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La dissipation thermique est un concept essentiel pour garantir la fonctionnalité et l'efficacité des composants logés dans une armoire électrique.
Outre les contaminants externes, tels que l'air contaminé par l'huile ou un environnement humide, la poussière ou d'autres agents corrosifs en suspension dans l'air, l'accumulation de chaleur est la principale cause de pannes ou d'arrêts des armoires et la raison pour laquelle les ingénieurs d'usine et les responsables de la maintenance doivent envisager des charges thermiques à haute densité.
Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles la dissipation de la chaleur est un élément important de toutes les armoires industrielles, mais c'est avant tout parce que les températures élevées peuvent réduire considérablement la durée de vie des panneaux électriques ou électroniques dans l'armoire, ainsi que de l'armoire elle-même.
Les conséquences de l'accumulation de chaleur dans un boîtier électrique sont notamment les suivantes :
- puissance de sortie inférieure à celle prévue,
- défauts de déclenchement (déclenchement intempestif des appareils de protection) et les fluctuations des circuits,
- défaillances intermittentes du système,
- brûlures pour les opérateurs,
- augmentation des arrêts de production,
- expéditions retardées,
- coûts de remplacement des composants,
- insatisfaction des clients.
En plus de ces défis logistiques et de production, une dissipation inadéquate de la chaleur entraîne également une perte de revenus et une augmentation de la consommation et des coûts énergétiques.
Les différentes méthodes de dissipation thermique
Si nous voulons comprendre pourquoi la dissipation thermique dans les boîtiers industriels est si importante, nous devons également comprendre les méthodes de dissipation de la chaleur disponibles. Dans les armoires industrielles, il existe deux principaux types de dissipation ou de transfert de chaleur :
- Conduction thermique
- Convection
L'introduction de la conduction ou de la convection thermique dépend du fait que l'enceinte est ouverte (perméable à l'air) ou fermée (étanche à l'air). Avec une enceinte ouverte, la chaleur peut être évacuée de l'enceinte par circulation d'air, c'est-à-dire par conduction thermique, de l'intérieur vers l'extérieur. Si l'enceinte doit rester fermée, la chaleur ne peut être dissipée qu'à travers les parois de l'enceinte, c'est-à-dire par convection.
Les nouveaux paramètres à considérer dans la dissipation thermique
Alors que les progrès de l'électronique à l'intérieur de l'armoire et la capacité de surveiller la dissipation de la chaleur ou les niveaux d'accumulation par des moyens à distance et numériques ont augmenté au cours des dix dernières années, les types d'armoires électriques et les environnements dans lesquels ces armoires fonctionnent se sont également diversifiés, entraînant de nouveaux facteurs à prendre en compte dans la dissipation de la chaleur.
À ce sujet, le Gimelec (Groupement des entreprises de la filière électronumérique française) informe que "les évolutions récentes des tableaux BT ces dernières années ont rendu le comportement thermique de ceux-ci encore plus difficile à déterminer. En effet, la réduction des volumes des tableaux liée au coût des surfaces des locaux électriques, l’emploi de matériaux isolants pour constituer les enveloppes et l’utilisation croissante d’appareils avec électronique embarquée sont autant de nouveaux paramètres qu’il convient de prendre en compte pour qui veut maîtriser la thermique d’un tableau BT récent. Cette maîtrise est bien sûr essentielle au stade de la conception du tableau. Le fabricant doit en outre anticiper l’évolution potentielle du tableau (ajout d’unités fonctionnelles) si des espaces de réserve ont été prévus à cet effet."
Ainsi, la compréhension de la méthode de dissipation de la chaleur par rapport aux éléments de l'armoire est essentielle pour déterminer la solution de climatisation la plus appropriée. S'ils ne sont pas contrôlés, de petits défauts qui pourraient être le premier signe de surchauffe peuvent conduire à une panne catastrophique inattendue. Une vérification approfondie de la capacité de dissipation de la chaleur d'un boîtier électrique devrait être un élément essentiel d'un système de climatisation efficace.