Компания SILART расширила линейку оборудования для обеспечения технологического климата и повышения надежности работы электроники и автоматики в корпусных устройствах серией теплообменников воздух–воздух HEX-A. Это оборудование Outdoor-исполнения для отвода избыточного тепла из электротехнических, телекоммуникационных и промышленных шкафов. Теплообменники имеют высокую степень защиты IP65 и рассчитаны на серьезные температурные и климатические воздействия, характерные для эксплуатации в российских условиях.

HEX-A применяется в тех случаях, когда оборудование внутри шкафа необходимо защитить от перегрева, но подавать наружный воздух непосредственно к электронным компонентам нельзя. Внутренний и внешний воздушные контуры теплообменника полностью разделены, поэтому пыль, влага и внешние загрязнения не поступают внутрь шкафа вместе с охлаждающим воздухом.

Когда обычной вентиляции недостаточно

Фильтрующие вентиляторы являются простым и экономичным способом отвода тепла, но их работа предполагает постоянный воздухообмен между шкафом и окружающей средой.

Даже при наличии фильтра вместе с наружным воздухом внутрь шкафа могут постепенно проникать:

• мелкодисперсная промышленная пыль;
• влага;
• металлические частицы;
• аэрозоли;
• другие внешние загрязнения.

Кроме того, фильтрующий элемент создает дополнительное аэродинамическое сопротивление, постепенно загрязняется и требует периодического обслуживания или замены.

Компрессорный кондиционер позволяет сохранить герметичность и охлаждать оборудование ниже температуры окружающей среды. Однако он содержит холодильный контур, компрессор и хладагент, потребляет больше электроэнергии и требует более сложного технического обслуживания.

Теплообменник HEX-A занимает промежуточное положение между вентиляцией и кондиционированием:

• сохраняет изоляцию внутреннего контура;
• не использует компрессор;
• не содержит хладагент;
• потребляет электроэнергию преимущественно для работы вентиляторов;
• требует минимального обслуживания.

Как работает теплообменник HEX-A

В конструкции HEX-A предусмотрены два независимых воздушных контура.

Внутренний контур обеспечивает циркуляцию нагретого воздуха внутри электротехнического шкафа. Воздух проходит через теплообменное ядро, отдает ему тепло и возвращается в шкаф охлажденным.

Внешний контур забирает более холодный воздух из окружающей среды. Проходя через отдельные каналы теплообменного ядра, наружный воздух принимает тепло и выводит его за пределы шкафа.

Между воздушными потоками передается только тепловая энергия. Сам воздух не смешивается. Такой принцип позволяет отводить тепло без прямого поступления наружного воздуха к электротехническим и электронным компонентам.

Что означает характеристика «Вт/К»

Холодопроизводительность теплообменников указывается не как постоянное значение в ваттах, а в ваттах на кельвин — Вт/К.

Эта характеристика показывает, сколько тепла устройство способно передать при каждом градусе разности температур между воздухом внутри шкафа и окружающей средой.

Фактический теплоотвод определяется по формуле:

Q = k × ΔT

где:

• Q — фактическая холодопроизводительность, Вт;
• k — удельная холодопроизводительность теплообменника, Вт/К;
• ΔT — разность температур между внутренним и наружным воздухом, К.

Например, теплообменник с удельной холодопроизводительностью 35 Вт/К при разности температур 10 градусов способен передавать:

35 × 10 = 350 Вт тепла

Если разность температур уменьшится до 5 градусов, фактический теплоотвод составит:

35 × 5 = 175 Вт

Таким образом, чем больше разница между температурой внутри шкафа и температурой окружающей среды, тем больше тепла способен отвести теплообменник.

Почему используется кельвин, а не градус Цельсия

Кельвин является основной единицей измерения температуры в Международной системе единиц. В теплотехнических характеристиках его используют для обозначения именно разности температур.

При этом размер одного кельвина и одного градуса Цельсия одинаков:

разница 1 К численно равна разнице 1 °C

Например:

• температура внутри шкафа — 45 °C;
• температура окружающей среды — 35 °C;
• разность температур — 10 К.

Та же разность может быть рассчитана как 10 °C, однако запись в кельвинах сразу показывает, что речь идет не об абсолютной температуре, а именно о температурном перепаде.

Поэтому характеристики теплообменников, теплопроводности и теплопередачи традиционно указываются в:

• Вт/К;
• Вт/(м²·К);
• Вт/(м·К).

Для практического расчета клиент может использовать разность температур в градусах Цельсия — числовой результат будет тем же.

Важное условие применения

HEX-A не производит холод самостоятельно. Он переносит тепло из более теплой среды в более холодную.

Поэтому теплообменник применяется только в тех случаях, когда допустимая температура внутри шкафа выше температуры окружающей среды:

Tвнутр > Tнаруж

Например, если наружная температура составляет 35 °C, а внутри шкафа допускается 45 °C, теплообменник может использовать разницу в 10 градусов для отвода тепла.

Если на улице 40 °C, а внутри требуется поддерживать 30 °C, применение теплообменника невозможно. Для такой задачи необходимо активное охлаждение — компрессорный или термоэлектрический кондиционер.

При наружной температуре выше внутренней теплообменник будет переносить тепло в сторону шкафа, поэтому такой режим не допускается.

