Vues : 17 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2024-10-11 Origine : Site
Les armoires électriques contiennent des composants vitaux tels que des disjoncteurs, des transformateurs et des composants électroniques sensibles qui sont essentiels aux systèmes électriques. Ces armoires génèrent de la chaleur à partir des équipements électriques et le contrôle de la température est crucial pour garantir la sécurité, la fonctionnalité et la longévité des composants à l'intérieur. Sans contrôle de la température, la surchauffe peut entraîner une panne de l'équipement, des temps d'arrêt et des dangers potentiels tels que des incendies électriques.
Dans cet article, nous examinerons les solutions de contrôle de la température pour les armoires électriques, comment les mettre en œuvre et les meilleures pratiques pour la maintenir optimale.
Les armoires électriques constituent l’épine dorsale des opérations industrielles et commerciales, protégeant les composants électriques sensibles. Le contrôle de la température est un facteur clé pour prévenir la surchauffe qui peut dégrader l'équipement et provoquer une panne du système. Une bonne gestion de la température signifie également efficacité énergétique, sécurité et longévité des composants à l’intérieur de l’armoire.
Prévention de la surchauffe : les composants tels que les alimentations, les onduleurs et les transformateurs génèrent de la chaleur lorsqu'ils fonctionnent. Sans refroidissement, cette chaleur peut s’accumuler et provoquer une surchauffe.
Longévité des composants : une chaleur excessive peut dégrader les pièces électroniques sensibles, réduisant ainsi leur durée de vie.
Efficacité énergétique : Une bonne gestion de la température améliore l’efficacité du système électrique en réduisant les pertes de puissance dues à la surchauffe.
Sécurité : Les composants électriques surchauffés peuvent constituer un risque d'incendie ou provoquer une panne du système.
Avant d’aborder les solutions de contrôle de température, identifions d’abord les principales sources de chaleur dans une armoire électrique :
Génération de chaleur interne : La principale source de chaleur provient du fonctionnement des composants électriques tels que les transformateurs, les VFD et les alimentations.
Chaleur ambiante externe : Si une armoire électrique est située dans un environnement chaud (par exemple dans une zone industrielle), la chaleur externe peut pénétrer dans l'armoire et aggraver les problèmes de température interne.
Mauvaise circulation de l'air : sans mécanisme de ventilation ou de refroidissement, la chaleur peut s'accumuler à l'intérieur de l'armoire, en particulier dans les armoires situées dans des espaces clos. Connaître la cause de l’accumulation de chaleur vous aidera à choisir la bonne solution de refroidissement ou de chauffage pour l’armoire.
Il existe également des méthodes de refroidissement rentables et économes en énergie qui n'impliquent pas nécessairement l'utilisation d'équipement de refroidissement. Ils sont idéaux pour les charges thermiques faibles à modérées.
Le bon fonctionnement de ces stratégies de circulation d’air implique l’installation d’évents d’évacuation ou de persiennes au-dessus de l’armoire et de prises d’air au bas de l’armoire.
L'air chaud qui a été chauffé par le TE monte et sort librement par les bouches d'aération supérieures en même temps, l'air froid passe directement par les bouches d'aération inférieures et ce système crée un système de convection de facto pour la perte de chaleur.
Le refroidissement passif peut être effectué en collant des dissipateurs de chaleur sur les composants qui produisent beaucoup de chaleur. Les dissipateurs thermiques peuvent être définis comme des structures métalliques qui mettent en évidence la possibilité de dissipation thermique.
Ce sont des substances métalliques qui sont insérées dans l'armoire pour faciliter la propagation de la chaleur dans toute l'armoire afin d'éviter la concentration de chaleur à un certain point.
Ainsi, le refroidissement passif peut être très efficace dans des conditions où une petite armoire ou de légères charges CVC sont impliquées, mais peut ne pas fournir de solutions optimales pour les configurations électriques qui engendrent des niveaux de température plus élevés.
Les armoires électriques à SHE plus élevé ou celles utilisées dans des climats chauds nécessitent des solutions de refroidissement actif pour l'armoire. De tels dispositifs utilisent des méthodes mécaniques ou électriques pour appliquer une force sur les supports concernés afin de libérer de la chaleur et d'assurer la stabilité thermique.
Les ventilateurs sont les techniques les plus couramment utilisées pour effectuer le refroidissement actif dans les armoires électriques. Ils créent une convection forcée pour emporter avec eux la chaleur produite par les éléments internes.
