电气箱散热与温升计算器

计算器

散热与温升

电气箱尺寸

牌号304316L

安装壁挂式四面暴露

壁挂式安装时，背面不散热。四周暴露意味着安装在支臂、底座或独立式结构上，正如 HMI 外壳通常采用的那样。

材料与表面处理

热量与温度

内部发热量，W添加 25% 的安全余量在阳光直射下

在阳光直射下，会将正面的峰值日照叠加到内部热量中：即 1,040 W/m² × 产品页面所示的外形高 × 宽，此计算在拉丝表面反射部分热量之前进行：这是用于选型冷却设备的上界估算，而非内部温度的预测。安全余量仅适用于设备本身。

温度°C°F

最高环境温度保持在以下数值以下

内部发热量：累加各设备数据手册中的损耗；对于电源，计算公式为：输出功率 × (1 / 效率 − 1)。内部温度应低于：内部设备中制造商标称的最低环境温度减去一定余量。

结果

44.5 W 超过壁面散热量，在您的 45 °C 限制下：密封状态下，其数值约为 60 °C。

空气对空气热交换器（闭环，保持密封）：至少 4.4 W/K (2.47 W/°F)。仅在外部空气温度低于内部空气温度时有效。
电气箱空调（闭环，保持密封）：至少 44.5 W 的冷却量。
风扇和过滤器（开环）：海平面高度约为 23 m³/h（13 CFM）。它会引入外部空气，因此电气箱不再符合 NEMA 4X 标准，除非风扇组件本身达到 4X 制造商标称。
更大的尺寸： 我们能满足此密封散热负载的最小不锈钢壁挂式尺寸为 42 × 36 × 8 in。
更大尺寸： 我们的标准尺寸都无法密封承载此负载；一个定制尺寸，具有更大的表面积或散热能力。
或将热源移出，例如将电源移至电气箱外部。

下一步

此为估算值而非制造商额定值：基于静止空气、未勾选时不计阳光、单一平均内部温度。请选择留有余量的冷却方案，并参考冷却设备制造商的数据。

此电气箱散热计算器可计算密封电气箱的散热量以及内部运行温度。请选择我们的规格之一或输入自定义规格，说明安装方式和材质，然后输入内部发热量、最高环境温度以及设备允许的最高温度。它将给出有效表面积和温升；当箱体散热不足时，还会给出负载所需的散热器、空调或风扇。下方提供了公式和计算示例。

计算方法

计算器使用的公式
Step	公式	备注
有效表面积, 壁挂式	`A = 1.4 · W · (H + D) + 1.8 · D · H`	IEC/TR 60890，安装在墙上的单个电气箱：背面无散热。
有效表面积, 四面暴露	`A = 1.8 · H · (W + D) + 1.4 · W · D`	安装在支臂、底座或独立式结构上。H、W 和 D 的单位为米。
壁面散热	`Q = k · A · ΔT`	ΔT = 内部空气减去外部空气，单位为 K（与 °C 温差相同）。
密封状态下的温升	`ΔT = Q / (k · A)`	内部温度 = 环境温度 + ΔT。
风-风热交换器	`qw = (Q − k · A · ΔT) / ΔT`	单位为 W/K 的比输出；仅在室外空气温度低于室内时有效。
电气箱空调	`QK = Q − k · A · (Ti − Ta)`	冷却输出单位为 W；当室温高于箱内温度时，箱壁会增加热量。
风扇与过滤器	`V = 3.1 · Q / ΔT (m³/h) · CFM = 3.16 · Q / ΔT(°F)`	3.1 因子适用于高达 100 m 的海拔，3.5 在 750–1,000 m 处；未考虑壁厚，故结果偏高。

未喷漆不锈钢的已公布系数差异约为两倍，因为裸不锈钢的热辐射性能不如喷漆表面。计算器使用 3.7 W/m²K（与我们的产品页面一致），并以最低的公布值显示温升作为校验。各数值来源。

计算实例

发热量。 该热量指南示例电气箱的损耗为 59.3 W（电源、PLC、交换机、小型 PC、继电器）。计入 25% 的余量后：59.3 × 1.25 = 74.1 W。
允许温升。 制造商标称额定值最低的设备允许 50 °C；我们针对 35 °C 天气下的 45 °C 内部温度进行设计：ΔT = 45 − 35 = 10 K (18 °F)。
有效表面积。 墙面安装的 24 × 20 × 8 in 电气箱，H, W, D = 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。
箱壁散热量。 k × A = 3.7 × 0.801 = 2.96 W/K；在允许的温升下为 2.96 × 10 = 29.6 W。
若为密封结构，温度将达到。 ΔT = 74.1 / 2.96 = 25.0 K，因此内部约为 60 °C：高于上限，比箱壁散热能力高出 44.5 W。
冷却。 热交换器：(74.1 − 29.6) / 10 = 4.4 W/K。空调承载 45 °C：至少 44.5 W；在 45 °C 房间内承载 35 °C：74.1 + 2.96 × 10 = 104 W。风扇和过滤器：3.1 × 74.1 / 10 = 23 m³/h (13 CFM)，开环。
或选择更大尺寸。 为保持密封，箱体壁面需要 A = 74.1 / (3.7 × 10) = 2.00 m²，即该电气箱的 2.5 倍。我们具有足够表面积的最小尺寸为 42 × 36 × 8 英寸 (2.02 m²)。

散热计算指南使用相同的示例，采用平整表面积 (0.764 m²，即未贴墙的五个面)；此处及产品页面上使用的 IEC/TR 60890 表面积为 0.801 m²，误差在 5% 以内。

假设条件

稳态，静止空气，室内，无阳光。室外环境下，需将太阳辐射增益计入发热量：热量指南说明了计算方法，室外指南涵盖了遮蔽物和表面处理。
一个平均内部温度。产生大量热量的设备或紧邻热源的设备运行温度更高：请在最热的设备附近进行测量。
全密封：无通风口或开口。风扇系列是开环方案，除非风扇单元的制造商标称额定值为 4X，否则将不再符合 NEMA 4X 等级。
k 值来自电气箱温控目录；热交换器选择指南中的较低检查值。我们的标准尺寸为不锈钢；铝材可作为定制方案在电气箱构建器中提供。计算器对裸铝不提供 k 值，因为其公布的值差异较大。
单个电气箱，无论是壁挂式还是四周暴露。并排螺栓连接的电气箱散热较少，且 IEC/TR 60890 对此类情况有专门的系数。
除非勾选，否则不包含安全余量；某电气箱制造商的热指南建议在关键应用中使用 25% 的余量。
此为估算值，而非额定值。请根据制造商数据，并结合电气箱的防护等级，选择带有余量的冷却单元。

按尺寸

密封不锈钢电气箱的散热量 (k = 3.7 W/m²K, IEC/TR 60890 表面)
尺寸	有效表面积	壁挂式温降, 10 K	壁挂式温降, 20 K	四面暴露时的温降, 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" 支架上的 HMI 外壳	0.20 m²	–	–	≈ 8 W
15.6" 支架上的 HMI 外壳	0.36 m²	–	–	≈ 13 W
21.5" 支架上的 HMI 外壳	0.54 m²	–	–	≈ 20 W