Un ventilateur intelligent indique lorsqu'il est nécessaire de remplacer le filtre

 

Une température correcte dans l'armoire de commande est un point d'attention important, surtout dans l'industrie. Outre la sécurité incendie, la fiabilité opérationnelle est également devenue une question importante. Il faut à tout prix éviter de se retrouver avec des machines à l'arrêt. Les ventilateurs intelligents et les filtres correspondants peuvent non seulement aider à générer le flux d'air nécessaire dans l'armoire mais aussi envoyer un signal lorsque leur fonctionnement est compromis.

la température idéale dans une armoire électrique est de 35°

Dans une armoire de commande industrielle, l'idéal est d'avoir une température de 35 °C. Malheureusement, les composants tels que les transformateurs, les PLC, les contrôles de fréquence, les composants de données, la distribution d'énergie, les PC et les serveurs assurent un chauffage continu dans l'armoire. À cela s'ajoute la tendance à la fermeture hermétique de l'armoire industrielle afin d'atteindre la valeur IP souhaitée. Si, en outre, la température ambiante est assez élevée, la température intérieure peut rapidement dépasser 35 °C.

Le refroidissement passif ne sera pas toujours suffisant pour dissiper la puissance thermique à travers les parois de l'armoire. Une solution possible consiste à travailler avec un ventilateur. Un calcul du débit d'air, du coefficient de transfert thermique de l'armoire, de la surface de l'armoire et de la température ambiante permet de déterminer le choix du ventilateur.

Il est certain qu'en matière d'entretien et de réparation, les choses peuvent parfois mal tourner: un ventilateur défectueux est remplacé par un autre de trop faible puissance, les filtres ne sont pas (correctement) remplacés ou l'entretien limite le soufflage rapide de la poussière visible dans le ventilateur.

Problèmes lors du fonctionnement du ventilateur  

Cependant, un ventilateur sous-optimal peut causer de multiples problèmes à l'intérieur de l'armoir - qui à leur tour peuvent provoquer une réaction en chaîne à l'extérieur de l'armoire. Quels sont ces problèmes potentiels?

Jusqu'à 80 % de perte d'efficacité à cause d'un filtre obstrué

Un filtre obstrué empêche la circulation de l'air dans l'armoire, de sorte que le ventilateur doit souffler plus fort pour obtenir le même refroidissement. Pour ce faire, il devra consommer davantage de puissance. Les calculs des constructeurs d'armoires montrent qu'un filtre complètement obstrué perd jusqu'à 80 % de son efficacité par rapport à un filtre complètement propre. Dans les grandes entreprises qui possèdent des dizaines d'armoires électriques, les coûts énergétiques peuvent augmenter rapidement.

Les calculs des constructeurs d'armoires montrent qu'un filtre complètement obstrué perd jusqu'à 80 % de son efficacité par rapport à un filtre complètement propre.

Réchauffement

Ensuite, un réchauffement se manifestera. Dans le cas d'un filtre obstrué, le ventilateur ne pourra pas garantir un refroidissement suffisant même à son point de fonctionnement maximum. La température à l'intérieur de l'armoire augmentera alors rapidement, et les composants surchaufferont car ils ne pourront plus dissiper la chaleur qu'ils ont générée et continueront à chauffer à l'intérieur, bien au-delà de leur température maximale de fonctionnement (qui peut pourtant atteindre 70 °C, par exemple) .

La durée de vie des circuits intégrés (CI) diminue de moitié pour chaque augmentation de température de 10 °C au-dessus du point de fonctionnement normal. Le personnel peut souffrir de brûlures et, dans le pire des cas, il y a un risque d'incendie. Les variateurs de fréquence, les servomoteurs, les automates, les onduleurs, les contacteurs, les interrupteurs, les IHM, les batteries et les relais électroniques sont particulièrement sujets à la surchauffe. En outre, ces composants sont eux-mêmes la principale source de production de chaleur. Comme ces types de composants ont connu une croissance incroyable au cours des dernières décennies, le refroidissement conventionnel des pièces ne suffit plus.

 

Panne

Les arrêts de production dus à de mauvais filtres font l'objet d'une plus grande attention. En raison de la concurrence avec les pays à bas salaires, les marges de nombreuses entreprises de production sont devenues si faibles au fil des ans que chaque panne de machine entraîne un énorme manque à gagner. A cela s'ajoutent des frais de personnel et de réparation considérables.

 

Gestion de la chaleur

Facteurs d'accumulation de chaleur

Quels sont les facteurs qui jouent un rôle dans la gestion adéquate de la chaleur? En gros, on peut distinguer trois grands blocs. Tout d'abord, il y a l'emplacement de l'entrée et de la sortie de l'armoire (entrée avant, entrée arrière, entrée et sortie latérales). La disposition de l'armoire dans un ensemble plus vaste (isolée ou intégrée dans une série de plusieurs armoires côtes à côtes, isolée ou appuyée contre une structure...) joue également un rôle. Enfin, il y a l'influence des propriétés extérieures telles que la température ambiante, la présence d'une climatisation, la qualité de l'air, la possibilité d'extraction d'air chaud...

Principes d'évacuation de la chaleur

La chaleur peut être évacuée de trois façons. Une partie minime de la dissipation de la chaleur se fait par émission de chaleur. En conduction, un matériau aide à dissiper la chaleur par contact avec le boîtier ou les composants voisins, ou par passage forcé à travers des ailettes de refroidissement. Des armoires plus grandes signifient une plus grande surface et donc une meilleure dissipation de la chaleur. Si on n'a pas la place et/ou le budget pour ça, on peut utiliser la convection, en se basant sur le fait que l'air chaud monte et l'air froid descend. Pour cette raison, l'ouverture d'entrée est souvent en bas et la sortie en haut. La convection peut être optimisée grâce à des ailettes de refroidissement plus grandes et plus efficaces, des échangeurs de chaleur ou une optimisation supplémentaire de la ventilation.

 

Qu'est-ce qui rend un ventilateur intelligent ?

Grâce à la multitude de capteurs (dont le prix diminue), il est possible de mesurer bien plus de facteurs que la température de l'air dans l'armoire: la température de l'air à l'entrée et à la sortie du ventilateur (et la différence de température), la vitesse, la proportion de particules de poussière dans l'air, l'ampérage...

 

Les utilisateurs peuvent recevoir une notification automatique si quelque chose ne va pas avec leur ventilateur ou leur filtre de sortie: trop de poussière, vitesse trop élevée, augmentation du courant... Un relais ou un contact 0-10V permet également de déclencher un signal d'alarme sur place.

Sur la base des valeurs mesurées, on peut prévoir la durée de vie restante du filtre et du ventilateur mais aussi planifier le changement de filtre de manière optimale.

Travail prédictif

Les ventilateurs intelligents sont particulièrement intéressants pour les consommateurs disposant de nombreux boîtiers de commutation et/ou dans un environnement difficile mais aussi pour les entreprises disposant d'équipements critiques comme les entreprises de traitement des métaux, l'agro-industrie, l'industrie du ciment, les centres de données, le traitement du verre, la production d'énergie... Pour elles, le coût supplémentaire est négligeable par rapport à la perte potentielle lorsque quelque chose va mal. En outre, la plupart des fournisseurs fournissent des systèmes qui peuvent être utilisés lors de la modernisationd'une installation. Les dimensions restent les mêmes, il faut juste ajouter la communication entre les capteurs et le contrôleur.