La dissipazione termica di un armadio elettrico è uno degli elementi più importanti da prendere in considerazione prima dell’installazione dell’armadio stesso. Per questo, occorre calcolare il bilancio termico dell’armadio elettrico per poter preservare il corretto funzionamento dei dispositivi ed apportare eventuali accorgimenti per garantire al suo interno la temperatura ottimale.
Perché calcolare il bilancio termico di un quadro elettrico?
La condizione di bilancio termico per un armadio elettrico è la situazione ottimale per preservare la vita dei componenti installati, ma richiede l’attenta valutazione di tutte le potenze termiche che su esso agiscono: è valida se la somma di tutte le potenze termiche dà risultante nulla. L’obiettivo del progettista è quindi quello di ottenere le condizioni desiderate all’interno del quadro elettrico, dette anche “condizioni di progetto”, soprattutto in termini di temperatura.
La valutazione delle condizioni ambientali di un quadro elettrico per calcolare la dissipazione termica
Al fine di ottenere il bilancio termico di un armadio elettrico, bisogna definire le “condizioni di progetto”, ovvero la temperatura desiderata all’interno dell’armadio e la più critica possibile nell’ambiente d’installazione. A questo riguardo, nel progetto di sistemi di riscaldamento, va considerata la temperatura più bassa verificabile nell’ambiente di installazione; al contrario, per il raffrescamento, bisogna considerare la più elevata possibile. Una buona regola pratica è quella di imporre 35°C come set point di temperatura interna: i 35°C interni all’armadio sono infatti adeguati per evitare sovratemperature dannose per le componenti elettriche e rendono molto improbabile la formazione di condensa, che potrebbe causare fenomeni di cortocircuito.
Potenze termiche attraverso le pareti dell’armadio elettrico
La potenza termica, cioè la quantità di energia termica scambiata nell’unità di tempo, trasmessa attraverso le pareti dell’armadio elettrico è solo una delle componenti che garantiscono il bilancio termico e dipende da:
- Condizioni ambientali in termini di temperatura;
- Materiale costitutivo dell’armadio elettrico;
- Disposizione dell’armadio elettrico nello spazio.
La conoscenza di queste tre informazioni, permette, a chi progetta, di calcolare le dissipazioni termiche di un armadio elettrico.
Quale fattore influisce sulla formazione di condensa in un quadro elettrico?
Con il termine “aria umida” si intende la miscela di aria secca, costituita da gas e acqua allo stato di vapore. Si utilizza questo termine, perché l’acqua è l’unico componente soggetto a passaggi di fase alle temperature tipiche presenti sulla Terra e condensando si separa fisicamente dall’aria. La psicrometria è lo studio di miscele costituite da aria ed acqua e delle trasformazioni ad esse correlate ed è valutabile attraverso un diagramma psicrometrico . In un ambiente con umidità relativa elevata è molto probabile la formazione di condensa, che potrebbe essere causa di corto circuito sul quadro elettrico.
Quale fattore influiscono sul calcolo della dissipazione termica?
L’energia termica, detta anche calore, è una forma di energia il cui scambio tra due sistemi fisici è strettamente connesso ad una differenza di temperatura. In altri termini, armadio elettrico e ambiente scambiano potenza termica solo se hanno temperature differenti.
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Nelle applicazioni a bordo macchina, il quadro elettrico è uno degli elementi di maggiore attenzione per i progettisti ed ha ormai raggiunto standard di tutto rispetto, soprattutto per i temi legati alla sicurezza.
Uno dei temi sui quali i progettisti sono chiamati oggi a dover affrontare situazioni inedite è quello della climatizzazione del quadro. Le necessità crescenti in termini di flessibilità e connettività delle macchine, l’adozione di dispositivi elettronici sempre più compatti, fattori di contemporaneità del tutto imprevedibili e condizioni climatiche delle installazioni di estrema variabilità dovute alle delocalizzazioni produttive, scaturiscono in uno scenario in cui la progettazione climatica dell’armadio elettrico diventa un elemento fondamentale per la robustezza dell’intero sistema in cui è inserito, a garanzia della durata e della eliminazione dei fermi macchina.
Ci proponiamo di offrirvi una serie di quaderni tecnici a supporto della progettazione su tutti gli elementi che concorrono al corretto dimensionamento del bilancio termico del quadro elettrico.
Per scaricare il PDF con tutti gli articoli sotto riportati, clicca qui: WhitePaper_Fandis_ita_Elementi critici per la corretta progettazione climatica di un quadro elettrico
ARIA UMIDA E DIAGRAMMA PSICROMETRICO
Il seguente White Paper fornisce le nozioni basilari per la comprensione del concetto di aria umida e della psicrometria. Sono poi definite le grandezze fisiche più usuali riferite all’argomento e per svolgere lo studio delle trasformazioni dell’aria umida:
- temperatura di bulbo secco
- temperatura di bulbo umido
- temperatura di rugiada
- umidità relativa
- umidità specifica
- entalpia specifica
- accenno al diagramma psicrometrico e al suo impiego.
