Éviter la surchauffe

Laisser une chaleur excessive causer des dégâts dans votre armoire de commande est certain de gâcher votre journée. En termes simples, cela peut considérablement réduire la durée de vie des composants, provoquer des interruptions de travail et éventuellement générer des risques pour les employés. Évitons donc tout cela et parlons de la protection de votre armoire contre les températures incontrôlables.

Conservation d'énergie

Je suppose que le meilleur point de départ est de parler de la conservation de l'énergie.

Discours d'une personne intelligente : l'énergie totale provenant de toutes les sources circulant dans une région fixe définie (par exemple, un boîtier ou un composant spécifique) doit être égale à l'énergie totale sortant pour maintenir une température stable. La température des composants du système changera pour que cela se produise en mode de fonctionnement permanent.

Moi : en gros, l'énergie (dans ce cas, les watts d'électricité utilisés dans le boîtier) entrante doit être égale à l'énergie (la chaleur étant dissipée par la solution thermique) sortante. Ainsi, les composants de votre système vont réagir aux changements, augmentant ou diminuant en température, jusqu'à atteindre l'équilibre thermique. De préférence à un équilibre de température inférieur à celui du début du « feu d'artifice ».

Pourquoi est-ce si important

Discours d'une personne intelligente : selon la loi d'Arrhenius, les processus électromécaniques et autres s'accélèrent environ deux fois à chaque augmentation de 10°C de la température.

Moi : je cligne des yeux… Je cligne encore… Quoi ? Il va probablement me falloir plus de café…

Blague à part, qu'est-ce que cela signifie pour vos composants ? Cela signifie que la durée de vie de vos composants, tels que les condensateurs électrolytiques et les batteries, diminue avec l'augmentation de la température. Compte tenu de ces informations, il est très important de prendre en compte les capacités ou les caractéristiques de votre dispositif, qui constituent souvent des facteurs pouvant limiter les performances et la durée de vie.

Figure 1 : (source de l'image : www.istockphoto.com)

Avant d'aller trop loin, il est probablement préférable de passer en revue quelques termes de gestion thermique.

Conduction

Discours d'une personne intelligente : la conduction représente le transfert de chaleur entre deux composants physiquement connectés dans un système.

Moi : lorsqu'un morceau de métal chaud est connecté à un autre morceau de métal, la chaleur est transférée entre les deux jusqu'à ce qu'ils atteignent la même température.

Convection

Discours d'une personne intelligente : la convection constitue le transfert de chaleur par la circulation d'air ou de fluide.

Moi : un objet très chaud transfère sa chaleur à travers l'air (ou un autre fluide) vers un autre objet jusqu'à ce qu'ils soient égaux.

Rayonnement

Discours d'une personne intelligente : le rayonnement est le transfert à travers un espace intermédiaire de particules d'énergie d'un objet, qui sont absorbées par un autre objet.

Moi : pensez à un grille-pain.

Modélisation thermique

Discours d'une personne intelligente : la modélisation thermique est le processus permettant d'effectuer des calculs d'analyse thermique de base dans les applications électroniques.

Moi : hé ! Regardez, un lien ! (Article EEwiki)

Refroidissement par système fermé ou système ouvert

Deux méthodes classiques sont généralement utilisées pour refroidir votre armoire de commande. Un système fermé signifie qu'il n'y a pas de mouvement d'agent de refroidissement (air ou fluide) de l'intérieur vers l'extérieur de l'armoire. Tout le refroidissement est réalisé par conduction. Comme toute bonne décision, il y a des avantages et des inconvénients. Nous allons nous intéresser à certains d'entre eux. Premièrement, la filtration n'est pas nécessaire, ce qui signifie moins de maintenance. C'est parfait pour un environnement particulaire lourd. Cela signifie également que votre équipement dans le panneau restera propre plus longtemps. Bien entendu, cela signifie également que les températures augmenteront en raison des limites d'un processus de conduction. La chaleur devra être transférée à travers la paroi du boîtier avant d'être libérée dans l'air ambiant. Dans des environnements haute température, cela pourrait engendrer un grave problème, car ce processus en soi n'est pas adéquat pour dissiper de grandes quantités de chaleur. Il convient d'envisager l'ajout d'un système de refroidissement en boucle fermée dans le panneau qui remue le liquide capturé pour extraire la chaleur de vos composants.

L'autre option est le système ouvert. Ce système permet à l'air ou au fluide de pénétrer dans votre armoire grâce à l'utilisation d'un système de filtration, et de le faire circuler dans l'armoire en utilisant la convection. Cela permet à l'armoire de fonctionner généralement à une température inférieure à celle d'un système fermé. Ce système exige néanmoins une maintenance. Avec le système de filtration, il est nécessaire de changer régulièrement le filtre pour éviter la diminution du débit d'air et la dégradation éventuelle des composants. Le système ouvert présente des limites. Le débit de fluide (généralement l'air) requis dépend de la capacité thermique du fluide de refroidissement, des températures d'admission et d'échappement, et de la température admissible des composants. En outre, il convient de noter que la température interne de l'armoire sera toujours supérieure à celle de la température d'échappement.

Informations supplémentaires et liens utiles

Guide de sélection et d'application des ventilateurs : exploration des attributs paramétriques (article EEwiki)

Quelques options disponibles :

• Fermé
  • Laird Thermal Systems - Assemblages thermoélectriques (TEA) série SuperCool
  • Laird Thermal Systems - Assemblages thermoélectriques série Tunnel
• Ouvert
  • Kits de ventilateurs filtrants à volets d'Orion
  • Plateaux de ventilateurs CA et CC d'Orion