Guide complet : comment refroidir une armoire électrique et choisir le bon climatiseur

    Optimisez la gestion thermique de vos armoires électriques avec nos solutions expertes

     

    Notre guide complet vous accompagne dans la compréhension des systèmes de contrôle thermique pour armoires électriques, en mettant l'accent sur un refroidissement efficace et adapté à vos besoins spécifiques. Découvrez comment choisir, installer et entretenir les équipements pour prolonger la durée de vie de vos composants et garantir leur performance optimale.

    En savoir plus : Guide complet sur le refroidissement des armoires électriques

    Guide complet sur le refroidissement des armoires électriques

    Pourquoi refroidir une armoire électrique ?

    Avec l'automatisation croissante des processus industriels, les armoires électriques abritent de plus en plus de composants générant d'importantes pertes de puissance, converties en chaleur. Une température excessive à l'intérieur de l'armoire réduit la fiabilité des équipements, augmente les risques de pannes et diminue leur durée de vie.

    Les principaux défis de la gestion thermique incluent :

    • Maintenir la fiabilité des processus

    • Prolonger les intervalles d'entretien

    • Optimiser les coûts opérationnels

    Le choix de la méthode de refroidissement adaptée est donc crucial pour garantir des conditions optimales.


    Nos solutions de climatisation pour armoires électriques

    Découvrez notre gamme complète de produits conçus pour répondre à tous vos besoins :

    ✔ Climatiseurs spécialisés pour un refroidissement optimal et une régulation précise de la température.
    ✔ Échangeurs air/eau pour une dissipation thermique performante dans les environnements exigeants.
    ✔ Ventilateurs avec filtre pour une ventilation efficace et une protection contre la poussière.
    ✔ Chauffages, thermostats et hygrostats pour une régulation précise de la température et de l'humidité.
    ✔ Lampes LED pour armoires électriques pour une meilleure visibilité et sécurité lors des interventions.

    Nos experts vous accompagnent dans le choix de la solution la plus adaptée à votre application, afin de maintenir des conditions optimales, prolonger la durée de vie de vos équipements et assurer leur performance en toutes circonstances.


    Les méthodes de refroidissement les plus utilisées

    1. Convection naturelle

    Idéale pour les applications avec une faible perte de chaleur, cette méthode utilise des ouvertures (persiennes ou grilles) équipées de filtres pour dissiper la chaleur.

    Avantages :

    • Aucune pièce mobile, donc une maintenance réduite.

    • Protection contre la poussière grâce aux filtres.

    • Solution économique pour les environnements peu exigeants.

    Formule de calcul de la chaleur dissipée :         Ps [W] = k x A x ∆T

    Ps [W] = Puissance dissipée (puissance thermique dissipée de la surface de l'armoire de contrôle).

    k [W/m²K] = Coefficient de transmission de chaleur (Puissance dissipée par m2 et par Kelvin). Cette constante est déterminée par le matériau..¹⁾

    A [m²] = Superficie de l’armoire

    ∆T [K] = Différence thermique entre l’air ambiant et l’air à l’intérieur de l’armoire

    .¹⁾ Tôle d’acier - 5.5 W/m²K / Acier inox - 5.5 W/m²K / Aluminum - 12.0 W/m²K / Plastic - 3.5 W/m²

     

    2. Convection forcée

    Si votre installation est dans un environnement propre et non dangereux, et avec une température ambiante inférieure à la température de consigne de l'armoire, un simple système de ventilation forcée utilisant l'air ambiant est généralement suffisant. Associés aux filtres à air, de tels dispositifs répondent généralement aux besoins de dissipation thermique de l'équipement électronique.

    Règles générales:

    • en cas de besoin, augmenter la température d’au moins 10K de plus que la température ambiante (cela peut varier selon la charge à l’intérieure de l’armoire et de la température ambiante).
    • plusieurs configurations possibles : les ventilateurs à filtres peuvent être situés dans un certain nombre d'emplacements selon la complexité des enceintes.
    • calculez la taille d'un ventilateur pour inclure la pression statique : lors du choix du ventilateur à filtre, il est très important de comprendre comment la pression statique affecte les performances de ce ventilateur.

