Gehäuse-Wärmerechner
Geben Sie die Innenwärme, die höchste Umgebungstemperatur und das Limit Ihrer Geräte ein: den Temperaturanstieg und die Kühlung, die ein geschlossenes Gehäuse benötigt.
Ergebnis
Geben Sie die Abmessungen, die Innenwärme und beide Temperaturen ein.
Abgeschlossen scheint ausreichend zu sein basierend auf dieser Schätzung: etwa 60 °C im Inneren bei 35 °C Umgebungstemperatur, – unter Ihrem Limit. Berücksichtigen Sie Sonneneinstrahlung, stehende Luft und später hinzugefügte Komponenten.
Knapp: dicht, etwa 60 °C innen bei 35 °C Umgebung, direkt an Ihrer 45 °C Grenze. Berücksichtigen Sie Sonneneinstrahlung, stehende Luft und nachträglich hinzugefügte Komponenten, und planen Sie einen kleinen Luft-Luft-Wärmetauscher oder eine größere Gehäusegröße ein.
44.5 W mehr als die Wände abführen an Ihrer 45 °C-Grenze: Gekapselt würde es etwa 60 °C erreichen.
- Luft-Luft-Wärmetauscher (geschlossener Kreislauf, hält die Abdichtung): mindestens 4.4 W/K (2.47 W/°F). Er funktioniert nur, solange die Außenluft kühler ist als die Innenluft.
- Gehäuseklimagerät (geschlossener Kreislauf, erhält die Dichtung): mindestens 44.5 W Kühlleistung.
- Lüfter und Filter (offener Kreislauf): etwa 23 m³/h (13 CFM) auf Meereshöhe. Da Außenluft angesaugt wird, entspricht das Gehäuse nicht mehr NEMA 4X, es sei denn, die Lüftereinheit selbst ist mit 4X vom Hersteller eingestuft.
- Eine größere Größe: die kleinste unserer Edelstahl-Wandgehäuse-Größen, die diese Last gekapselt abführt, ist 42 × 36 × 8 in.
- Eine größere Größe: keine unserer Standardgrößen verträgt diese Belastung dicht; eine individuelle Größe mit mehr Oberfläche oder Kühlung.auch nicht die größte individuelle Größe, die der Hersteller herstellt (72 × 60 × 24 in), also planen Sie Kühlung.
- Oder verlagern Sie eine Wärmequelle, wie zum Beispiel ein Netzteil, aus dem Gehäuse heraus.
Die Umgebungstemperatur ist gleich oder höher als Ihr Limit, sodass nur ein geschlossenes Kühlsystem sie halten kann: mindestens 44.5 W (die 74.1 W innerhalb plus – die durch die Wände hereinkommen).
Sonnenspitze auf der Front addiert bis zu –, ein oberer Grenzwert, bevor die Oberfläche einen Teil davon reflektiert. Geschlossen deckt diese Schätzung selbst diese Spitze ab: Die Wände geben 29.6 W bei Ihrem 45 °C Limit ab, – mehr als die 74.1 W Designlast bei der Sonnenspitze. Berücksichtigen Sie stehende Luft, von benachbarten Flächen reflektierte Sonne und nachträglich hinzugefügte Einbauten.
Sonnenspitze auf der Front addiert bis zu –, ein oberer Grenzwert, bevor die Oberfläche einen Teil davon reflektiert. Selbst bei Spitzenbelastung gering: Im geschlossenen Zustand geben die Wände 29.6 W bei Ihrem 45 °C Limit ab, etwa das 74.1 W Designlast mit der Sonnenspitze. Berücksichtigen Sie stehende Luft und nachträglich hinzugefügte Einbauten, und planen Sie Beschattung oder einen kleinen Luft-Luft-Wärmetauscher ein.
Sonnenspitze auf der Front addiert bis zu –, ein oberer Grenzwert, bevor die Oberfläche einen Teil davon reflektiert. Geschlossen geben die Wände 29.6 W bei Ihrem 45 °C Limit ab, 44.5 W weniger als die 74.1 W Designlast bei dieser Spitze; planen Sie daher Beschattung oder eine auf diese Spitze ausgelegte Kühlung ein.
Basierend auf der Spitzenstrahlung, ein Höchstwert; ein Schatten reduziert den Großteil davon.
