุมการกระจายความร้อนอัจฉริยะ:
การติดตั้งอุปกรณ์กระจายความร้อนอัจฉริยะเช่นพัดลมที่ควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการทำให้เกิดการกระจายความร้อนที่แม่นยำ ระบบควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะประกอบด้วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิคอนโทรลเลอร์และพัดลม ควรแจกจ่ายเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่สถานที่สำคัญต่าง ๆ ในกล่องกระจายโดยเฉพาะอย่างยิ่งใกล้กับพื้นที่สงวนเพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบเรียลไทม์ เมื่ออุณหภูมิในกล่องกระจายเพิ่มขึ้นเซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณอุณหภูมิไปยังคอนโทรลเลอร์ซึ่งจะปรับความเร็วพัดลมโดยอัตโนมัติตามอุณหภูมิที่ตั้งไว้เพื่อเพิ่มการกระจายความร้อน ตัวอย่างเช่นเมื่ออุณหภูมิใกล้กับพื้นที่ที่สงวนไว้ถึง 40 องศาคอนโทรลเลอร์จะเพิ่มความเร็วของพัดลมจาก 1,000 รอบต่อนาทีถึง 1500 รอบต่อนาทีเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิในพื้นที่นี้จะไม่เพิ่มขึ้น
นอกจากนี้ พัดลมแบบปรับความถี่ยังสามารถใช้เพื่อปรับความเร็วพัดลมแบบไม่ต่อเนื่องตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เพื่อให้สามารถควบคุมการกระจายความร้อนได้ละเอียดยิ่งขึ้น ในเวลาเดียวกัน ระบบควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะถูกรวมเข้ากับระบบการตรวจสอบของกล่องกระจาย และสภาวะอุณหภูมิและสถานะการทำงานของพัดลมในกล่องกระจายจะได้รับการตรวจสอบจากระยะไกลผ่านเครือข่าย เพื่อที่จะค้นพบปัญหาการกระจายความร้อนที่อาจเกิดขึ้นได้ทันท่วงทีและ ทำการปรับเปลี่ยน

 

3. การเลือกวัสดุและการรักษาฉนวนกันความร้อน

ใช้วัสดุฉนวนกันความร้อน:

มีการติดตั้งวัสดุฉนวนระหว่างพื้นที่สงวนและองค์ประกอบความร้อนเพื่อป้องกันการถ่ายเทความร้อนไปยังพื้นที่สงวนอย่างมีประสิทธิภาพ ลดผลกระทบด้านความร้อนในพื้นที่สงวน และไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการกระจายความร้อนโดยรวมของกล่องกระจาย ตัวอย่างเช่น แผ่นฉนวนใยเซรามิกมีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนความร้อนที่ดีและค่าการนำความร้อนต่ำถึง 0.05 - 0.15W/(m・K) ซึ่งสามารถป้องกันการถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ติดตั้งแผ่นฉนวนเซรามิกไฟเบอร์ระหว่างพื้นที่สงวนและองค์ประกอบความร้อนเพื่อสร้างแผงกั้นความร้อน ระหว่างการติดตั้ง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแผ่นฉนวนสัมผัสใกล้ชิดกับส่วนประกอบความร้อนและพื้นที่ที่สงวนไว้ เพื่อหลีกเลี่ยงช่องว่างที่ทำให้เกิดความร้อนรั่ว

Airgel Emsulating Felt ยังเป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนที่ยอดเยี่ยมที่มีค่าการนำความร้อนต่ำมากและมีความยืดหยุ่นที่ดี ฉนวนกันความร้อน Airgel สามารถพันรอบองค์ประกอบความร้อนหรือปกคลุมบนผนังด้านในของพื้นที่สงวนเพื่อเพิ่มผลกระทบของฉนวนกันความร้อน เมื่อเลือกวัสดุฉนวนปัจจัยต่าง ๆ เช่นความต้านทานไฟการต้านทานการกัดกร่อนและอายุการใช้งานควรได้รับการพิจารณาเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุฉนวนสามารถยังคงมีบทบาทในระหว่างการดำเนินงานระยะยาวของกล่องแจกจ่าย

วัสดุเปลือกที่มีประสิทธิภาพการกระจายความร้อนที่ดี:
เลือกวัสดุเปลือกกล่องกระจายที่มีประสิทธิภาพการกระจายความร้อนที่ดีเช่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ อลูมิเนียมอัลลอยด์มีค่าการนำความร้อนสูงโดยทั่วไประหว่าง 180-230 w/(m ・ k) ซึ่งสามารถถ่ายโอนความร้อนภายในกล่องกระจายไปยังพื้นผิวของเปลือกและกระจายออกไปอย่างรวดเร็ว เมื่อเทียบกับเปลือกเหล็กแบบดั้งเดิมประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของเปลือกอลูมิเนียมอัลลอยด์สามารถเพิ่มขึ้นได้ 30%-50% แม้ว่าจะมีพื้นที่สงวนไว้ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของเปลือกที่ดีสามารถช่วยรักษาอุณหภูมิที่ต่ำกว่าภายในกล่องและตรวจสอบให้แน่ใจว่าผลกระทบการกระจายความร้อนโดยรวม

