Климатическое исполнение УХЛ4, У1 или УХЛ1 — это обозначение по ГОСТ 15150-69: буквы указывают климат, для которого сделано изделие, а цифра — категорию размещения, то есть где его допустимо ставить. УХЛ4 — умеренный и холодный климат, помещение с отоплением. УХЛ1 — тот же климат, но под открытым небом. Отличается одна цифра, но шкафы получаются принципиально разные.
ЗТА собирает щиты и шкафы управления на собственном производстве с 2013 года. География объектов — от Усть-Неры в Якутии до Азова в Ростовской области, и условия эксплуатации на них совсем разные. Типичная ошибка заказчика — думать, что высокий IP заменяет климатическое исполнение. Разберём, почему это не так.
Буквы в обозначении: климатический район
- У — умеренный.
- ХЛ — холодный.
- УХЛ — умеренный и холодный; для большей части России это основной вариант.
- Т — тропический, причём и сухой, и влажный.
- О — общеклиматическое, для большинства сухопутных районов.
В наших широтах выбирают между У и УХЛ, и решает всё нижняя температура. Изделие исполнения У на открытом воздухе работает до −45 °C, исполнения УХЛ — до −60 °C, сверху у обоих +40 °C. Для средней полосы по морозу обычно достаточно У1, а Якутия и Крайний Север требуют УХЛ1 или ХЛ1.
УХЛ1 — это набор решений, а не табличка. Снимите обогрев, и тот же корпус перестанет соответствовать своей маркировке.
Цифра в обозначении: категория размещения
- 1 — улица. Корпус напрямую получает солнце, осадки, ветер и пыль.
- 2 — навес или помещение, где климат почти как снаружи: неутеплённый металлический ангар, кузов, палатка. Солнце и осадки сюда не попадают.
- 3 — закрытое помещение без климат-контроля, но с заметно меньшими перепадами, чем на улице: холодный склад, каменный или утеплённый ангар.
- 4 — помещение с отоплением или кондиционированием: щитовая, цех, операторская.
- 5 — сырые помещения: подвалы, шахты, подземные сооружения без отопления, где стены долго остаются мокрыми.
Чем больше цифра от 1 до 4, тем мягче условия. Категория 5 из этого ряда выпадает: там бывает и тепло, но всегда сыро.
| Маркировка | Типичное место | Температура воздуха при работе |
|---|---|---|
| УХЛ4 | Щитовая или цех с отоплением | +1…+35 °C |
| У1 | Улица в умеренном климате | −45…+40 °C |
| УХЛ1 | Улица, включая холодные районы | −60…+40 °C |
Щит с маркировкой УХЛ4, который монтируют на улице, — это не описка в паспорте, а будущий отказ.
Климатическое исполнение и IP — разные параметры
IP описывает, как корпус защищён от проникновения пыли и воды извне. Климатическое исполнение — при каких температуре и влажности изделие работает. Для уличного щита нужны оба, и один другой не заменяет. Шкаф с IP65 в паспорте вполне может осенью набрать воды изнутри.
Откуда берётся конденсат в плотном шкафу
Чем теплее воздух, тем больше влаги он удерживает. За день воздух в шкафу прогревается. Ночью металл остывает быстрее воздуха, слой у стенок охлаждается ниже точки росы, и влага оседает на самом холодном — на двери и крыше. Потом капли падают на аппаратуру: сначала ложные срабатывания, через год — ржавые клеммы.
Порядок величин такой. У воздуха с температурой +20 °C и влажностью 60% точка росы примерно +12 °C. Значит, стенке хватит остыть на 8 градусов, а для осенней ночи это обычное дело.
Почему высокий IP здесь бессилен:
- остывая, воздух в шкафу сжимается, и влажный воздух снаружи затягивается через уплотнители и кабельные вводы;
- влага уже внутри: дверь открывали под дождём или шкаф долго стоял на площадке неподключённым, а из плотного корпуса ей не выйти;
- открытый кабельный ввод снизу, из траншеи или колодца, весь год подсасывает сырой воздух из земли;
- тёмный корпус на солнце днём раскаляется, а ночью остывает, и чем больше этот суточный размах, тем больше воды.
