Esiste un sistema ideale per raffreddare un quadro elettrico? Come abbiamo già visto, le componenti dei quadri elettrici producono calore per effetto Joule, che necessita di essere dissipato per evitare il raggiungimento di sovratemperature dannose per le stesse.
Fandis offre un’ampia gamma di soluzioni di climatizzazione e ventilazione per i quadri elettrici a bordo macchina, in funzione delle necessità progettuali. Oggi distinguiamo le principali metodologie, descrivendo per ognuna le caratteristiche per poter scegliere quella più adatta alle diverse situazioni. Per esempio, potrebbe essere opportuno calcolare il bilancio termico dell’armadio elettrico, prima di compiere una scelta definitiva.
Raffreddare il quadro elettrico con ventilazione naturale
La ventilazione naturale è una tecnica basata sul flusso naturale dell’aria, che entra nella parte più bassa dell’armadio, si scalda a causa di scambi termici con le componenti e, per effetto di dilatazione delle molecole, tende a salire, fino a raggiungere la griglia d’espulsione. È preferibile che questa apertura sia localizzata sul soffitto e non su una parete laterale, per meglio assecondare il normale flusso termico dell’aria. Se però, entrambe le feritoie si trovano su superfici verticali, è necessario che esse si trovino almeno su pareti opposte.
Questo è il sistema meno efficace in assoluto, perché non consente un vero e proprio controllo dei flussi d’aria, né tantomeno dell’umidità relativa. La soluzione è consigliata solo se la temperatura interna di progetto è superiore di almeno 10°C rispetto a quella esterna.
Raffreddare il quadro elettrico con ventilazione forzata
La ventilazione forzata utilizza dei gruppi filtro (ventilatore + filtro) o singoli ventilatori, per convogliare in modo forzato l’aria nell’armadio elettrico. Questa soluzione permette di controllare il flusso d’aria proveniente dall’esterno, che va a miscelarsi con quella presente all’interno dell’armadio, per raffreddarlo. È un sistema efficace, ma solo se le condizioni dell’ambiente d’installazione del quadro elettrico sono favorevoli, ovvero:
- la temperatura ambiente deve sempre essere inferiore di almeno 5°C rispetto a quella desiderata nell’armadio;
- l’umidità relativa nell’ambiente d’installazione non deve mai superare il 60%;
- la quantità di contaminanti nell’ambiente d’installazione non dev’essere eccessiva (sistema poco indicato per industrie chimiche, di lavorazione del legno, etc.).
Il gruppo filtro, come quelli della serie Virdis, può essere installato su una parete dell’armadio, nella zona inferiore se funziona in compressione (flusso d’aria diretto) o superiore se in aspirazione (flusso d’aria inverso). Esistono diversi tipi di combinazioni di installazione, che vi invitiamo ad approfondire leggendo questo articolo. Se, invece, il problema è lo spazio di installazione, un’ottima soluzione potrebbe essere un torrino da tetto.
Raffreddare il quadro elettrico con condizionatore
L’uso del condizionatore all’interno dell’armadio elettrico è una scelta quasi obbligatoria, nel caso in cui la temperatura esterna è superiore a quella desiderata internamente o quando le potenze da dissipare sono molto elevate. I condizionatori per quadri elettrici sono macchine termiche che consentono di controllare sia la temperatura, che l’umidità e risultano pertanto la soluzione migliore per installazioni outdoor, che hanno picchi elevati di umidità relativa, problemi legati al punto di rugiada, permettendo allo stesso tempo di raffreddare e deumidificare l’aria, evitando fenomeni pericolosi, come la corrosione.
Raffreddare il quadro elettrico con unità termoelettriche TCU
Le unità termoelettriche, o TCU, sono delle pompe di calore che sfruttano l’effetto Peltier per convogliare e dissipare potenza termica. L’unità termoelettrica è composta esternamente da due lamine ceramiche e all’interno da delle piastre in rame, collegate alla parte ceramica con dei semiconduttori. I cavi di alimentazione vanno connessi ai semiconduttori (moduli di Peltier): il polo positivo coincide con il lato in assorbimento del calore, mentre il polo negativo determina il lato di rilascio e necessita di un dissipatore termico al fine di evitare sovratemperature dannose per l’unità termoelettrica stessa.
Questo sistema è invertibile, semplicemente cambiando la polarità di connessione elettrica, permettendo di scaldare, ma anche di raffreddare. In fase di ideazione, i progettisti di unità termoelettriche ottimizzano un unico verso di scambio termico, quello consigliato per l’impiego.
Le TCU sono disponibili per potenze nominali di refrigerazione inferiori o uguali a 200W. Fino a tale valore, sono preferibili rispetto ai condizionatori, poiché:
- non necessitano d’interventi di manutenzione;
- non impiegano refrigeranti sintetici (utilizzati nei condizionatori), a forte impatto ambientale.
Raffreddare il quadro elettrico attraverso scambiatori acqua-aria
Gli scambiatori acqua-aria separano il flusso d’aria interno all’armadio, da quello esterno. L’installazione su quadri elettrici è consigliata in ambienti molto contaminati da polveri o agenti chimici, perché l’aria esterna non viene mai a contatto con l’aria interna al quadro, preservandone i componenti. L’acqua, avendo un calore specifico elevato (4,186kJ/kgK), risulta essere un buon fluido termovettore ed è efficace nello scambio termico.
L’installazione degli scambiatori acqua-aria è di maggiore complessità rispetto ai precedenti sistemi citati, poiché è necessario:
- progettare una rete idronica per il trasporto dell’acqua da e verso gli scambiatori;
- mantenere l’acqua in mandata verso lo scambiatore stesso alla temperatura necessaria.
Gli scambiatori acqua-aria, dunque risultano essere un’ottima soluzione in luoghi ad elevato tasso di contaminanti nell’ambiente d’installazione e sono una soluzione particolarmente vantaggiosa dal punto di vista energetico, quando l’acqua di utilizzo può essere prelevata alla temperatura necessaria direttamente da fonti naturali (laghi, fiumi, etc.).
Unità termoelettriche e scambiatori di calore fanno tutti parte della nostra gamma Bordos.
Per saperne di più sui sistemi Fandis di ventilazione e raffreddamento dei quadri elettrici, visita il nostro sito fandis.it oppure lascia un commento a questo articolo. Un nostro tecnico ti risponderà il prima possibile.
Lascia un commento