ระบบแอร์ตู้คอนโทรล

ระบบระบายความร้อนตู้คอนโทรล

วันที่เขียนบทความนี้เป็นวันที่อากาศร้อนมากๆวันหนึ่ง  เรียกว่าร้อนตับแตกกันเลยล่ะจนทำให้ผมสงสารตัวเองที่ต้องเจอกับอากาศร้อนๆแบบนี้และก็อดสงสัยไม่ได้ว่าพวกอุปกรณ์ควบคุมที่อยู่กันอย่างแออัดในตู้นั้นมันจะเป็นยังงัยกันบ้าง  ถึงแม้พวกมันจะไม่มีชีวิตแต่ความร้อนก็ส่งผลกระทบต่อพวกมันได้อาจส่งผลกระทบต่อกระบวนการผลิตในโรงงานของคุณได้  จึงเป็นที่มาของคำถามที่ว่า ทำไมการระบายความร้อนจึงสำคัญสำหรับตู้คอนโทรลของคุณ

เป็นเรื่องปกติที่ผู้ออกแบบระบบควบคุมอุตสาหกรรมมักมองข้ามความสำคัญของการระบายความร้อนของตู้  ด้วยเหตุนี้ตู้ควบคุมจำนวนมากได้รับการออกแบบมาเพื่อการระบายอากาศตามธรรมชาติและไม่ได้พิจารณาผลกระทบของอุณหภูมิแวดล้อมกับความร้อนที่เกิดขึ้นจากอุปกรณ์ภายในตู้  ส่งผลให้ไม่สามารถรักษาอุณหภูมิภายในของตู้ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมได้

ผลที่ตามมาก็คืออุปกรณ์อาจร้อนเกินไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่มีอากาศร้อนเช่นนี้  ทำให้ความเสี่ยงที่อุปกรณ์จะทำงานล้มเหลวเพิ่มขึ้นและอายุการใช้งานของอุปกรณ์สั้นลงเร็วกว่ากำหนด  ความเสี่ยงนี้สามารถลดลงได้หากมีการตรวจสอบอุณหภูมิของตู้ควบคุมและติดตั้งระบบระบายความร้อนที่เหมาะสมถ้าจำเป็น

ทำไมตู้คอนโทรลร้อน?

อุณหภูมิของตู้ควบคุมอุตสาหกรรมนั้นมีความสัมพันธ์โดยตรงกับอัตราความร้อนที่เกิดขึ้นภายในตู้จากอุปกรณ์ต่างๆ  การใช้อุปกรณ์ไฟฟ้า พีแอลซีและไดร์ฟที่เพิ่มขึ้นก็จะยิ่งสร้างความร้อนมากขึ้น  นี่คือที่มาของการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่มขึ้นซึ่งจะสร้างความร้อนจำนวนมาก นอกจากนั้นแนวโน้มการลดขนาดตู้ให้เล็กลงโดยอัดอุปกรณ์ต่างๆเข้าไปในตู้ยิ่งส่งผลให้สร้างความร้อนมากขึ้นเช่นกัน ในขณะที่พื้นที่ระบายความร้อนน้อยลง

ผลที่ตามมาของการระบายความร้อนไม่เพียงพอ

ความสามารถของอุปกรณ์ควบคุมที่จะทำงานได้ดีในขณะอุณหภูมิสูงนั้นแตกต่างกันอย่างมาก แม้ว่าผู้ผลิตจะบอกว่าอุปกรณ์เหล่านั้นสามารถใช้งานในที่อุณหภูมิสูงได้   แต่ต้องเข้าใจว่าอายุการใช้งานของอุปกรณ์เหล่านั้นคงสั้นลง นอกจากนั้นอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนอาจมีความคลาดเคลื่อนจากที่ควรจะเป็นทำให้การควบคุมผิดพลาด  และเป็นเรื่องไม่ปกติแน่นอนที่อุปกรณ์ควบคุมด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ เช่น PLC จะทำงานได้ดีในสภาวะอุณหภูมิสูง

ปัจจัยการทำความเย็นที่สำคัญ

วิธีการที่ใช้ในการระบายความร้อนของตู้ควบคุมอุตสาหกรรมเพื่อให้มั่นใจได้ว่าอุณหภูมิภายในของตู้ควบคุมเป็นไปตามที่ต้องการและหลีกเลี่ยงความร้อนที่ไม่คาดคิดจะเข้ามากระทบ มีขั้นตอนดังต่อไปนี้