เมื่อเลือกวัสดุอัลลอยอลูมิเนียมให้เลือกโมเดลอลูมิเนียมอัลลอยที่เหมาะสมตามสภาพแวดล้อมการใช้งานและงบประมาณของกล่องแจกจ่าย ตัวอย่างเช่นโลหะผสมอลูมิเนียม 6061 มีประสิทธิภาพที่ครอบคลุมความแข็งแรงสูงความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและเหมาะสำหรับกล่องกระจายอุตสาหกรรมและพลเรือนส่วนใหญ่ สำหรับกล่องกระจายสินค้าบางอย่างที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นบริเวณริมทะเลหรือไซต์เคมีสามารถเลือกโลหะผสมอลูมิเนียม 5052 ตัวซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่า ในเวลาเดียวกันเปลือกอลูมิเนียมอัลลอยด์สามารถอยู่ภายใต้การรักษาพื้นผิวเช่นการรักษาแบบอะโนไดซ์ซึ่งไม่เพียง แต่สามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของเปลือกได้ แต่ยังเพิ่มพื้นที่การกระจายความร้อนเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อน

 

4. การจำลองและการทดสอบ

การวิเคราะห์การจำลองความร้อน:

ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบจำเป็นต้องใช้ซอฟต์แวร์จำลองความร้อนระดับมืออาชีพเพื่อทำการวิเคราะห์ความร้อนในกล่องกระจายสินค้า ปัจจุบันซอฟต์แวร์จำลองความร้อนที่ใช้กันทั่วไปรวมถึง ANSYS FLUENT, FLOTHERM ฯลฯ โดยการสร้างแบบจำลองสามมิติของกล่องการแจกจ่ายพารามิเตอร์การป้อนข้อมูลเช่นพลังงานความร้อนวิธีการกระจายความร้อนและคุณสมบัติของวัสดุของส่วนประกอบไฟฟ้า พื้นที่สำหรับประสิทธิภาพการกระจายความร้อนภายใต้สภาพการทำงานที่แตกต่างกันถูกจำลอง ตัวอย่างเช่นในระหว่างกระบวนการจำลองสภาพโหลดที่แตกต่างกันสามารถตั้งค่าเพื่อจำลองการให้ความร้อนของส่วนประกอบไฟฟ้าภายใต้โหลดเต็ม, โหลดครึ่ง ฯลฯ และสังเกตการกระจายอุณหภูมิ

โดยการปรับตำแหน่งขนาดและพารามิเตอร์การออกแบบการกระจายความร้อนของพื้นที่ที่สงวนไว้เช่นการเปลี่ยนรูปร่างของแผ่นไกด์ตำแหน่งและขนาดของช่องระบายอากาศ ฯลฯ การวิเคราะห์การจำลองหลายครั้งจะดำเนินการเพื่อค้นหาวิธีการออกแบบที่ดีที่สุด ในระหว่างกระบวนการจำลองแผนที่อุณหภูมิเมฆและความคล่องตัวในการไหลเวียนของอากาศสามารถสร้างขึ้นเพื่อแสดงการกระจายอุณหภูมิและการไหลเวียนของอากาศในกล่องกระจายอย่างสังหรณ์ใจช่วยให้นักออกแบบสามารถตัดสินอิทธิพลของพื้นที่ที่สงวนไว้ต่อประสิทธิภาพการกระจายความร้อน ตัวอย่างเช่นผ่านแผนที่อุณหภูมิเมฆพบว่าอุณหภูมิในมุมหนึ่งของพื้นที่ที่สงวนอยู่สูงเกินไปซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยการปรับตำแหน่งของช่องระบายอากาศหรือเพิ่มวัสดุฉนวน

การตรวจสอบการทดสอบจริง:
การสร้างต้นแบบกล่องกระจายและทดสอบประสิทธิภาพการกระจายความร้อนภายใต้สภาพการทำงานจริงเป็นขั้นตอนสำคัญในการตรวจสอบการออกแบบ จำลองสภาพความร้อนที่เป็นไปได้ต่าง ๆ ของส่วนประกอบไฟฟ้าเช่นการจำลองความร้อนของส่วนประกอบไฟฟ้าของพลังที่แตกต่างกันโดยการปรับความต้านทานโหลดและวัดอุณหภูมิของแต่ละพื้นที่ในกล่องกระจายรวมถึงพื้นที่สงวนไว้ ใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูงเพื่อจัดเรียงจุดวัดหลายจุดในกล่องกระจายเพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลอุณหภูมิสามารถได้รับอย่างถูกต้อง

ตามผลการทดสอบ ให้ปรับการออกแบบให้เหมาะสม หากพบว่าอุณหภูมิของพื้นที่สงวนสูงเกินไปสามารถปรับปรุงช่องกระจายความร้อนเพิ่มเติมได้ เช่น การเพิ่มขนาดช่องระบายอากาศ การปรับมุมของแผ่นนำ ฯลฯ หรือการปรับตำแหน่งของวัสดุฉนวนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของฉนวน ในเวลาเดียวกัน สามารถทดสอบประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของกล่องกระจายภายใต้อุณหภูมิแวดล้อมที่แตกต่างกันได้ เพื่อให้แน่ใจว่าพื้นที่ที่สงวนไว้จะไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของกล่องกระจายในสภาพแวดล้อมการใช้งานจริงต่างๆ ผ่านการทดสอบจริง แผนการออกแบบได้รับการปรับให้เหมาะสมอย่างต่อเนื่องเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของผลิตภัณฑ์อย่างเป็นทางการจะไม่ได้รับผลกระทบทางลบจากพื้นที่สงวน