Download PDF: WhitePaper_Fandis_ita_Aria Umida
CONDIZIONI AMBIENTALI
In questo White Paper sono definite le condizioni ambientali adatte all’interno dell’armadio elettrico e presenti nell’ambiente d’installazione:
- temperature (temperatura di bulbo secco)
- umidità relative
- entalpie specifiche
- umidità specifiche
- accenno alla normativa CEI EN 61439 riferita a quadri elettrici in bassa tensione e indicazioni che sono in essa fornite come temperature di progetto (35°C interni all’armadio elettrico)
- tabelle in riferimento alla norma CEI EN 61439
- ΔTrisc (delta di temperatura per progettare il sistema di riscaldamento dell’armadio elettrico)
- ΔTraff (delta di temperatura per progettare il sistema di raffrescamento dell’armadio elettrico).
Download PDF: WhitePaper_Fandis_ita_Condizioni Ambientali
BILANCIO TERMICO DELL’ARMADIO ELETTRICO
In questa pubblicazione si definiscono le equazioni di bilancio termico dell’armadio elettrico, sia in caso di riscaldamento, che di raffrescamento. Si considera il maggior numero di componenti possibili nelle formule di calcolo:
- potenza attraverso le pareti dell’armadio
- potenza dissipata da componenti elettriche per effetto JOULE
- potenza dovuta all’irraggiamento solare
- potenza di riscaldamento dell’armadio elettrico
- potenza di raffrescamento dell’armadio elettrico
- focus sulla potenza termica attraverso le pareti dell’armadio elettrico, dove si definisce la formula generale per il calcolo della trasmittanza termica delle stesse.
Download PDF: WhitePaper_Fandis_ita_Bilancio Termico
CALCOLO DEI COEFFICIENTI ADDUTTIVI
Nel seguente White Paper è presente un approfondimento sulle formule di calcolo dei coefficienti adduttivi secondo la norma UNI EN ISO 6946.
In primo luogo la formula di calcolo del coefficiente adduttivo globale come somma di coefficiente radiativo e convettivo. A seguire si entra nello specifico:
- coefficiente radiativo reale
- coefficiente radiativo del corpo nero
- emissività superficiale
- costante di Stefan-Boltzmann
- temperatura termodinamica
Infine si riportano i valori numerici dei coefficienti adduttivi per diverse casistiche progettuali.
Download PDF: WhitePaper_Fandis_ita_CalcoloCoefficienti
SUPERFICI DI SCAMBIO TERMICO
Nel presente White Paper sono esplicitate le formule di calcolo delle superfici di scambio termico per 12 possibili disposizioni dell’armadio elettrico nell’ambiente d’installazione.
A seguito di una prima introduzione sulle grandezze inerenti alle superfici dell’armadio, sono esplicitate le formule di calcolo delle aree, integrate con denominazione e disegno per ogni singola disposizione.
Download PDF: WhitePaper_Fandis_ita_Superfici di scambio termico
CALCOLO DELLE DISSIPAZIONI TERMICHE DELL’ARMADIO ELETTRICO
L’obiettivo in questo White Paper è riassumere i fattori che occorrono per il calcolo delle dissipazioni termiche dell’armadio elettrico. È spiegato come si definisce il ΔT valido per la determinazione delle dissipazioni termiche in condizione di riscaldamento dell’armadio e quello invece utilizzato per il calcolo delle stesse in caso di raffrescamento.
Download PDF: WhitePaper_Fandis_ita_Calcolo delle dissipazioni termiche dell’armadio elettrico
Per scaricare il PDF con tutti gli articoli sopra riportati, clicca qui: WhitePaper_Fandis_ita_Elementi critici per la corretta progettazione climatica di un quadro elettrico
Sensis di Fandis
Con Sensis di Fandis, il nuovo dispositivo intelligente, è possibile rilevare la temperatura da uno fino a tre punti diversi nel quadro, e combinarne i valori con l’umidità relativa misurata. Sensis, inoltre, monitora costantemente l’efficienza dei sistemi di ventilazione, grazie a un sensore anemometrico applicabile a qualsiasi tipologia di installazione.
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Salve, manca il WhitePaper_Fandis_ita_Bilancio Termico. Il link punta allo stesso pdf del WhitePaper_Fandis_ita_CalcoloCoefficienti. Anche il pdf WhitePaper_Fandis_ita_Elementi critici per la corretta progettazione climatica di un quadro elettrico riporta due volte la sezione riguardante il calcolo dei coefficienti, m manca la sezione di bilancio termico.
Buongiorno Giovanni, grazie per la segnalazione. Stiamo effettuando le dovute verifiche ai collegamenti, la informeremo quando saranno aggiornati. A presto!
Buongiorno Giovanni, la informiamo che i link sono stati corretti e ora può trovare tutta la documentazione riguardo al Bilancio Termico. Per qualsiasi altra richiesta, non esiti a contattarci.
Vi ringrazio e mi complimento per il sito.
Cordiali saluti.