    Formule de calcul du débit d’air requis:                      V = 3.1 x Pv / ∆T [ m³/h]

    V [ m³/h] = Volume d’écoulement d’air d’un ventilateur à filtre

    Pv [W] =  Perte de puissance (puissance thermique générée à l'intérieur d'une armoire par la puissance dissipée des composants)

    ∆T [K] = Différence de thermique entre l'air ambiant et l'air intérieur de l'armoire


    3. Principe de refroidissement actif en circuit fermé

    Dans les environnements hostiles (poussière, humidité, températures élevées), il est essentiel d’opter pour un refroidissement actif en circuit fermé afin de protéger les composants sensibles des armoires électriques. Ces systèmes utilisent des climatiseurs industriels ou des échangeurs de chaleur pour maintenir une température stable et éviter toute contamination par l’air ambiant.

    Si votre application est exposée à des températures ambiantes extrêmes, à de l’huile, à de la poussière ou exige un indice de protection IP/NEMA élevé, il est crucial d’empêcher toute infiltration de l’air extérieur dans l’armoire.

    Dispositifs de climatisation active

    Ce type de système repose sur une séparation stricte entre l’air intérieur et l’air ambiant. La chaleur générée par les composants est évacuée vers l’extérieur via un dissipateur thermique hermétique, assurant une protection optimale contre la poussière, l’humidité et les contaminants.

    Applications et solutions adaptées:
    Pour ces environnements exigeants, les solutions de refroidissement privilégiées sont :

    • Climatiseurs industriels pour armoires électriques
    • Échangeurs de chaleur à air ou à eau

     

    Règles générales à suivre:

    1. Utiliser une méthode de refroidissement garantissant une température intérieure inférieure à la température ambiante
    2. Sélectionner des systèmes conformes aux normes NEMA / IP pour une protection maximale
    3. Lors de la planification, prendre en compte :
    • La température ambiante et la perte de puissance générée
    • Pour les applications extérieures, considérer la charge solaire

    Comment choisir la bonne solution ?

    •  Capacité de refroidissement requise (exprimée en Watts)
    •  Température maximale de l’air ambiant et température cible à l’intérieur de l’armoire
    •  Conditions de montage : latéral, intégré ou au-dessus
    •  Dimensions du dispositif de refroidissement et de l’armoire
    •  Lieu d’installation : intérieur, extérieur, zone ombragée, exposition au soleil, etc.

    Formule pour la puissance de refroidissement nécessaire :          Pk = Pv - Pr

    Pk [W] = Capacité de refroidissement du dispositif

    Pv [W] = Perte de puissance (puissance thermique générée à l'intérieur d'une armoire par la puissance dissipée des composants)

    Pr [W] = Pertes / gains de chaleur radiante (transfert de chaleur via l’enveloppe externe de l’armoire)

     

    La formule suivante permet de calculer le gain / la perte de chaleur:         Pr = k x A x ∆T

    k [W/m²K] = Coefficient de transfert de chaleur

    A [m²] = Superficie de l’armoire

    ∆T [K] = Différence de température entre l’air ambiant et l’air à l’intérieur de l’armoire

     

    Nos conseils d’experts pour une bonne climatisation: 

    Pour garantir une gestion thermique efficace avec un dispositif de refroidissement actif, il est essentiel de respecter les recommandations suivantes :

    L’armoire doit être hermétiquement fermée afin d’empêcher toute infiltration de l’air ambiant.
    Le degré de protection (IP/NEMA) du climatiseur et de l’armoire doit être identique pour assurer une protection optimale contre la poussière, l’humidité et autres contaminants.
    Utilisez un interrupteur de porte pour désactiver le climatiseur lorsque la porte de l’armoire est ouverte et éviter ainsi toute perte d’efficacité énergétique.
    Veillez à une bonne circulation de l’air dans le circuit externe du climatiseur, en garantissant une entrée et une sortie d’air suffisantes pour dissiper efficacement la chaleur.
    Évitez que les composants à forte ventilation interne dirigent leur flux d’air directement vers la sortie d’air froid du climatiseur, ce qui pourrait nuire à l’efficacité du refroidissement.
    Assurez-vous que l’armoire est bien positionnée à l’horizontale, afin d’éviter tout dysfonctionnement lié à une mauvaise inclinaison.
    Ne cherchez pas à atteindre la température la plus basse possible à l’intérieur de l’armoire. La température de consigne pré-réglée en usine à +35°C représente un compromis optimal entre durée de vie des composants, prévention de la condensation et économies d’énergie.

    En suivant ces recommandations, vous optimisez la performance et la fiabilité de votre système de refroidissement tout en prolongeant la durée de vie des équipements.

