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#Novedades de la industria
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¿Cuál es el punto de ajuste de temperatura correcto para mi gabinete eléctrico?
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Los armarios eléctricos sirven para proteger los dispositivos eléctricos de las influencias ambientales adversas, como la suciedad, otras partículas, la humedad o los productos químicos que podrían dañar los componentes.
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Además, al alojar los dispositivos eléctricos dentro de un gabinete o caja de seguridad, el personal está protegido de los riesgos eléctricos como descargas eléctricas, descargas eléctricas, relámpagos de arco y quemaduras. Sin embargo, los dispositivos eléctricos generan calor como subproducto de su funcionamiento. Cuando la carga de calor de los dispositivos eléctricos dentro de un recinto excede la disipación de calor lograda a través de la convección natural, la temperatura dentro del recinto aumentará. Dado que el rendimiento y la vida útil de los dispositivos eléctricos se degradan a medida que aumenta la temperatura, este calor excesivo debe eliminarse para mantener la temperatura dentro de los límites de funcionamiento aceptables. La regla empírica advierte que por cada 10°C más que su límite de temperatura nominal, la esperanza de vida de los componentes eléctricos se reduce a la mitad.
Cuando la refrigeración por convección no logra regular con éxito la temperatura en un entorno cerrado, las unidades de refrigeración pueden preservar la vida útil y el rendimiento de los componentes eléctricos cerrados. Las unidades de enfriamiento proporcionan un circuito cerrado de enfriamiento, utilizando un ciclo de refrigeración para mover el calor hacia el exterior de un recinto sellado, manteniendo al mismo tiempo el aislamiento mecánico del recinto del entorno ambiental. El exceso de humedad se condensa en el evaporador, ubicado en el lado del recinto del circuito cerrado, donde se puede eliminar eficazmente para mantener el nivel de humedad bajo y los componentes eléctricos secos. Estas funciones por lo general proporcionan un gran valor; sin embargo, demasiado de algo bueno puede disminuir la eficacia de estas unidades y, de hecho, dañar los componentes. Para evitar el riesgo de la seguridad y la eficiencia, se ha diseñado una caja para garantizar que los operadores deben ajustar de forma óptima el punto de ajuste de temperatura para cualquier unidad de enfriamiento de la caja.
Cuándo usar una unidad de enfriamiento para un gabinete eléctrico
todos los componentes comúnmente alojados en los armarios eléctricos generan calor: variadores de frecuencia variable (VFD), servomotores, controladores lógicos programables (PLC), kits de arranque, fuentes de alimentación, inversores, relés, bloques de terminales, luces indicadoras, transformadores, y más. Muchos de estos dispositivos están clasificados para operar a 60°C (140°F); sin embargo, los dispositivos semiconductores que producen calor, como los rectificadores de diodos y los inversores de transistores, producen cantidades significativas de calor, que se irradia a los circuitos adyacentes. Para mantener esta temperatura bajo control, se utilizan disipadores de calor para la disipación, y se necesita una temperatura ambiente de funcionamiento más baja para que la convección del disipador de calor sea efectiva. Como resultado, una clasificación común para los VFDs es significativamente menor a 40°C (104°F).
Cuando existen condiciones ambientales desfavorables y de alta temperatura, la convección por sí sola, ya sea pasiva a través de la ventilación del recinto y la disipación del área superficial, o forzada, mediante el uso de ventiladores para extraer el calor, no puede mantener adecuadamente una temperatura de funcionamiento aceptable. En otras palabras, si la temperatura fuera de la caja excede la temperatura objetivo prevista dentro de la caja, el enfriamiento por convección no va a funcionar. En estos casos, se debe utilizar la refrigeración activa. El aire acondicionado de recinto o "unidad de enfriamiento" se utiliza a menudo para este propósito.
