Calculateur thermique de coffret
Saisissez la chaleur interne, la température ambiante la plus élevée et la limite de votre équipement : l'élévation de température et le refroidissement dont un coffret étanche a besoin.
Résultat
Saisissez la taille, la chaleur interne et les deux températures.
Un coffret scellé semble suffisant selon cette estimation : environ 60 °C à l'intérieur à 35 °C d'ambiance, soit – sous votre limite. Tenez compte de l'ensoleillement, de l'air stagnant et des composants ajoutés ultérieurement.
Marginal : étanche, environ 60 °C à l'intérieur à 35 °C de température ambiante, juste à votre limite de 45 °C. Prévoyez l'ensoleillement, l'air immobile et les composants ajoutés ultérieurement, et planifiez un petit échangeur thermique air-air ou une taille supérieure.
44.5 W plus que ce que les parois évacuent à votre limite 45 °C : étanche, il atteindrait environ 60 °C.
- Échangeur thermique air-air (circuit fermé, maintient l'étanchéité) : au moins 4.4 W/K (2.47 W/°F). Il ne fonctionne que lorsque l'air extérieur est plus froid que l'air intérieur.
- Climatiseur pour coffret (circuit fermé, maintient l'étanchéité) : au moins 44.5 W de refroidissement.
- Ventilateur et filtre (circuit ouvert) : environ 23 m³/h (13 CFM) au niveau de la mer. Il introduit de l'air extérieur, de sorte que le coffret n'est plus NEMA 4X à moins que l'unité de ventilation elle-même ne soit classée 4X.
- Une taille plus grande : la plus petite de nos tailles murales en acier inoxydable qui dissipe cette charge tout en maintenant l'étanchéité est 42 × 36 × 8 in.
- Une taille plus grande : aucune de nos tailles standards ne peut supporter cette charge étanche ; une taille sur mesure avec plus de surface, ou de refroidissement.ni la plus grande taille sur mesure que le fabricant produit (72 × 60 × 24 po), donc planifiez le refroidissement.
- Ou déplacez une source de chaleur, telle qu'une alimentation, à l'extérieur du coffret.
La température ambiante est égale ou supérieure à votre limite, seul un climatiseur en circuit fermé peut la maintenir : au moins 44.5 W (le 74.1 W intérieur plus – provenant des parois).
Le pic solaire sur la face avant ajoute jusqu'à –, une limite supérieure avant que la finition n'en réfléchisse une partie. L'étanchéité couvre même ce pic selon cette estimation : les parois dissipent 29.6 W à votre limite de 45 °C, – de plus que la charge de conception 74.1 W avec le pic solaire. Prévoyez l'air immobile, le soleil réfléchi par les surfaces proches et les composants ajoutés ultérieurement.
Le pic solaire sur la face avant ajoute jusqu'à –, une limite supérieure avant que la finition n'en réfléchisse une partie. Marginal même au pic : étanche, les parois dissipent 29.6 W à votre limite de 45 °C, environ la charge de conception 74.1 W avec le pic solaire. Prévoyez l'air immobile et les composants ajoutés ultérieurement, et planifiez un ombrage ou un petit échangeur thermique air-air.
Le pic solaire sur la face avant ajoute jusqu'à –, une limite supérieure avant que la finition n'en réfléchisse une partie. Étanche, les parois dissipent 29.6 W à votre limite de 45 °C, 44.5 W de moins que la charge de conception 74.1 W avec ce pic, prévoyez donc un ombrage ou un refroidissement dimensionné sur ce pic.
Calculé selon le pic d'ensoleillement, une limite supérieure ; un ombrage en réduit la majeure partie.
- Échangeur thermique air-air (circuit fermé, maintient l'étanchéité) : au moins 4.4 W/K (2.47 W/°F). Il ne fonctionne que lorsque l'air extérieur est plus froid que l'air intérieur.
- Climatiseur pour coffret (circuit fermé, maintient l'étanchéité) : au moins 44.5 W de refroidissement.
- Ventilateur et filtre (circuit ouvert) : environ 23 m³/h (13 CFM) au niveau de la mer. Il introduit de l'air extérieur, de sorte que le coffret n'est plus NEMA 4X à moins que l'unité de ventilation elle-même ne soit classée 4X.
- Une taille plus grande : la plus petite de nos tailles murales en acier inoxydable qui dissipe cette charge tout en maintenant l'étanchéité est 42 × 36 × 8 in.
