Para lograrlo se utilizan varios mecanismos de transferencia de calor que mueven el calor del interior del tablero hacia fuera. Hablaremos de cuatro de estos procesos: convección, conducción, radiación, y vaporización.
Mecanismos de Transferencia de Calor
Existen varios procesos de transferencia de calor. Los principales para enfriar un tablero eléctrico son los siguientes:
- Conducción: transferencia de calor por medio de un sólido. En la práctica, el calor acumulado en el interior de un gabinete se transfiere a la superficie exterior de este por medio de la conducción.
- Convección: transferencia de calor de una superficie a otra por medio de un fluido, como el aire. La convección ocurre naturalmente cuando se calienta el aire: este se expande, sube, y es reemplazado por aire más fresco. Su efecto se puede aumentar al usar un ventilador que acelere el flujo de aire.
- Radiación térmica: proceso por el cual el calor se transfiere de una fuente de energía (como el sol) a una superficie gracias a ondas electromagnéticas que aumentan su temperatura una vez absorbidas por la superficie. Aunque esto resulta efectivo con fuentes de energía de altas temperaturas como el sol, es menos efectivo en la Tierra por sus temperaturas ambientales relativamente bajas.
- Vaporización: el calor latente de un líquido transfiere calor al absorber la energía requerida para evaporar dicho líquido. El calor se absorbe permitiendo que el fluido se condense fuera del tablero.
Estos tipos de transferencia de calor se utilizan para enfriar los tableros eléctricos industriales de varias maneras. De ahí los siguientes ejemplos:
Enfriamiento Pasivo
El enfriamiento pasivo implica depender de la convección, conducción, y radiación que ocurren de manera natural. Este método de enfriamiento es apto para tableros que tienen buena ventilación, una carga ligera y superficies relativamente grandes. La temperatura del ambiente externo debe ser menor a la del interior del tablero. Este método de enfriamiento no es apto para componentes eléctricos sensibles a la temperatura, especialmente si la temperatura ambiente ya es bastante alta.
Ventilación Forzada
Se puede promover la convección todavía más con el uso de ventiladores (ya sea plásticos o metálicos) para aumentar el flujo de aire en el gabinete. Así logramos que el aire frio baje y el aire caliente sea expulsado desde la parte superior del tablero.
Los ventiladores que utilize deberán tener filtros que limiten la entrada del polvo y otras partículas. De lo contrario podría resultar en daños a su equipo eléctrico. Además, asegúrese de que la temperatura ambiente esté muy por debajo de la temperatura interna máxima permitida para su tablero. Esto evitará que sus componentes eléctricos se sobrecalienten.
Tubos de Transferencia de Calor
Desarrollados por primera vez en los años 60, los tubos de transferencia de calor son un método de enfriamiento que requiere prácticamente ninguna adición externa de energía para funcionar. Un tubo de transferencia de calor consiste de un tubo de cobre parcialmente lleno con fluido, como agua o alcohol. Debido a la baja presión, el líquido en la parte inferior del tubo hierve al absorber el calor del tablero. Entonces el vapor sube a la parte superior del tubo, donde el aire exterior lo enfría, y se condensa. El líquido condensado entonces vuelve a la base del tubo, y el ciclo se repite.
Los Intercambiadores de Calor Aire-Aire de Thermal Edge utilizan esta técnica con tubos para enfriar tableros eléctricos sellados. Únicamente requieren energía para dos ventiladores que mantienen la circulación continua de aire alrededor de ambos extremos de los tubos.
Climatización de Tableros Eléctricos Industriales
Los sistemas de aire acondicionado utilizan el proceso de evaporación, pero de manera ligeramente distinta. En este caso, un refrigerante líquido sometido a alta presión se pasa por un dispositivo de expansión. La baja repentina de presión causa que el refrigerante se evapore en el tubo de vaporización y absorba calor, así enfriando el aire dentro del tablero eléctrico. Entonces, el refrigerante vaporizado se vuelve a someter a presión y es pasado por el tubo de condensación. Aquí, el refrigerante regresa a su estado líquido, cediendo su calor al aire exterior y fuera del tablero.
Este ciclo se repite dentro del aire acondicionado para enfriar el tablero. Por ello, los aires acondicionados para gabinetes eléctricos industriales son un método de enfriamiento sumamente efectivo. Estos trabajan eficazmente incluso si la temperatura ambiente es mucho mayor a la del interior de su tablero.
Contáctenos hoy para saber más de los productos de Thermal Edge y de cómo escoger el método de enfriamiento correcto para su gabinete eléctrico.
