Elektrik panolarının monte edildiği ortamlardaki hava sıcaklığı ve nem gibi iklimsel özellikler, sistemin devamlılığı ve personelin güvenliği için çok önemlidir.

Havadaki su miktarına nem denir. Sıcaklık arttıkça, birim havadaki su miktarı da artar. Hava sıcaklığındaki ani düşüş, havanın içerisindeki nemin bir kısmının su haline gelmesine neden olur, ki bu nokta çiğ noktası olarak adlandırılır.

Bağıl nemin %65’in üzerine çıktığı sahalarda yoğuşmanın kaçınılmaz olduğu tespit edilmiştir. Sıcak hava, içerisinde gaz halinde tuttuğu suyu, ortam sıcaklığı hızla düştüğünde artık tutamamakta ve sıvı halde su damlacıklarına dönüşmektedir. Bu damlacıklar muhafazanın iç yüzeyinde, izolatörlerde, kesicide tozla da birleşerek, kaçak yolu uzunluğunun azalmasına ve sonrasında ciddi kısa devre ya da arızalara neden olabilir. Bu durumun çözümü için pano içerisinde nominal akımın elektriksel malzemelerden akarken oluşturduğu ısı, harici bir ısıtıcı yardımıyla artırılır. Kullanılan rezistif ısıtıcı “pano ısıtıcı” olarak adlandırılır ve bir termostat ya da hidrostat ile birlikte kullanılır.



Bağıl nemin halen hava içinde gaz olarak tutunabilmesi için muhafaza içindeki sıcaklığın 10°C artırılması yeterlidir. Pano Isıtıcının tasarımı ve tipi bu görevin yerine getirilmesi için çok önemlidir. Havanın, sıcaklığın ani düşüşüne karşı koyabilecek hızda ısınması için, yüzey alanı artırılmış alüminyum gövdeli, sıcaklıkla direnç değişimi en az olan paslanmaz tel ile sarılmış tipte ısıtıcılar kullanılmalıdır. Aktif marka Pano Isıtıcılar tamamıyla bu özellikleri sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.

PTC ısıtıcılar, ısıyla direnç değerinin değişimi esasına göre üretilmiş yarı iletken bir malzeme olduğundan, başlangıçtaki güç değerini koruyamayacakları için, pano ısıtıcı olarak kullanılamazlar.

Benzer şekilde boru ya da serpantin rezistanslar ise genellikle bir sıvının ya da katı kütlenin ısıtılması amacıyla üretilen düşük ısı yayılım yüzeyli dirençler olduğundan bir pano içindeki havayı ısıtma konusunda başarısız kalacaktır.
 

Her orta gerilim hücresi için bir veya daha fazla pano ısıtıcı ve ayrı bir termostat (var ise) kullanılmalıdır.

Her alçak gerilim panosu içinde en az bir adet pano ısıtıcı kullanılması önerilmektedir.

Uluslararası standartlara göre pano içerisinde uygun havanın sağlanması için 1 cm³ / W'lık bir ısıtıcı gücü gerekir. Bu durumda örneğin 1 m³ lük bir pano için 100 W lık bir ısıtıcı yeterli olacaktır. Nemin çok fazla olduğu coğrafi koşullar ya da ortamlar için bu değer tercihen artırılabilir.

Pano ısıtıcı, panonun alt kısmına takılırsa daha verimli çalışır. Pano ısıtıcıları, havanın tabanına, sıcak havanın yükselmesi ve nem girişinin genel olarak alttan olması nedeniyle, yerden en fazla 20 cm yüksekliğe monte edilmelidir.

Pano ısıtıcılarının aktif ısıtma yüzeyleri, panonun metal yapısı ile temas etmeyecek şekilde monte edilmelidir. Panonun yüksek yüzey alanı, ısıtıcı yüzeyinin sıcaklığını temas yoluyla azalttığı için, verimliliği önemli ölçüde azaltır.

Ayrıca pano ısıtıcı, yüksek sıcaklıktan olumsuz etkilenebilecek elektrik malzemelerine 10 cm'den fazla yaklaştırılmamalıdır. Pano ısıtıcısı ile kullanılacak olan termostat da ısıtıcıya 10 cm'den fazla yakın takılmamalıdır.