Что делает шкаф уличным
Маркировка УХЛ1 на щите относится ко всей сборке. Автоматы, контроллер и панель внутри могут быть рассчитаны на помещение — это допустимо, пока корпус с обогревом держит для них подходящие условия. Иначе говоря, УХЛ1 — это набор решений, а не табличка. Снимите обогрев, и тот же корпус перестанет соответствовать своей маркировке.
Нагреватель внизу шкафа. Нагретый воздух поднимается и прогревает объём целиком. Цель — держать внутри на несколько градусов выше, чем снаружи, и не опускаться до точки росы.
Термостат. Включает нагреватель при похолодании и не даёт промёрзнуть электронике.
Гигростат. Запускает тот же нагреватель, когда растёт влажность, и выручает летом, когда по температуре обогрев не нужен, а сырая ночь всё равно даёт росу. Порог обычно ставят около 60–70% относительной влажности.
Вентиляция через фильтры. Нижний вентилятор с фильтром подаёт воздух, верхняя решётка с фильтром выпускает. Управляется своим термостатом и спасает от летнего перегрева.
Уплотнённые кабельные вводы. Вводы с нужной степенью защиты и заделка со стороны траншеи и кабельных каналов.
Мембранный клапан. Выравнивает давление: шкаф дышит через мембрану, а не через уплотнитель двери, и вода внутрь не проходит.
Козырёк. Прикрывает от солнца и осадков. Деталь копеечная, а суточный размах температур заметно уменьшает.
Контроллер и панель на морозе
Нижний предел рабочей температуры у многих ПЛК и панелей оператора — около 0 °C или −20 °C. ЖК-экран на холоде становится медленным и может выйти из строя. Если щит простоял зиму обесточенным, сразу подавать питание на автоматику в промёрзшем корпусе нельзя. Схему строят с задержкой: первым включается обогрев по термостату, а контроллер и панель получают питание позже.
Как прикинуть мощность обогрева
Потери тепла через стенки оценивают так: P = k × S × ΔT. Коэффициент k для окрашенной стали — около 5,5 Вт/(м²·К).
Возьмём навесной шкаф 800 × 600 × 250 мм, его эффективная площадь поверхности — примерно 1,2 м². На улице −30 °C, внутри нужно минимум +5 °C, разница 35 К. Получается 5,5 × 1,2 × 35 ≈ 231 Вт, а с запасом ставят нагреватель 250–300 Вт. Тепловыделение аппаратов учитывать можно, но аккуратно: ночью оборудование часто не работает, и шкаф греет один нагреватель.
Какие данные нужны для выбора исполнения
- место: улица, навес, помещение с отоплением или без, подвал;
- регион или самая низкая зимняя температура;
- прямое солнце, пыль, мойка, химия поблизости;
- как подходят кабели — сверху, снизу из траншеи или из кабельного канала;
- что внутри нуждается в тепле: ПЛК, панель, частотники.
Частые вопросы
Чем УХЛ1 отличается от У1? Нижней границей рабочей температуры на улице: −45 °C у У1 и −60 °C у УХЛ1. Средней полосе обычно хватает У1, для Якутии и Крайнего Севера берут УХЛ1 или ХЛ1.
Можно ли поставить щит УХЛ4 на улицу, если у корпуса IP65? Нет. IP65 касается пыли и воды снаружи, а не мороза и конденсата. На улицу нужен шкаф категории 1 — с обогревом, термостатом и защитой от влаги.
Какой мощности нагреватель нужен уличному шкафу? Зависит от площади корпуса и перепада температур. Для навесного шкафа 800 × 600 × 250 мм при −30 °C снаружи расчёт даёт около 230 Вт, с запасом — 250–300 Вт.
Зачем гигростат, если есть термостат? Летом термостат обогрев не включит, а конденсат во влажную ночь выпадет. Гигростат запускает обогрев по влажности.
ЗТА собирает щиты и шкафы управления на собственном производстве с 2013 года. Напишите на sale@zta-nn.ru, где будет стоять щит, — подберём климатическое исполнение, обогрев и вентиляцию до сборки. Шкафы и щиты управления.