- Luft-Luft-Wärmetauscher (geschlossener Kreislauf, hält die Abdichtung): mindestens 4.4 W/K (2.47 W/°F). Er funktioniert nur, solange die Außenluft kühler ist als die Innenluft.
- Gehäuseklimagerät (geschlossener Kreislauf, erhält die Dichtung): mindestens 44.5 W Kühlleistung.
- Lüfter und Filter (offener Kreislauf): etwa 23 m³/h (13 CFM) auf Meereshöhe. Da Außenluft angesaugt wird, entspricht das Gehäuse nicht mehr NEMA 4X, es sei denn, die Lüftereinheit selbst ist mit 4X vom Hersteller eingestuft.
- Eine größere Größe: die kleinste unserer Edelstahl-Wandgehäuse-Größen, die diese Last gekapselt abführt, ist 42 × 36 × 8 in.
- Eine größere Größe: keine unserer Standardgrößen verträgt diese Belastung dicht; eine individuelle Größe mit mehr Oberfläche oder Kühlung.auch nicht die größte individuelle Größe, die der Hersteller herstellt (72 × 60 × 24 in), also planen Sie Kühlung.
- Oder verlagern Sie eine Wärmequelle, wie zum Beispiel ein Netzteil, aus dem Gehäuse heraus.
Gemessen zum Vergleich: Laut der Tabelle eines Herstellers erwärmt die Sonne allein ohne Einbauten ein schwarzes Gehäuse um ca. 50 °F (28 °C) und ein weißes um ca. 11 °F (6 °C) über die Umgebungstemperatur.
Umgebungstemperatur liegt bei oder über Ihrem Limit, also kann nur ein geschlossenes Kühlsystem dies halten: mindestens 44.5 W (die 74.1 W Nenntemperatur, bis – davon Spitzenwärme, plus – von den Wänden). Nach Spitzenwärme bemessen, eine Obergrenze; Schatten reduziert den Großteil davon.
Gemessen zum Vergleich: Laut der Tabelle eines Herstellers erwärmt die Sonne allein ohne Einbauten ein schwarzes Gehäuse um ca. 50 °F (28 °C) und ein weißes um ca. 11 °F (6 °C) über die Umgebungstemperatur.
Nächster Schritt
Öffnen Sie die 42 × 36 × 8 in Produktseite mit diesen ZahlenDiesen Größenbau in den Gehäusekonfigurator aufbauenDiesen Größenbau mit Luft-Luft-Wärmetauscher aufbauenDiesen Größenbau mit Klimaanlage aufbauenSenden Sie diese Zahlen mit einer Angebotsanfrage
Keine Standardgröße kann diese Last abführen, wenn sie versiegelt ist. Der Konfigurator öffnet bei dieser Größe mit dem Kühlsystem hinzugefügt; Ihre Wärmelast und Temperaturen werden in die Angebotsnotizen eingetragen. Größen Sie das Gerät anhand der Daten des Herstellers.
- Wirksame Oberfläche, A
- 0.801 m² (8.62 ft²)
- Wärmeübergang, k × A
- 2.96 W/K
- Sonnenspitze auf der Front
- –
- Auslegungswärmelast
- 74.1 W
- Temperaturanstieg, abgedichtet, ohne Sonneneinstrahlung
- 25.0 K (45.0 °F)
- Innen, geschlossen, ohne Sonne
- 60 °C / 140 °F
- Wärmeabfuhr über die Wände am Limit
- 29.6 WKeine: die Umgebungstemperatur ist gleich oder höher als Ihr Limit, sodass Wärme durch die Wände hereinkommt.
- Oberfläche muss abgedichtet bleiben
- 2.00 m²Keine Standardgröße ist ausreichend bei dieser Umgebungstemperatur: nur eine Klimaanlage hält sie.
- Mit dem niedrigsten veröffentlichten k
- k = 1.94 W/m²K: Anstieg 47.7 K, ohne Sonneneinstrahlung
Eine Schätzung, keine Herstellerangabe: stehende Luft, keine Sonneneinstrahlung, sofern nicht ausgewählt, eine durchschnittliche Innentemperatur. Wählen Sie die Kühlung mit Sicherheitsmarge und gemäß den Daten des Herstellers des Kühlgeräts.
