Visualizzazioni: 17 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 2024-10-11 Origine: Sito
Gli armadi elettrici contengono componenti vitali come interruttori automatici, trasformatori e componenti elettronici sensibili che sono fondamentali per i sistemi elettrici. Questi armadi generano calore dalle apparecchiature elettriche e il controllo della temperatura è fondamentale per garantire la sicurezza, la funzionalità e la longevità dei componenti all'interno. Senza il controllo della temperatura, il surriscaldamento può causare guasti alle apparecchiature, tempi di inattività e potenziali pericoli come incendi elettrici.
In questo post esamineremo le soluzioni di controllo della temperatura per gli armadi elettrici, come implementarle e le migliori pratiche per mantenerlo ottimale.
Gli armadi elettrici sono la spina dorsale delle operazioni industriali e commerciali, proteggendo i componenti elettrici sensibili. Il controllo della temperatura è un fattore chiave nella prevenzione del surriscaldamento che può deteriorare le apparecchiature e causare guasti al sistema. Una corretta gestione della temperatura significa anche efficienza energetica, sicurezza e longevità dei componenti all’interno dell’armadio.
Prevenzione del surriscaldamento: componenti come alimentatori, inverter e trasformatori generano calore durante il funzionamento. Senza raffreddamento, questo calore può accumularsi e causare surriscaldamento.
Longevità dei componenti: il calore eccessivo può degradare le parti elettroniche sensibili, riducendone la durata.
Efficienza energetica: una corretta gestione della temperatura migliora l'efficienza del sistema elettrico riducendo la perdita di potenza dovuta al surriscaldamento.
Sicurezza: i componenti elettrici surriscaldati possono rappresentare un pericolo di incendio o causare guasti al sistema.
Prima di esaminare le soluzioni di controllo della temperatura, identifichiamo innanzitutto le principali fonti di calore in un armadio elettrico:
Generazione interna di calore: la principale fonte di calore proviene dal funzionamento di componenti elettrici come trasformatori, VFD e alimentatori.
Calore ambientale esterno: se un armadio elettrico si trova in un ambiente caldo (ad esempio in un'area industriale), il calore esterno può entrare nell'armadio e peggiorare i problemi di temperatura interna.
Scarso flusso d'aria: senza un meccanismo di ventilazione o raffreddamento, il calore può accumularsi all'interno dell'armadio, soprattutto negli armadietti situati in spazi chiusi. Conoscere la causa dell'accumulo di calore ti aiuterà a scegliere la giusta soluzione di raffreddamento o riscaldamento per il mobile.
Esistono anche metodi di raffreddamento efficienti in termini di costi e di risparmio energetico che non implicano necessariamente l'uso di apparecchiature di raffreddamento. Sono ideali per carichi termici compresi tra bassi e moderati.
Il corretto funzionamento di queste strategie di flusso d'aria comporta l'inserimento di prese d'aria o feritoie di scarico sulla parte superiore dell'armadio e delle prese d'aria nella parte inferiore dell'armadio.
L'aria calda che è stata riscaldata dal TE sale e allo stesso tempo esce liberamente attraverso le prese d'aria superiori, l'aria fredda entra direttamente attraverso le prese d'aria inferiori e questo sistema crea di fatto un sistema di convezione per la perdita di calore.
Il raffreddamento passivo può essere effettuato attaccando i dissipatori di calore ai componenti che producono molto calore. I dissipatori di calore possono essere definiti come strutture metalliche che mettono a fuoco la possibilità di dissipazione del calore.
Si tratta di sostanze metalliche che vengono inserite nel mobile per facilitare la diffusione del calore in tutto il mobile ed evitare la concentrazione del calore in un certo punto.
Pertanto, il raffreddamento passivo può essere altamente efficiente per condizioni in cui sono coinvolti un armadio di piccole dimensioni o carichi HVAC leggeri, ma potrebbe non fornire soluzioni ottimali per configurazioni elettriche che generano livelli di temperatura più elevati.
Gli armadi elettrici SHE più alti o quelli utilizzati in climi caldi richiedono soluzioni di raffreddamento attive per l'armadio. Tali dispositivi utilizzano metodi meccanici o elettrici per applicare forza sui mezzi rilevanti per rilasciare calore e garantire stabilità termica.