    En savoir plus

    Découvrez notre guide complet sur le refroidissement des armoires électriques pour approfondir vos connaissances et choisir la solution la plus adaptée à vos besoins.

    Contactez-nous dès aujourd’hui pour bénéficier de l’expertise de nos spécialistes et optimiser la gestion thermique de vos armoires électriques !

    Fonctionnement d’une unité de refroidissement pour armoire électrique

    Un système de refroidissement pour armoire électrique repose sur un circuit frigorifique fermé, composé de quatre éléments principaux : compresseur, évaporateur, condenseur et dispositif d’expansion. Ce circuit hermétique utilise le fluide frigorigène R134a, un réfrigérant sans chlore, avec un potentiel de destruction de l'ozone (PDO) de 0 et un potentiel de réchauffement global (PRG) de 1 430.

    Le cycle de réfrigération en détail :

    Compression du fluide frigorigène → Le compresseur comprime le fluide, augmentant sa pression et sa température.
    Condensation → Le fluide chaud est dirigé vers le condenseur, où l’air ambiant le refroidit. Il passe ainsi de l’état gazeux à l’état liquide.
    Détente et expansion → Le fluide liquide traverse un tuyau capillaire à basse pression avant d’atteindre l’évaporateur.
    Absorption de chaleur → Dans l’évaporateur, le fluide redevient gazeux en absorbant la chaleur de l’armoire électrique.
    Retour au compresseur → Le gaz est renvoyé au compresseur, où le cycle recommence.

    Schéma des composants d’une unité de refroidissement :

    ComposantFonction
    1Prise d’air (côté armoire)Aspiration de l’air chaud de l’armoire
    2Ventilateur radial (côté armoire)Dirige l’air refroidi à l’intérieur de l’armoire
    3ÉvaporateurAbsorbe la chaleur et refroidit l’armoire
    4Sortie d’air (côté armoire)Diffuse l’air refroidi
    5CompresseurAugmente la pression et la température du fluide
    6Prise d’air (côté ambiant)Aspiration de l’air extérieur pour refroidir le condenseur
    7Ventilateur radial (côté ambiant)Facilite l’échange thermique
    8CondenseurDissipe la chaleur en échangeant avec l’air ambiant
    9Sortie d’air (côté ambiant)Rejet de l’air chaud à l’extérieur
    10Filtre sécheurRetient l’humidité et les impuretés
    11Unité d’extensionPermet d’adapter la capacité de refroidissement
    Fonctionnement d’une unité de refroidissement pour armoire électrique

    Quand refroidir l'armoire électrique avec un climatiseur ?

    Les climatiseurs pour armoires électriques sont essentiels dans les situations suivantes :

    1. Dissipation thermique insuffisante via l’air ambiant : Lorsque la capacité naturelle de l’air ambiant à évacuer la chaleur est limitée, un refroidissement actif devient nécessaire.
    2. Température interne de l’armoire trop élevée : Si la température de l'armoire de commande doit être maintenue inférieure ou égale à la température ambiante, un climatiseur dédié est crucial pour garantir des conditions optimales.
    3. Environnements pollués ou humidité élevée : Lorsque l'air ambiant est fortement pollué ou que l'humidité augmente, le climatiseur garantit que l'armoire reste protégée des éléments extérieurs, tout en régulant la température interne.

    En résumé, un climatiseur est indispensable pour maintenir la fiabilité et la performance des équipements électriques dans des conditions environnementales difficiles.

    Les climatiseurs pour armoires électriques fonctionnent par le principe de pompe à chaleur, entraînant une consommation électrique. Leur efficacité énergétique est mesurée par le Coefficient de Performance (COP) : plus il est élevé, plus le climatiseur est performant et consomme moins d’énergie.

    La nouvelle génération de climatiseurs Seifert offre un COP allant jusqu’à 2,5. Concrètement, par exemple, le modèle avec une puissance de refroidissement de 2'000 W (L35L35) ne consomme que 800 W d’électricité, réduisant ainsi les coûts énergétiques de manière significative.

    1Entrée d’air “armoire de control” Côté frais
    2Sortie d’air “armoire de contrôle” Côté frais
    3Sortie d’air “ambient” Côté chaud
    4Entrée d’air “ambient” Côté chaud
    principe d'un climatiseur pour le refroidissement d'une armoire électrique

    L’utilisation correcte des échangeurs de chaleur

    Des échangeurs de chaleur air / air sont employés lorsque l’on ne souhaite pas que l’air frais du côté ambiant pénètre dans l’armoire de contrôle – en raison de sa contamination. Des échangeurs de chaleur air/air sont principalement employés pour applications extérieures.

