Почему именно эта тема? За 15 лет работы в энергетике я видел сотни отказов автоматики в зимний период. 80% проблем решались просто: нужен был правильный обогреватель. Но покупали его неправильно. Давайте разберемся, как не попасть в эту ловушку.
Когда вам вообще нужен обогреватель: правда о конденсате
Вот что никогда не напишут на сайтах производителей: конденсат — это убийца электроники номер один, а не мороз и не отсутствие обогрева.
Механизм простой. Представьте: на улице −15°C, ночью шкаф «спит» и остывает. Утром солнце пригреет, и температура внутри начнет подниматься. Влага из воздуха конденсируется на самых холодных местах — на контактах, на медных шинах, прямо на платах управления. Это называется точка росы.
При относительной влажности 60% и температуре на улице −10°C, точка росы наступает уже при +12°C внутри шкафа. То есть даже если вам кажется, что шкаф «не так уж холоден», внутри уже идет коррозия.
Решение: Нужно держать температуру внутри выше точки росы. Обычно это +15…+20°C. Некоторые производители завышают требования до +25°C, но это маркетинг.
Три типа обогревателей: от худшего к лучшему
1. Тепловентиляторы (керамические с открытой спиралью)
Почему их ставить не надо:
- Пыль, которая летает в шкафу, оседает на спирали и сгорает
- Запах горелого пластика — это первый звоночек
- Высокий пиковый ток при включении (может дернуться автомат)
- Нельзя устанавливать в нижней части шкафа (где скапливается сырость)
Где их ставить? Только если вы монтируете отдельный климат-контроль с принудительной вентиляцией. Там они имеют смысл.
Цена в сети: 500−2000 рублей
2. Силиконовые гибкие нагреватели
Это такие «подушки» из силикона с нихромовой проволокой внутри. Звучит хорошо, но на практике:
- Прилипают к стенкам шкафа
- При перепадах температуры начинают отслаиваться
- Трудно контролировать температуру (нужна отдельная система управления)
- Занимают ценное место на стенках
Когда использовать? Если шкаф совсем маленький (компактный), а площадь для монтажа нулевая. Больше нигде.
Цена: 800−2500 рублей
3. ОША (обогреватели шкафов автоматики) с алюминиевым радиатором — КОРОЛЬ
Вот это то, что нужно. Специально разработано для электрощитов:
- Мощность: 50, 100, 150, 200, 250 Вт — выбор для любого размера
- Установка: На DIN-рейку (как автомат или контактор), не занимает место
- Алюминиевый радиатор: Отводит тепло как надо, равномерно прогревая шкаф
- Встроенный биметаллический термостат: Защита от перегрева (срабатывает при +60°C)
- Надежность: Эксплуатирует уже 20+ лет, редко видел отказы
Недостаток: Цена выше (2500−6000 рублей), но это окупается надежностью.
Вариант с вентилятором (ОШАв): Если шкаф большой (от 800×600 мм), имеет смысл взять ОША с встроенным вентилятором. Тепло распределится быстрее, конденсат высушится эффективнее.
Пылевлагозащищенные (ОШАз): Если шкаф на улице или в очень влажном помещении (баня? склад?), берите ОШАз с герметичным подключением. Гарантия, что влага не попадет в цепь питания.
Расчет мощности: формула, которая работает
Вот то, ради чего вы читаете эту статью. Производители дают сложные формулы с коэффициентами. Я дам вам то же самое, но с переводом на нормальный язык.
Базовая формула (из стандарта МЭК 60890):
P=A×k×(ΔT)−QvP = A \times k \times (\Delta T) — Q_vP=A×k×(ΔT)−Qv
Где:
- P — требуемая мощность обогрева (Вт)
- A — эффективная площадь теплообмена (м²)
- k — коэффициент теплоотдачи материала корпуса (Вт/м²K)
- ΔT — разница между нужной температурой внутри и температурой снаружи (°C)
- Qv — тепло, которое выделяет оборудование в шкафу (Вт)
Это выглядит сложно, поэтому даю упрощенный способ:
Шаг 1. Определите эффективную площадь теплообмена (A)
Это не просто площадь стенок. Зависит от того, где стоит шкаф:
| Где стоит шкаф | Формула расчета |
|---|---|
| Отдельно на полу (самый плохой случай) | A = 1.8 × В × (Ш + Г) + 1.4 × Ш × Г |
| На стене | A = 1.4 × Ш × (В + Г) + 1.8 × Г × В |
| В ряду с другими (в середине) | A = 1.8 × Ш × В + 1.4 × Ш × Г + Г × В |
Где В = высота, Ш = ширина, Г = глубина (в метрах)
Пример: Шкаф 600×400×300 мм, стоит на стене
- A = 1.4 × 0.6 × (0.4 + 0.3) + 1.8 × 0.3 × 0.4
- A = 1.4 × 0.6 × 0.7 + 1.8 × 0.12 = 0.588 + 0.216 = 0.804 м²
Шаг 2. Выберите коэффициент теплоотдачи (k)
| Материал корпуса | k (Вт/м²K) |
|---|---|
| Окрашенная сталь | 5.5 |
| Нержавеющая сталь (еноргеев) | 4.5 |
| Алюминий | 12 |
Вывод: Если есть возможность, берите алюминиевый корпус шкафа. Он почти в 3 раза лучше отводит тепло. Дешевле на обогреватель.