I ventilatori sono le tecniche più comuni utilizzate per eseguire il raffreddamento attivo negli armadi elettrici. Creano una convezione forzata per portare con sé il calore prodotto dagli elementi interni.
Situati nella parte superiore dell'armadio, questi ventilatori soffiano l'aria in direzione dei componenti installati sull'armadio. Sono ideali per eliminare il calore in eccesso e sono molto facili da installare.
Questi ventilatori soffiano l'aria con molta forza e in una direzione particolare, prediligendo gli armadi contenenti numerose parti elettriche o quelli disposti in vani chiusi.
I sistemi di ventilazione indotta sono dotati di filtri per tenere lontani polvere e sporco nella cabina ma consentono di aspirare la giusta quantità di aria all'interno dell'armadio. Ciò è particolarmente rilevante nelle applicazioni industriali poiché la maggior parte delle volte sono polverose che possono a loro volta influire sulle prestazioni dei componenti elettrici.
Quando si tratta di raffreddamento dell'armadio su pannelli di controllo di potenza ad alta fonte di calore, controller industriali o VFD, i condizionatori d'aria hanno un'efficienza migliore rispetto ai ventilatori.
Questi sistemi utilizzano fluidi refrigeranti allo scopo di raffreddare l'aria all'interno dell'armadio. Può mantenere temperature precise indipendentemente dalle condizioni di lavoro che possono essere fatali per i sistemi passivi o basati su ventola.
I condizionatori da finestra sono dotati di un'unità esterna di un condensatore che consente di controllare la temperatura di armadi di grandi dimensioni che richiedono un condizionamento esteso. Nella maggior parte dei casi vengono utilizzati nelle sale server e negli impianti di produzione su larga scala.
Offrono condizioni di temperatura molto precise ma sono più costose per quanto riguarda i costi di installazione e l'energia utilizzata.
Condizionatore d'aria di tipo split
Gli scambiatori di calore sono sistemi di raffreddamento che fanno circolare il calore dall'aria interna dell'armadio elettrico all'ambiente esterno senza consentire l'ingresso di aria esterna nell'armadio. Ciò è particolarmente vantaggioso laddove polvere, umidità o materiale corrosivo possono essere a contatto con il pezzo.
Questi sistemi prevedono due forme di vie aeree all'interno della cabina e una all'interno dell'ambiente esterno. L'aria riscaldata all'interno di una casa viene condotta all'aria più fresca esterna attraverso una parete solida senza movimento circolare delle due arie.
In questo sistema il calore generato all'interno dell'armadio viene ceduto all'acqua e l'acqua viene raffreddata dall'esterno. Questo metodo viene comunemente applicato in applicazioni sicure come telecomunicazioni, processi industriali e altre applicazioni in cui è necessario il raffreddamento e la protezione dall'ambiente.
Gli scambiatori di calore sono ottimali dal punto di vista energetico e utili in applicazioni che richiedono che l'aria interna dell'armadio sia pulita dalla polvere.
Scambiatore di calore aria-acqua
I raffreddatori termoelettrici (TEC) sono dispositivi di raffreddamento elettronici che hanno la capacità di raffreddare un corpo. I laser sono piccoli, hanno una precisione estremamente elevata e non contengono parti mobili, il che li rende perfetti per l'uso in aree in cui la precisione è di grande valore.
Controllo preciso della temperatura: è possibile mantenere le differenze di temperatura molto piccole, il che è importante in molti usi specializzati.
Nessuna parte in movimento: ciò riduce al minimo la frequenza della manutenzione e garantisce quindi una maggiore durata di funzionamento.
Compatti e silenziosi: sono relativamente compatti e non funzionano alle stesse frequenze dei comuni apparecchi di raffreddamento come ventilatori o condizionatori d'aria.
I TEC sono più appropriati per l'uso in armadi elettrici con una densità di potenza relativamente bassa e che trasportano carichi termici moderati, dato che i TEC non sono efficienti per natura come i ventilatori o i sistemi basati su CA.
Nei climi freddi, gli armadi elettrici possono presentare condensa o congelamento dei componenti interni e potrebbero necessitare di riscaldamento. Ciò è più probabile negli armadi esterni o nelle stazioni industriali che sono altamente suscettibili alle variazioni di temperatura.
Questi riscaldatori garantiscono un leggero aumento della temperatura all'interno dell'armadio per ridurre la formazione di umidità. L'umidità può causare corrosione o cortocircuito, per questo motivo questi riscaldatori sono essenziali quando ci sono sbalzi di temperatura o quando c'è umidità nell'ambiente circostante.