Yaygın bir yanılgı, ısıtıcının yüksek gerilim pano kısmına ve termostatın ise alçak gerilim pano kısmına monte edilmesidir. Bu iki ortam arasındaki termodinamik değerler farklı olduğundan, termostat ve ısıtıcı aynı ortamda olmalıdır.


 

►İlginizi Çekebilir: Orta Gerilim Hücreler | Aktif Elektroteknik

 

 

Tel sarımlı, soğutma kanalları sayesinde yüksek soğuma yüzeyine sahip, alüminyum gövdeli pano ısıtıcı (Pano Isıtıcılar – Aktif Group)
 

Rezistans sektöründe kullanılan, bir sıvıyı daldırarak ya da katı bir kütleyi temas yoluyla ısıtmaya yarayan paslanmaz çelik gövdeli rezistans ısıtıcı.
 

Gövdesi alüminyum olmasına rağmen, direnç elemanı olarak PTC yarı iletkeni kullanılan, aslında elektronik bir devre elemanı malzemesinden yapılan ısıtıcı.

Yukarıda tanımları yapılan ısıtıcı tiplerinin her biri için 100 W’lık numuneler üzerinde aşağıdaki değerlendirmeler, testler ve analizler yapılmıştır.




► Fiziksel ve Elektriksel Tasarım

Özgül ağırlığının düşük, ısı iletim katsayısının yüksek olması nedeniyle, ortam ısıtmada yüzey gerilimi artırılmış alüminyum kullanmak çok avantajlıdır. Alüminyumun ısıl iletkenliği 120-220 W/m.C iken, boru ısıtıcılarda kullanılan Ni-Cr alaşımı boru için bu değer 12-17 W/m.C kadardır. Ayrıca gövdenin sadece alüminyum olması yetmez, döküm alüminyumdan yapılan ısıtıcı gövdelerinde ince soğutucu yapraklar yapılamayacağından yüzey artırılamamaktadır. En doğru çözüm ekstrüzyon yöntemiyle elde edilmiş alüminyum gövde olmaktadır.

Ayrıca bu alüminyumun eloksal kaplanması durumunda korozyona karşı da önlem alınmış olur. Yapılan araştırmalar eloksal kaplamanın alüminyum mukavemetini ve ısıl iletkenliğini önemli ölçüde artırdığını göstermektedir.

Elektriksel izolasyon da Pano Isıtıcılar için oldukça önemli bir konudur. Genel olarak minimum 2 kV/1 dakikalık izolasyon mertebesini sağlaması gerekmektedir. Isıtıcılarda yaygın olarak yaşanan arızalar izolasyon kaçağından kaynaklanmaktadır. Bunun nedeni izolasyon amacıyla kullanılan tozun yanlış seçimidir. Maliyeti nedeniyle SiO2 (Silisyum Oksit) toz kullanılarak üretilen ısıtıcılarda izolasyon riski fazla olmaktadır. Bu toz küçük hacimde değil büyük hacimli ürünlerin izolasyonunda çözüm olabilir. Bunun nedeni SiO2 içindeki demir oranının MGO’nun içindeki demir oranından 7 kat fazla olmasıdır.

Isıtıcılarda direnç elemanı olarak, sıcaklıkla direnç değeri artmayan alaşımdan paslanmaz direnç teli kullanılması gerekir. Bu sayede sıcaklık yükselse de güç değeri düşmez ve sabit kalır.

► Yüzey Alanı ve Yüzey Verimi

Pano Isıtıcıları kullanım amacı gereği havayı ısıtan bir elektrikli ısıtıcıdır. Bu tip ısıtıcılar için havayla temas eden yüzey alanı ne kadar büyükse ısıtıcının verimi o kadar yüksek olur.

Aktif marka alüminyum ısıtıcılar tasarımları gereği yüzey alanı çok sayıda soğutucu yaprak ile artırılmış, eloksal kaplı, ekstrüzyon yöntemiyle üretilen bir gövdeye sahiptir.

Boru ısıtıcılar ise normal şartlarda sıvıları ısıtmak ya da temas yoluyla bir kütleyi ısıtmak amacıyla kullanılabilecek bir ısıtıcıdır. Bu durumda bu ısıtıcının yüzey alanının ve yüzey veriminin düşük olması beklenir. Kaldı ki bu yüzey ısı iletimi iyi olan alüminyum değil çelik malzemedir. PTC ısıtıcıların gövdesi alüminyum olmasına rağmen yüzey veriminin düşük olduğu görülmektedir.

