Gestão de Energia

Proteção de Componentes eletrônicos em processos de manufatura

CONDICIONAMENTO DE AR PARA REDUZIR A TEMPERATURA DE COMPONENTES COMO VARIADORES DE FREQUÊNCIA, PLC’S DE ALTA DENSIDADE E PAINÉIS MICRO PROCESSADOS É ESSENCIAL EM AMBIENTES COM APLICAÇÕES DE MISSÃO CRÍTICA.

A medida que componentes eletrônicos estão reduzindo de tamanho, seus circuitos eletrônicos ficaram mais compactos, e a velocidade de comunicação aumentou, porém, a densidade de carga dentro dos invólucros cresceu e, juntamente com ela, a quantidade de calor rejeitado. Habitáculos muito justos e painéis elétricos e de automação com restrição para passagem do ar aumentam rapidamente a temperatura interna causando falhas de controle.

Industrias tradicionais como de bebidas e alimentos, químicas, farmacêuticas, tratamento de água e esgoto, petroquímica e mineração estão sendo direcionadas cada vez mais para o mundo de “IoT” (Intermete das Coisas), se tornando dependentes de “PLC’s” (Controlador Lógico Programável), variadores de frequência e microprocessadores altamente sofisticados. Como resultado, a dissipação de calor adequada se torna essencial para proteger esses componentes sensíveis, tornando-os missão crítica ao processo produtivo.

Ensaios térmicos em quadros elétricos e de automação envolvendo condicionamento por convecção natural, ou até mesmo por ventilação forçada, método mais comum e com maior troca de ar (em média 10x mais que a primeira opção), não são mais adequados para o resfriamento de componentes eletrônicos dentro de ambientes fabris onde a temperatura interna pode passar dos 35°C com facilidade. Pesquisas realizadas por fabricantes de sistemas de controle apontam que a cada 10°C de aumento na temperatura, a taxa de falha de componentes eletrônicos aumenta em 40%, e paralisações de produção on-line dobram. A maioria dos fabricantes de componentes eletrônicos estabelece os máximos limites de operação em 40°C e 90% de umidade relativa.

Figura 1 Condicionador de ar acoplado ao quadro

 

Figura 2 Quadro ventilado

Adiante estão expostos alguns pontos de vantagem e desvantagem dos métodos de condicionamento de ar em quadros elétricos e de automação projetados para ambientes fabris:

  • Ventilação forçada:
    • Relativamente barata e fácil de instalar
    • Depende bastante da temperatura interna da fábrica.
    • O ar proveniente do ambiente fabril forçado para dentro do quadro pode conter gotículas de óleo aerossol e outros contaminantes não visíveis que cobrirão a superfície de circuitos eletrônicos caros, sensíveis e essenciais ao processo fabril.
  • Expansão direta:
    • Controle maior de temperatura durante o ano.
    • Se for equipamento do tipo “self-contained” (Condensador e evaporador dentro da mesma máquina), a temperatura interna da fábrica é um limitante.
    • Espaço físico de instalação e infraestrutura disponível.
    • Alto custo de manutenção e instalação comparado ao sistema de ventilação.
    • Necessita de tratamento especial em seus componentes se instalado em ambiente de atmosfera agressiva
  • Expansão indireta:
    • Mesmas características do sistema de expansão direta, porém, podendo ter custo de implantação mais elevado.
    • Depende da disponibilidade de água gelada no empreendimento.
    • Requer mais atenção na montagem dos componentes do sistema hidráulico para evitar vazamento de água gelada no quadro.

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Fonte Figuras 

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