Наружные аккумуляторные шкафы: защита наиболее чувствительного к температуре компонента на объекте

Ситуация

Телекоммуникационный оператор, анализируя записи о техническом обслуживании своей региональной сети, заметил, что замена аккумуляторов была сконцентрирована в определенных типах объектов. Объекты, использующие универсальные наружные шкафы — корпуса, предназначенные в основном для силового и передающего оборудования, с аккумуляторами, расположенными в том же отсеке — демонстрировали стабильно более короткий срок службы аккумуляторов, чем объекты, где аккумуляторы размещались отдельно.

Эта закономерность не была случайной. В общих шкафах аккумуляторы подвергались воздействию тепла, выделяемого оборудованием преобразования энергии. Внутренние температуры в этих шкафах были на несколько градусов выше, чем в шкафах, предназначенных для хранения аккумуляторов. Эта разница, сохранявшаяся годами эксплуатации, приводила к ускоренной потере емкости и более ранней замене.

Оператор начал рассматривать специально разработанные наружные аккумуляторные шкафы в качестве корректирующей меры.

Задача

Воздействие тепла от соседнего оборудования

Системы питания, выпрямители и передающее оборудование выделяют тепло во время работы. Когда аккумуляторы находятся в одной тепловой среде, они поглощают это тепло в дополнение к внешнему солнечному излучению. Срок службы аккумуляторов напрямую коррелирует с рабочей температурой, поэтому такое совместное размещение сокращает интервалы замены.

Требования к тепловой изоляции

Аккумуляторы выигрывают от стабильных, умеренных температур. Достижение этого в наружных условиях требует изоляции и выделенного охлаждения, независимого от отсека оборудования. Шкаф должен теплоизолировать отсек аккумуляторов, предотвращая передачу тепла от соседнего оборудования.

Непрерывность охлаждения во время отключений электросети

Аккумуляторные шкафы требуют охлаждения даже при отсутствии сетевого питания — именно в тот момент, когда аккумуляторы наиболее необходимы. Если система охлаждения зависит от сетевого питания, она остановится во время отключения, позволяя температуре повышаться, когда производительность аккумулятора имеет наибольшее значение. Решение для охлаждения должно иметь возможность работать от шины постоянного тока.

Физическая защита

Аккумуляторы тяжелые, а на некоторых рынках являются привлекательной целью для кражи. Шкаф должен обеспечивать структурную поддержку для значительного веса, одновременно препятствуя несанкционированному доступу.

Занимаемая площадь

Аккумуляторные шкафы часто устанавливаются рядом с существующими шкафами оборудования или как отдельные блоки. Занимаемая площадь должна быть достаточно компактной, чтобы поместиться в доступном пространстве объекта, обеспечивая при этом достаточный внутренний объем для требуемой емкости аккумуляторов.

Решение

Оператор развернул наружные аккумуляторные шкафы, специально разработанные для хранения и защиты аккумуляторов.

Тепловая изоляция была достигнута за счет изолированной конструкции. Внешняя часть шкафа изготовлена из коррозионностойкой оцинкованной стали, а внутренняя часть включает огнестойкую изоляцию с низкой теплопроводностью. Эта комбинация снижает теплопередачу от солнечного излучения и от соседнего оборудования, поддерживая более стабильную внутреннюю температуру.

Выделенное охлаждение обеспечивалось устройствами охлаждения с питанием от постоянного тока. Поскольку они работают от шины -48VDC, они продолжают функционировать во время отключений электросети — именно тогда, когда надежность аккумуляторов наиболее критична. Мощность охлаждения соответствует нагрузке аккумулятора и профилю температуры окружающей среды объекта.

Совместимость с аккумуляторами позволяет шкафу вмещать как свинцово-кислотные, так и литиевые аккумуляторы, предоставляя оператору гибкость в выборе аккумуляторов без замены корпуса. Отсек с регулируемой температурой обеспечивает надежную механическую и экологическую защиту для любой химии.

Безопасность была обеспечена трехточечным запирающим механизмом и утопленными петлями, обеспечивая защиту от кражи при сохранении герметичности. Модульная конструкция обеспечивает гибкую сборку и конфигурацию для различных емкостей аккумуляторов.

Защита от окружающей среды соответствует стандартам IP55, защищая от дождя, снега, града, ветра, льда, солевых брызг, песчаных бурь и молний. Шкаф подходит для установки в труднодоступных местах, таких как вершины гор и крыши.

Результаты

После развертывания выделенных аккумуляторных шкафов оператор наблюдал:

Тепловая изоляция снизила воздействие отсека аккумуляторов на тепло от соседнего оборудования и от солнечного излучения. Рабочие температуры аккумуляторов оставались в диапазоне, поддерживающем заявленный срок службы, и интервалы замены вернулись к прогнозируемым.

Охлаждение от постоянного тока поддерживало тепловую среду во время отключений электросети, предотвращая скачки температуры, которые ранее происходили, когда охлаждение останавливалось во время сбоев питания.

Модульная конструкция шкафа также упростила планирование емкости. Оператор мог конфигурировать емкость аккумуляторов в соответствии с требованиями объекта и корректировать ее по мере изменения нагрузок, не заменяя весь корпус.

Что демонстрирует этот случай

Аккумуляторные батареи заслуживают выделенной защиты. Размещение аккумуляторов в той же тепловой среде, что и оборудование, выделяющее тепло, является ложной экономией — первоначальная экономия на стоимости шкафа компенсируется ускоренной деградацией аккумуляторов и более частой заменой.

Для операторов, оценивающих наружные аккумуляторные шкафы, ключевыми характеристиками являются тепловая изоляция, непрерывность охлаждения во время отключений электросети, совместимость с химией аккумуляторов и физическая безопасность. Источник питания системы охлаждения особенно важен: охлаждение от постоянного тока гарантирует поддержание тепловой среды даже при отсутствии сетевого питания.

Шкаф также должен быть рассчитан на фактические потребности объекта в аккумуляторах, с модульными конфигурациями, позволяющими регулировать емкость по мере изменения нагрузок объекта. И поскольку аккумуляторы тяжелые, конструкция шкафа и метод установки должны учитывать вес аккумуляторной батареи.

Для операторов, стремящихся максимизировать срок службы аккумуляторов и минимизировать затраты на замену, выделенные наружные аккумуляторные шкафы предлагают целенаправленное решение: защита наиболее чувствительного к температуре компонента на объекте от тепловых нагрузок, сокращающих его срок службы.