Подойдите к уличному шкафу весенним утром, и иногда проблему можно услышать еще до того, как ее увидишь. Внутренняя сторона дверцы покрыта каплями воды, а на основании скопился сантиметр этой воды, а также появилась ржавчина, которой не было в октябре. Панель прошла проверку на герметичность, уплотнители новые, и никто не может найти протечку, потому что ее нет. Вода попала внутрь в виде пара, переносимого воздухом, и превратилась в жидкость за ночь, когда металл остыл сильнее, чем мог выдержать окружающий воздух. Если нарушить эту последовательность, вы будете годами покупать обогреватели, вентиляционные решетки и уплотнители, так и не просушив шкаф.
Прежде чем кто-либо потянется за обогревателем, следует учесть три вещи, которые важнее рисунка: насколько велики ежедневные колебания цен, поливают ли шкаф водой из шланга или только дождем, и кто открывает его, чтобы проверить слив и прокладку.
Откуда берется вода и что вы замечаете в первую очередь
| Состояние вождения | Что происходит внутри? | Что вы видите в поле | Обычное управление |
|---|---|---|---|
| Суточные колебания температуры | Воздух охлаждается ниже точки росы и выпускает пар. | Бусины на панели, полоса ржавчины внизу. | Нагреватель включается с помощью гигростата. |
| Теплый влажный воздух втягивается по мере охлаждения. | Пар проникает внутрь, а затем конденсируется на холодном металле. | Коррозия вблизи входных отверстий, налет на плакированных деталях. | Мембранный вентиляционный канал, герметичные входы |
| Мойка из шланга или под давлением | Вода проходит мимо уплотнительных прокладок, которые отводят дождевую воду. | Стоячая вода, влажный концевой рельс | Входы с классом защиты IP, дренаж нижних слоев |
| Солнце на одной стороне | Подсвеченная стена нагревается, затененная стена остается прохладной. | Вода на холодной дверце или боковой стенке | Солнцезащитный экран или теплоизоляция |
| Циклирование нагрузки | Оборудование нагревает воздух днем и простаивает ночью. | Неудачи, которые накапливаются весной и осенью. | Нагреватель продолжает работать ниже заданного рабочего цикла. |
| Прибрежное или тропическое место | Высокая абсолютная влажность круглый год | Появление цветов на крепежных элементах, разбрызгивание, волдыри. | Крепежные элементы из нержавеющей стали, более короткие сроки проверки. |
Запечатанная коробка — это не «сухая коробка».
Степень защиты от проникновения влаги показывает, как ведет себя шкаф при попадании воды снаружи в условиях, указанных в испытаниях. Она ничего не говорит о воде, образующейся внутри. Мы видели шкафы из нержавеющей стали со степенью защиты IP66, в которых образовывались лужи, и дешевые окрашенные коробки, которые оставались сухими в течение десяти лет. Разница заключалась не в герметичности. Воздух движется: он вытесняется наружу, когда солнце нагревает шкаф, и втягивается обратно ночью, и каждая уплотнительная пластина, прокладка, вентиляционное отверстие и кабельный канал являются частью этого пути. Пар — это газ, а газ гораздо сложнее удержать снаружи, чем каплю, — именно поэтому конденсат в электрических корпусах появляется даже в шкафах, которые были изготовлены и протестированы должным образом.
Колебания температуры — это насос.
Представьте себе шкаф как медленно работающие меха. Нагрейте его, и он вытолкнет немного воздуха. Дайте ему остыть, и он втянет свежий воздух обратно через имеющиеся отверстия. Вся влажность, которая была в наружном воздухе, теперь находится внутри шкафа, и поверхности, которые охлаждаются первыми, собирают воду: обшивка дверцы, основание, лицевая сторона любого компонента, который не выделяет тепло. Солнце, падающее на одну из стенок, усугубляет ситуацию, потому что освещенная сторона остается теплой, в то время как затененная сторона нагревается. Вблизи побережья эта пленка содержит соль, поэтому коррозия проявляется в нижней части задолго до того, как что-либо станет влажным.
Каждый кабельный ввод — это дверь для пара.
Сальниковая пластина, прошедшая испытание шлангом, может пропускать пар весь день. Капли воды огромны по сравнению с молекулами воды, поэтому прокладка, которая задерживает струю воды, не является паронепроницаемым барьером. Сжатие важнее толщины. Сплющенная прокладка или пластина с большим количеством отверстий M20, чем указано на чертеже, облегчают воздуху прохождение через них — именно поэтому доработка, изменившая только расположение кабелей, может привести к проблеме с влажностью, которой раньше не было. В нашем пошаговом руководстве по испытаниям на проникновение влаги описано, как проверяется этот барьер перед отгрузкой.
