Dnes je úplne bežnou vecou, že na linke, ktorá už je už dlhšie v prevádzke, vznikne potreba riešenia klimatizácie elektrorozvádzačov. Dôvody môžu byť rôzne – napríklad linka je presťahovaná z továrne v inej lokalite s inými podmienkami v hale v letnom období, alebo ide o novú linku a táto je navrhnutá na umiestnenie do haly s teplotou maximálne do 27 stupňov Celzia, pritom v mnohých výrobných halách u nás v lete stúpa teplota často k štyridsiatke.
Prípadne máme veľa liniek, ktoré sú prevádzkované hlavne v lete v hraničných podmienkach teda pri príliš vysokých teplotách aj v skriniach, za cenu nevyhnutnej údržby, kedy dochádza k prerušeniu funkcie prípadne až k zničeniu prístrojov, napríklad riadiacich systémov alebo frekvenčných meničov. Nie je teda vôbec vhodné linku nechať tak. Vysoká teplota v rozvádzačoch sa určite čoskoro vypomstí výpadkom podstatných komponentov a tým aj výpadkom linky s obrovskými nákladmi práve v tom najnevhodnejšom čase.
Skúsme si teda v krátkosti menovať hlavné problémy pri dodatočnom riešení klimatizácie a riešenie týchto problémov.
Ventilácia
Ak je prostredie jednoduché a stratový výkon v rozvádzači nie je príliš veľký, teda pohybuje sa asi do 400 W, súčasne prostredie nie je horúce, možno počítať s jednoduchou ventiláciou, teda použitím filtroventilátorov. Upozorňujem ako obvykle na tomto mieste, že aj prostredie zdanlivo obyčajné a bezproblémové sa môže javiť hlavne pri použití výkonných ventilátorov s veľkým množstvom fúkaného vzduchu ako prašné, aj keď sa celkovo hala môže zdať pomerne čistá. Je potrebné si uvedomiť, že pri veľkom množstve prepravovaného vzduchu pôsobí rozvádzač ako čistič prostredia, teda skoro všetok prach, ktorý sa napriek filtru nasaje dovnútra, ostáva v ňom. Je to tak vzhľadom na efekt spomalenia prúdenia pri väčšom priereze, teda keď vzduch veľkou rýchlosťou vojde do rozvádzača, následne sa jeho rýchlosť výrazne spomalí, lebo prierez vnútra rozvádzača je podstatne väčší ako vstupný otvor. Tu preto dochádza ihneď k usádzaniu nasatého prachu, následne zo skrine vychádza už „očistený" vzduch. Dôsledkom je zaprášené vnútro rozvádzača aj keď sa pri bežnej prehliadke zdá že hala je čistá. Dôsledky takéhoto zaprášenia zďaleka nespočívajú len v dizajnových vlastnostiach. Ide hlavne o ťažké odovzdávanie tepla cez zaprášený povrch, stáva sa teda, že v rozvádzači nie je príliš teplo, ale komponenty sú prehriate – jednoducho preto že sú zaprášené.
Upozorňujem ešte, že všeobecne je výhodnejšie usporiadať ventiláciu tak, že filtroventilátor je umiestnený v dolnej časti a vháňa vzduch dovnútra skrine, vzduch je vyfukovaný potom výstupným filtrom umiestneným v hornej časti. Je na to viac dôvodov. Predovšetkým pri tomto usporiadaní všetok vzduch ktorý vojde do skrine je prefiltrovaný. To je základná výhoda, za ďalšiu možno potom považovať aj fakt, že ventilátor pracuje pri nižšej teplote, čo môže predĺžiť jeho životnosť. Ventilátory sú všeobecne veľmi spoľahlivé zariadenia (hovoríme o značkových typoch). Stredná doba medzi poruchami sa pohybuje vysoko nad 50.000 hodinami nepretržitej prevádzky, čo znamená bezproblémové nasadenie nad 10 rokov.
Ak ktorákoľkek z horeuvedených podmienok nie je splnená, neodporúčame ventilovať! Pravdivosť tohto tvrdenia možno preukázať na mnohých zničených drahých komponentoch, ktoré nevydržali vysokú teplotu, lebo napríklad filter ventilátora bol zanesený. Aj keď napríklad frekvenčný menič bol prakticky nový, reklamácia nebola uznaná, lebo rozvádzač nebol dostatočne chladený.