- Une taille plus grande : aucune de nos tailles standards ne peut supporter cette charge étanche ; une taille sur mesure avec plus de surface, ou de refroidissement.ni la plus grande taille sur mesure que le fabricant produit (72 × 60 × 24 po), donc planifiez le refroidissement.
- Ou déplacez une source de chaleur, telle qu'une alimentation, à l'extérieur du coffret.
Pour l'échelle, mesuré : dans le tableau d'un fabricant, le soleil seul, sans rien à l'intérieur, augmente la température d'un coffret noir d'environ 50 °F (28 °C) au-dessus de l'ambiante et d'un blanc d'environ 11 °F (6 °C).
La température ambiante est égale ou supérieure à votre limite, de sorte que seul un climatiseur en circuit fermé peut la maintenir : au moins 44.5 W (la charge de calcul 74.1 W, dont jusqu'à – de rayonnement solaire de pointe, plus – traversant les parois). Dimensionné sur le rayonnement solaire de pointe, une limite supérieure ; un pare-soleil en élimine la majeure partie.
Pour l'échelle, mesuré : dans le tableau d'un fabricant, le soleil seul, sans rien à l'intérieur, augmente la température d'un coffret noir d'environ 50 °F (28 °C) au-dessus de l'ambiante et d'un blanc d'environ 11 °F (6 °C).
Étape suivante
Ouvrez la 42 × 36 × 8 in page produit avec ces numérosConstruire cette taille dans le configurateur de coffretsConstruire cette taille avec un échangeur air-airConstruire cette taille avec un climatiseurEnvoyez ces numéros avec une demande de devis
Aucune taille standard ne peut supporter cette charge étanche. Le fabricant ouvre à cette taille avec l'unité de refroidissement ajoutée ; votre charge thermique et températures sont indiquées dans ses notes de devis. Dimensionnez l'unité à partir des données de son fabricant.
- Surface effective, A
- 0.801 m² (8.62 ft²)
- Transfert thermique, k × A
- 2.96 W/K
- Pic solaire sur la face avant
- –
- Charge thermique de conception
- 74.1 W
- Élévation de température, étanche, sans soleil
- 25.0 K (45.0 °F)
- À l'intérieur, étanche, sans soleil
- 60 °C / 140 °F
- Dissipation des parois à votre limite
- 29.6 WAucune : l'environnement est à la limite ou au-delà de votre limite, donc la chaleur entre par les parois.
- Surface devant rester étanche
- 2.00 m²Aucune taille n'est suffisante à cet environnement : seul un climatiseur peut le supporter.
- Avec la valeur k publiée la plus faible
- k = 1.94 W/m²K : élévation 47.7 K, sans soleil
Une estimation, pas une valeur nominale : air immobile, sans soleil sauf si vous cochez l'option, une température intérieure moyenne. Choisissez le refroidissement avec une marge et selon les données du fabricant de l'unité de refroidissement.
Ce calculateur thermique de coffret détermine la quantité de chaleur qu'un coffret scellé peut dissiper et sa température de fonctionnement interne. Sélectionnez l'une de nos dimensions ou saisissez la vôtre, indiquez le mode de montage et le matériau, puis saisissez la chaleur interne, la température ambiante la plus élevée et la température maximale autorisée par votre équipement. Il fournit la surface effective et l'élévation de température et, lorsque les parois ne suffisent pas, l'échangeur de chaleur, le climatiseur ou le ventilateur requis par la charge. Les formules et un exemple détaillé figurent ci-dessous.