    Des échangeurs de chaleur air / eau sont principalement employés lorsqu’il y a possibilité de refroidissement par circuit d’eau ou encore en cas de gestion de grandes pertes de puissance dans de petits secteurs.

    L’utilisation correcte des chillers

    Un chiller ou un groupe de froid de Seifert Systems assure le refroidissement d’un circuit de liquide fermé pour de nombreux processus industriels.

    La gestion thermique de ces milieux est primordiale pour le succès des applications telles que par ex. l’industrie lourde, les machines-outils, domaine médical, centres informatiques etc.

    Seifert Systems propose des chillers à refroidissement actif et des groupes de froid à refroidissement passif avec une capacité de refroidissement pouvant aller jusqu’à 200 kW tous sur-mesure selon votre application.

    Contactez-nous, nous nous ferons un plaisir de vous conseiller.

    L’utilisation correcte d'un climatiseur thermoélectrique Peltier

    L'effet thermoélectrique (aussi connu comme étant l'effet Peltier en hommage à son inventeur Jean Charles Athanase Peltier) est la provocation sous certaines conditions d'une différence de température entre deux conducteurs métalliques, qui peut être utilisée pour climatiser une armoire électrique.

    En tant que spécialiste nous proposons la plus vaste gamme de climatiseurs thermoélectriques Peltier avec des capacités de refroidissement de 30 à 800 W.

    D'un concept de construction durci les climatiseurs thermoélectriques Peltier de Seifert Systems sont moins sensibles aux défaillances et se caractérisent par une conception compacte et des classes de protection IP très élevées ce qui permet une utilisation à l'intérieur comme à l'extérieur. De plus, à la différence des climatiseurs conventionnels, il est principalement possible de changer l'orientation de montage en adaptant la gestion des condensats.

    Quand utiliser des ventilateurs à filtre?

    Des ventilateurs à filtre sont employés lorsque la température de consigne de l’armoire est régulièrement supérieure à la température de l'air ambiant. Avec l’intégration des thermostats de Seifert, et sachant que le ventilateur fonctionne uniquement en cas de nécessité, vous ferez des économies d’énergie sur : le matériel (consommation optimisée des filtres) et sur la durée d’utilisation (moins de nettoyage). Ceci assurera une longue durée de vie des ventilateurs à filtres et augmentera la fiabilité de votre processus.

    Préférer le ventilateur à filtre pour souffler l'air frais du côté ambiant froid dans l'enceinte (Fig.2 et Fig.3). Cela garantira la création d’une légère pression positive à l'intérieur de l'armoire, ainsi que la circulation de l’air uniquement filtré. L’air insufflé dans l'armoire évacue l'air chaud par le filtre d'évacuation. Si, toutefois, il y a évacuation de l'air hors de l'armoire par la puissance d'aspiration (Fig.1), seul l'air ambiant filtré doit pénétrer dans l'armoire. Assurez-vous qu'aucun air non filtré ne puisse pénétrer par des joints ou des câbles de mauvaise qualité.

    Si vous installez une combinaison ventilateur à filtre / filtre d'évacuation, le ventilateur à filtre doit toujours être placé dans le tiers inférieur de l'armoire et le filtre d'évacuation doit être placé dans la partie supérieure de l'armoire : ceci est pour éviter les poches de chaleur à l'intérieur.

    L’utilisation correcte des appareils de chauffages

    Les chauffages pour armoires sont un segment important du catalogue d'accessoires d’armoires de Seifert: ils font partie de nos solutions de gestion thermique. En effet, les différences de température des coffrets (notamment en applications extérieures) entraînent souvent l'humidité et la condensation, pouvant causer des pannes ainsi que la corrosion. L'utilisation d’un dispositif de chauffage approprié pour votre coffret éliminera ces problèmes.

    Les Soufflant radiateurs distribuent l'air chaud de manière uniforme dans le coffret. Un autre avantage des radiateurs soufflants (par rapport aux chauffages PTC) est que leur courant de démarrage est beaucoup plus faible.

    Accessoires pour armoires électrique

    En tant que spécialiste de gestion thermique pour armoires électriques depuis plus de 50 ans Seifert Systems propose également un vaste choix d'accessoires pour armoires électriques tels que contrôleurs, chauffages ventilés, résistances chauffantes, thermostats, hygrostats, lampes LED, interrupteurs de porte etc. 

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