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Tableaux de Contrôle Guide Technique 2012 Prévention des risques thermiques dan

Tableaux de Contrôle Guide Technique 2012 Prévention des risques thermiques dans les enveloppes 2 Pour en savoir plus sur les solutions de gestion thermique des boîtes, coffrets, armoires... , consultez notre catalogue ou visitez notre site Internet www.schneider-electric.fr 3 Sommaire 1 Analyse des conditions thermiques p. 8 à 13 @ Analyses internes @ Analyses externes 2 Solutions d’optimisation thermique p. 14 à 57 @ Solutions "passives" p. 16 à 26 @ Solutions "actives" p. 27 à 55 @ Logiciel ProClima v5.1 p. 56 à 57 3 Synthèse pratique p. 58 à 61 4 Choisir la bonne solution de gestion thermique p. 62 à 69 4 Toute l’expertise Schneider Electric au service de la gestion thermique de vos coffrets et armoires Parmi nos clients, nombreux sont les bureaux d’études, les tableautiers, les installateurs ou encore les constructeurs de machines, qui nous demandent de les aider à optimiser le rendement de leurs équipements, tout en respectant les contraintes environnementales et en évitant les problèmes d’origine thermique. C’est pour eux que Schneider Electric, spécialiste mondial de la gestion et de l’efficacité énergétique, a conçu ce guide d’expertise technique. Avec ce document, résolument pratique et complet, c’est toute son expérience de la gestion thermique des armoires électriques, que Schneider Electric a tenu à partager avec vous. 5 Leurs conséquences Le moindre arrêt ou disfonctionnement de l’installation électrique peut avoir des conséquences ﬁ nancières importantes, voire catastrophiques, pour l’entreprise, quel que soit son secteur d’activité. Voici quelques exemples de secteurs d’activités pour lesquels 1 h d’arrêt peut coûter très cher : Industrie automobile 10 000 ¤ Industrie agro- alimentaire 6 000 ¤ Industrie microprocesseurs 35 600 000 ¤ Services de transactions bancaires 2 940 000 ¤ Services de réservation de billets d’avions 90 000 ¤ Opérateurs téléphonie mobile 47 000 ¤ PME 350 ¤ Les causes d'arrêt ou dysfonctionnement des installations Une grande majorité des arrêts ou dysfonctionnements des installations électriques et des appareils contenus dans les enveloppes, est d’origine thermique : refroidissement ou échauffement des équipements électriques et surtout, électroniques. Conditions climatiques externes non contrôlées Bilan thermique interne non réalisé Pollution et conditions environnementales difﬁ ciles ou sévères Forte probabilité de panne ou disfonctionnement de l’installation NB : le montant des pertes ﬁ nancières dépend de la taille du processus de fabrication impacté. Métallurgie (fonderie) 50 000 ¤ Industrie de fabrication du verre 40 000 ¤ 6 Les enjeux de la gestion thermique à l’intérieur de vos enveloppes Eviter les arrêts et dysfonctionnements occasionnés par l’échauffement des appareils électriques et électroniques Accroître la durée de vie des équipements Réduire @ les coûts liés à l’arrêt des processus de fabrication @ les cycles et coûts de maintenance de l’installation Assurer une continuité de service 7 La combinaison idéale pour une installation sans risque de panne Choix du bon IP adapté à la sévérité de l’environnement Sélection de la bonne solution thermique et de son installation Connaissance des pertes de puissance de l’installation (en W) Installation sans risque de panne et bien protégée 8 Analyse des conditions thermiques 9 Analyse des conditions thermiques Analyses internes @ Analyse des conditions thermiques à l’intérieur de l’armoire. La réalisation d’un bilan thermique complet et fiable, est indispensable avant d’envisager toute solution de gestion. Le bilan thermique consiste à mesurer et analyser les conditions thermiques à l’intérieur et à l’extérieur de l’enveloppe. A partir de ces mesures, et en vous appuyant sur le logiciel ProClima v5.1, il vous sera plus facile d’identifier les solutions convenant à votre armoire et à son environnement. Zoom sur Votre bilan thermique avec le logiciel ProClima v5.1 Comment faire ? Rien de plus simple ! Il vous sufﬁ t d’entrer les données thermiques recueillies dans le logiciel. ProClima v5.1 vous proposera alors les solutions répondant aux caractéristiques de l’installation. Et uniquement celles-ci ! Analyses externes @ Analyse des conditions climatiques @ Analyse de la pollution et des conditions environnementales, difﬁ ciles ou sévères. 