I riscaldatori PTC sono riscaldatori per utenti finali autocontrollati in modo tale che quando la temperatura aumenta la capacità di riscaldamento diminuisce. Offrono il riscaldamento con fonti di calore che possono aiutarti a riscaldare la tua casa mentre c'è meno probabilità di surriscaldarla.
I termoventilatori incorporano funzioni di riscaldamento insieme a una ventola motorizzata in modo da far circolare l'aria calda all'interno dell'armadio. Sono ideali per armadi di grandi dimensioni o ovunque sia necessario che il calore circoli ovunque. Se ne hai bisogno, considera un elettricista per installarli poiché la maggior parte ha requisiti di cablaggio fisso.
I sistemi di servocontrollo aiutano a mantenere le condizioni interne dell'armadio elettrico nei parametri richiesti. Questi sistemi sono in grado di misurare la temperatura, l'umidità dell'aria e possono anche dare segnali in caso di brusche variazioni.
Questi termostati possono essere facilmente impostati per controllare la temperatura dell'aria all'interno dell'armadio con riferimento ad un determinato intervallo di temperature. Si integrano con sistemi di riscaldamento/raffreddamento in modo che siano in grado di regolare autonomamente il clima interno.
I sensori attuali offrono un flusso continuo di dati e dovrebbero avvisare quando la temperatura raggiunge il limite superiore o inferiore. Ciò è particolarmente vero per i sistemi a controllo automatico in cui è necessaria l'azione di raffreddamento non appena la temperatura aumenta.
In questo caso, mentre la temperatura può danneggiare i componenti elettrici salendo alle stelle o scendendo oltre l'intervallo di lavoro consigliato, i sensori di umidità aiutano a controllare sia il contenuto di calore che di umidità nell'ambiente poiché quest'ultimo può danneggiare i componenti elettrici. Se l'umidità aumenta, è possibile accendere i riscaldatori anticondensa o i deumidificatori per mantenere la velocità di sicurezza.
I sensori di temperatura e umidità sono incorporati in sistemi intelligenti con dispositivi di rete che consentono agli utenti di misurare e gestire l'ambiente dell'armadio da remoto. Gli avvisi e il registro dati possono essere recuperati da computer o dispositivi mobili per consentire l'adozione di azioni immediate.
Una delle cose importanti da considerare nel tentativo di controllare la temperatura di un armadio elettrico è l'efficienza dell'elettricità utilizzata nell'armadio elettrico. Ecco alcune buone pratiche per ridurre al minimo il consumo di energia garantendo al tempo stesso un controllo ottimale della temperatura:
Utilizzare ventole a velocità variabile: queste ventole variano la loro velocità rispetto al carico termico; funzionano a basso consumo energetico durante le occasioni in cui la produzione di calore è ridotta.
Sigillatura adeguata dell'armadio: assicurarsi che ogni porta e pannello dell'armadio sia effettivamente chiuso in modo che non venga più consentito l'ingresso di calore o che l'umidità fuoriesca.
Manutenzione regolare: assicurarsi di cambiare, pulire e manutenere filtri, ventole, viti, dadi e prese d'aria in modo che i sistemi di raffreddamento regolino la temperatura in modo appropriato e non siano inutili.
Isolamento ad alta efficienza energetica: isolare i pannelli o applicare un tipo di rivestimento efficiente che riduca al minimo l'influenza della temperatura esterna sul clima all'interno dell'armadio.
Sistemi di raffreddamento intelligenti: utilizzo di termostati programmabili e sistemi intelligenti per controllare le temperature per il raffreddamento, utilizzando l'energia solo dove necessario.
La gestione della temperatura all'interno degli armadi elettrici è importante per garantire il funzionamento, le misure di sicurezza e la durata delle apparecchiature elettriche montate al suo interno. È quindi possibile mantenere la temperatura dell'armadio elettrico in sicurezza utilizzando dispositivi di raffreddamento sia passivi che attivi come scambiatori di calore, riscaldatori e dispositivi di monitoraggio della temperatura. Il risparmio energetico e la manutenzione migliorano inoltre l'affidabilità dei sistemi utilizzati per il controllo della temperatura, oltre a salvaguardare l'investimento all'interno dei locali aziendali.