Расчет с учетом стенок шкафа

Тепло от оборудования отводится не только через HEX-A, но и естественным образом через стенки шкафа.

Для более точной оценки установившейся температуры необходимо учитывать оба пути теплоотвода:

kсум = kшкафа + kтеплообменника

Tвнутр = Tнаруж + Pоборудования / kсум

Например:

• внутреннее тепловыделение — 210 Вт;
• наружная температура — 35 °C;
• коэффициент теплопередачи шкафа — 7 Вт/К;
• установлен HEX-A035 с характеристикой 35 Вт/К.

Суммарный коэффициент:

7 + 35 = 42 Вт/К

Разность температур:

210 / 42 = 5 К

Установившаяся температура внутри:

35 + 5 = 40 °C

При этом HEX-A отведет 175 Вт, а еще 35 Вт будут передаваться через стенки шкафа.

Такой расчет позволяет подобрать оборудование точнее и избежать как недостаточного охлаждения, так и избыточного размера устройства.

Модельный ряд HEX-A

В серию входят три модели:

Модель	Удельная холодопроизводительность	Напряжение	Степень защиты
HEX-A015-000	15 Вт/К	230 В	IP65
HEX-A035-000	35 Вт/К	230 В	IP65
HEX-A042-000	42 Вт/К	230 В	IP65

Теплообменники имеют навесное Outdoor-исполнение и подключаются через разъемную клеммную колодку. Внутренний и наружный вентиляторы имеют отдельные линии подключения, поэтому могут управляться термостатом или внешним контроллером. Высокая степень защиты IP65 и конструкция, рассчитанная на наружное размещение, позволяют использовать HEX-A при серьезных климатических воздействиях российского климата — при низких и высоких температурах и значительных сезонных перепадах, при обязательном соблюдении требований руководства по монтажу и эксплуатации.

Основные преимущества HEX-A

Герметичный отвод тепла. Разделение воздушных контуров исключает прямое попадание наружного воздуха к электротехническим компонентам.

Outdoor-исполнение и высокая степень защиты. При корректном монтаже теплообменник поддерживает степень защиты IP65. Серия рассчитана на наружное размещение и работу при значительных температурных воздействиях.

Низкое энергопотребление. В конструкции нет компрессора и холодильного контура. Электроэнергия расходуется преимущественно на работу вентиляторов.

Отсутствие хладагента. Нет риска утечки фреона, необходимости дозаправки или обслуживания холодильного контура.

Простая и надежная конструкция. Минимальное количество движущихся и обслуживаемых элементов снижает количество потенциальных точек отказа.

Компактная интеграция. Небольшая глубина корпуса позволяет применять HEX-A в шкафах с ограниченным монтажным пространством.

Минимальное обслуживание. В конструкции отсутствуют сменные фильтры. Обслуживание сводится к периодической проверке и очистке теплообменного ядра сжатым воздухом.

Российская разработка и производство. Клиенты получают русскоязычную документацию, техническую поддержку производителя и помощь при подборе оборудования.

Где применяются Outdoor-теплообменники HEX-A

Теплообменники серии подходят для охлаждения:

• шкафов управления и автоматики;
• шкафов РЗА и АСУ ТП;
• телекоммуникационных шкафов;
• шкафов связи и телемеханики;
• объектов транспортной инфраструктуры;
• энергетических объектов;
• промышленных шкафов с чувствительной электроникой;
• наружных шкафов, где требуется сохранить изоляцию внутреннего контура.

HEX-A относится к оборудованию Outdoor-класса: серия предназначена для наружных шкафов, имеет высокую степень защиты IP65 и рассчитана на эксплуатацию в условиях серьезных воздействий российского климата. При этом условия конкретного проекта и монтаж изделия должны соответствовать требованиям руководства по монтажу и эксплуатации.

HEX-A в линейке оборудования SILART

Серия HEX-A дополняет комплекс решений SILART для формирования технологического климата:

• SLV и NLV — вентиляция шкафа с прямым воздухообменом;
• HEX-A — герметичный отвод тепла без холодильного контура;
• NTS и OTS — активное компрессорное охлаждение ниже температуры окружающей среды;
• STA — термоэлектрическое охлаждение для малых нагрузок;
• SNK и SNV — обогрев, защита от конденсата и холодного пуска.

Таким образом, HEX-A занимает отдельную функциональную нишу: он применяется там, где обычная вентиляция не обеспечивает требуемую защиту, а установка компрессорного кондиционера не требуется.

Итог

SILART HEX-A — это компактное и энергоэффективное Outdoor-решение для герметичного отвода тепла из электротехнических шкафов. Высокая степень защиты IP65 и устойчивость к серьезным температурным воздействиям российского климата позволяют применять серию на объектах наружного размещения.

Серия объединяет:

• разделенные воздушные контуры;
• отсутствие компрессора и хладагента;
• Outdoor-исполнение и степень защиты IP65;
• низкое энергопотребление;
• простую интеграцию;
• минимальные требования к обслуживанию.

При правильном расчете HEX-A позволяет поддерживать допустимую температуру оборудования, сохранять защиту шкафа и снижать эксплуатационные затраты по сравнению с активными системами кондиционирования.