Visualizações: 17 Autor: Editor do site Horário de publicação: 11/10/2024 Origem: Site
Os gabinetes elétricos contêm componentes vitais, como disjuntores, transformadores e componentes eletrônicos sensíveis, que são essenciais para os sistemas elétricos. Esses gabinetes geram calor a partir dos equipamentos elétricos e o controle da temperatura é crucial para garantir a segurança, funcionalidade e longevidade dos componentes internos. Sem controle de temperatura, o superaquecimento pode causar falhas no equipamento, tempo de inatividade e perigos potenciais, como incêndios elétricos.
Neste post veremos soluções de controle de temperatura para gabinetes elétricos, como implementá-las e as melhores práticas para mantê-las ideais.
Os armários elétricos são a espinha dorsal das operações industriais e comerciais, protegendo componentes elétricos sensíveis. O controle de temperatura é um fator chave na prevenção do superaquecimento, que pode degradar o equipamento e causar falhas no sistema. O gerenciamento adequado da temperatura também significa eficiência energética, segurança e longevidade dos componentes dentro do gabinete.
Evitando o superaquecimento: Componentes como fontes de alimentação, inversores e transformadores geram calor durante a operação. Sem resfriamento, esse calor pode se acumular e causar superaquecimento.
Longevidade dos componentes: O calor excessivo pode degradar peças eletrônicas sensíveis, encurtando sua vida útil.
Eficiência Energética: O gerenciamento adequado da temperatura melhora a eficiência do sistema elétrico, reduzindo a perda de energia devido ao superaquecimento.
Segurança: Componentes elétricos superaquecidos podem representar risco de incêndio ou causar falha no sistema.
Antes de examinarmos as soluções de controle de temperatura, vamos primeiro identificar as principais fontes de calor em um quadro elétrico:
Geração interna de calor: A principal fonte de calor vem da operação de componentes elétricos como transformadores, VFDs e fontes de alimentação.
Calor Ambiental Externo: Se um gabinete elétrico estiver localizado em um ambiente quente (por exemplo, em área industrial), o calor externo pode entrar no gabinete e piorar os problemas de temperatura interna.
Fluxo de ar deficiente: Sem ventilação ou mecanismo de resfriamento, o calor pode se acumular dentro do gabinete, especialmente em gabinetes localizados em espaços fechados. Conhecer a causa do acúmulo de calor ajudará você a escolher a solução certa de resfriamento ou aquecimento para o gabinete.
Existem também métodos de resfriamento com baixo custo e baixo consumo de energia que não envolvem necessariamente o uso de equipamento de resfriamento. São ideais para cargas de calor entre baixas e moderadas.
O funcionamento adequado dessas estratégias de fluxo de ar envolve a colocação de aberturas de exaustão ou venezianas na parte superior do gabinete e entradas na parte inferior do gabinete.
O ar quente que foi aquecido pelo TE sobe e sai livremente pelas aberturas superiores ao mesmo tempo, o ar frio entra diretamente pelas aberturas inferiores e este sistema torna o sistema de convecção de fato para perda de calor.
O resfriamento passivo pode ser feito colando dissipadores de calor aos componentes que produzem muito calor. Dissipadores de calor podem ser definidos como estruturas metálicas que colocam em foco a possibilidade de dissipação de calor.
São substâncias metálicas que são inseridas no gabinete para facilitar a propagação do calor por todo o gabinete evitando a concentração de calor em determinado ponto.
Assim, o resfriamento passivo pode ser altamente eficiente para condições onde um gabinete pequeno ou cargas moderadas de HVAC estão envolvidas, mas pode não fornecer soluções ideais para configurações elétricas que geram níveis mais elevados de temperatura.
Armários elétricos com maior SHE ou aqueles usados em climas quentes requerem soluções de resfriamento ativo para o gabinete. Tais dispositivos empregam métodos mecânicos ou elétricos para aplicar força em meios relevantes para liberar calor e garantir estabilidade térmica.