Dieser Gehäusewärmerechner berechnet, wie viel Wärme ein geschlossenes Gehäuse abführen kann und wie heiß es im Inneren wird. Wählen Sie eine unserer Größen oder geben Sie Ihre eigenen Maße ein, geben Sie die Montageart und das Material an und tragen Sie dann die interne Wärmelast, die höchste Umgebungstemperatur sowie die zulässige Höchsttemperatur Ihrer Ausrüstung ein. Er liefert die effektive Oberfläche sowie den Temperaturanstieg und – falls die Gehäusewände nicht ausreichen – den benötigten Wärmetauscher, das Klimagerät oder den Lüfter für die Last. Die Formeln und ein Rechenbeispiel finden Sie unten.
Berechnungsmethode
Die Formeln auf einen Blick
| Step | Formel | Hinweise |
|---|---|---|
| Wirksame Oberfläche, wandmontiert | A = 1.4 · W · (H + D) + 1.8 · D · H | IEC/TR 60890, ein einzelnes Gehäuse an einer Wand: Die Rückseite gibt keine Wärme ab. |
| Wirksame Oberfläche, allseitig freistehend | A = 1.8 · H · (W + D) + 1.4 · W · D | An einem Schwenkarm, einem Standfuß oder freistehend. H, B und T in Metern. |
| Wärmeabfuhr über die Wände | Q = k · A · ΔT | ΔT = Innenluft minus Außenluft, in K (entspricht einer Differenz in °C). |
| Temperaturanstieg, abgedichtet | ΔT = Q / (k · A) | Innentemperatur = Umgebungstemperatur + ΔT. |
| Luftluftwärmetauscher | qw = (Q − k · A · ΔT) / ΔT | Spezifische Wärmeabgabe in W/K; nur solange die Außenluft kühler als die Innenluft ist. |
| Schaltschrankklimagerät | QK = Q − k · A · (Ti − Ta) | Kühlleistung in W; wenn die Raumtemperatur höher ist als die Innentemperatur, führen die Wände Wärme zu. |
| Lüfter und Filter | V = 3.1 · Q / ΔT (m³/h) · CFM = 3.16 · Q / ΔT(°F) | Faktor 3.1 bis zu einer Höhe von 100 m, 3.5 bei 750–1,000 m; vernachlässigt die Wände, daher zu hohe Werte. |
| Material | Verwendetes k | Niedrigster veröffentlichter Wert |
|---|---|---|
| Edelstahl, unlackiert | 3.7 W/m²K | 1.94 W/m²K |
| Lackiertes Stahlblech | 5.5 W/m²K | 4.26 W/m²K |
| Kunststoff oder nichtmetallisch | 3.5 W/m²K | Gleich |
Veröffentlichte Koeffizienten für unlackierten Edelstahl unterscheiden sich um etwa den Faktor zwei, da blanker Edelstahl Wärme schlechter abstrahlt als Lack. Der Rechner verwendet 3.7 W/m²K, wie unsere Produktseiten, und zeigt den Anstieg mit dem niedrigsten veröffentlichten Wert zur Kontrolle. Herkunft der einzelnen Zahlen.
Rechenbeispiel
24 × 20 × 8 Zoll, 74.1 W, 35 °C Raumtemperatur, 45 °C Grenzwert
- Wärmelast. Das Beispiel-Panel im Wärmeleitfaden verliert 59.3 W (Netzteil, SPS, Switch, kleiner PC, Relais). Mit dem 25% Aufschlag:
59.3 × 1.25 = 74.1 W. - Zulässige Temperaturerhöhung. Das Gerät mit der niedrigsten Herstellerangabe erlaubt 50 °C; wir planen für 45 °C innen an einem 35 °C Tag:
ΔT = 45 − 35 = 10 K(18 °F). - Effektive Oberfläche. Das 24 × 20 × 8 Zoll Gehäuse an einer Wand, H, B, T = 0.610, 0.508, 0.203 m:
A = 1.4 × 0.508 × (0.610 + 0.203) + 1.8 × 0.203 × 0.610 = 0.801 m². - Die Wärmeabgabe der Wände.
k × A = 3.7 × 0.801 = 2.96 W/K; bei dem zulässigen Temperaturanstieg2.96 × 10 = 29.6 W. - Im abgeschlossenen Zustand würde es diesen Wert erreichen.
