Climatización de armarios eléctricos con sistema de refrigeración

La climatización de armarios eléctricos con sistema de refrigeración es una opción   cuando  en su exterior  hay condiciones ambientes  de temperatura altas o sustancias  agresivas para el control.

Climatización de armarios eléctricos con  sistema de refrigeración

Los procesos industriales y el clima suelen ser factores que generen temperaturas altas alrededor de los gabinetes eléctricos, y como  consecuencia se trasmita el calor al interior del armario.

Generación de calor alrededor de  armarios eléctricos

Los equipos de control  se diseñan para soportar temperaturas máximas de funcionamiento 50 ºC.

Las recomendaciones de fabricantes de equipos de climatización recomiendan temperaturas al interior  del gabinete de 35 ºC, temperaturas más bajas crearían condensación, y la humedad es dañina a los elementos eléctricos y electrónicos.

Los sistemas de climatización bien seleccionados evitan fallas y alargan la vida del equipo.

 Ambientes polvorientas, húmedos, aceitosos, vapores de sustancias químicas  no deben ser introducidas al armario, los gabinetes de control deben estar bien sellados y en estos casos  se emplean  equipos de refrigeración cerrada.

 Climatización con equipo de refrigeración

En la selección de equipo de refrigeración  se  toman en cuenta  varios factores, algunos son  tamaño y material del armario, calor que disipan los componentes internos, dimensiones del recinto, condiciones ambientales  de humedad etc.

Armario Industrial con equipo de refrigeración

 Si bien existen formulas y apoyo gratuito con software que orientan sobre la selección, la opinión de los expertos de las marcas líderes deben ser determinantes ya que cuenta con experiencia y equipos de medición para proponer mejores soluciones.

Pantalla digital de microcontrolador de temperatura

En cuanto al control los hay desde termostatos hasta microcontrolador electrónico con pantalla digital que muestra valores reales de temperatura y humedad, los valores de temperatura que se manejan van desde 35 a 28 grados centígrados (recomiendan 30 grados centígrados).

Refrigeración de armarios industriales

 Y la humedad relativa más alta preestablecida suele ser del 75 % después de un valor mayor al valor preestablecido la deshumidificación automática se inicia.

Propecsa 

Las industrias del norte de México, con climas extremos cuentan con

 http://propecsa.com/  “Ingeniería de control y automatización” empresa líder en climatización de tableros de control y  equipos.

Centro Mexicano Francés del Conalep en Gómez Palacio Durango

Climatización de armarios eléctricos utilizando ventiladores

La climatización de armarios eléctricos utilizando ventiladores es una alternativa para  crear condiciones de temperatura en su  interior  y evitar paros de producción.

Climatización de armarios eléctricos utilizando ventiladores

Algunos de los equipos de control principalmente electrónicos detectan aumentos mínimos de sobrecalentamiento.

El sobrecalentamiento de las unidades de control puede tener consecuencias fatales  como fallas y paros prolongados que afecten  la producción.

Reducción de calor con sistema  de ventilación

Un sistema con ventilación busca enviar el aire del ambiente exterior con temperatura inferior hacia el cuadro eléctrico con mayor temperatura.

Al armario hay que hacerle  al menos un orificio de entrada y un orificio de salida para remover el calor generado por los equipos de control.

El aire que se empuja dentro del cuadro eléctrico  se hace entrar y salir a través de filtros, ya que el simple polvo es dañino para los componentes.

Reducción de calor

 La convección natural  es insuficiente en la mayoría de los casos por lo que una alternativa económica   es  el uso de  ventiladores con filtro.

El sistema combinado utiliza la convección natural  y el aire forzado de un  ventilador.

El  ventilador con filtro debe instalarse en la parte inferior  a 1/3 del armario eléctrico y el filtro de salida  lo más cerca posible de la parte superior del lado contrario, esto ayuda a la convección natural del flujo de aire y evita formaciones de zonas calientes.

Instalación de ventilador con filtro  a la entrada y filtro a la salida

El  ventilador hace que se forme una ligera sobrepresión, y garantiza que el aire siempre entre  a través del ventilador con filtro y salga por la parte superior contraria.

Otra alternativa es sacar  el aire del interior por succión, es decir estar vaciando el aire caliente.

Instalación de ventilador con filtro  a la salida y filtro a la entrada

El empleo de ambos sistemas de enfriamiento también es utilizado.

Climatización con sobrepresión  y descarga de aire forzada

El  sistema de climatización utilizando ventiladores es simple y económico su montaje suele diseñarse pare remover sin herramientas filtros y ventiladores, mediante borne elástico.

La gama de caudal de los ventiladores va de los 20 metros cúbicos por hora a 900 m³/hr.

También se fabrican  ventiladores diagonales  (de 20 m³ /hr. a 700 m³ /hr.), con ellos  se consigue una mayor eficacia energética y un caudal de aire más constante hacia los componentes de control.

 En algunos casos se  puede optimizar aun más direccionando el  aire ya que se puede   mover y orientar de manera manual.

Centro Mexicano Francés del Conalep en Gómez Palacio, Durango.

