Comment refroidir une armoire: 5 différents systèmes de gestion thermique

Y a-t-il un système idéal pour refroidir une armoire électrique ? Comme nous l’avons déjà évoqué, les appareils installés à l’intérieur de l’armoire dissipent de la chaleur du fait de l’effet Joule. Cette chaleur doit être évacuée afin d’éviter la surchauffe et les dommages collatéraux qui en résultent.

Fandis propose une gamme très étoffée de solutions de refroidissement et de ventilation pour les armoires, selon les besoins.

Aujourd’hui, nous allons détailler les différents principaux systèmes, décrivant les caractéristiques de chacun afin de permettre de sélectionner celui qui sera le plus adapté à la situation. Par exemple, il peut être intéressant d’établir le bilan thermique de l’armoire électrique avant de faire un choix.

Refroidissement de l’armoire par ventilation naturelle

La ventilation naturelle est une technique basée sur la circulation d’air, qui entre par la partie basse de l’armoire, se réchauffe au contact des appareils en fonctionnement, et grâce à la dilatation des molécules, tend à s’élever jusqu’à atteindre la grille de sortie. Il est souhaitable que cette ouverture soit localisée sur le haut et non sur un côté, pour suivre le flux thermique normal de l’air. Si néanmoins les 2 ouvertures sont sur les parois latérales, elles doivent être sur des côtés opposés.

C’est le système le moins efficace, car il ne permet pas un vrai contrôle du flux d’air, ni de l’humidité relative. La solution est préconisée seulement si la température interne souhaitée est au moins 10% supérieure à la température externe.

Refroidissement de l’armoire avec une ventilation mécanisée

La ventilation mécanisée se fait à l’aide de ventilateurs à filtre (ventilateur + filtre) ou en utilisant des ventilateurs seuls, pour diriger l’air à l’intérieur de l’armoire électrique. Cette solution permet de contrôler le flux d’air en provenance de l’extérieur, qui se mélange avec celui présent dans l’armoire pour la refroidir. C’est un système efficace, mais seulement si les conditions environnementales de l’installation s’y prêtent, comme par exemple :

• La température du local doit être au moins inférieure de 5% par rapport à la température souhaitée à l’intérieur de l’armoire
• L’humidité relative dans l’installation ne doit jamais dépasser 60%
• L’air ambiant ne doit pas être trop chargé en contaminants (ce système n’est pas recommandé pour les industries chimiques, les sites où on travaille le bois …etc )

Les ventilateurs à filtre, comme ceux de la gamme Virdis, peuvent être montés sur les parois des armoires, en partie basse si le fonctionnement est en légère surpression, ou en partie haute pour une utilisation en extraction (flux d’air inverse). Il y a différents types d’installations, combinaisons, que nous vous invitons à découvrir dans cet article.

Si au lieu de cela le problème est l’espace de montage possible, une excellente solution serait d’utiliser un extracteur de toit.

Refroidissement des armoires électriques en utilisant un climatiseur

L’utilisation d’un climatiseur pour une armoire électrique devient nécessaire à partir du moment où la température extérieure est supérieure à la température souhaitée dans l’enveloppe, ou lorsque la puissance à dissiper est très élevée. Le climatiseur pour armoire électrique est un échangeur thermique qui permet d’agir à la fois sur la température et sur l’humidité. Il est donc la meilleure solution pour les applications en extérieur, qui sont soumises à des pics d’humidité liés au point de rosée, refroidir et déshumidifier l’air en même temps permet d’éviter des phénomènes problématiques, comme la corrosion.

Refroidissement d’une enveloppe électrique avec les unités thermoélectriques TCU

Les unités thermoélectriques, ou TCU, sont des pompes à chaleur qui fonctionnent sur la base de l’effet Peltier et permettent de transporter et de dissiper la puissance thermique. L’unité thermoélectrique est composée en extérieur de deux plaques en céramique et à l’intérieur de plaques en cuivre, reliées aux plaques céramiques par des semi-conducteurs. Les câbles de puissance doivent être connectés aux semi-conducteurs (modules Peltier) : le pôle positif correspond à la face qui absorbe la chaleur, alors que le pôle négatif correspond à celle qui relâche la chaleur et nécessite un dissipateur pour éviter de surchauffer et risquer d’endommager le module thermoélectrique lui-même.

Ce système est réversible, simplement en inversant la polarité de l’alimentation électrique, lui permettant soit de chauffer, soit de refroidir. Lors de la conception du produit les fabricants d’unités thermoélectriques optimisent une seule direction d’échange de chaleur, celle appropriée à l’utilisation. Le TCU peut seulement être utilisé pour de petites puissances (200-250W maxi). Leur  installation est très avantageuse, car elle ne demande pas de maintenance.

Les TCU sont proposés avec des puissances de refroidissement inférieures ou égales à 200W. Jusqu’à cette valeur, ils sont plus intéressants que les climatiseurs car :

• Ils n’ont pas besoin de maintenance
• Ils n’utilisent pas de gaz réfrigérant synthétique (utilisés dans les climatiseurs) ayant un impact environnemental fort

Refroidissement d’une armoire électrique par un échangeur air/eau

L’échangeur air/eau sépare les circuits d’air interne / externe. Son utilisation sur les armoires électriques est recommandée pour les environnements très chargés en poussière ou en agents chimiques, car l’air externe ne vient jamais interférer avec l’air interne, ce qui permet de préserver les appareils installés dans l’armoire. L’eau, qui a un coefficient de dissipation spécifique  (4,186kJ / kgK), se révèle être un bon fluide caloriporteur et cela se retrouve dans l’échange de chaleur.

L’installation d’échangeurs air/eau est plus complexe que les systèmes mentionnés précédemment, car il est nécessaire de :

• Concevoir un réseau hydraulique pour le transport de l’eau vers et depuis l’échangeur
• Garder l’alimentation d’eau destinée à l’échangeur à une température donnée

Les échangeurs air / eau sont donc une excellente solution dans les endroits où l’atmosphère est assez polluée, et ils représentent une solution particulièrement avantageuse du point de vue énergétique lorsque l’eau utilisée peut être directement pompée à la bonne température de manière naturelle (depuis un lac, une rivière …)

Les climatiseurs, les unités thermoélectriques et les échangeurs de chaleur font tous partie de notre gamme Bordos.

Pour en savoir plus sur la ventilation et les systèmes de refroidissement pour les armoires électriques proposés par Fandis, rendez-vous sur notre site web fandis.it ou laissez-nous un commentaire sur cet article. Un de nos techniciens vous répondra dans les meilleurs délais.