ΔT = 74.1 / 2.96 = 25.0 K, also etwa 60 °C im Inneren: über dem Limit, 44.5 W mehr als die Wärmeabgabe der Wände. - Kühlung. Wärmetauscher:
(74.1 − 29.6) / 10 = 4.4 W/K. Klimagerät-Halteleistung 45 °C: mindestens 44.5 W; Halteleistung 35 °C im Inneren in einem 45 °C Raum:74.1 + 2.96 × 10 = 104 W. Lüfter und Filter:3.1 × 74.1 / 10 = 23 m³/h(13 CFM), offener Kreislauf. - Oder eine größere Gehäusegröße. Um dicht zu bleiben, benötigen die Wände
A = 74.1 / (3.7 × 10) = 2.00 m², das 2.5-fache dieses Gehäuses. Die kleinste unserer Größen mit dieser Oberfläche ist das 42 × 36 × 8 in (2.02 m²).
Der Wärmeberechnungsleitfaden nutzt dasselbe Beispiel mit der einfachen Oberfläche (0.764 m², die fünf Flächen, die nicht an der Wand anliegen); die hier und auf den Produktseiten verwendete IEC/TR 60890-Oberfläche ergibt 0.801 m², innerhalb von 5%.
Annahmen
Annahmen der Kennzahlen
- Stationärer Zustand, stehende Luft, Innenbereich, ohne Sonneneinstrahlung. Im Außenbereich den Solargewinn zur Wärmelast addieren: der Wärmeleitfaden zeigt die Vorgehensweise, und der Außenbereichsleitfaden behandelt Schutzvorrichtungen und Oberflächenbeschichtungen.
- Eine durchschnittliche Innentemperatur. Ein Gerät, das viel Wärme erzeugt oder neben einem solchen steht, wird heißer: Messen Sie in der Nähe der heißesten Geräte.
- Abgeschlossen: keine Lüftungsöffnungen oder Öffnungen. Die Lüfterserie ist die Open-Loop-Alternative und hebt die NEMA 4X-Schutzart auf, es sei denn, die Lüftereinheit ist mit 4X eingestuft.
- k aus Klimakatalogen für Gehäuse; den niedrigeren Prüfwert aus einem Wärmetauscher-Auswahlleitfaden. Unsere Standardgrößen sind aus Edelstahl; Aluminium ist als individuelle Konfiguration im Gehäusekonfigurator verfügbar. Der Rechner gibt kein k für nacktes Aluminium an, da veröffentlichte Werte dafür stark variieren.
- Ein einzelnes Gehäuse, an einer Wand oder von allen Seiten exponiert. Seitlich nebeneinander verschraubte Gehäuse geben weniger Wärme ab, und IEC/TR 60890 enthält hierfür eigene Faktoren.
- Keine Sicherheitsmarge, sofern nicht ausgewählt; der thermische Leitfaden eines Gehäuseherstellers empfiehlt 25% für kritische Anwendungen.
- Eine Schätzung, keine Bewertung. Wählen Sie Kühleinheiten mit Sicherheitsmarge gemäß den Herstellerangaben und der Schutzart des Gehäuses.
Nach Größe
Wärmeabfuhr bei versiegelten Gehäusegrößen
| Größe | Wirksame Oberfläche | Wandmontage, 10 K | Wandmontage, 20 K | Von allen Seiten exponiert, 10 K |
|---|---|---|---|---|
| 12 × 10 × 6 in | 0.25 m² | ≈ 9 W | ≈ 18 W | ≈ 10 W |
| 16 × 12 × 8 in | 0.41 m² | ≈ 15 W | ≈ 30 W | ≈ 17 W |
| 20 × 16 × 8 in | 0.59 m² | ≈ 22 W | ≈ 44 W | ≈ 25 W |
| 24 × 20 × 8 in | 0.80 m² | ≈ 30 W | ≈ 59 W | ≈ 34 W |
| 30 × 24 × 10 in | 1.22 m² | ≈ 45 W | ≈ 90 W | ≈ 52 W |
| 36 × 30 × 12 in | 1.80 m² | ≈ 67 W | ≈ 133 W | ≈ 77 W |
| 10.1" HMI-Gehäuse an einem Arm | 0.20 m² | – | – | ≈ 8 W |
| 15.6" HMI-Gehäuse an einem Arm | 0.36 m² | – | – | ≈ 13 W |
| 21.5" HMI-Gehäuse an einem Arm | 0.54 m² | – | – | ≈ 20 W |
Jede Größe mit Innenmaßen, Montageplatte und Bautiefe: die Gehäusegrößentabelle.