10 Tableaux de Contrôle - Guide Technique • Prévention des risques thermiques dans les enveloppes Analyse thermique à l’intérieur de l’armoire Avant tout, il est capital d’identifier les appareils ou fonctions les plus sensibles qu’il faudra protéger en priorité. Les équipements sensibles peuvent être responsables d'arrêts ou de dysfonctionnements de l’installation. Ce qu’il faut connaître @ Température critique pour chaque appareil @ Taux d’humidité critique pour chaque appareil > Les équipements électroniques sont les plus sensibles > T° interne idéale = T° critique de l’appareil le plus sensible > T° critique des variateurs de vitesse est élevée : 50 °C Conseil d’expert @ Le dimensionnement de la solution de gestion thermique doit être adapté à la température critique de l’élément le plus sensible de l’armoire. Cette température ne doit jamais être dépassée. @ La température moyenne de travail recommandée à l’intérieur de l’armoire est de 35 ºC. Il s’agit de la T° de référence des équipements de contrôle intégrés à la solution thermique. Température de travail recommandée Température maximale avec risque de disfonctionnement Variateurs de vitesse 35 °C 50 °C Automates programmables 35 °C 40... 45 °C Contacteurs 45 °C 50 °C Disjoncteurs 45 °C 50 °C Fusibles 50 °C 50 °C Alimentation 35 °C 40 °C Cartes électroniques 30 °C 40 °C Batteries électriques (accumulateurs) 20... 25 °C 30 °C Equipements de télécommunications 40... 50 °C 55 °C Condensateurs PFC 50 °C 55 °C Exemple 1 La concentration de variateurs de vitesse peut faire monter la température intérieure jusqu’à 70 °C et au delà (sans solution thermique installée). Exemple 2 Les batteries sont très sensibles aux variations de température. Celles-ci ne doivent pas dépasser 25 à 30 °C. Étude de cas : grues avec système de levage électromagnétique Batteries : durée de vie de 10 ans 11 Analyse des conditions thermiques Mesurer la température de l’air 1 Mesurer les pertes de puissance (W) 2 La mesure de la température de l’air à l’intérieur de l’armoire, doit se faire sur une période complète : un cycle de production, 24h, 1 semaine… . Ces données seront exploitées : > Pour compléter l’analyse thermique globale > Pour éviter le dépassement de la température critique de chaque appareil > Pour calculer la perte de puissance (W) de chaque appareil. Avant de réaliser le calcul thermique, il est important de connaître en détail la valeur de dissipation de chaque composant. En général, cette valeur est indiquée dans la documentation technique des équipements. Conseil d’expert Utilisez le logiciel ProClima v5.1 pour connaître la valeur de dissipation des composants de votre armoire. ProClima v5.1 propose les valeurs de pertes de puissance des appareils les plus répandus du marché. Conseil d’expert La mesure de température dans l’armoire doit se faire sur 3 zones distinctes (T1, T2 et T3). Evitez la zone de sortie d’air chaud ventilé. Les ﬂ ux de ventilation d’air chaud inﬂ uence la température dans les différentes zones. Aussi, chaque cas est à étudier séparément et en détail. T° moyenne de l’armoire = (T1 + T2 + T3) / 3. 12 Tableaux de Contrôle - Guide Technique • Prévention des risques thermiques dans les enveloppes Analyse des conditions climatiques Mesurer la température de l’air 1 Ce qu’il faut mesurer > Température moyenne MAX > Température moyenne MIN Pour permettre des calculs fiables, la mesure de la température externe doit se faire sur une période complète : un cycle de production, 24h, 1 semaine… . Mesurer le taux d’humidité 2 Il s’agit ici de déterminer si l’environnement est : > Sec. Taux d’humidité < 60% > Humide. Taux d’humidité entre 60% et 90% > Fortement humide. Taux d’humidité > 90% Les variations de température constatées dans l’environnement nous informeront sur la présence ou non de condensation. @ Bilan thermique établi sur des valeurs ﬁ ables. @ Calculs précis dans le logiciel ProClima v5.1 @ Optimisation de la solution de gestion thermique pour limiter les erreurs de sur-ou sous-dimensionnement . 13 Analyse des conditions thermiques Analyse de la pollution et des conditions environnementales difficiles ou sévères Il est essentiel de mesurer et d’analyser la qualité de l’air dans la zone d’installation de l’armoire de contrôle. Une visite préalable du lieu d’installation permet généralement d’identifier les contraintes auxquelles seront exposés les équipements électriques et électroniques. @ Savoir si la T° et la qualité de l’air extérieur peuvent contribuer au refroidissement de l’armoire (solution "passive"). @ La connaissance du lieu d’installation permet d’optimiser le niveau de protection de la solution thermique (ex. : épaisseur des ﬁ ltres) et le niveau de protection de l’armoire (ex. : degré IP, selon la norme EN60529). Environnements difficiles ou sévères @ Lieux avec présence d’huiles, de solvants et de substances agressives @ Environnements salins, corrosifs ou sucrés @ Atmosphères poussiéreuses : cimenteries, minoteries, industrie de la céramique ou de transformation du bois, fabrication de caoutchouc… @ Sites nucléaires, chimiques, pétrochimiques… @ Usines d’embouteillage (fort taux d’humidité) @ Sites métallurgiques @ Usines textiles (les ﬁ bres ont tendance à obstruer les entrées d’air) > Voir tableau "Choisir la solution thermique en fonction de son environnement" page 68 Exemple 1 Usine de fabrication de pièces pour uploads/Management/ guide-thermique-pdf.pdf