Factores para determinar el punto de ajuste óptimo
La unidad de enfriamiento del gabinete está diseñada para mantener el equipo eléctrico en un ambiente de trabajo aceptable, pero este ambiente no es el mismo que el espacio de confort de 72°F (22.2°C) que a la gente le gustaría experimentar. Más bien, una temperatura ambiente de trabajo más alta es aceptable, y en la mayoría de los casos se desea para el equipo eléctrico. Como se ha indicado anteriormente, la temperatura ambiente de trabajo aceptable para la mayoría de los dispositivos eléctricos excede los 40°C (104°F) y un enfriamiento excesivo puede provocar varios problemas.
Condensación - siempre es una preocupación para el equipo eléctrico ya que la humedad causará corrosión, comprometerá la resistividad y aumentará el riesgo de cortocircuitos, fallas en el equipo, chispas y formas de fuego en superficies cuya temperatura cae por debajo del punto de rocío. Es común que el evaporador esté más frío que el punto de rocío, y las unidades de enfriamiento facilitan el manejo de la condensación que se forma en el evaporador a través de la recolección y drenaje o quemado. Los problemas se producen cuando la temperatura del aire dentro del recinto cae por debajo del punto de rocío, lo que provoca la formación de condensación en los propios componentes eléctricos. El riesgo de problemas de condensación aumenta a medida que se reduce el punto de ajuste de temperatura de la unidad de enfriamiento, o la temperatura del punto de rocío aumenta debido a un aumento de la humedad relativa. El consumo de energía y la eficiencia son preocupaciones constantes para los gerentes de operación y las unidades de refrigeración de los recintos no deben estar exentas de escrutinio en estas áreas, ya que la tecnología de refrigeración basada en compresores consume una buena cantidad de electricidad. Un enfriamiento excesivo conduce a un desperdicio de energía, a un aumento de los costos y a un desgaste innecesario de las unidades de enfriamiento en sí mismas. Además, el tiempo de funcionamiento innecesario hace circular más aire a través de la unidad de enfriamiento, lo que resulta en mayores necesidades de mantenimiento para cambiar los filtros, enjuagar los condensadores y limpiar los componentes. Esto es particularmente cierto en ambientes con contaminantes en el aire sucios y polvorientos. La energía térmica también es un componente necesario para el rendimiento óptimo del ciclo de refrigeración de la unidad de refrigeración. El evaporador es el intercambiador de calor responsable de transferir la energía calorífica del aire de la envolvente al circuito de refrigeración, donde puede ser descargada al ambiente del condensador. Esta transferencia de energía térmica aumenta a medida que aumenta la diferencia de temperatura entre la temperatura de la superficie del evaporador y la temperatura del aire dentro del recinto. En otras palabras, el circuito de refrigeración funciona de manera menos eficiente cuando la temperatura del aire del recinto es más baja.
Otro riesgo de rendimiento es la formación de condensación en el evaporador y, debido a que el punto de ajuste es demasiado bajo, la falta de transferencia de energía térmica adecuada al ciclo de refrigeración. Dado que el evaporador en sí puede enfriarse, la falta de transferencia de energía térmica puede provocar que la condensación que se forma en el evaporador se convierta en hielo. Dado que el hielo comprometerá la capacidad del evaporador para intercambiar calor, el problema se producirá en cascada y se formará más hielo, causando finalmente una avería total del ciclo de refrigeración. Si esto ocurre, el calor no se elimina de la carcasa y la alta temperatura detectada por el controlador de la unidad de refrigeración indica la demanda de trabajo adicional por parte del compresor de refrigerante. Esto, a su vez, favorece la formación continua de hielo y conduce a una situación negativa agravada. Eventualmente, esto lleva a un compromiso o falla del equipo eléctrico dentro del gabinete debido al calor excesivo.
Las unidades de refrigeración proporcionan una regulación de temperatura eficaz y eficiente
En conclusión, las unidades de enfriamiento -cuando se instalan correctamente- proporcionan un método excelente para el enfriamiento activo de un gabinete eléctrico, con el fin de evitar que los dispositivos eléctricos se expongan a temperaturas que están por encima de sus límites de funcionamiento aceptables.