Controlo de humidade em armários eléctricos

Controlo de humidade em armários electrónicos

Se é engenheiro eléctrico, gestor de projecto, ou gestor de compras, o controlo da humidade nos armários eléctricos é importante para si. A humidade pode causar curto-circuitos, danificar equipamento, e criar um risco de incêndio. Neste post do blogue, discutiremos as diferentes formas de controlar a humidade em armários eléctricos e alguns dos benefícios de o fazer. Também lhe daremos algumas dicas sobre como seleccionar a solução certa de controlo da humidade para as suas necessidades.

O que é a humidade e como pode danificar o equipamento eléctrico

A humidade danifica o equipamento quando este condensa do ar numa superfície mais fria. Quando a condensação começa a formar-se em componentes electrónicos ou outros dispositivos em sistemas de controlo eléctrico, coisas más podem acontecer. A água, neste caso, a humidade sob a forma de condensação não se mistura bem com a electricidade.

O resultado não é apenas curto-circuitos, mas também corrosão que afecta os contactos de relé e outros mecanismos de comutação. A corrosão de quaisquer contactos pode inibir o fluxo de corrente. A corrosão à medida que se acumula também pode causar curto-circuito dos componentes.

As fontes de humidade nos recintos eléctricos

Os painéis eléctricos são geralmente concebidos especificamente para proteger o seu ambiente contra elementos externos como a chuva ou a neve ou líquidos utilizados nos processos de fabrico. É difícil selar totalmente os recintos maiores de forma permanente porque é necessário providenciar acesso para manutenção, aquecimento e refrigeração.

A humidade mais difícil de controlar é a humidade contida no ar dentro do recinto. Esta humidade deve ser mantida sempre em estado de vapor. A quantidade de humidade no interior do recinto depende de muitos factores, mas pode ser medida em termos de humidade relativa.

A humidade absoluta é a quantidade de humidade que pode ser contida num volume de ar a uma temperatura específica. A humidade relativa é a percentagem de humidade medida no mesmo volume de ar, em comparação com a humidade absoluta. 50 % de humidade relativa significa que a quantidade de humidade no ar é 50 % da humidade que é possível.

Outra forma de entender é quando a humidade relativa é de 95%, não será necessária uma grande diminuição da temperatura para que a água comece a condensar do ar. A mudança de estado de vapor para água cria condensação em superfícies que são mais frescas. Ou no caso de uma trovoada de Verão, o ar mais frio transforma a humidade como vapor em gotas de chuva.

The numbers in yellow indicate the temperature where moisture in the air will start to condense on cooler surfaces like circuit boards.  More likely the cooler surface could be the top or sides of the metal enclosure where the water droplets that form can fall

Como exemplo, imaginemos que o ar dentro da caixa eléctrica é de 90 graus Fahrenheit. Se a humidade relativa for 80% e a temperatura do ar fora do recinto cair para apenas 82 graus, pode formar-se condensação no interior das paredes do recinto. Grandes quedas de temperatura aumentarão a quantidade de condensação.  

Um problema semelhante ocorre quando a humidade relativa é elevada e a temperatura interna do armário diminui abaixo do ponto de orvalho. A condensação pode começar a formar-se nas superfícies internas dos componentes.

Idealmente, a melhor medida preventiva seria a de limitar a humidade relativa dentro do recinto.

Métodos para controlar a condensação em recintos eléctricos

A selagem da humidade é o melhor método preventivo, mas é difícil com armários eléctricos e sistemas de controlo maiores. Os armários necessitam frequentemente de ser ventilados para o exterior para arrefecimento ou abertos para manutenção ou outros serviços. Ou os vedantes de água diminuem a sua eficácia ao longo do tempo, permitindo a entrada de humidade no invólucro.

Uma forma popular de minimizar a condensação em pequenos recintos é utilizar elementos de aquecimento PTC para manter temperaturas mais elevadas no recinto, evitando a condensação. As temperaturas mais elevadas podem conter mais humidade.  O que são aquecedores PTC?

Os elementos de aquecimento PTC são muito pequenos em relação à saída de calor e vêm em várias configurações diferentes de transferência de calor para convecção, ar, ventilador, e formas de cartucho. Os dispositivos de coeficiente de temperatura positiva são ideais para pequenos compartimentos, porque controlam automaticamente o aquecimento com base na temperatura do ar.

Em recintos maiores, poderá ser necessário um sistema de controlo de temperatura e humidade que controle tanto o aquecimento como o arrefecimento com base na temperatura da humidade relativa. Este tipo de sistema requer múltiplos componentes.

Os higróstatos podem ser utilizados para medir e controlar o aquecedor ou os dispositivos de arrefecimento no armário. Os higróstatos do armário podem ser definidos para uma humidade relativa específica. Os contactos de saída controlam os circuitos de aquecimento e arrefecimento com base no ajuste.  O que são os higrostáticos?

Os refrigeradores Peltier são dispositivos termoeléctricos de estado sólido que arrefecem o ar no armário. Os ventiladores fazem circular ar da superfície arrefecida das placas metálicas no interior do dispositivo. São uma grande solução compacta, de baixa manutenção, sem a necessidade de fluidos de arrefecimento.  O que é um refrigerador Peltier?

Condensate evaporaO que é um evaporador de condensado PTC?

Os pequenos dispositivos compactos utilizam elementos de aquecimento PTC para evaporar a humidade recolhida no interior e ejectá-la do armário através de uma mangueira incorporada.

Os benefícios de controlar a humidade em recintos eléctricos

Os componentes das caixas de controlo eléctrico incluem computadores, e equipamento de diagnóstico e comunicações. Os componentes controlam o equipamento de fabrico, centrais eléctricas, oleodutos e gasodutos, redes de comunicação, controlos de tráfego, comboios e navegação.

Portanto, não é apenas o valor dos componentes do sistema em risco, são os processos controlados fora dos armários que podem ser críticos e danificados se os componentes internos falharem devido à condensação.

Transformadores de energia em abóbadas subterrâneas quando expostos à condensação de água da chuva podem provocar curtos-circuitos e causar danos graves.

Um painel eléctrico contendo controlos para fábricas como vidro, químicos, alimentos, ou outros bens, poderia envolver tempos de paragem e encerramento muito dispendiosos das fábricas.  

Com os problemas actuais da cadeia de abastecimento, pode demorar muito tempo a substituir os componentes danificados e a recuperar as linhas de fabrico para a produção de produtos.

Como se configuram os componentes para evitar a humidade?

A DBK USA tem engenheiros especializados em controlos de aquecimento e arrefecimento industrial que lhe podem fornecer orientações para a sua aplicação. 

Falar com um engenheiro de controlo térmico experiente.