Chłodzenie szafy sterowniczej: przegrzewanie, dobór i serwis

Chłodzenie szafy sterowniczej staje się problemem latem: falowniki zgłaszają przegrzanie, sterownik PLC się restartuje, a w szafie przy linii produkcyjnej termometr pokazuje 45°C i więcej. Większość falowników i zasilaczy pracuje bez ograniczeń do około 40°C, powyżej producenci każą zmniejszać obciążenie albo urządzenie samo się wyłącza.

W SKiC budujemy szafy sterownicze do chillerów i central wentylacyjnych, a przy okazji rozwiązujemy problem ciepła w szafach na całym zakładzie. Dobieramy chłodzenie, serwisujemy klimatyzatory szafowe i podłączamy szafy do wody lodowej. Cała Polska, tel. +48 501 179 381.

Objawy przegrzewania szafy sterowniczej

• Alarmy przegrzania falowników, najczęściej po południu i w upały.
• Restarty sterownika PLC albo gasnący panel HMI.
• Wyłączenia maszyn, które ustępują po otwarciu drzwi szafy.
• Gorące drzwi i obudowa, zapach nagrzanej izolacji.
• Woda w szafie albo skropliny na aparaturze pod klimatyzatorem.
• Zatkane filtry wentylatorów i kurz na płytach elektroniki.

Otwarte drzwi szafy to częsta prowizorka i zły pomysł. Do środka wchodzi pył, mgła olejowa i opiłki, które osiadają na radiatorach i płytach. Szafa traci stopień ochrony IP, a ryzyko zwarcia rośnie z każdym tygodniem.

Chłodzenie szafy sterowniczej: bilans ciepła

Chłodzenie szafy sterowniczej dobieramy zawsze na podstawie bilansu. Liczymy straty mocy wszystkich urządzeń w szafie: falownik oddaje w postaci ciepła zwykle 2 do 3 procent mocy silnika, do tego zasilacze, sterownik, styczniki i transformatory. Dwa falowniki po 30 kW to już ponad 1 kW ciepła, które musi gdzieś odpłynąć.

Drugi parametr to temperatura otoczenia latem i miejsce szafy: przy piecu, przy prasie, pod dachem hali, na zewnątrz. Trzeci to wymagany stopień ochrony IP, bo w zapylonej hali odpada każde rozwiązanie, które wpuszcza powietrze z zewnątrz do wnętrza szafy.

Wentylator, wymiennik czy klimatyzator szafowy

• Wentylator z filtrem: tani, ale działa tylko, gdy powietrze w hali jest chłodne i czyste. Nie schłodzi szafy poniżej temperatury hali.
• Wymiennik powietrze powietrze: zamknięty obieg i zachowane IP, ale nadal tylko do temperatury otoczenia.
• Klimatyzator szafowy: mały układ chłodniczy ze sprężarką, schładza szafę poniżej temperatury hali w zamkniętym obiegu.
• Wymiennik powietrze woda: odbiera ciepło do wody lodowej albo glikolu z chillera, bez sprężarki przy szafie, także dla dużych mocy.

W zakładach z instalacją wody lodowej chłodzenie szafy sterowniczej najrozsądniej oprzeć na wymiennikach powietrze woda zasilanych z istniejącego obiegu. Warunek: woda na zasilaniu musi mieć temperaturę powyżej punktu rosy powietrza w szafie, inaczej na wymienniku wykropli się wilgoć. Dlatego taki obwód dostaje własny zawór regulacyjny i czujnik temperatury.

Awarie klimatyzatora szafy sterowniczej

• Zapchany skraplacz pyłem i mgłą olejową, alarm wysokiego ciśnienia.
• Uszkodzony wentylator skraplacza albo parownika.
• Ubytek czynnika po pęknięciu rurki od drgań maszyny.
• Zatkany odpływ skroplin, woda w szafie.
• Zbyt niska nastawa, która powoduje kondensację na aparaturze.
• Nieszczelna szafa: otwory po dławnicach, zużyte uszczelki drzwi.

Klimatyzatory szafowe mają małe napełnienie, zwykle poniżej progu 5 t CO2e z rozporządzenia (UE) 2024/573, więc nie wymagają okresowej kontroli szczelności. Każda praca przy obiegu czynnika wymaga jednak technika z certyfikatem F-gaz, a SKiC ma certyfikat firmy i certyfikowanych techników.

Serwis i przegląd przed latem

Przegląd, który utrzymuje chłodzenie szafy sterowniczej w dobrej formie przed sezonem, obejmuje mycie skraplacza i filtrów, kontrolę wentylatorów, pomiar temperatur na wlocie i wylocie, prąd sprężarki, drożność odpływu skroplin i nastawę. Sprawdzamy szczelność szafy: uszczelki drzwi, dławnice i otwory montażowe. Na koniec testujemy alarm temperatury szafy.

Alarm warto przenieść do sterownika maszyny albo do BMS, żeby obsługa wiedziała o problemie przed wyłączeniem linii. Taki czujnik dodajemy przy pracach z zakresu, który opisujemy na stronie automatyka chłodnicza. Przy budowie nowych szaf bilans ciepła liczymy od początku, tak jak przy każdej modernizacji sterowania chillera i przy sterowaniu central wentylacyjnych.

Pytania i odpowiedzi

Jaka temperatura w szafie sterowniczej jest bezpieczna?

Zwykle ustawiamy klimatyzator na 30 do 35°C. Niższa nastawa nie poprawia pracy elektroniki, a zwiększa ryzyko kondensacji wilgoci na aparaturze.

Czy latem można zostawić otwarte drzwi szafy?

Nie. Do środka wchodzi pył i mgła olejowa, szafa traci stopień ochrony, a obsługa ma dostęp do części pod napięciem. To prowizorka, która zamienia jeden problem na kilka innych.

Czy klimatyzator szafowy wymaga kontroli szczelności F-gaz?

Przy typowym, małym napełnieniu nie. Napraw obiegu czynnika może jednak dokonywać wyłącznie technik z certyfikatem F-gaz.

Czy chłodzenie szafy sterowniczej można podłączyć do wody lodowej?

Tak, przez wymiennik powietrze woda zasilany z chillera. Trzeba dobrać temperaturę wody powyżej punktu rosy i dodać regulację, żeby w szafie nie skraplała się woda.

Zgłoś problem z szafą

Szafa się przegrzewa albo chłodzenie szafy sterowniczej przestało działać? Zadzwoń: +48 501 179 381 albo napisz: info@skic.com.pl. Przygotuj zdjęcie wnętrza szafy, tabliczki klimatyzatora i listę urządzeń w środku. Baza serwisowa SKiC: Wałsnów 22b, wyjazdy w całej Polsce.