Dentro dos painéis elétricos estão os componentes responsáveis por todo o funcionamento da indústria. É lá que se concentram disjuntores, contatores, inversores de frequência, CLP’s e diversos outros equipamentos. Todos eles são essenciais para o controle das máquinas.

O ventilador para painel elétrico é o equipamento responsável por garantir que todo esse hardware funcione de forma adequada. As condições de temperatura e umidade dentro do painel irão influenciar significativamente no desempenho e na vida útil desses ativos. Climatizar o painel elétrico significa proteger os investimentos realizados na automação do processo e, como consequência, trazer mais retorno financeiro.

Diferentes soluções para diferentes necessidades

Mas o ventilador é apenas umas das opções na hora de realizar essa tarefa. Portanto, o primeiro passo é definir qual o tipo de solução mais adequado. Em geral, a climatização de um painel elétrico pode ser feita através de:

  • ventilador
  • exaustor
  • ar condicionado
  • trocador de calor

Ou ainda uma combinação dessas opções, como veremos mais adiante.

E quais são os critérios para fazer a melhor escolha?

Primeiramente vamos estabelecer os conceitos de ventilação e exaustão. Ambas realizam a troca térmica a partir do mesmo princípio: a renovação do ar interno. O ar externo, mais frio, deve continuamente substituir o ar aquecido dentro do painel. E isso já nos leva ao primeiro critério, que é a disponibilidade de ar externo mais frio que o interno. Afinal, de nada adianta renovar o ar interno do painel se isso não resultar em uma troca térmica favorável.

Todo sistema de climatização possui uma entrada e uma saída de ar. E sabemos que o ar frio é mais denso que o ar quente (fenômeno da dilatação). Por isso, os sistemas de ventilação sempre são montados direcionando o fluxo de ar de baixo para cima. Assim, se o ventilador está instalado na parte de baixo do painel, o fluxo será para dentro (função ventilador). Se estiver instalado na parte de cima, o fluxo será para fora (função exaustor). Podemos constatar que o mesmo equipamento pode realizar uma ou outra função, a depender da forma de instalação.

Já os exaustores de teto para painéis são utilizados exclusivamente na função exaustor. Esses modelos são desenhados para serem instalados na face superior do painel. E como vimos acima, o fluxo de ar deve ser ascendente para extrair o melhor desempenho.

Como podemos notar, os sistemas de ventilação/exaustão sempre utilizam grelhas para passagem de ar. As grelhas inferior e superior devem ter a mesma capacidade de vazão de ar. Elas também abrigam outro importante elemento do sistema, que são os filtros de ar. Falaremos mais sobre eles em outro momento.

Assim encontramos nosso segundo critério. O ventilador ou exaustor ficará abrigado internamente ao painel. E a posição do equipamento deve respeitar o espaço disponível, além de considerar a circulação de ar. A melhor posição pode ser na parte de baixo, na parte de cima, ou em ambas. A instalação de ventilador e exaustor num mesmo circuito de ar também é possível. Mas vale lembrar que, nesse caso, o incremento no fluxo é de apenas 25% e não o dobro.

Definindo o tamanho certo para o ventilador do painel

Hora de falar sobre o dimensionamento dos ventiladores do painel elétrico. O objetivo é trocar calor com o ambiente, e para isso precisamos levantar, ou ao menos estimar, as seguintes variáveis:

  • a carga térmica gerada pelos componentes internos (W)
  • o material da chaparia do painel (aço, alumínio, plástico…)
  • a área de superfície do painel que fica em contato com o ar ambiente (m2)
  • a temperatura externa ao painel (no pior caso)
  • a temperatura interna desejada para o painel (em geral, 35 ºC)

O dado principal é a soma do calor dissipado por todos os componentes. Nem sempre essa é uma informação fácil de se conseguir. Mas a maioria dos equipamentos traz em no seu manual ou datasheet algum dado neste sentido. A nomenclatura utilizada normalmente varia em torno destes termos:

  • power loss
  • dissipação térmica
  • eficiência (comum em fontes e transformadores)
  • vazão de ar necessária

E as características do painel, porque é necessário incluí-las? Sempre haverá uma troca térmica passiva através da chaparia do painel, que independe da climatização. Ela pode ser positiva ou negativa. Os modelos matemáticos que descrevem a dissipação térmica levam em conta os fenômenos de convecção, condução e radiação.

Nosso objetivo aqui não será estudar as equações ou a física envolvida. O foco é facilitar o dimensionamento da climatização. Então basta reunir as informações necessárias e utilizar uma das diversas ferramentas de cálculo existentes para se chegar ao resultado.

Uma dessas ferramentas é o PSS, da Pfannenberg. O software é super completo e serve para dimensionar tanto ventiladores quanto ares condicionados. Há também ferramentas mais simples como a DrawingReview.

E se as condições do ambiente forem desfavoráveis?

Um sistema de climatização com ventiladores para painel terá a capacidade de, no máximo, igualar as temperaturas interna e externa. Então, se a temperatura externa for superior aos 35ºC desejados, é preciso utilizar outro tipo de solução. Normalmente o ar condicionado ou o trocador de calor ar-água.

O mesmo ocorre quando o ar exterior é muito agressivo, com presença de poeiras, óleos ou vapores. Nesses casos, os filtros de ar dos ventiladores irão saturar rapidamente e a passagem de ar ficará bloqueada. Além disso, nenhuma tecnologia de filtragem é cem por cento eficiente, o que leva à gradativa contaminação do ar interno.

Já os condicionadores e trocadores isolam totalmente o ar interno do externo. Encontramos assim mais um critério de escolha para a utilização de ventiladores e exaustores no painel elétrico. O ar externo deve ser compatível em temperatura e grau de pureza.

É possível combinar ventilador e ar condicionado no mesmo ambiente?

A resposta é sim, e inclusive temos novidades nessa área. Por exemplo, quando um CCM (centro de controle de motores) precisa utilizar ar condicionado nos painéis. A climatização de cada painel por um ar condicionado individual pode se tornar onerosa e requerer manutenções frequentes. Além disso, os profissionais que precisam trabalhar dentro do CCM também sofrem com o calor excessivo.

Para esses casos, já existe no Brasil um ar condicionado industrial orientado para climatização de salas inteiras. O Wall Mounted, da Pfannenberg, é pensado para proteger pessoas, máquinas e o meio ambiente.

São grandes aparelhos de ar condicionado industrial, para instalação na parede da sala. A capacidade de resfriamento é de até 20kW em cada unidade. Além disso, o fluxo de ar é mais lento e o setpoint de tempetatura é de 27ºC, tipicamente. Ao combinar o Wall Mounted com ventiladores e filtros de ar Pfannenberg, até as situações mais desafiadoras se tornam gerenciáveis. O resultado é, ao mesmo tempo, energeticamente eficiente, confortável para o trabalho e seguro para as máquinas.

Conclusão

Você acabou de aprender um pouco mais sobre:

  • a importância de controlar a temperatura dos painéis elétricos
  • os principais conceitos que envolvem a climatização de painéis
  • alguns critérios para escolher o tipo de solução mais adequado
  • formas de dimensionar o sistema de climatização
  • a nova solução Wall Mounted, da Pfannenberg, para climatização de salas.

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