La gestión térmica en armarios eléctricos es una de las funciones más importantes para dar estabilidad en la variable «fiabilidad» de las instalaciones o procesos de producción .
Nuestra experiencia tras años de recibir muchas solicitudes de colaboración en diseño es que muchos de las especificaciones que existen en el mercado o bien están en general sobredimensionadas (en térmicos de Capex ) o presentan un exceso de temperatura exterior.
Como ejemplo, cuando recibimos las especificaciones o descripciones en ambientes de países de Oriente Medio, la temperatura exterior de las instalaciones es de 55ºC o 60ºC. No discutiremos sobre el grado de calor que pueda llegar a haber en zonas industriales (interiores o exteriores), pero lo siguiente que debemos cuestionarnos es si existe personal trabajando en esta zona y bajo estas condiciones. Normalmente la respuesta es afirmativa, con lo que en estas condiciones la respiración es imposible.
- Conocer qué pasa en el exterior es clave para la eficiencia
Realmente el conocer correctamente el valor de la temperatura exterior es la clave para poder proponer una solución térmica energéticamente eficiente.
Además, siempre recomendaremos, si es posible, el medir el ambiente exterior para poder conocer el ciclo de temperatura , humedad y/o punto de rocío que existe muy cerca de la instalación.
Conocer con antelación las condiciones reales de instalación, ya sea nueva o existente, nos permitirá dimensionar correctamente; y es en estas condiciones donde puede llegar a existir un ahorro importante en Capex y Opex, tanto en la solución térmica como en la energía que se consumirá, consiguiendo una instalación mucho más fiable , eficiente y competitiva.
- Qué riesgos asumimos si no se tiene en cuenta
Como datos estadísticos de interés , el coste de un paro técnico en una industria de proceso continuo puede llegar a ser muy alto:
- Nuestra recomendación: un buen análisis previo
Un análisis previo de las condiciones de la instalación (existente o futura) en relación a:
- 1) Valores máximos , mínimos y promedios de la temperatura y humedad exterior
Idealmente debería de haber un delta de temperatura dT=Tint deseada- Texterior de mínimo 5ºC. Es decir : Si queremos 35ºC en el interior deberíamos de disponer de como mínimo 30ºC en el exterior ( y validar si es suficiente este delta T).
- 2) Calidad del aire: Qué tamaño disponen las partículas del ambiente exterior
Hay una infinidad de tipos de ambientes. Por ejemplo, ambientes que contienen partículas de polvo procedentes de papel, cartón, harina , leche, vino, aceite, grasa, cemento o ferrita (que además es conductiva).
- 3) Agresividad del ambiente exterior para nuestros equipos
Un estudio delicado verificando qué componentes eléctricos y electrónicos pueden estar expuestos a riesgo de degradación o malfuncionamiento es necesario. Hablamos por ejemplo de:
- Ventiladores interiores ( que enfrían componentes como variadores de velocidad, plc, switches, SAI).
- Conexiones (en circuitos de breakers, contactores, etc).
- Busbars (recuerdo haber visto cobre comido por la abrasión del cloro en una planta potabilizadora de agua).
Estas 3 condiciones son las básicas para poder determinar si podemos aceptar dejar entrar aire frío “en buenas condiciones” dentro de nuestro armario de control o no. De esta forma, y con ayuda de un programa de cálculo térmico, se podrá dimensionar correctamente la solución de ventilación, cooling u otras como intercambiadores de aire-aire o aire agua.
- La soluciones pasivas siempre a favor
La utilización de soluciones pasivas, por ejemplo:
La localización de un armario en zonas por debajo de 30 o 35ºC, posición del armario (en qué lados están en contacto con la pared) o el volumen del armario (que es lo mismo que el cojín de aire que deseamos tener, es decir, qué inercia térmica tendrá la la evolución de la temperatura interior en los momentos críticos de temperaturas exteriores de 55 a 60ºC ) pueden ayudar a que la curva de temperatura interior se estabilice o crezca de forma no tan brusca.
Ayudará que las soluciones térmicas activas esten optimizadas y podamos ahorrarnos hasta 500W den potencias de refrigeración en climatizadores de 3000 o 4000W.
- Cooling versus ventilación: con buenas condiciones externas, un claro ganador
El ahorro energético más importante es el de poder proponer una solución de ventilación respecto a un climatizador si los tres puntos anteriores se cumplen.
Si tomamos como ejemplo:
Temperatura exterior media: 30ºC
Temperatura deseada en el interior: 35ºC
Armario de control con 6 variadores de velocidad de 15kW: 1.800W a disipar
Utilizando un programa de cálculo térmico podremos observar que:
Con la solución de Cooling necesitaremos 1 climatizador de 2000W
Con la solución de Ventilación necesitaremos 2 ventiladores con 2 rejillas que ofrezcan un caudal de 1.250 m3/h .
La reducción de coste puede ser de alrededor de un 70% y el ahorro energético:
Consumo eléctrico de la refrigeración: 970W
Consumo eléctrico de la ventilación ( 2 ventiladores): 150*2 =300W
La reducción del consumo de energía es de alrededor de un 70%.
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