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.

Os números em amarelo indicam a temperatura onde a humidade no ar começará a condensar em superfícies mais frias como placas de circuito. É mais provável que a superfície mais fria possa ser o topo ou os lados do invólucro metálico, onde as gotas de água que se formam podem cair sobre o equipamento eléctrico.

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?

Os evaporadores de condensado são uma parte benéfica do sistema de controlo de humidade para eliminar a condensação que foi recolhida no armário. A remoção da humidade recolhida ajuda a reduzir a humidade no armário, reduzindo ainda mais o ponto de condensação. O 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.