Cosa si intende per gestione termica dei quadri elettrici?

Senza l’opportuna protezione, le alte temperature possono danneggiare seriamente quadri e apparecchiature. È perciò fondamentale scegliere le soluzioni di gestione termica più adatte

gestione termica di quadri e apparecchiature

Temperatura, umidità e punto di rugiada incidono sulle prestazioni dei quadri elettrici. Qualora gli ambienti non siano stati opportunamente dimensionati, le condizioni termiche e la qualità dell’aria possono compromettere l’affidabilità, la sicurezza e l’efficienza degli impianti, nonché la loro durata.

La gestione termica consiste nel monitoraggio nel controllo della temperatura prodotta dai dispositivi presenti nei quadri elettrici.

L’importanza della gestione termica

progettazione per la gestione termicaLa miniaturizzazione dei componenti, la diffusione dell’elettronica, l’affermarsi di nuovi prodotti basati sull’elettronica di potenza fanno sì che il controllo della temperatura sia diventato una necessità crescente da tenere particolarmente in considerazione anche nella progettazione dei quadri elettrici e/o elettronici.

La temperatura influenza direttamente l’affidabilità e la durata dei componenti elettrici ed elettronici. Infatti, quando vi è un malfunzionamento dei dispositivi, è quasi sempre per un problema termico.

Un aumento delle temperatura all’interno del quadro può portare a un invecchiamento precoce delle apparecchiature, mentre le basse temperature possono favorire la formazione di condensa con il rischio di danneggiamento dei dispositivi e la corrosione.

I fattori che influiscono sulla gestione termica

Gli elementi da considerare quando si vuole impostare una corretta gestione termica sono moltissimi. Sicuramente è fondamentale valutare dove viene installato un quadro e la qualità dell’aria; quindi valutare i materiali più adatti all’ambiente e quelli che si prestano naturalmente alla dissipazione del calore.

Inoltre, da non sottovalutare il giusto equilibrio tra la temperatura interna ed esterna: più i dispositivi presenti all’interno del quadro elettrico sono sensibili al calore, più sarà complesso ottenere il giusto equilibrio.

9 fattori che fanno la differenza

1. Qualità dell’aria (ambiente sporco o pulito)

2. Altitudine (pressione dell’aria)

3. Irraggiamento (se l’installazione è all’esterno)

4. Umidità (Asciutto: livello di umidità < 60% – Umido: livello di umidità dal 60% al 90% – Molto umido: livello di umidità > 90% – Le variazioni di temperatura rilevate nell’ambiente consentono di determinare la presenza di condensa)

5. Tipo di installazione (materiale del quadro e posizione del quadro elettrico, come libero su tutti i lati, incassato… quest’ultimo fattore influisce moltissimo sullo scambio termico del quadro)

6. Temperatura ambiente (prima dell’installazione del quadro sarebbe necessario effettuare una misurazione per un periodo completo, ad esempio un ciclo di produzione, 24 ore, una settimana e così via)

7. Condizioni di corretto funzionamento delle apparecchiature

8. Potenza dissipata dai componenti all’interno del quadro

9. Temperatura operativa desiderata all’interno del quadro

Quali sono i vantaggi di una adeguata gestione termica?

Il primo senza dubbio è la sicurezza. Seguono:

  • prevenzione di surriscaldamenti e malfunzionamenti
  • tempi di inattività ridotti (equivale a una maggiore continuità di servizio)
  • maggiore durata delle apparecchiature
  • miglior efficienza energetica
  • bassa manutenzione
  • spese ridotte

i vantaggi di una adeguata gestione termica

Il controllo della temperatura nei quadri elettrici è, dunque, uno dei fattori principali nella manutenzione dei beni industriali.

I rischi che derivano dalla mancanza di una soluzione termica adeguata sono molteplici e riguardano l’inferiore durata dei componenti, la riduzione delle prestazioni delle installazioni fino a possibili fermi dell’impianto. La durata dei componenti stessi varia in funzione della temperatura e dell’umidità presenti nel quadro: i loro valori ideali variano da +25 a +35 °C per la prima e dal 40 al 60 % per la seconda (RH).

prodotti per la gestione termica di Schneider ElectricQuali soluzioni disponibili?

Esistono due principali famiglie di soluzioni per la gestione termica: le cosiddette soluzioni “passive” (naturali e gratuite, definite a monte dell’installazione) e le cosiddette soluzioni “attive” (soluzioni correttive che richiedono un dimensionamento specifico e possono essere costose).
È fondamentale massimizzare l’uso delle soluzioni passive prima di scegliere una soluzione attiva.