Fixná idea: „keď je vietor, je zima"
Znie to groteskne a vyslovene smiešne, ale realita a skúsenosti nás presviedčajú o tom, že dokonca aj inžinieri, projektanti a skúsení údržbári podliehajú jednoduchým bezmyšlienkovitým predstavám. Dokážu si predstaviť, že ak nasadia veľmi výkonné ventilátory, tak teplota v rozvádzači sa nielen priblíži k tej vonkajšej, ale dokonca sa dá dosiahnuť nižšia! Je to naozaj neuveriteľné, ale bohužiaľ s takýmto „názorom" sa stretávame stále znova a nevychádzame z údivu. Preto nie je nezmyselné konštatovať samozrejmú vec, že teplota sa neznižuje rýchlosťou prúdenia vzduchu. Ak aj máme supervýkonné ventilátory, teplota v rozvádzači bude vždy vyššia ako v hale ak je vnútri stratový výkon.
Klimatizácia
Ak je teda prostredie nie celkom bezproblémové alebo stratový výkon v rozvádzači je značný, odporúčame aktívne klimatizovať. V súčasnej dobe na to možno použiť klimatizačné jednotky alebo výmenníky tepla vzduch – voda. Okrajovo možno spomenúť, že sú tu aj výmenníky tepla vzduch – vzduch. Tieto majú však skôr význam v outdoorových aplikáciách, keďže vonkajší vzduch aj v lete nedosahuje vyššie teploty ako zhruba 35 stupňov, aj to vyslovene výnimočne. Spravidla je vonku do 30 stupňov a v takomto prípade odvod aj značného množstva tepla zvládne výkonný výmenník tepla vzduch – vzduch. V halách je to ináč. Často teplota v hale dosahuje počas väčšiny letného času značných hodnôt a preto neostáva k dispozícii dostatočný priestor na rozdiel teploty okolo 10 stupňov, v rozvádzači by bolo teda už príliš horúco.
Želaná teplota v rozvádzači
Často sa stretávame s predstavou, že aj napriek vysokej teplote v hale, keď už máme klimatizačnú jednotku na rozvádzači, tak nastavme na nej krásne nízku teplotu, aby sme mali rezervu vo výške teploty. Ešte dnes mi znie v ušiach výpoveď hlavného údržbára vo veľmi významnom výrobnom závode, že „Aj keď v hale je teplo, fakt je, že naše riadiace jednotky majú najradšej ustálenú teplotu tak 20 stupňov Celzia".
Pritom v hale u nich býva naozaj veľmi teplo, v lete bežne nad 40 stupňov v hornej časti, kde sú práve rozvádzače lokalizované. A tak na jednej strane, ak si stanovíme za cieľ dosiahnuť v rozvádzačoch dvadsať stupňov, museli by sme dodávať trvale enormný chladiaci výkon, prípadne tepelne izolovať steny rozvádzačov, pretože ináč cez oceľové plochy preniká dovnútra obrovské množstvo tepla a tým pádom ivestičné náklady na klimatizačné jednotky ale aj priebežné náklady na energiu by boli skutočne enormné. A to ešte nie je všetko, okrem toho je tu zásadne závažná vec: ak máme v hale 40 stupňov a v rozvádzači dvadsať, pritom v hale je vzduch s nejakou normálnou relatívnou vlhkosťou (v prípade napríklad lakovne ešte podstatne vyššej, bežne až vyše 85%), v okamihu otvorenia dverí rozvádzača bezprostredne hrozí havária celej linky, pretože na všetkých elektronických komponentoch nastane kondenzácia ako po otvorení dverí chladničky! Málokto si uvedomuje, že ak takto „zdravo" vychladí rozvádzač, tak ani v prípade naliehavej poruchy nebude môcť otvoriť počas prevádzky dvere. Dokonca v extrémnom prípade by dvere mali byť z bezpečnostných dôvodov zablokované a odblokovať by sa mali až po postupnom oteplení vnútra rozvádzača blízko k teplote v hale. Preto je bežne odporúčaná želaná ustálená teplota v rozvádzači 35 stupňov.