О каком именно количестве воды идёт речь?
Цифры помогают, потому что «немного конденсата» звучит безобидно. Возьмем шкаф размером 1000 x 800 x 300 мм. После того, как монтажная панель, воздуховоды и компоненты внесут свою лепту, у вас останется примерно 0,24 м³ свободного воздуха. Воздух при 30 °C и 70 % относительной влажности содержит около 21 г воды на кубический метр; если охладить его до 15 °C за ночь, он может содержать около 13 г. Разница составляет примерно два грамма жидкости за цикл — тонкая пленка на клеммной колодке, достаточная, чтобы отклеить этикетку. Проведите этот цикл в течение тридцати ночей, и вы объясните большую часть коррозии в шкафу, который никогда не протекал: практический масштаб конденсации в электрических корпусах.
Как выглядит конденсация до того, как она перерастает в катастрофу.
Редко удается наблюдать за образованием конденсата в электрических корпусах. Доказательства обнаруживаются уже после. Ржавая полоса или белый налет в самой нижней точке. Водяные пятна на панели под компонентом. Окно, которое очищается после нагревания корпуса. Зеленый налет на гальванизированных деталях. Прокладка, которая стала блестящей и твердой вместо того, чтобы оставаться упругой. Двух-трех таких случаев на одном корпусе достаточно, чтобы начать проверку на влажность.
Три стратегии контроля и способы их сочетания
Можно предотвратить попадание влаги внутрь, обеспечить «дыхание» корпуса по контролируемому вами пути или поддерживать достаточно высокую температуру поверхностей, чтобы пар никогда не конденсировался. В большинстве удачных конструкций реализованы два из трех пунктов. Нагрев сам по себе является распространенным и часто избыточным решением, а герметизация сама по себе — наименее надежный вариант, поскольку разница давлений в конечном итоге все равно найдет выход.
Сопоставление элементов управления с местом установки.
Антиконденсационные нагреватели и гигростаты
Обогреватель ничего не сушит. Он приподнимает поверхности на несколько градусов выше точки росы, благодаря чему пар дольше остается паром, поэтому порог срабатывания важнее мощности. Размер обогревателя определяется площадью открытой поверхности и колебаниями влажности в течение ночи, а не объемом шкафа, и используйте гигростат в местах с переменной влажностью воздуха. В нашем пошаговом руководстве по расчету мощности обогревателя подробно описаны все необходимые вычисления.
Компенсирующие давление вентиляционные отверстия
Мембранный вентиляционный клапан выравнивает давление, предотвращая попадание жидкой воды и большей части пыли, поэтому воздух проходит через фильтр, а не через уплотнитель. Эффективность его работы зависит от места установки. При расположении у земли он пропускает влажный воздух; при воздействии дождей он забивается в течение сезона. Установите его на затененной стороне, выше уровня стоячей воды.
Дренаж, низкие точки и сливные пробки
Если вода всё равно будет скапливаться, обеспечьте ей отвод, отличный от клеммной колодки. Сделайте уклон основания или установите специальный канал, закройте слив заглушкой в самой низкой точке и убедитесь, что слив не загораживает кабельный канал, чтобы заблокированное отверстие не могло затопить проводку. В шкафу, который включается каждую ночь, конструкция дренажного канала с резьбовой заглушкой предпочтительнее дополнительной герметизации.
Осушители, теплоизоляция и затенение в качестве вспомогательных мер
Осушитель, сохраняя свои свойства в небольшом, герметичном объеме, дает время для восстановления и перестает действовать после насыщения, поэтому используйте его только при вводе в эксплуатацию. Изоляция и солнцезащитный экран устраняют причину и уменьшают солнечное излучение, вызывающее колебания температуры. На шкафу, уже прикрепленном к стене, солнцезащитный экран часто является самым дешевым и эффективным решением.
Разработка стратегии управления влажностью в пять этапов.
- Запишите следующие характеристики места: климат, количество солнечных лучей, необходимость полива из шланга и частота открытия двери.
- Измерьте разницу между температурой самого теплого воздуха внутри помещения и температурой самого холодного металла, наблюдавшихся в течение ночи.
- Выберите основной параметр управления: обогреватель, регулируемая вентиляция или слив.
- Ограничивайте размер нагревателя до тех пор, пока позволяет точка росы. Слишком большой нагреватель перегревает прокладки.
