EUR | USD

Manteniéndolo fresco

Una forma segura de arruinar su día es permitir que el calor excesivo cause estragos en su gabinete. En pocas palabras, esto puede reducir en gran medida la vida útil de los componentes, provocar interrupciones en el trabajo y, potencialmente, crear un peligro para los empleados. Entonces, evitemos todo eso y hablemos sobre cómo proteger su gabinete de temperaturas fuera de control.

Conservación de energía

Supongo que el mejor lugar para comenzar es hablar sobre la conservación de la energía.

Habla la persona inteligente: La energía total de todas las fuentes que fluyen hacia una región fija y definida (por ejemplo, un recinto o componente específico) debe ser igual a la energía total que fluye hacia afuera para mantener una temperatura estable. Las temperaturas de los componentes del sistema cambiarán para que esto suceda cuando se encuentre operando en estado estable.

Yo: Básicamente, la energía (en este caso, los vatios de electricidad que se utilizan en el recinto) que ingresa debe ser igual a la energía (el calor que se disipa por la solución térmica) que sale. Por lo tanto, los componentes de su sistema responderán a los cambios, ya sea aumentando o disminuyendo la temperatura hasta que se alcance el equilibrio térmico. Preferentemente, a un equilibrio de temperatura inferior al del equilibrio generado cuando comienzan los "fuegos artificiales".

Por qué es tan importante

Habla la persona inteligente: De acuerdo con la ley de Arrhenius, los procesos electromecánicos y otros aceleran aproximadamente dos veces con cada aumento de temperatura de 10 °C.

Yo: Parpadeo… Parpadeo… ¿Qué? Voy a necesitar más café para esto...

Dejando de lado las bromas, ¿qué significa esto para sus componentes? Significa que la vida útil de sus componentes, como los condensadores electrolíticos y las baterías, disminuye con el aumento de la temperatura. Teniendo en cuenta esa información, es muy importante considerar las capacidades o clasificaciones de su dispositivo, ya que, con frecuencia, son factores limitantes, como el rendimiento y la vida útil.

Figura 1: (Fuente de la imagen: www.istockphoto.com)

Antes de ir demasiado lejos, probablemente sea mejor repasar algunos términos de gestión térmica.

Conducción

Habla la persona inteligente: La conducción es la transferencia de calor entre dos componentes conectados físicamente dentro de un sistema.

Yo: Cuando una pieza de metal caliente se conecta a otra pieza de metal, el calor se transfiere entre los dos hasta que están a la misma temperatura.

Convección

Habla la persona inteligente: La convección es la transferencia de calor a través de la circulación de aire o fluido.

Yo: Un objeto muy caliente transfiere su calor a través del aire (u otro fluido) a otro objeto hasta que son iguales.

Radiación

Habla la persona inteligente: La radiación es la transferencia de partículas de energía desde un objeto a través de un espacio intermedio y absorbida por otro objeto.

Yo: Pienso en una tostadora.

Modelado térmico

Habla la persona inteligente: El modelado térmico es el proceso para realizar cálculos básicos de análisis térmico en aplicaciones electrónicas.

Yo: ¡Hey, mira, un enlace! (Artículo de EEwiki)

Enfriamiento del sistema cerrado vs. abierto

Existen dos métodos convencionales que se utilizan normalmente para enfriar su gabinete. Un sistema cerrado significa que no hay movimiento de refrigerante (aire o fluido) desde adentro del gabinete hacia afuera del gabinete. Todo el enfriamiento se realiza por conducción. Como cualquier buena decisión, hay pros y contras. Consideremos algunos. Primero, no hay necesidad de filtración, lo que significa que hay menos mantenimiento. Esto es ideal para un entorno de partículas pesadas. También significa que su equipo dentro del panel permanecerá limpio por más tiempo. Por supuesto, esto también significa que las temperaturas serán más altas debido a las limitaciones de un proceso de conducción. El calor deberá transferirse a través de la pared del recinto antes de ser liberado al aire ambiente. En ambientes de alta temperatura, esto podría crear un problema muy grande, ya que este proceso por sí solo no es bueno para disipar grandes cantidades de calor. Sin embargo, algo a considerar es, tal vez, agregar un sistema de enfriamiento de circuito cerrado dentro del panel que agite el líquido recogido para extraer el calor de sus componentes.

La siguiente opción sería el sistema abierto. Este sistema permite que el aire o el fluido entren en su gabinete mediante el uso de un sistema de filtración y lo hace circular a través del gabinete aprovechando la convección. Esto permitirá que el gabinete funcione normalmente a una temperatura más baja que un sistema cerrado. Sin embargo, sí requiere mantenimiento. Con el sistema de filtración, el filtro deberá cambiarse regularmente para evitar la restricción del flujo de aire y la degradación eventual de los componentes. Hay limitaciones en el sistema abierto. El flujo de fluido requerido (generalmente, aire) depende de la capacidad térmica del fluido de enfriamiento, las temperaturas de admisión y escape y las temperaturas permisibles de los componentes. Además, vale la pena señalar que la temperatura interna del gabinete seguirá siendo más alta que la temperatura de escape.

Información adicional y enlaces útiles

Selección de ventilador y Guía de aplicaciones: Navegar por los atributos paramétricos (Artículo de EEwiki)

Algunas opciones disponibles:

Información sobre el autor

Image of Eric Halvorson

Eric Halvorson, gerente de Marketing para asociaciones – Programas estratégicos, ha trabajado en Digi-Key durante más de 12 años. Eric se especializa en el mercado de automatización industrial. Se graduó de Northland Community and Technical College en 2011 con un grado AAS en Tecnología electrónica y sistemas automáticos. Hasta hace poco tiempo, Eric trabajó como gerente de productos en Electromecánica y se especializó en Interruptores. Eric disfruta de dedicar su tiempo libre a trabajar con madera, arreglar cosas y descansar en las montañas.

More posts by Eric J. Halvorson