Burada yüzey verimini; bir ısıtıcının yüzey alanının, kapladığı kübik alana oranı olarak kabul edelim. Yani birim cm³ hacim başına düşen alan (cm²) ne kadar fazla ise yüzey verimi o kadar fazla olur. Özellikle OG panolarında izolasyon mesafelerini korumak adına daha küçük hacimde daha yüksek yüzey alanı ve dolayısıyla daha yüksek verime ihtiyaç vardır.

Yukarıdaki tabloda görülen değerlere göre alüminyum ısıtıcılar yüzey verimi açısından tartışmasız bir başarı ve yüksek bir verim sağlamaktadır. Aynı zamanda yüzey veriminin yüksek olması cm²’ye düşen güç miktarının az olması nedeniyle daha uzun ömürlü bir ürün sunmaktadır.



► Pano İçindeki Nemi Düşürme Performansı

Yukarıdaki yüzey verimi ile ilgili tezimiz doğru ise, üç tip pano ısıtıcının bir pano içindeki nemi düşürme performansı da benzer sonuçlar vermelidir. Fiziksel tasarım dışında elektriksel tasarım yaklaşımının yukarıdaki (üstteki grafik) sıralamayı nasıl etkileyeceğini görelim.

Üç tip 100 W’lık pano ısıtıcı aynı hacimde (2 m³) bir panoda aynı sürede (60 dakika) çalıştırılmış ve 10 dakikada bir pano içindeki sıcaklık ve nem değerleri ölçülmüştür. Bu test ile ısıtıcıların nemi 1 saat sonunda % kaç düşürebildiğini test etmiş oluyoruz.


Yukarıdaki grafikte görüldüğü gibi alüminyum ısıtıcılar 1 saatte % 13’lük çok iyi bir nem düşürme performansı göstermiştir. Sırasıyla boru ısıtıcı ve PTC ısıtıcı % 8 ve % 1,67’lik düşüşler sağlamıştır. Burada en dikkat çekici husus, PTC ısıtıcıların devrede olmasıyla olmaması arasında bir fark olmamasıdır. PTC ısıtıcıların fiziksel tasarımlarından daha kötü olan elektriksel tasarımları bu sonucu doğurmuştur. PTC direnç malzemesi bir yarı iletken olup ısıtma maksatlı kullanılabilecek bir malzeme değildir. Sıcaklıkla direnç değerinin hızla yükselmesi sonucu, gücü ısındıkça düşen, dolayısıyla kendi etkisini yok eden bir yapıdadır.


► Nem Düşüşünün Pano İçindeki Dağılımı

Isıtıcılar pano içerisinde nemi az ya da çok düşüreceklerdir. Ancak bu düşüşün homojen olup olmadığı da önemlidir. Panonun alt tarafında ısıtıcıya yakın olan alandaki düşüş ile panonun üst tarafındaki düşüş arasındaki fark ne kadar az olursa, ısıtıcı nem düşürme fonksiyonunu o kadar başarılı yapmış olur.

Burada tezimiz, havayı ısıtma için uygun bir yapısı olmayan, yüzey alanı az boru ısıtıcının fonksiyonunu homojen olarak yapamayacağı şeklindedir. Boru ısıtıcıların bu nedenle yakınındaki alanı fazla ısıttığı, ısıtıcıdan uzaklaştıkça ise bu ısının hızla düştüğü görülmüştür. Bu tezi sınamak için pano içine 3 farklı ölçüm noktası oluşturduk. Birincisi ısıtıcıya 450 mm uzaklıktaki alt ölçüm noktası, ikincisi 900 mm uzaklıktaki orta ölçüm noktası ve üçüncüsü 1350 mm uzaklıktaki üst ölçüm noktası. Yine 2 m³ hacminde bir panoda 60 dakika boyunca test yapılmış, 60 dakika sonunda bu üç noktadan alınan nem değerleri aşağıdaki grafikte gösterilmiştir.



60 dakika sonunda, Alüminyum ısıtıcı ile yapılan testte alt ve üst nokta arasındaki nem farkı %21 olurken, boru ısıtıcı ile bu farkın %33 olduğu görülür. Testin sonucu Alüminyum ısıtıcının nem alma fonksiyonunu homojen olarak yerine getirmede daha başarılı olduğudur.


