حساب الحمل الحراري داخل اللوحة واختيار حل التبريد
حساب الحمل الحراري للوحة: حساب الفقد الداخلي والحرارة التي تستطيع الحاوية طرحها واختيار حل التبريد المناسب.
المحتوياتحساب الحمل الحراري للوحة إجراء بسيط لكنه يُهمَل كثيراً، وهو يوضح ما إذا كانت الحاوية قادرة فعلاً على طرح القدرة المفقودة في الداخل. وعند إهماله تكون النتيجة متوقعة: فصل المرحلات الحرارية في الصيف، وأعطال ملفات الملامسات، وتقصير عمر البطاقات الإلكترونية، وتسارع تأكسد وصلات القضبان. فالحرارة هي السبب الجذري الأكثر شيوعاً والأقل ظهوراً للأعطال.
كيف تُجمع القدرة المفقودة؟
يبدأ الحساب بجمع الفقد لكل مكوّن مُركّب. فكتالوجات المصنّعين تعطي فقد القواطع والملامسات عند التيار المقنّن، وإذا كان الحمل الفعلي أقل ينخفض الفقد بمربع التيار. ومحوّلات الترددات وبادئات التشغيل الناعم هي المصادر المهيمنة، إذ تولّد حرارة تعادل نحو 2 إلى 4 بالمئة من قدرتها المقنّنة. ويجب إضافة المحوّلات ومصادر التغذية والمقاومات وفقد القضبان. وفي اللوحات الخارجية يدخل الكسب الشمسي كبند مستقل.
كم حرارة تستطيع الحاوية طرحها؟
تعتمد الحرارة التي تطرحها حاوية مغلقة على مساحتها الفعّالة مضروبة بفرق الحرارة بين الداخل والخارج. ومعامل انتقال الحرارة للحاويات الفولاذية يقارب 5,5 واط/م²·كلفن عادة. والنتيجة لافتة: حاوية بمساحة فعّالة 2 م² لا تطرح سوى نحو 165 واط عند فرق 15 كلفن. واللوحة الحديثة تولّد أكثر من ذلك بكثير، لذا يكون التبريد الفعّال غالباً أمراً لا مفر منه في حاوية جدارية بوجه واحد ودرجة حماية IP54.
بدائل التبريد
| الحل | الحالة القابلة للتحقيق | التوافق مع درجة الحماية | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| تهوية طبيعية (شبكات) | الحرارة الداخلية أعلى من المحيط | IP31-IP43 | الأكثر اقتصادية؛ ومفتوح لدخول الغبار |
| مروحة مرشّحة | الحرارة الداخلية تقارب المحيط | حتى IP54 | تنخفض الكفاءة بسرعة عند إهمال صيانة المرشح |
| مبادل هواء-هواء | الحرارة الداخلية أعلى قليلاً من المحيط | IP55-IP66 | دائرة مغلقة؛ مناسب للأجواء المغبرّة |
| مكيّف تبريد | الحرارة الداخلية قد تنزل تحت المحيط | IP54-IP66 | يجب تخطيط تصريف التكاثف واستهلاك الطاقة |
| مبادل ماء-هواء | أعلى قدرة عند الفقد الكبير | IP55-IP66 | يتطلب شبكة ماء مبرّد |
منهج ناجح عملياً
- قلّل الفقد أولاً: المقاطع الصحيحة واختيار الأجهزة الصحيح وتجنّب درجة حماية أعلى من اللازم تقلل الحاجة للتبريد
- ضع الأجهزة المولّدة للحرارة في الجزء العلوي والإلكترونيات الحساسة في الجزء السفلي
- اجمع محوّلات الترددات في حجرة مستقلة أو لوحة مستقلة
- وزّع دخول الهواء وخروجه قطرياً لمنع تكوّن مناطق ميتة
- طبّق تصحيح الارتفاع عند اختيار المراوح والمكيّفات؛ فالقدرة تنخفض فوق 1000 م
- قِس الحرارة الداخلية في أشد يوم حرارة بعد التشغيل وسجّلها
النقاط الرئيسية: حساب الحمل الحراري للوحة
- كيف تُجمع القدرة المفقودة؟ — يبدأ الحساب بجمع الفقد لكل مكوّن مُركّب.
- كم حرارة تستطيع الحاوية طرحها؟ — تعتمد الحرارة التي تطرحها حاوية مغلقة على مساحتها الفعّالة مضروبة بفرق الحرارة بين الداخل والخارج.
- مصدر المعيار — كتالوج منشورات IEC: iec.ch.
أسئلة متكررة
هل تركيب مروحة هو الحل دائماً؟
لا. فالمروحة المرشّحة تقرّب الحرارة الداخلية من المحيط في أفضل الحالات؛ وإذا كانت الغرفة عند 45 °م فلن تنزل أي مروحة باللوحة تحت 45 °م. وعندما تكون حرارة المحيط نفسها عالية يلزم مبادل حراري أو مكيّف.
هل خفض درجة الحماية يحل المشكلة الحرارية؟
جزئياً، لكنه يزيد دخول الغبار والرطوبة. وفي جو مغبرّ يحسّن خفض درجة الحماية الحرارة على المدى القصير ويضر بالموثوقية على المدى الطويل. والطريق الصحيح هو التبريد بدائرة مغلقة. والموضوع مرتبط مباشرة باختيار درجة الحماية IP.
مقالات ذات صلة
- الفحص الحراري للوحات الكهربائية: القياس وإعداد التقرير
- درجة مقاومة الصدم IK: الفرق بين IK07 وIK08 وIK10
- اختيار مانعة الصواعق (SPD): الفرق بين النوع 1 والنوع 2 والنوع 3
- كل المقالات التقنية
في ديفبان نُعدّ بيان الفقد لكل مشروع، ونحسب الحرارة التي تستطيع الحاوية طرحها، ونحدد أبعاد حل التبريد وفقاً لذلك. شاركنا قائمة الأجهزة ونخبرك مسبقاً بدرجة الحرارة الداخلية التي ستعمل عندها اللوحة صيفاً.