Шаг 3. Определите температурный напор (ΔT)
- На Урале, Сибири: ΔT = +20°C (внутри) − (−40°C снаружи) = 60 градусов
- Средняя полоса: ΔT = +20°C − (−20°C) = 40 градусов
- Юг: ΔT = +15°C − (−5°C) = 20 градусов
Шаг 4. Рассчитайте, сколько тепла выделяет ваша автоматика (Qv)
Это крайне важно, но очень часто игнорируется!
| Устройство | Как считать |
|---|---|
| Преобразователь частоты | Qпч = Мощность ПЧ × 0.05 |
| Блок питания | Qбп = Мощность БП × 0.1 |
| Автоматические выключатели | Qа = Суммарный ток автоматов × 0.2 Вт/А |
| Пускатели | Qп = Суммарный ток × 0.4 Вт/А |
| Трансформаторы | Qт = Мощность × 0.1 |
| Твердотельные реле | Qр = Ток нагрузки × 1.2 Вт/А |
Пример: В шкафу стоит частотник 5.5 кВт, блок питания 50 Вт и 10 автоматов на 10А каждый.
- Qпч = 5500 × 0.05 = 275 Вт
- Qбп = 50 × 0.1 = 5 Вт
- Qа = (10 × 10) × 0.2 = 20 Вт
- Qv итого = 300 Вт
Это значит, что часть тепла в зимний период дает само оборудование. На это часть можно не ставить обогреватель (вычитаем из результата).
Итоговый расчет:
P = 0.804 × 5.5 × 40 − 300 = 176 − 300 = ?
Внимание! Отрицательное число = обогреватель не нужен!
Если результат отрицательный, ваше оборудование само выделяет достаточно тепла. Но помните: это в рабочем режиме. Ночью шкаф может остывать.
Если результат положительный — это нужная мощность обогревателя.
Правила установки: как не испортить всё
Позиция 1: Всегда монтируйте внизу
Горячий воздух подъем вверх. Если поставить обогреватель в верхней части, нижняя часть так и останется холодной. Конденсат будет скапливаться внизу.
Позиция 2: Не прижимайте обогреватель вплотную к другому оборудованию
Оставьте минимум 5−10 см между обогревателем и контакторами, PLC, блоками питания. Иначе:
- Соседнее оборудование перегреется
- Тепло не распределится равномерно
- Обогреватель сработает в режиме «местного обогрева», а не общего
Позиция 3: Обязательно подключайте через терморегулятор
Это отдельная рейка управления. Стоит 1500−3000 рублей, но:
- Экономит 30−40% электроэнергии
- Продлевает жизнь обогревателю (не включается, когда уже тепло)
- Дает вам контроль над микроклиматом
Что выбрать?
- Простой термостат (NO/NC контакт): Дешевый, но тупой. Включится/выключится, и всё.
- Терморегулятор с дисплеем: Видите реальную температуру, можете запрограммировать режимы.
Позиция 4: Гигиена шкафа
Если внутри шкафа валяется пыль и грязь, даже лучший обогреватель не спасет. Раз в год:
- Продуйте шкаф сжатым воздухом (не водой!)
- Проверьте вентиляционные отверстия
- Убедитесь, что ничего не перекрывает доступ воздуха
Реальные ошибки, которые я видел
Ошибка 1: «Ставим самый мощный обогреватель»
Приходил на объект в Пермской области. Шкаф 800×600 мм, стоит на стене, внутри два автомата и простой ПЛК. Поставили обогреватель 250 Вт. Внутри было +35°C! Контакты окислялись, плата ПЛК деградировала. Нужно было 50−75 Вт.
Ошибка 2: Подключение без терморегулятора
«Экономили на терморегуляторе». Обогреватель работал 24/7, потребляя как небольшой нагреватель воды. Счет за электричество был выше, чем если бы они просто купили терморегулятор.
Ошибка 3: Установка в верхней части шкафа
«Хотели не портить компоновку шкафа». Результат: конденсат в нижней части, окисление шин, отказ за два месяца.
Ошибка 4: Использование обогревателя для гарантийного обслуживания
«Производитель сказал, что нужна температура выше +5°C». Ставили самый дешевый тепловентилятор, думали, что этого хватит. Не хватило. Оборудование отказало, а гарантия «не покрывает эксплуатацию в условиях неконтролируемой влажности».
Выводы: что делать прямо сейчас
- Посчитайте, нужен ли вам обогреватель, используя формулу выше. 70% шкафов его не нужен, если правильно рассчитать.
- Если нужен — выбирайте ОША (обогреватель шкафов автоматики). Это инвестиция, которая окупится.
- Ставьте внизу, подключайте через терморегулятор, не заполняйте шкаф пылью.
- Проверяйте конденсат, а не только температуру. Это главный враг.
- Не верьте маркетингу производителей. Им нужно, чтобы вы купили максимально мощный обогреватель. Вам нужно минимально достаточный.
Электричество — это не игрушка. Если шкаф контролирует что-то важное (станок, насос, светофор), то ошибка в выборе обогревателя может стоить намного дороже самого обогревателя.