► Nem Düşürme Hızı

Bir Pano Isıtıcının pano içindeki nemi düşürme fonksiyonu kadar, nemi düşürme hızı da çok önemlidir. Yazımızda da anlattığımız gibi ortam sıcaklığı bazen sadece 3-4 °C düşünce bile yoğuşma noktasına ulaşılabilmektedir. Mesela güneşin batmasıyla birlikte hava sıcaklığındaki keskin düşüş, pano içini hızla yoğuşma noktasına sürükleyebilir. Böyle bir durumda nem düşürme hızı kritik bir öneme sahiptir.

Nem düşürme hızlarını ölçmek için test sonuçlarımızı alüminyum ısıtıcı ve boru ısıtıcı için analiz ettik. Herhangi bir etkisi olmadığından PTC ısıtıcıyı değerlendiremiyoruz. Test yaptığımız andaki havanın nem miktarı yaklaşık %85’di. Genel bir kabul olan %80 nem oranının altına düşürmek için %6 lık bir nem düşüşü seçildi.




Yukarıdaki grafikte net bir şekilde görüleceği üzere alüminyum ısıtıcı, seçilen %6’lık bir nem düşüşünü 16 dakikada gerçekleştirirken bu süre boru ısıtıcıda 34 dakikadır. Gün içerisinde yüksek sıcaklık değişimlerinin yaşandığı coğrafyalarda kurulu OG hücrelerinde daha da kritik olmak üzere, alüminyum ısıtıcı kullanmak, yüksek nem düşürme hızı sayesinde daha doğru bir çözüm olacaktır.


Sonuç

Bu sonuçlar ışığında bir özetleme yaparsak kullanmamız gereken pano ısıtıcının özelliklerini sıralayalım;


Fiziksel olarak;

► Ekstrüzyon yöntemiyle üretilmiş, yüzey alanı soğutma kanalları ile arttırılmış, eloksallı alüminyum gövdeli olmalıdır.
► Direnç elemanı olarak paslanmaz direnç teli kullanılmalıdır.
► İzolasyon malzemesi olarak “MGO” (magnezyum oksit) izolasyon tozu kullanılmalıdır.
► Terminal olarak sıcaklıktan etkilenmeyen porselen klemens kullanılmalıdır.

Elektriksel olarak;

► Sıcaklıkla direnç değeri artmamalı, dolayısıyla çalışma geriliminde beyan edilen güç değeri sabit kalmalıdır.
► Delinme izolasyon değeri min. 2 kV / 1 dakika olmalıdır.

Daha detaylı bilgi için www.aktif.net web sitemizi ziyaret edebilir ve tüm ürün talepleriniz için info@aktif.net ile direkt iletişime geçebilirsiniz.


AKTİF Hakkında;

Aktif, 1981 yılından bu yana elektrikte ölçme, koruma, anahtarlama ve kalite üzerine çalışmalarını altı ilke ile tüm müşterilerine yüksek kaliteli ürünler sunmaya adamıştır; Kalite, Maliyet, Teslim Süresi, Güvenlik, Çevre ve Personel Gelişimi.

Bu ilkeler çerçevesinde amacımız, yeteneklerimizi sürekli geliştirmek, ürün yelpazemizi artırmak ve uluslararası düzeyde en iyi hizmeti sunmaktır.

Hedefimiz, müşterilerimizin beklenti, talep ve ihtiyaçlarını sürekli denetleyerek tespit edip müşteri memnuniyetini artırmak; çünkü müşterilerimizi işimizin merkezine koyuyoruz ve çok önem veriyoruz.

Aktif üretim tesislerimizde yalın üretim sistemi ve MRP teknolojilerini kullanırken, ofislerimiz aracılığıyla da en iyi satış, pazarlama ve satış sonrası hizmetlerini müşterilerimize sunmaktayız.

► 5000 m² kapalı üretim alanında OG Hücreler ve YG/OG Trafo Merkezleri üretimi.
► 6000 m² kapalı imalat alanında AG Panoları, Kondansatör Bankaları ve Güç Dirençleri.
► 1200 m² kapalı üretim alanında Elektronik ve Yazılım.
► Teknopark'ta Ar-Ge merkezi.
► İstanbul, Türkiye’de Genel Merkez ve Giessen Almanya’da Satış ofisi.

"Aktif Genel Katalog"


Kaynak: