Vistas: 17 Autor: Editor del sitio Hora de publicación: 2024-10-11 Origen: Sitio
Los gabinetes eléctricos contienen componentes vitales como disyuntores, transformadores y componentes electrónicos sensibles que son clave para los sistemas eléctricos. Estos gabinetes generan calor a partir de los equipos eléctricos y el control de la temperatura es crucial para garantizar la seguridad, funcionalidad y longevidad de los componentes internos. Sin control de temperatura, el sobrecalentamiento puede provocar fallas en el equipo, tiempo de inactividad y peligros potenciales como incendios eléctricos.
En esta publicación veremos soluciones de control de temperatura para gabinetes eléctricos, cómo implementarlas y las mejores prácticas para mantenerla óptima.
Los gabinetes eléctricos son la columna vertebral de las operaciones industriales y comerciales y protegen los componentes eléctricos sensibles. El control de la temperatura es un factor clave para prevenir el sobrecalentamiento que puede degradar el equipo y provocar fallas en el sistema. Una gestión adecuada de la temperatura también significa eficiencia energética, seguridad y longevidad de los componentes dentro del gabinete.
Prevención del sobrecalentamiento: componentes como fuentes de alimentación, inversores y transformadores generan calor cuando están en funcionamiento. Sin refrigeración, este calor puede acumularse y provocar un sobrecalentamiento.
Longevidad de los componentes: el calor excesivo puede degradar las piezas electrónicas sensibles y acortar su vida útil.
Eficiencia energética: la gestión adecuada de la temperatura mejora la eficiencia del sistema eléctrico al reducir la pérdida de energía debido al sobrecalentamiento.
Seguridad: Los componentes eléctricos sobrecalentados pueden suponer un riesgo de incendio o provocar fallos en el sistema.
Antes de analizar las soluciones de control de temperatura, primero identifiquemos las principales fuentes de calor en un armario eléctrico:
Generación de calor interno: la principal fuente de calor proviene del funcionamiento de componentes eléctricos como transformadores, VFD y fuentes de alimentación.
Calor ambiental externo: si un gabinete eléctrico está ubicado en un ambiente caluroso (por ejemplo, en un área industrial), el calor externo puede ingresar al gabinete y empeorar los problemas de temperatura interna.
Flujo de aire deficiente: sin un mecanismo de ventilación o enfriamiento, el calor puede acumularse dentro del gabinete, especialmente en gabinetes ubicados en espacios cerrados. Conocer la causa de la acumulación de calor le ayudará a elegir la solución de refrigeración o calefacción adecuada para el gabinete.
También existen métodos de enfriamiento rentables y energéticamente eficientes que no implican necesariamente el uso de equipos de enfriamiento. Son ideales para cargas de calor entre bajas y moderadas.
El funcionamiento adecuado de estas estrategias de flujo de aire implica colocar rejillas de ventilación o rejillas en la parte superior del gabinete y las tomas en la parte inferior del gabinete.
El aire caliente que ha sido calentado por el TE sube y sale libremente a través de las rejillas de ventilación superiores al mismo tiempo, el aire frío entra directamente a través de las rejillas de ventilación inferiores y este sistema crea un sistema de convección de facto para la pérdida de calor.
El enfriamiento pasivo se puede realizar colocando disipadores de calor en los componentes que producen mucho calor. Los disipadores de calor se pueden definir como estructuras metálicas que resaltan la posibilidad de disipación de calor.
Son sustancias metálicas que se insertan en el mueble para facilitar la distribución del calor por todo el mueble y evitar la concentración de calor en un punto determinado.
Por lo tanto, la refrigeración pasiva puede ser muy eficiente para condiciones en las que se trata de un gabinete pequeño o cargas leves de HVAC, pero puede no proporcionar soluciones óptimas para configuraciones eléctricas que generan niveles más altos de temperatura.
Los gabinetes eléctricos de mayor SHE o aquellos utilizados en climas cálidos requieren soluciones de enfriamiento activo para el gabinete. Dichos dispositivos emplean métodos mecánicos o eléctricos para aplicar fuerza sobre los medios relevantes para liberar calor y garantizar la estabilidad térmica.