Méthode de calcul
Les formules, clairement affichées
| Step | Formule | Notes |
|---|---|---|
| Surface effective, montage mural | A = 1.4 · W · (H + D) + 1.8 · D · H | IEC/TR 60890, un seul coffret sur un mur : l'arrière ne dissipe rien. |
| Surface effective, exposée sur tous les côtés | A = 1.8 · H · (W + D) + 1.4 · W · D | Sur un bras, un socle ou en mode autoportant. H, L et P en mètres. |
| Chaleur dissipée par les parois | Q = k · A · ΔT | ΔT = air intérieur moins air extérieur, en K (soit la même différence en °C). |
| Élévation de température, scellé | ΔT = Q / (k · A) | Température intérieure = ambiante + ΔT. |
| Échangeur de chaleur air-air | qw = (Q − k · A · ΔT) / ΔT | Puissance spécifique en W/K ; uniquement lorsque l'air extérieur est plus froid que l'air intérieur. |
| Climatiseur pour coffret | QK = Q − k · A · (Ti − Ta) | Puissance de refroidissement en W ; lorsque la pièce est plus chaude que l'intérieur, les parois ajoutent de la chaleur. |
| Ventilateur et filtre | V = 3.1 · Q / ΔT (m³/h) · CFM = 3.16 · Q / ΔT(°F) | Facteur 3.1 jusqu'à 100 m d'altitude, 3.5 à 750–1,000 m ; ignore les parois, donc il surestime la valeur. |
| Matériau | k utilisé ici | Valeur publiée la plus basse |
|---|---|---|
| Acier inoxydable, non peint | 3.7 W/m²K | 1.94 W/m²K |
| Tôle d'acier peinte | 5.5 W/m²K | 4.26 W/m²K |
| Plastique ou non métallique | 3.5 W/m²K | Identique |
Les coefficients publiés pour l'acier inoxydable non peint diffèrent d'un facteur d'environ deux, car l'acier inoxydable brut rayonne moins bien la chaleur que la peinture. Le calculateur utilise 3.7 W/m²K, comme nos pages produits, et affiche l'augmentation avec la valeur publiée la plus basse à titre de vérification. D'où provient chaque nombre.
Exemple détaillé
24 × 20 × 8 po, 74.1 W, pièce à 35 °C, limite à 45 °C
- Charge thermique. Le panneau d'exemple du guide thermique dissipe 59.3 W (alimentation, API, commutateur, petit PC, relais). Avec la marge de 25% :
59.3 × 1.25 = 74.1 W. - Élévation autorisée. Le dispositif ayant l'indice déclaré par le fabricant le plus bas autorise 50 °C ; nous concevons pour 45 °C à l'intérieur lors d'une journée à 35 °C :
ΔT = 45 − 35 = 10 K(18 °F). - Surface utile. Le coffret de 24 × 20 × 8 po sur un mur, H, L, P = 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. - Ce que les parois rejettent.
k × A = 3.7 × 0.801 = 2.96 W/K; à la hauteur autorisée,2.96 × 10 = 29.6 W. - S'il est scellé, il atteindrait
ΔT = 74.1 / 2.96 = 25.0 K, soit environ 60 °C à l'intérieur : au-dessus de la limite, soit 44.5 W de plus que ce que les parois dissipent. - Refroidissement. Échangeur thermique :
(74.1 − 29.6) / 10 = 4.4 W/K. Climatiseur supportant 45 °C : au moins 44.5 W ; supportant 35 °C à l'intérieur dans une pièce de 45 °C :74.1 + 2.96 × 10 = 104 W. Ventilateur et filtre :3.1 × 74.1 / 10 = 23 m³/h(13 CFM), circuit ouvert. - Ou une taille supérieure. Pour rester étanches, les parois nécessitent
A = 74.1 / (3.7 × 10) = 2.00 m², 2.5 fois ce coffret. La plus petite de nos tailles offrant une telle surface est le 42 × 36 × 8 po (2.02 m²).
Le guide de calcul thermique utilise le même exemple avec la surface plane (0.764 m², les cinq faces qui ne sont pas contre le mur) ; la surface IEC/TR 60890 utilisée ici et sur les pages produits donne 0.801 m², à 5 % près.
Hypothèses
Hypothèses des calculs
- Régime permanent, air immobile, intérieur, sans soleil. À l'extérieur, ajoutez le gain solaire à la charge thermique : le guide thermique explique comment faire, et le guide extérieur traite des boucliers et des finitions.
- Une température intérieure moyenne. Un appareil qui génère une chaleur importante, ou qui est situé à proximité d'un autre, fonctionnera à une température plus élevée : effectuez la mesure à proximité des appareils les plus chauds.
- Étanche : aucune ventilation ni ouverture. La gamme avec ventilateur est l'alternative en boucle ouverte, et elle annule l'indice NEMA 4X à moins que l'unité de ventilation ne soit classée 4X.
- k tiré de catalogues de coffrets climatisés ; la valeur minimale d'une sélection de échangeur de chaleur. Nos tailles standard sont en acier inoxydable ; l'acier aluminium est disponible en configuration sur mesure dans le configurateur de coffrets. Le calculateur ne donne pas de k pour l'acier aluminium nu car les valeurs publiées pour celui-ci varient largement.
- Un coffret seul, monté sur un mur ou exposé sur tous les côtés. Les coffrets boulonnés côte à côte dissipent moins la chaleur, et l'IEC/TR 60890 prévoit ses propres facteurs pour ces configurations.