Na 35 stupňov sú aj od výroby nastavené aj klimatizačné jednotky Rittal.
Základné predpoklady nasadenia aktívneho klimatizačného systému
Také celkom zásadné predpoklady sú dva: utesnenie rozvádzača alebo stupeň krytia a ďalej jeho mechanická pevnosť a tuhosť. Utesnenie skrine je podľa všeobecného rozšíreného názoru len formálna požiadavka a nemusí byť podľa mnohých braná príliš vážne. Zaiste, zavisí to od ďalších okolností, hlavne od podmienok v hale, odporúčame však túto podmienku zobrať úplne vážne. Prečo? Je na to viac dôvodov. Predovšetkým, skupenské teplo premeny je vec, ktorá tu hrá úlohu a je to naozaj u vody veľké množstvo energie. Mám na mysli skupenské teplo, ktoré treba odobrať vodnej pare, aby skondenzovala na vodu. Ak máme netesnú skriňu, vzduch sa potom neustále vymieňa a klimatizačná jednotka pracuje vo významnej miere na tom, aby zakaždým znova odvlhčila vnútro rozvádzača. Vzniká tým kondenz, čo nie je najväčší problém, lebo vyspelé klimatizačné jednotky majú už bežne zabudovaný odparovač kondenzu s dostatočným výkonom. Ale v extrémnom prípade môže energetická náročnosť na odvlhčovanie v dôsledku netesného rozvádzača prevýšiť dokonca potrebu energie na vychladenie vnútra skrine. Mimoriadne vážnou témou je preto utesnenie v oblastiach s vysokou vzdušnou vlhkosťou, napríklad v lakovni. Ak je skriňa rozvádzača riadne utesnená, po ustálení stavu kondenz vôbec nevzniká, len niekoľko kvapiek sa vyskytne po uvedení klimatizačnej jednotky do chodu. Neskôr už kondenz nemá prečo vznikať, ak vzniká, je rozvádzač netesný. Okrem toho, u hrubo netesného rozvádzača sa dostáva s výmenou vzduchu dovnútra aj prach, čo významne zhoršuje podmienky ochladzovania povrchu zariadení v rozvádzači.
Za týmto účelom je nevyhnutne potrebné riadne utesniť všetky stávajúce otvory, napríklad ventilačné a postarať sa treba aj o ostatné netesnosti, napríklad zle urobený vstup káblov zospodu a podobne.
Ďalším predpokladom nasadenia aktívnej klimatizácie je, aby skriňa rozvádzača bola únosná. Mám na mysli hlavne jej ploché diely ako dvere, strecha, bočnice. Ideálny prípad máme vtedy, ak je rozvádzač značkový, najlepšie Rittal, ktorý má definované únosnosti všetkých plochých dielov aj dodatočných konštrukčných elementov ako napríklad systémové šasi a podobne. Ak je skriňa rozvádzača jednoduchá a slabá, otázne je tiež nasadenie klimatizačnej jednotky, ktorá môže vážiť aj okolo 70 kg. Otázkou je takisto udržateľnosť stupňa krytia po nasadení klimatizácie, totiž nie je ničím mimoriadnym, ak sa po montáži ťažkej klimatizačnej jednotky čiastočne uvoľní bočnica alebo prestanú riadne doliehať dvere.
Pripomeňme ešte, že Rittal ako svetovo popredný dodávateľ klimatizačných riešení pre rozvádzače má vo svojom portfóliu veľmi široký sortiment komponentov na klimatizovanie rozvádzačov, počnúc vyhrievacími jednotkami, filtroventilátormi, výmenníkmi tepla vzduch – vzduch a vzduch – voda až po chladiace jednotky a komponenty na reguláciu teploty a vlhkosti. Všetky klimatizačné jednotky sú už dnes dodávané ako takzvané superefektívne typy, ktoré majú podstatne zníženú spotrebu energie, navyše sú vo veľmi vysokej miere bezúdržbové aj vďaka kondenzátoru opatrenému superhladkou nanovrstvou, ktorá nedovolí nečistotám usadzovať sa na lamelách alebo systému automatického odparu kondenzátu.
Více na: www.rittal.sk