Los ventiladores son las técnicas más habituales que se utilizan para realizar la refrigeración activa en armarios eléctricos. Crean convección forzada para transportar el calor producido por los elementos internos.
Ubicados en la parte superior del gabinete, estos ventiladores soplan aire en la dirección de los componentes instalados en el gabinete. Son ideales para eliminar el exceso de calor y son muy fáciles de instalar.
Estos ventiladores soplan aire con mucha fuerza y en una dirección determinada, preferentemente en armarios que contienen numerosas piezas eléctricas o que están dispuestos en compartimentos cerrados.
Los sistemas de ventilador inducido tienen filtros para evitar la entrada de polvo y suciedad en la cabina, pero permiten que entre la cantidad adecuada de aire al gabinete. Esto es especialmente relevante en aplicaciones industriales, ya que la mayoría de las veces generan polvo, lo que a su vez puede afectar el rendimiento de los componentes eléctricos.
Cuando se trata de enfriar un gabinete sobre paneles de control de energía con fuentes de calor elevadas, controladores industriales o VFD, los acondicionadores de aire tienen una mejor eficiencia que los ventiladores.
Estos sistemas emplean el uso de fluidos de refrigeración con el objetivo de enfriar el aire dentro del gabinete. Puede mantener temperaturas precisas independientemente de las condiciones de trabajo que pueden ser fatales para los sistemas pasivos o basados en ventiladores.
Los aires acondicionados de ventana tienen una unidad exterior de condensador que permite controlar la temperatura de gabinetes grandes que requieren un acondicionamiento extenso. Se utilizan con mayor frecuencia en salas de servidores e instalaciones de producción a gran escala.
Ofrecen unas condiciones de temperatura muy precisas pero son más costosas en cuanto a coste de instalación y energía utilizada.
Aire acondicionado tipo split
Los intercambiadores de calor son sistemas de refrigeración que hacen circular el calor desde el aire interno del gabinete eléctrico al ambiente exterior sin permitir que entre aire externo al gabinete. Esto es particularmente ventajoso cuando el polvo, la humedad o el material corrosivo pueden estar en contacto con la pieza.
Estos sistemas implican dos formas de vía aérea dentro del gabinete y una dentro del ambiente exterior. El aire calentado dentro de una casa es conducido al aire más frío del exterior a través de una pared sólida sin movimiento circular de los dos aires.
En este sistema, el calor generado dentro del gabinete se transfiere al agua y el agua se enfría desde el exterior. Este método se aplica comúnmente en aplicaciones seguras como telecomunicaciones, procesos industriales y otras aplicaciones donde se necesita refrigeración y protección del medio ambiente.
Los intercambiadores de calor son energéticamente óptimos y útiles en aplicaciones que requieren que el aire interior del gabinete esté limpio de polvo.
Intercambiador de calor aire-agua
Los refrigeradores termoeléctricos (TEC) son dispositivos electrónicos de refrigeración que tienen la capacidad de enfriar un cuerpo. Los láseres son pequeños, tienen una precisión extremadamente alta y no contienen piezas móviles, lo que los hace perfectos para su uso en áreas donde la precisión es de gran valor.
Control preciso de la temperatura: se pueden mantener diferencias de temperatura muy pequeñas, lo cual es importante en muchos usos especializados.
Sin piezas móviles: esto minimiza la frecuencia del mantenimiento y, por lo tanto, proporciona una mayor duración de funcionamiento.
Compactos y silenciosos: son relativamente compactos y no funcionan a las mismas frecuencias que los aparatos de refrigeración comunes, como ventiladores o aires acondicionados.
Los TEC son más apropiados para su uso en gabinetes eléctricos con una densidad de potencia relativamente baja y que soportan cargas de calor moderadas, dado que los TEC no son tan eficientes por naturaleza como los sistemas basados en ventiladores o CA.
En climas fríos, los gabinetes eléctricos pueden experimentar condensación o congelación de los componentes internos y pueden necesitar calefacción. Esto es más probable en gabinetes exteriores o estaciones industriales que son altamente susceptibles a los cambios de temperatura.