Ventiladores são as técnicas mais comuns utilizadas para realizar o resfriamento ativo em gabinetes elétricos. Eles criam convecção forçada para transportar consigo o calor produzido pelos elementos internos.
Localizados na parte superior do gabinete, esses ventiladores sopram o ar na direção dos componentes instalados no gabinete. São ideais para eliminar o excesso de calor e são muito fáceis de instalar.
Esses ventiladores sopram o ar com muita força e em uma direção específica, dando preferência para gabinetes que contenham inúmeras peças elétricas ou aqueles dispostos em compartimentos fechados.
Os sistemas de ventiladores induzidos possuem filtros para impedir a entrada de poeira e sujeira na cabine, mas permitem que a quantidade certa de ar seja aspirada para dentro do gabinete. Isto é especialmente relevante em aplicações industriais, uma vez que na maioria das vezes estão empoeirados, o que pode, por sua vez, afetar o desempenho dos componentes elétricos.
Quando se trata de resfriamento de gabinetes em painéis de controle de alta fonte de calor, controladores industriais ou VFDs, os condicionadores de ar têm melhor eficiência em relação aos ventiladores.
Esses sistemas empregam o uso de fluidos de refrigeração com o objetivo de resfriar o ar dentro do gabinete. Ele pode manter temperaturas precisas independentemente das condições de trabalho que podem ser fatais para sistemas passivos ou baseados em ventiladores.
Os condicionadores de ar de janela possuem uma unidade externa de condensador que permite controlar a temperatura de grandes gabinetes que requerem condicionamento extensivo. Na maioria das vezes, são utilizados em salas de servidores e instalações de produção em grande escala.
Oferecem condições de temperatura muito precisas, mas são mais dispendiosos no que diz respeito ao custo de instalação e à energia utilizada.
Ar Condicionado Tipo Split
Trocadores de calor são sistemas de resfriamento que circulam o calor do ar interno do gabinete elétrico para o ambiente externo sem permitir a entrada de ar externo no gabinete. Isto é particularmente vantajoso onde poeira, umidade ou material corrosivo podem estar em contato com a peça.
Esses sistemas envolvem duas formas de vias aéreas dentro do gabinete e uma no ambiente externo. O ar aquecido dentro de uma casa é conduzido para o ar mais frio do lado de fora através de uma parede sólida, sem movimento circular dos dois ar.
Neste sistema o calor gerado no interior do gabinete é transferido para a água e a água é resfriada pelo exterior. Este método é comumente aplicado em aplicações seguras, como telecomunicações, processos industriais e outras aplicações onde o resfriamento e a proteção do meio ambiente são necessários.
Os trocadores de calor são energeticamente ideais e úteis em aplicações que exigem que o ar interno do gabinete esteja livre de poeira.
Trocador de calor ar-água
Refrigeradores termoelétricos (TEC) são dispositivos de resfriamento eletrônicos que têm a capacidade de resfriar um corpo. Os lasers são pequenos, têm precisão extremamente alta e não contêm partes móveis, o que os torna perfeitos para uso em áreas onde a precisão é de alto valor.
Controle preciso de temperatura: É possível manter diferenciais de temperatura muito pequenos, o que é importante em muitos usos especializados.
Sem peças móveis: Isso minimiza a frequência de manutenção e, portanto, proporciona maior duração da operação.
Compactos e Silenciosos: São relativamente compactos e não operam nas mesmas frequências que aparelhos de refrigeração comuns, como ventiladores ou aparelhos de ar condicionado.
Os TECs são mais apropriados para uso em gabinetes elétricos com densidade de potência relativamente baixa e que transportam cargas de calor moderadas, visto que os TECs não são tão eficientes por natureza quanto ventiladores ou sistemas baseados em CA.
Em climas frios, os gabinetes elétricos podem sofrer condensação ou congelamento de componentes internos e podem precisar de aquecimento. Isto é mais provável em gabinetes externos ou estações industriais que são altamente suscetíveis a mudanças de temperatura.