Situés en haut de l'armoire, ces ventilateurs soufflent de l'air en direction des composants installés sur l'armoire. Ils sont idéaux pour évacuer l’excès de chaleur et sont très faciles à installer.
Ces ventilateurs soufflent l'air avec beaucoup de force et dans une direction particulière, de préférence pour les armoires contenant de nombreuses pièces électriques ou celles disposées dans des compartiments fermés.
Les systèmes de ventilation induits sont dotés de filtres pour empêcher la poussière et la saleté d'entrer dans la cabine, tout en permettant à la bonne quantité d'air d'être aspirée dans l'armoire. Ceci est particulièrement important dans les applications industrielles car ils sont la plupart du temps poussiéreux, ce qui peut affecter les performances des composants électriques.
Lorsqu'il s'agit de refroidir une armoire sur des panneaux de commande à source de chaleur élevée, des contrôleurs industriels ou des VFD, les climatiseurs ont une meilleure efficacité que les ventilateurs.
Ces systèmes utilisent des fluides de réfrigération dans le but de refroidir l'air à l'intérieur de l'armoire. Il peut maintenir des températures précises quelles que soient les conditions de travail qui peuvent être fatales aux systèmes passifs ou basés sur un ventilateur.
Les climatiseurs de fenêtre disposent d'une unité extérieure constituée d'un condenseur qui permet de contrôler les températures de grandes armoires nécessitant un conditionnement approfondi. Ceux-ci sont la plupart du temps utilisés dans les salles de serveurs et les installations de production à grande échelle.
Ils offrent des conditions de température très précises mais ils sont plus coûteux en termes de charge d'installation et d'énergie utilisée.
Climatiseur de type split
Les échangeurs de chaleur sont des systèmes de refroidissement qui font circuler la chaleur de l'air interne de l'armoire électrique vers l'environnement extérieur sans laisser entrer l'air extérieur dans l'armoire. Ceci est particulièrement avantageux lorsque de la poussière, de l'humidité ou des matériaux corrosifs peuvent être en contact avec la pièce.
Ces systèmes impliquent deux formes de voies respiratoires à l’intérieur de l’armoire et une dans l’environnement extérieur. L'air chauffé à l'intérieur d'une maison est conduit vers l'air plus frais à l'extérieur à travers un mur solide sans mouvement circulaire des deux airs.
Dans ce système, la chaleur générée à l’intérieur de l’armoire est transférée à l’eau et l’eau est refroidie de l’extérieur. Cette méthode est couramment appliquée dans des applications sécurisées telles que les télécommunications, les processus industriels et d'autres applications où le refroidissement et la protection de l'environnement sont nécessaires.
Les échangeurs de chaleur sont optimaux sur le plan énergétique et utiles dans les applications qui nécessitent que l'air intérieur de l'armoire soit exempt de poussière.
Échangeur de chaleur air-eau
Les refroidisseurs thermoélectriques (TEC) sont des dispositifs de refroidissement électroniques capables de refroidir un corps. Les lasers sont petits, ont une précision extrêmement élevée et ne contiennent aucune pièce mobile, ce qui les rend parfaits pour une utilisation dans les domaines où la précision est d'une grande valeur.
Contrôle précis de la température : On peut maintenir des différences de température très faibles, ce qui est important dans de nombreuses utilisations spécialisées.
Aucune pièce mobile : cela minimise la fréquence de maintenance et permet ainsi une durée de fonctionnement plus longue.
Compacts et silencieux : Ils sont relativement compacts et ne fonctionnent pas aux mêmes fréquences que les appareils de refroidissement courants tels que les ventilateurs ou les climatiseurs.
Les TEC sont plus appropriés pour une utilisation dans des armoires électriques ayant une densité de puissance relativement faible et supportant des charges thermiques modérées, étant donné que les TEC ne sont pas aussi efficaces par nature que les systèmes à ventilateur ou à courant alternatif.
Dans les climats froids, les armoires électriques peuvent subir de la condensation ou du gel des composants internes et peuvent avoir besoin d'être chauffées. Cela est plus probable dans les armoires extérieures ou les stations industrielles qui sont très sensibles aux changements de température.
Ces radiateurs garantissent une légère augmentation de la température à l’intérieur d’une armoire afin de réduire la formation d’humidité. L'humidité peut entraîner de la corrosion ou un court-circuit, c'est pourquoi ces radiateurs sont essentiels en cas de changements de température ou lorsqu'il y a de l'humidité dans l'environnement.