Estos calentadores garantizan que haya un ligero aumento de la temperatura dentro de un gabinete para reducir la formación de humedad. La humedad puede provocar corrosión o cortocircuito, debido a esto estos calentadores son imprescindibles cuando hay cambios de temperatura o cuando hay humedad en el entorno.
Los calentadores PTC son calentadores de usuario final que se autocontrolan de manera que cuando la temperatura aumenta, la capacidad de calentamiento disminuye. Ofrecen calefacción con fuentes de calor que pueden ayudar a calentar su casa mientras hay menos probabilidad de sobrecalentamiento.
Los calentadores de ventilador incorporan funciones de calefacción junto con un ventilador motorizado para hacer circular aire caliente alrededor del gabinete. Son ideales para gabinetes grandes o donde necesite que el calor circule constantemente. Si los necesita, considere la posibilidad de que un electricista los instale, ya que la mayoría viene con requisitos de cableado.
Los sistemas de servocontrol ayudan a mantener las condiciones internas del gabinete eléctrico en los parámetros requeridos. Estos sistemas son capaces de medir temperaturas, humedad natural y también pueden emitir señales en caso de variaciones bruscas.
Estos termostatos se pueden configurar fácilmente para controlar la temperatura del aire dentro del gabinete con referencia a un cierto rango de temperatura. Se integran con sistemas de calefacción/refrigeración para que puedan ajustar el clima interior por sí solos.
Los sensores actuales ofrecen un flujo continuo de datos y deben notificar cuando la temperatura alcanza el límite superior o inferior. Esto es especialmente cierto para los sistemas controlados automáticamente donde se necesita la acción de enfriamiento tan pronto como aumenta la temperatura.
En este caso, si bien la temperatura puede dañar los componentes eléctricos al dispararse o caer más allá del rango de trabajo recomendado, los sensores de humedad ayudan a controlar tanto el calor como el contenido de humedad en el ambiente, ya que este último puede dañar los componentes eléctricos. Si la humedad aumenta, se pueden encender calentadores anticondensación o deshumidificadores para mantener el nivel seguro.
Los sensores de temperatura y humedad se incorporan a sistemas inteligentes con dispositivos de red que permiten a los usuarios medir y gestionar el entorno del gabinete de forma remota. Las alertas y el registro de datos se pueden recuperar desde computadoras o dispositivos móviles para permitir tomar medidas inmediatas.
Una de las cosas importantes a considerar al intentar controlar la temperatura de un gabinete eléctrico es la eficiencia de la electricidad utilizada en el gabinete eléctrico. A continuación se presentan algunas prácticas recomendadas para minimizar el uso de energía y al mismo tiempo garantizar un control óptimo de la temperatura:
Utilice ventiladores de velocidad variable: estos ventiladores varían sus velocidades con respecto a la carga de calor; Funcionan con un bajo consumo de energía en ocasiones en las que hay poca producción de calor.
Sellado adecuado del gabinete: asegúrese de que todas y cada una de las puertas y paneles del gabinete estén bien cerrados para que no entre más calor ni salga humedad.
Mantenimiento regular: asegúrese de cambiar, limpiar y mantener los filtros, ventiladores, tornillos, tuercas y respiraderos para que los sistemas de enfriamiento regule la temperatura de manera adecuada y no sea un desperdicio.
Aislamiento energéticamente eficiente: Aísle los paneles o aplique algún tipo de revestimiento eficiente que minimice la temperatura externa que afecta el clima dentro del gabinete.
Sistemas de refrigeración inteligentes: uso de termostatos programables y sistemas inteligentes para controlar las temperaturas de refrigeración, utilizando así energía sólo cuando sea necesario.
La gestión de la temperatura dentro de los gabinetes eléctricos es importante para garantizar el funcionamiento, las medidas de seguridad y la durabilidad de los equipos eléctricos montados en su interior. Por tanto, es posible mantener la temperatura del armario eléctrico de forma segura utilizando dispositivos de refrigeración tanto pasivos como activos, como intercambiadores de calor, calentadores y dispositivos de control de temperatura. La conservación y el mantenimiento de la energía también mejoran la confiabilidad de los sistemas que utiliza para el control de la temperatura, además de proteger su inversión dentro de sus instalaciones comerciales.