Esses aquecedores garantem que haja um ligeiro aumento nas temperaturas dentro de um gabinete para reduzir a formação de umidade. A umidade pode causar corrosão ou curto-circuito, por isso esses aquecedores são essenciais quando há mudanças de temperatura ou quando há umidade no ambiente.
Os aquecedores PTC são aquecedores de usuário final autocontrolados de forma que, quando a temperatura aumenta, a capacidade de aquecimento diminui. Eles oferecem aquecimento com fontes de calor que podem ajudar a aquecer sua casa, embora haja menos probabilidade de superaquecimento.
Os aquecedores com ventilador incorporam recursos de aquecimento junto com um ventilador motorizado para circular o ar quente em relação ao gabinete. Eles são ideais para gabinetes grandes ou onde quer que você precise de circulação de calor consistente. Se você precisar deles, considere um eletricista para instalá-los, pois a maioria vem com requisitos de fiação.
Os sistemas de servocontrole ajudam a manter as condições internas do quadro elétrico nos parâmetros exigidos. Esses sistemas são capazes de medir temperaturas, umidade natural e também podem dar sinais em caso de variações bruscas.
Esses termostatos podem ser facilmente ajustados para controlar a temperatura do ar dentro do gabinete com referência a uma determinada faixa de temperatura. Eles se integram a aquecedores/sistemas de resfriamento para que possam ajustar o clima interno por conta própria.
Os sensores de corrente oferecem fluxo contínuo de dados e devem avisar quando a temperatura atinge o limite superior ou inferior. Isto é especialmente verdadeiro para sistemas controlados automaticamente onde a ação de resfriamento é necessária assim que a temperatura aumenta.
Neste caso, embora a temperatura possa danificar os componentes elétricos, disparando ou caindo além da faixa de trabalho recomendada, os sensores de umidade auxiliam no controle do conteúdo de calor e umidade no ambiente, pois este último pode danificar os componentes elétricos. Se a umidade aumentar, aquecedores anticondensação ou desumidificadores podem ser ligados para manter a taxa segura.
Sensores de temperatura e umidade são incorporados em sistemas inteligentes com dispositivos de rede que permitem aos usuários medir e gerenciar remotamente o ambiente do gabinete. Os alertas e o registro de dados podem ser recuperados de computadores ou dispositivos móveis para permitir a tomada de ações imediatas.
Uma das coisas importantes a considerar na tentativa de controlar a temperatura de um gabinete elétrico é a eficiência da eletricidade utilizada no gabinete elétrico. Aqui estão algumas práticas recomendadas para minimizar o uso de energia e, ao mesmo tempo, garantir o controle ideal da temperatura:
Use ventiladores de velocidade variável: Esses ventiladores variam suas velocidades em relação à carga de calor; eles operam com baixo consumo de energia durante ocasiões em que há pouca produção de calor.
Vedação adequada do gabinete: Certifique-se de que cada porta e painel do gabinete estejam bem fechados para que não seja permitida a entrada de mais calor ou que a umidade saia.
Manutenção Regular: Certifique-se de trocar, limpar e manter os filtros, ventiladores, parafusos, porcas e respiradouros para que os sistemas de refrigeração regulem a temperatura de forma adequada e não sejam desperdícios.
Isolamento com Eficiência Energética: Isole os painéis ou aplique algum tipo de revestimento eficiente que minimize a temperatura externa que afeta o clima dentro do gabinete.
Sistemas de resfriamento inteligentes: Uso de termostatos programáveis e sistemas inteligentes para controlar as temperaturas de resfriamento, usando assim energia apenas quando necessário.
O gerenciamento da temperatura dentro dos armários elétricos é importante para garantir o funcionamento, as medidas de segurança e a durabilidade dos equipamentos elétricos montados no seu interior. Assim, é possível manter a temperatura do quadro eléctrico de forma segura utilizando dispositivos de refrigeração passivos e activos, tais como permutadores de calor, aquecedores e dispositivos de monitorização de temperatura. A conservação e manutenção de energia também melhoram a fiabilidade dos sistemas que utiliza para controlo de temperatura, bem como salvaguardam o seu investimento nas instalações da sua empresa.