Les radiateurs PTC sont des radiateurs utilisateur final qui sont auto-contrôlés de manière à ce que lorsque la température augmente, la capacité de chauffage diminue. Ils offrent un chauffage avec des sources de chaleur qui peuvent aider à réchauffer votre maison tout en réduisant le risque de surchauffe de la maison.
Les radiateurs soufflants intègrent des fonctions de chauffage ainsi qu'un ventilateur motorisé afin de faire circuler l'air chaud dans l'armoire. Ils sont idéaux pour les grandes armoires ou partout où vous avez besoin d'une circulation de chaleur constante. Si vous en avez besoin, envisagez de faire appel à un électricien pour les installer, car la plupart ont des exigences câblées.
Les systèmes de servocommande aident à maintenir les conditions internes de l'armoire électrique dans les paramètres requis. Ces systèmes sont capables de mesurer les températures, l'humidité bien sûr, et peuvent également donner des signaux en cas de variations brusques.
Ces thermostats peuvent facilement être réglés afin de contrôler la température de l'air à l'intérieur de l'armoire en référence à une certaine plage de température. Ils s'intègrent aux systèmes de chauffage/refroidissement afin de pouvoir régler eux-mêmes le climat intérieur.
Les capteurs de courant offrent un flux continu de données et doivent avertir lorsque la température atteint la limite supérieure ou inférieure. Cela est particulièrement vrai pour les systèmes à commande automatique où l'action de refroidissement est nécessaire dès que la température augmente.
Dans ce cas, alors que la température peut endommager les composants électriques en montant en flèche ou en dépassant la plage de fonctionnement recommandée, les capteurs d'humidité aident à contrôler à la fois la chaleur et la teneur en humidité de l'environnement, car cette dernière peut endommager les composants électriques. Si l'humidité augmente, des radiateurs anti-condensation ou des déshumidificateurs peuvent être allumés pour maintenir le taux de sécurité.
Des capteurs de température et d'humidité sont intégrés dans des systèmes intelligents avec des dispositifs de mise en réseau permettant aux utilisateurs de mesurer et de gérer l'environnement des armoires à distance. Les alertes et le journal de données peuvent être récupérés à partir d’ordinateurs ou d’appareils mobiles pour permettre une action immédiate.
L’un des éléments importants à prendre en compte lorsque l’on tente de contrôler la température d’une armoire électrique est l’efficacité de l’électricité utilisée dans l’armoire électrique. Voici quelques bonnes pratiques pour minimiser la consommation d’énergie tout en assurant un contrôle optimal de la température :
Utilisez des ventilateurs à vitesse variable : ces ventilateurs varient leurs vitesses en fonction de la charge thermique ; ils fonctionnent avec une faible consommation d'énergie pendant les périodes où la production de chaleur est faible.
Étanchéité appropriée de l'armoire : assurez-vous que chaque porte et chaque panneau de l'armoire sont bien fermés afin qu'aucune chaleur ne puisse entrer ou que l'humidité ne s'échappe.
Entretien régulier : assurez-vous de changer, nettoyer et entretenir les filtres, les ventilateurs, les vis, les écrous et les évents afin que les systèmes de refroidissement régulent la température de manière appropriée et ne génèrent pas de gaspillage.
Isolation économe en énergie : isolez les panneaux ou appliquez un certain type de revêtement efficace qui minimisera la température extérieure affectant le climat à l'intérieur de l'armoire.
Systèmes de refroidissement intelligents : utilisation de thermostats programmables et de systèmes intelligents pour contrôler les températures de refroidissement, utilisant ainsi l'énergie uniquement lorsque cela est nécessaire.
La gestion de la température à l’intérieur des armoires électriques est importante pour garantir le fonctionnement, les mesures de sécurité et la durabilité des équipements électriques installés à l’intérieur. Il est ainsi possible de maintenir la température de l'armoire électrique en toute sécurité en utilisant des dispositifs de refroidissement passifs et actifs tels que des échangeurs de chaleur, des radiateurs et des dispositifs de surveillance de la température. Les économies d'énergie et la maintenance améliorent également la fiabilité des systèmes que vous utilisez pour le contrôle de la température, tout en protégeant votre investissement dans vos locaux commerciaux.
