Figura 1: Sistemas de ventilación de un cuadro eléctrico
Medios más usuales para controlar la temperatura interna del cuadro:
● Temperatura muy elevada.
Existen varias posibilidades para disipar el calor generado por los aparatos
ubicados en el interior del cuadro. La Tabla 1 muestra los diversos sistemas
para disipar el calor interior de un cuadro eléctrico. Las opciones a, b y c están
garantizadas con componentes de los cuadros Prisma de Schneider.
● Temperatura baja o cíclica. El
medio utilizado para aumentar la temperatura interna de un cuadro es el
calentamiento por resistencias, de esta forma se evita:
○ La formación de agua por
condensación.
○ Y en casos extremos, la
formación de hielo.
Sistemas de ventilación:
Tabla 1: Métodos de control
de la temperatura de los cuadros Prisma de Schneider
Si la capacidad de disipación
térmica del cuadro no es suficiente para disipar toda la energía calorífica
generada en su interior y la temperatura interna supera los grados
recomendados, debemos prever una ventilación del cuadro.
Ventilación de los cuadros eléctricos
Una vez determinado que es
necesario ventilar el cuadro en función de la potencia a disipar, el salto
térmico entre la temperatura exterior e interior y el tipo de cuadro utilizado,
hay que calcular el caudal de aire necesario con ayuda de la gráfica de la
figura 2, o mediante la fórmula:
La gráfica de la figura 2 permite determinar el caudal, conocida la potencia a disipar, la diferencia de temperatura (interior-exterior) y la superficie exterior libre del cuadro.
Figura 2: Ábaco para
determinar el caudal de aire de evacuación
El aire se aspira por la parte
interior del cuadro a través del ventilador y sale por un filtro de salida por
la parte superior contraria a la aspiración o por un techo de ventilación.
Ejemplo:
Un cuadro eléctrico,
profundidad 400 mm; 700 mm; de ancho y 2.000 mm de alto contiene aparamenta
(aparellaje, juegos de barras, etc.) disipando 1.000 W.
La diferencia de temperatura
(interior-exterior) no puede rebasar los 15 °C. ¿Cuál debe ser el caudal del
ventilador?
La superficie exterior libre
del cuadro es:
Perímetro lateral = 2 (0,4 +
0,7) = 2,2 m.
Superficie exterior en contacto
con el aire, teniendo en cuenta que el cuadro está asentado en el suelo: S =
(Pl · h) + (P · A) = (2,2 m · 2 m) + (0,4 m · 0,7 m) = 4,68 m2.
El caudal del ventilador será
de:
Se seleccionará en la gama de
accesorios de climatización un ventilador de 38 W con un filtro de salida de
aire.
Datos utilizados para los
cálculos:
P: potencia disipada por la aparamenta, las conexiones y
juegos de barras (expresada en vatios).
Ti: temperatura interna media (expresada en °C).
Te: temperatura externa media (expresada en °C).
∆T = Ti – Te
S: superficie exterior libre del cuadro (expresada en m2).
K: coeficiente de conducción térmica del material,
expresado en W/m2 °C.
K = 5,5 W/m2 °C para cuadros de chapa pintada.
D: caudal de ventilación (expresado en m3/h).
Nota: la potencia disipada por
los aparatos es ofrecida por los fabricantes
Añada un 30 % para tener en
cuenta las conexiones y juegos de barras. En caso de asociación de cofres o cuadros,
disminuir un 10 % menos la potencia disipada calculada.
Calefacción de los cuadros
La resistencia calefactora,
instalada en la parte inferior del cuadro, eleva la temperatura a +10 °C con
respecto al exterior. Cuando el cuadro no está en servicio, las calorías
disipadas por la resistencia compensan la potencia calorífica de la aparamenta.
La potencia de la resistencia
calefactora se determina por las gráficas de las figuras 3 y 4, a partir de la
superficie exterior libre del cuadro y del salto de temperatura (exterior-interior)
o por la fórmula:
P: potencia disipada por la aparamenta, las conexiones y
juegos de barras (expresada en vatios).
Pt: potencia de la resistencia calefactora (expresada en
vatios).
Tm: temperatura interna máxima del cuadro (expresada en °C).
Ti: temperatura interna media (expresada en °C).
Te: temperatura externa media (expresada en °C).
∆Tm = Tm – Te
∆T = Ti – Te
S: superficie exterior libre del cuadro (expresada en m2).
K: coeficiente de conducción térmica del material,
expresado en W/m2 °C.
K = 5,5 W/m2 °C para cuadros de chapa pintada.
D: caudal de ventilación (expresado en m3/h).
Figura 3; Ábaco para determinar la resistencia calefactora en cofres pequeños
(superficie exterior ≤ 1 m2)
Figura 4: Ábaco para determinar la resistencia calefactora para cualquier cofre o cuadro.
En los escasos estudios
térmicos que se han encontrado, se finaliza en el estudio térmico del cuadro.
Pero se debe tener en consideración que en la mayoría de las instalaciones los
cuadros eléctricos se sitúan en habitaciones de uso exclusivo a los servicios
eléctricos, las cuales también deben aclimatarse para que no se incremente la
temperatura ambiente.
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