Leitfaden
Wärmeberechnung
Wärmelast, zulässiger Temperaturanstieg, Flächenabstrahlung, Solareintrag und Kühlungsauslegung; am Beispiel eines Gehäuses mit dem gezeigten Rechenweg berechnet.
Leitfaden lesenLeitfaden
Kondensation
Taupunkt-Tabelle, warum versiegelte Gehäuse atmen, Heizungsdimensionierung mit Rechenbeispiel, Entlüftungsabläufe mit Herstellerangabe, Trockenmittel und Klimaanlagenkondensat.
Leitfaden lesenLeitfaden
Außengehäuse
Welcher NEMA-Typ für Regen, Schlauch und Salz, Wärmezufuhr durch die Sonne, Farbe und Sonnenschutz, kalte Nächte, UV und Montage.
Leitfaden lesenLeitfaden
Dimensionierung eines Gehäuses
Komponenten-Umschließung, Montageplatte, Reserveplatz, Drahtbiegeradius, Tiefe, Wärme und Türfreiraum, inklusive eines Rechenbeispiels und CAD.
Leitfaden lesenWände reichen nicht aus?
Mehr Oberfläche oder integrierte Kühlung
Der Gehäusehersteller fertigt die Größe mit der für Ihre Last erforderlichen Oberfläche und ergänzt einen Luft-Luft-Wärmetauscher, eine Klimaanlage, einen Lüfter mit Filter, eine Heizung oder ein Sonnenschutzdach in 3D. Zeichnungserstellung zur Freigabe und Lieferung innerhalb von 10 Werktagen.
Fragen und Antworten
Gehäusewärmerechner: Fragen
Wie berechne ich die Wärmeabgabe des Gehäuses?
Multiplizieren Sie den Wärmedurchgangskoeffizienten k mit der effektiven Fläche A und dem zulässigen Temperaturanstieg: Q = k × A × ΔT. Ein 24 × 20 × 8 Zoll Edelstahlgehäuse an einer Wand hat A = 0.801 m², sodass es bei k = 3.7 W/m²K und einem Anstieg von 10 K etwa 30 W abgibt.
Wie berechne ich den Temperaturanstieg im Inneren eines Gehäuses?
Teilen Sie die Wärmelast durch k × A: ΔT = Q / (k × A). 74.1 W in diesem Gehäuse ergeben 74.1 / 2.96 = 25 K, also etwa 60 °C im Inneren bei einem 35 °C Tag.
Welchen Wärmeübergangskoeffizienten sollte ich für Edelstahl verwenden?
Veröffentlichte Werte für unlackierten Edelstahl unterscheiden sich: Gehäuseklimatisierungskataloge geben etwa 3.7 W/m²K an, ein Wärmetauscherauswahlleitfaden etwa 1.94. Beide sind niedriger als lackierter Stahl (etwa 5.5), da blanker Edelstahl Wärme schlechter abstrahlt als Lack. Der Rechner verwendet 3.7, wie unsere Produktseiten, und zeigt den Anstieg mit 1.94 zur Kontrolle.
Beeinflusst die Montageart die Wärmeabfuhr des Gehäuses?
Ja. An einer Wand gibt die Rückseite keine Wärme ab; bei einer Freistellung von allen Seiten hat dasselbe Gehäuse eine größere effektive Oberfläche. Für das 24 × 20 × 8 Zoll Gehäuse gibt IEC/TR 60890 0.801 m² an einer Wand und 0.925 m² bei Freistellung von allen Seiten an.
Wann benötigt ein abgedichtetes Gehäuse einen Wärmetauscher oder ein Klimagerät?
Wenn die Gehäusewände die Last bei dem zulässigen Temperaturanstieg nicht abführen können. Ein Wärmetauscher hält das Gehäuse abgedichtet, funktioniert jedoch nur, solange die Außenluft kühler als die Innenluft ist; ein Klimagerät kann die Innentemperatur unter der Umgebungstemperatur halten. Ein Lüfter mit Filter ist kostengünstiger, arbeitet aber als offener Kreislauf: Das Gehäuse erfüllt die NEMA 4X-Anforderungen nicht mehr, es sei denn, die Lüftereinheit ist mit 4X eingestuft.