- Aucune marge de sécurité n'est incluse à moins de la cocher ; le guide thermique d'un fabricant de coffrets recommande 25 % pour les applications critiques.
- Une estimation, pas une valeur nominale. Choisissez des unités de refroidissement avec une marge, selon les données du fabricant et l'indice de protection du coffret.
Par taille
Chaleur, nos tailles, dissipation, scellé
| Taille | Surface effective | Abri sur un mur, 10 K | Abri sur un mur, 20 K | Abri exposé sur tous les côtés, 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" Boîtier IHM sur bras | 0.20 m² | – | – | ≈ 8 W |
| 15.6" Boîtier IHM sur bras | 0.36 m² | – | – | ≈ 13 W |
| 21.5" Boîtier IHM sur bras | 0.54 m² | – | – | ≈ 20 W |
Chaque taille, avec son intérieur, sa plaque et sa profondeur : le tableau des tailles de coffret.
Guide
Calcul de dissipation thermique
Charge thermique, élévation de température admissible, dissipation par surface, gain solaire et dimensionnement du refroidissement : étude sur un coffret avec le détail des calculs.
Lire le guideGuide
Condensation
Tableau du point de rosée, pourquoi les boîtiers étanches « respirent », dimensionnement du réchauffeur avec un exemple de calcul, drains de ventilation classés, dessiccateur et condensat de climatiseur.
Lire le guideGuide
Coffrets extérieurs
Quel type NEMA pour la pluie, les jets d'eau et le sel, apport thermique solaire, couleur et pare-soleil, nuits froides, UV et montage.
Lire le guideGuide
Dimensionnement d'un coffret
Enveloppe des composants, plaque de montage, espace de réserve, rayon de courbure des fils, profondeur, chaleur et dégagement de la porte, avec un exemple concret et un fichier CAO.
Lire le guideParois insuffisantes ?
Plus de surface, ou le refroidissement intégré
Le fabricant de coffrets réalise la taille avec la surface nécessaire à votre charge, et ajoute un échangeur thermique air-air, un climatiseur, un ventilateur avec filtre, un chauffage ou un pare-soleil, en 3D. Dessiné pour votre approbation et livré en 10 jours ouvrés.
Questions et réponses
Calculateur de charge thermique du coffret : questions
Comment calculer la dissipation thermique du coffret ?
Multipliez le coefficient de transfert thermique k par la surface effective A et l'élévation de température autorisée : Q = k × A × ΔT. Un coffret en acier inoxydable de 24 × 20 × 8 fixé au mur a une surface A = 0.801 m², donc pour un k = 3.7 W/m²K et une élévation de 10 K, il dissipe environ 30 W.
Comment calculer l'élévation de température à l'intérieur d'un coffret ?
Divisez la charge thermique par k × A : ΔT = Q / (k × A). 74.1 W dans ce coffret donne 74.1 / 2.96 = 25 K, soit environ 60 °C à l'intérieur lors d'une journée à 35 °C.
Quel coefficient de transfert thermique dois-je utiliser pour l'acier inoxydable ?
Les valeurs publiées pour l'acier inoxydable non peint diffèrent : les catalogues de contrôle climatique pour coffrets indiquent environ 3.7 W/m²K, et un guide de sélection d'échangeurs thermiques environ 1.94. Les deux sont inférieures à l'acier peint (environ 5.5), car l'acier inoxydable brut rayonne moins bien la chaleur que la peinture. Le calculateur utilise 3.7, comme nos pages produits, et affiche l'augmentation avec 1.94 à titre de vérification.
Le mode de montage modifie-t-il la dissipation thermique d'un coffret ?
Oui. Fixé au mur, l'arrière ne dissipe rien ; exposé sur tous les côtés, le même coffret possède une surface plus efficace. Pour le coffret de 24 × 20 × 8 po, l'IEC/TR 60890 donne 0.801 m² sur un mur et 0.925 m² exposé sur tous les côtés.
Quand un coffret scellé nécessite-t-il un échangeur de chaleur ou un climatiseur ?
Lorsque les parois ne peuvent pas dissiper la charge thermique lors de l'élévation de température autorisée. Un échangeur de chaleur maintient le coffret scellé, mais ne fonctionne que lorsque l'air extérieur est plus frais que l'air intérieur ; un climatiseur peut maintenir l'intérieur à une température inférieure à l'ambiante. Un ventilateur et un filtre sont moins coûteux mais constituent une boucle ouverte : le coffret n'est plus NEMA 4X à moins que l'unité de ventilation ne soit classée 4X.