- Включите в график планового технического обслуживания: проверку дренажной системы, вентиляции и уплотнений через фиксированные интервалы времени.
Насосная станция, которая каждую весну сама себя затопляла.
На муниципальной насосной станции недалеко от побережья после двух сезонов жалоб на коррозию заменили четыре наружных шкафа на блоки из нержавеющей стали с более высоким классом защиты от проникновения влаги. В течение года новые шкафы стали вести себя так же: вода в основании, ржавчина на монтажной панели, выход из строя модуля подачи воды каждую весну. Они были обращены на запад, нагрузка была непостоянной, а дверца открывалась почти каждую неделю, поэтому внутри постоянно происходили резкие перепады температур между теплыми днями и холодными ночами. Никто не хотел слышать, что класс защиты IP не был причиной проблемы. Решением стали мембранная вентиляция на затененной стороне, небольшой обогреватель на гигростате, дренаж в самой низкой точке и весенняя проверка, которую бригада действительно провела.
Вопросы о влажности, которые задают покупатели перед тем, как выбрать наружное ограждение.
Предотвращает ли более высокий класс защиты IP образование конденсата?
Нет. Рейтинг учитывает воду, поступающую снаружи. Конденсат — это вода, которая уже находилась в воздухе внутри шкафа.
Почему внутри моего террариума мокро, хотя ничего не протекает?
Теплый воздух заносит пар внутрь корпуса по мере его «дыхания», и этот пар снова превращается в жидкость, как только поверхности остывают ниже точки росы.
Следует ли полностью герметизировать корпус или обеспечить его вентиляцию?
Вентиляция должна быть эффективной, но целенаправленной. Мембрана обеспечивает отвод избыточного давления через фильтр, в то время как герметичный объем продолжает «дышать» через свои соединения.
Как правильно подобрать размер водонагревателя с защитой от конденсации?
Начните с площади открытой поверхности и колебаний в течение ночи, а не с объема шкафа. Затем проверьте рабочий цикл.
Где следует установить вентиляционное отверстие?
На затененном участке, выше уровня, до которого могла дотянуться стоячая вода, и вдали от преобладающих дождей.
Достаточно ли пакета с осушителем?
В небольшом, хорошо герметичном объеме его хватает на несколько месяцев. После насыщения он просто перестает работать, поэтому используйте его в паре с устройством контроля, которое будет продолжать функционировать.
Сможет ли обогреватель обеспечить сухость внутри помещения в тропическом климате?
Это помогает, но при высокой абсолютной влажности точка росы круглый год остается близкой к температуре окружающей среды, поэтому вентиляция и дренаж выполняют большую часть работы.
Как часто следует заменять уплотнительные прокладки в наружном корпусе?
Заменяйте по состоянию, а не по графику. Затвердевшая прокладка пропускает пар, даже если она выглядит целой.
Может ли конденсат повредить электронику еще до того, как станет видна вода?
Да, и это обычная последовательность событий. Тонкая пленка на клеммной колодке начинает коррозию задолго до того, как вода вытечет из основания.
Всегда ли образование конденсата в электрических корпусах свидетельствует о конструктивном недостатке?
Не всегда. Звукоизолирующий кожух всё равно конденсирует воздух, даже если колебания на объекте превышают заявленные параметры, поэтому обычно проблема заключается в стратегии контроля.
Основа для этого не наша. Стандарт IEC 60529, определяющий степени защиты, устанавливает порядок проведения испытаний на проникновение влаги, соответствующих рейтингу шкафа, разъяснение Национальной метеорологической службы США относительно точки росы описывает свойство воздуха, определяющее цикл, а руководство по электробезопасности британской службы охраны труда и техники безопасности объясняет, почему вода внутри оборудования считается опасной. Ни один из этих стандартов не утверждает конкретный корпус, и условия на объекте по-прежнему определяют меры контроля.
Граница принятия решений в Джуэйне
Наличие воды в герметичном шкафу — предсказуемый результат изменения объема воздуха, влажности и суточных колебаний температуры. Это не доказывает, что кто-то установил неправильную прокладку, и новые прокладки это не исправят. Правильно опишите место установки, выберите регулятор, соответствующий колебаниям температуры, рассчитайте его размеры, исходя из поверхности, на которой образуется вода, и проводите техническое обслуживание там, где оно действительно будет проводиться. Для получения второго мнения по поводу конденсации в электрических шкафах компания Jewein может сравнить чертеж с описанием места установки и подтвердить наличие нагревателя, вентиляции и дренажной системы — отправьте его нам .
