Con l'aumento dell'automazione industriale, viene utilizzata sempre più elettronica di potenza, che genera perdite di potenza e quindi calore. Ciò porta costantemente a temperature elevate nel quadro elettrico, che ha un impatto significativo sulla durata dei componenti utilizzati.
Garantire l'affidabilità del processo e mantenere gli intervalli di manutenzione in un quadro economico sono i requisiti principali per il condizionamento dell'aria nei quadri. La scelta del giusto metodo di raffreddamento è fondamentale qui.
I metodi di raffreddamento più comunemente usati:
1. Convezione naturale:
Se la perdita di calore nell'armadio elettrico è minima, possono essere sufficienti aperture con griglie protettive (eventualmente con filtro). Tuttavia, questo metodo ha solo una bassa capacità di raffreddamento.
Regole del buon senso:
- A seconda della potenza dissipata nel quadro elettrico e della temperatura ambiente, si può presumere che la temperatura interna dell'armadio elettrico sia superiore alla temperatura ambiente.
- Nessuna parte in movimento se non vengono utilizzati ventilatori esterni, l'applicazione non richiede manutenzione.
- Nessuna sporcizia se si utilizza un filtro di uscita, è possibile impedire l'ingresso di sporco. Lo sporco è dannoso per i componenti elettronici quanto le alte temperature!
Quando la temperatura ambiente è bassa, il calore viene ceduto attraverso la superficie del quadro elettrico. La potenza radiante può essere facilmente calcolata utilizzando la formula sottostante
.Ps [W] = k x A x ∆T
Ps [W] = Potenza radiante (calore ceduto dalla superficie del quadro elettrico).
k [W/m²K] = Coefficiente di scambio termico (potenza radiante per 1 m² di superficie e 1 K di differenza di temperatura). Questa costante dipende dal materiale.¹⁾
A [m²] = Superficie del quadro elettrico
∆T [K] = Differenza di temperatura tra l'aria ambiente e la temperatura interna dell'armadio
¹⁾ Lamiera d'acciaio dolce: 5,5 W/m²K / acciaio inossidabile : 5,5 W/m²K / Alluminio: 12 W/m²K / Plastica: 3,5 W/m²K
2. Convezione forzata:
Se il sito di installazione del sistema è pulito, l'aria ambiente non è inquinata e la temperatura ambiente è inferiore alla temperatura desiderata per l'armadio di controllo interno, è sufficiente una semplice ventilazione forzata. Le ventole con filtro possono quindi coprire normalmente i requisiti di dissipazione del calore di tali sistemi.
Regole del buon senso:
- L'aumento di temperatura calcolato dovrebbe essere almeno + 10K al di sopra della temperatura ambiente
Diverse combinazioni possibili → le ventole con filtro possono essere utilizzate in luoghi diversi
Il design della ventola dovrebbe includere la pressione statica → quando si sceglie la ventola del filtro, è importante considerare la pressione statica risultante
La portata d'aria richiesta può essere calcolata come segue:
V = 3.1 x Pv / ∆T [ m³/h]
V [ m³/h] = Portata d'aria della ventola del filtro
Pv [W] = Potenza dissipata (potenza termica generata dai componenti nel quadro elettrico)
∆T [K] = Differenza di temperatura tra l'aria ambiente e la temperatura interna dell'armadio
3. Raffreddamento attraverso un circuito di raffreddamento chiuso:
Se il sistema si trova in un ambiente con alte temperature, elevate emissioni di particelle (sostanze chimiche) e vi è un requisito per gli spruzzi d'acqua (NEMA / IP), è necessario impedire l'ingresso di aria ambiente nell'armadio di controllo per proteggere l'elettronica.
Il raffreddamento con un circuito di raffreddamento chiuso è solitamente costituito da 2 circuiti; un circuito esclude l'aria ambiente e raffredda e fa circolare aria pulita e fresca all'interno del quadro elettrico. Il secondo circuito utilizza l'aria o l'acqua dell'ambiente per dissipare il calore.
Per tali applicazioni vengono utilizzati principalmente dispositivi di raffreddamento e scambiatori di calore aria / acqua
.Regole del buon senso:
l'unico metodo per portare la temperatura all'interno del quadro elettrico al di sotto della temperatura ambiente
adatto per applicazioni NEMA / IP
La pianificazione avviene tenendo conto della temperatura ambiente
.
Usa il nostro
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I seguenti parametri devono essere presi in considerazione quando si seleziona il giusto dispositivo di raffreddamento / scambiatore di calore:
Capacità di raffreddamento utile richiesta [W]
Max. Temperatura ambiente e richiesta armadio di controllo
Requisiti di montaggio (montaggio a parete, installazione o montaggio sul tetto)
Dimensioni del condizionatore e del quadro elettrico
Formula semplice per calcolare la capacità di raffreddamento richiesta:
Pk = Pv - Pr
Pk [W] = Capacità di raffreddamento di un dispositivo di raffreddamento
Pv [W] = Potenza dissipata (potenza termica generata dai componenti nel quadro elettrico)
Pr [W] = Guadagno o perdita di calore per radiazione (trasferimento di calore attraverso l'involucro esterno del sistema)
Formula per il calcolo del guadagno / perdita di calore radiante:
Pr = k x A x ∆T
k [W/m²K] = Coefficiente di scambio termico
A [m²] = Superficie del quadro elettrico
∆T [K] = Differenza di temperatura tra l'aria ambiente e la temperatura interna dell'armadio
Va inoltre notato quanto segue:
L'armadio elettrico deve essere sigillato per impedire l'ingresso di aria ambiente.
La classe di protezione del dispositivo di raffreddamento e del quadro elettrico deve essere sempre la stessa.
Utilizzare interruttori di contatto della porta per impedire il funzionamento del frigorifero quando la porta è aperta
Utilizzare solo dispositivi di raffreddamento che abbiano la massima distanza possibile tra l'ingresso e l'uscita dell'aria.
Assicurarsi che il circuito esterno del dispositivo di raffreddamento abbia una buona alimentazione e scarico dell'aria in modo che anche l'energia termica venga rilasciata nell'ambiente.
Inoltre, è necessario assicurarsi che i componenti con un elevato livello di autoventilazione non spingano l'aria direttamente nell'uscita dell'aria fredda del dispositivo di raffreddamento.
Assicurarsi che l'armadio di controllo sia in posizione verticale.
La temperatura più bassa dell'armadio di controllo interno non è sempre la migliore; il valore di fabbrica di + 35 ° C rappresenta un buon compromesso tra durata, condensazione e risparmio energetico.