Soluzioni passive

Le soluzioni passive dovrebbero sempre essere prese in considerazione in fase di progettazione e di installazione e consistono in diverse possibilità:

  • scegliere correttamente il materiale con cui è realizzato il quadro (diverso coefficiente di conducibilità termica tra metallo e materiali plastici)
  • aumentare le dimensioni del quadro (consente di risparmiare fino al 50% di energia)
  • posizionare l’armadio elettrico in un ambiente che favorisca la dissipazione del calore
  • cambiare la disposizione dei carichi di potenza e riposizionare attentamente i cablaggi
  • progettare il layout del quadro per lasciare sufficiente spazio tra i dispositivi e sfruttare la convezione naturale tramite la ventilazione con l’utilizzo di griglie o aeratori.

Soluzioni attive

Nel caso non sia possibile applicare le soluzioni passive, è bene utilizzare soluzioni attive che sono normalmente composte da un sistema di misura dei parametri termici e da un attuatore (termostato, igrostato, ecc.) che comanda un dispositivo che fa variare le grandezze termiche (ventilatore, riscaldatore, condizionatore, ecc.). Consistono in:

  • dispositivi di controllo della temperatura e dell’umidità
  • convezione forzata tramite ventole
  • ventilazione forzata
  • condizionatori d’aria
  • scambiatori aria-aria o aria-acqua
  • riscaldatori a resistenza

L’offerta targata Schneider Electric

In qualità di specialista internazionale nel campo della gestione dell’efficienza energetica, Schneider Electric ha tutta l’esperienza per supportare studi di progettazione, quadristi, integratori e persino OEM nell’ottimizzare le prestazioni delle installazioni elettriche evitando problemi legati a una cattiva gestione termica.

È in grado di fornire una vasta gamma di prodotti per aiutare a prevenire qualsiasi problema che possa insorgere a causa delle variazioni di temperatura.

Prodotti Schneider per la gestione termica

Sistemi di aerazione e ventilazione forzata ClimaSys CV/CA – Soluzione indicata per ambienti dove è presente un elevato quantitativo di calore prodotto dai dispositivi elettrici. In questi casi si raccomanda ClimaSys CV/CA per via dell’elevata efficienza in termini di portata, dell’elevata classe di protezione e della facilità di installazione e manutenzione.

Unità di raffreddamento ClimaSys CU – Adatti per ambienti più critici, in cui le temperature ambientali possono raggiungere i 55 °C. L’efficiente climatizzazione mantiene freschi i quadri, indipendentemente dalla temperatura dell’aria esterna, impedendo la formazione di surriscaldamento e di punti di concentrazione del calore interni.

Termostati meccanici ed elettronici ClimaSys CC – Compatti, facili da installare su numerose guide e piastre di montaggio, presentano terminali di facile accesso. Offrono un’elevata efficienza energetica del sistema termico completo.

Resistenze anticondensa e termoconvettori ClimaSys CR – Le resistenze anticondensa impediscono la formazione di condensa, garantendo inoltre la temperatura ideale per il corretto funzionamento dei componenti elettrici del quadro.

Scambiatori aria-aria e aria-acqua ClimaSys CE – La soluzione aria-aria è adatta per sfruttare temperature ambiente inferiori a 25 °C e smaltire grandi quantità di calore, mantenendo indipendenza tra i circuiti d’aria interno ed esterno. Gli scambiatori aria-acqua sono indicati per ambienti particolarmente difficili, con alte temperature in cui non sono disponibili circuiti di aria esterna, ma dove sia possibile disporre di un circuito stabile di acqua fredda.

Datalogger ClimaSys DT – Strumento semplice ed efficace per valutare con precisione le condizioni termiche intorno alle installazioni elettriche.

Software EffiClima – Registra e traccia i dati della variazione termica all’interno dei quadri elettrici analizzando l’evoluzione della temperatura, i livelli di umidità e i punti di rugiada all’interno e all’esterno degli stessi.

Software ProClima – Analizza i dati raccolti e determina la soluzione termica ottimale per ogni installazione.

Datalogger ClimaSys DT strumento per la gestione termica
Con i datalogger ClimaSys DT è possibile conoscere l’evoluzione della temperatura, i livelli di umidità e i punti di rugiada all’interno e all’esterno dei pannelli di controllo
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Informazioni su Alessia Varalda 1299 Articoli
Ingegnere elettrotecnico con esperienza come Project Manager presso un'importante multinazionale attiva nel settore dell'energia e dell'automazione. La curiosità verso le tecnologie innovative e le soluzioni all'avanguardia nel mondo delle energie (tradizionali e rinnovabili) mi ha portata a lavorare per 14 anni presso un importante editore di riviste tecniche di settore scrivendo di home&building automation, illuminazione, comfort, efficienza energetica e sostenibilità.