Si el ambiente donde está instalado el armario es sumamente aceitoso, húmedo, demasiado polvoriento, o con ambientes industriales que obstruyan los filtros. Se emplea otro tipo de enfriamiento, por ejemplo un sistema cerrado con equipo de refrigeración es buena opción.

Equipos al interior de los armarios eléctricos

Los equipos al interior de los armarios eléctricos realizan funciones de control y protección para que las maquinas eléctricas trabajen con seguridad y eficacia.

Equipos al interior de los armarios eléctricos

Los armarios eléctricos se usan para proteger al personal de descargas eléctricas accidentales (toques) y al equipo al interior del medio ambiente como polvo, humedad, vapores, etcétera.

Armario eléctrico

En el armario eléctrico se encuentran el equipo que procesa la información y permite el funcionamiento de las salidas de acuerdo a las condiciones previamente establecidas. 

Flujo de control y protección

Sobre una placa  y fuera del gabinete se distribuyen y aseguran los elementos con tornillos o  en perfiles de montaje  diseñados  como rieles para poder desplazar los componentes  y colocarlos  de manera que facilite su cableado.

Placa de montaje y equipos

La distribución lleva un orden el seccionador con fusibles suele ir del lado derecho para operar por palanca desde el exterior, en algunos casos el armario no se abre si no esta la palanca  en posición de seccionador abierto.

Al centro en la parte superior el transformador de control y sus fusibles a la entrada y salida, del lado izquierdo los componentes del arrancador electromagnético-térmico, contactor-relevador de sobrecarga.

Arrancador electromagnético térmico

 En la parte inferior las tablillas de conexiones nos permitirán conectar los cables de alimentación y de salida del circuito de potencia, y la comunicación de elementos de mando (botones pulsadores, interruptores de limite), y de señalización (lámparas indicadoras) guardando un orden que facilite la localización en labores de mantenimiento.

Tablillas de conexiones

Los adelantos tecnológicos se han incorporado con funciones especiales, como equipos de climatización para mantener  la temperatura dentro del armario en ambientes  industriales, iluminación led  de alta intensidad  para inspeccionar equipos  con detenimiento  en su interior y las pantallas de interfaz digital  que  permiten supervisar  parámetros como la corriente de operación  del motor o indicar  contingencias (fallas) sin abrir el armario.

Armario de control con pantalla digital diseño de PROPECSA de Gómez Palacio, Durango.

Agradezco a mi amigo el ingeniero Jesús Emmanuel Palacios, Gerente de PROPECSA “Ingeniería de control y automatización” el compartir sus experiencias en automatización industrial en su visita a Alemania, es un gusto visitar sus instalaciones y apreciar los adelantos en materia de control de maquinaria e instalaciones eléctricas. 

Secuencia de fase

La secuencia  de fase   es el orden en que  se suceden entre si,  las onda senoidales de los voltajes trifásicos.

Secuencia de fase

Esta secuencia se origina en el alternador de la estación generadora, la disposición de los bobinados y el sentido de rotación del eje del generador son determinantes, si invirtiéramos la rotación del rotor invertimos la secuencia.

La secuencia de fase ya viene definida por  la compañía suministradora, en México la Comisión Federal de Electricidad (CFE), alimenta con secuencia de fase positiva, L1-L2-L3  con en el sentido de las manecillas del reloj.

Generador trifásico y secuencia de fase

La distribución física de las bobinas tiene un ángulo de fase de 120º es decir que sus valores máximos nunca pueden aparecer al mismo tiempo, y el sentido giro del rotor del alternador determinara uno de dos secuencia de fase a favor a en contra las manecillas del reloj.

Secuencia de fase con sentido de las manecillas del reloj

¿Por qué  es importante la secuencia de fase?

1.- La secuencia de fase determinara el sentido de giro de la flecha de los motores trifásicos.

2.- También es primordial si se conectan transformadores  trifásicos en paralelo (o alternadores),  con secuencias contrarias sus bobinados se pueden ver como fuentes de alimentación en oposición, es decir estar conectadas en corto circuito.

 Los conductores de  cables trenzados o en tuberías sedeben marcar  para evitar invertir la secuenciade fase.

Cambios de conexiones de fase conservando sentido de giro

Recordemos que en México todos los conductores vivos pueden tener aislante de color negro.

La siguiente figura nos muestra situaciones en que se invierte la secuencia de fase. 

Secuencia de fase inversa con sentido de giro en contra de las manecillas del reloj

En la práctica el sentido de  rotación del eje de un motor se cambia muy fácilmente, con solo intercambiar dos de las líneas de potencia, en realidad estamos cambiando la secuencia de fase.

Cambios de rotación de sentido de giro de motor intercambiando 2 cables de potencia

Existen motores que tienen un giro preestablecido bombas, transmisiones a engranes, escaleras eléctricas entre otros. 

En estos casos para identificar la secuencia de fase se puede conectar un motor pequeño o más práctico un aparato que identifique la secuencia  de fase.

Identificador de secuencia de fase

Los identificadores de fase pueden ser giratorios con disco de aluminio, o identificadores de fase estáticos electrónicos.

Centro Mexicano Francés del CONALEP, en Gómez Palacio, DURANGO