ขั้นตอนแรกจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องประเมินอุณหภูมิสูงสุดที่สามารถรับได้ภายในตู้  อุณหภูมิที่เลือกควรจะพอเหมาะกับสภาพแวดล้อมเพราะสิ่งนี้ช่วยให้มั่นใจว่าการทำงานจะไม่มีปัญหาและโดยทั่วไปอุณหภูมินี้ไม่ควรเกิน 35 °C

ขั้นตอนต่อไปคือการประเมินปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นภายในตู้ ข้อมูลการสร้างความร้อนของอุปกรณ์ต่างๆนั้นสามารถหาได้จากผู้ผลิตอุปกรณ์ จากนั้นคำนวณภาระความร้อนทั้งหมดในรูปวัตต์  เช่น VFD มีประสิทธิภาพ 95% แสดงว่ามี Loss ประทาณ 5% ซึ่ง Loss นี้จะอยู่ในรูปของความร้อนถ้าอินเวอร์เตอร์มีขนาด 100 วัตต์ และทำงานที่เต็มกำลังก็จะมี Loss เท่ากับ 5 วัตต์  หากตู้ได้รับแหล่งความร้อนจากภายนอก เช่น ดวงอาทิตย์ เตาอบภายในโรงงาน การแผ่รังสีเหล่านี้ควรนำมาพิจารณาด้วย

ปัจจัยสำคัญตัวที่สามคือการประเมินช่วงอุณหภูมิแวดล้อมอย่างแม่นยำเนื่องจากเป็นตัวกำหนดประเภทของระบบระบายอากาศที่เหมาะสม  ซึ่งการประเมินนี้มักผิดพลาดได้ง่ายเพราะอุณหภูมิในจุดที่ตู้ติดตั้งอยู่มักจะสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อมภายนอกเนื่องจากผลกระทบต่างๆ เช่น การแผ่รังสีแสงอาทิตย์กับอาคาร และอุปกรณ์สร้างความร้อนภายในอาคารเอง

เมื่อประเมินปัจจัยเหล่านี้แล้วเราก็สามารถทำการคำนวณภาระความร้อนที่เกิดขึ้นได้แล้วครับ ซึ่งค่าที่ได้นี้จะนำไปใช้เลือกระบบระบายความร้อนต่อไป

ทางเลือกการระบายความร้อนในทางปฏิบัติ

มีทางเลือกในการระบายความร้อนหลายรูปแบบ ตัวเลือกที่ง่ายที่สุดคือการใช้พัดลมระบายอากาศเพื่อระบายความร้อนออกจากตู้   วิธีนี้สามารถทำงานได้หากอุณหภูมิแวดล้อมต่ำกว่าอุณหภูมิภายในตู้ควบคุม  ซึ่งพัดลมจะนำเอาความร้อนออกจากตู้ได้เท่านั้นแต่ไม่ได้สร้างความเย็นภายในตู้  แต่บางครั้งเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาอาจลืมทำความสะอาดหรือเปลี่ยนฟิลเตอร์ซึ่งจะส่งผลให้อุณหภูมิในตู้เพิ่มขึ้นได้

และบ่อยครั้งที่เราต้องปิดช่องว่างต่างๆของตู้เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งสกปรก เช่น ฝุ่น น้ำ หรือ สารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เข้าไปภายในตู้  การใช้ Heat Exchanger จะเหมาะสมกว่าการใช้พัดลม

พัดลมและ Heat Exchanger จะทำหน้าที่เหมือนกัน คือ ระบายความร้อนออกจากตู้ แต่มันไม่ได้ทำให้ตู้เย็นลงจนต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อมได้  หากอุณหภูมิแวดล้อมสูงกว่าอุณหภูมิภายในตู้  เราต้องใช้แอร์ตู้คอนโทรลติดตั้งให้กับตู้ควบคุมจะเหมาะสมกว่า  วิธีการใช้เครื่องปรับอากาศเป็นระบบระบายความร้อนที่ดีที่สุดและทำให้อุณภูมิภายในตู้เย็น  นอกจากนั้นมันช่วยลดผลกระทบจากเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตามธรรมชาติที่แปรเปลี่ยนตลอดเวลา  และสิ่งที่เป็นข้อดีอีกอย่างหนึ่งคือความสามารถในการลดความชื้นในอากาศได้ดี

นี่ล่ะคือเหตุผลที่ผมต้องหนีร้อนเข้ามาอยู่ในห้องที่ติดเครื่องปรับอากาศเพราะพัดลมอย่างเดียวเอาไม่อยู่จริงๆ ครับหากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบระบายความร้อนสามารถติดต่อผู้เชี่ยวชาญของเราได้ เราจะช่วยประเมินความต้องการของคุณและแนะนำคุณเกี่ยวกับการระบายความร้อนที่เหมาะสมกับตู้ควบคุมของคุณได้