Piastra di raffreddamento
Per risolvere il problema della dissipazione di potenza ad elevati carichi, Rittal offre una soluzione standardizzata per il raffreddamento delle apparecchiature elettroniche installate negli armadi di comando con grado di protezione elevato. Tale soluzione viene adottata quando l'impiego dei mezzi di raffreddamento convenzionali non è possibile o conveniente. Con Rittal DCP (Direct Cooling Plate) i componenti come gli inverter possono essere raffreddati in modo efficace tramite una piastra modulare refrigerata a liquido.
Finora non era presente sul mercato alcuna soluzione standardizzata "flat plate" o "cold plate" per il raffreddamento di inverter, servoregolatori, regolatori motori, resistenze di frenatura, filtri di rete, bobine e altri dispositivi generatori di calore. La maggior parte degli inverter installati negli armadi di comando sono dotati di ventole di raffreddamento. L'aria assorbita dal fondo dell'armadio e indirizzata lungo le alette di raffreddamento dell'inverter si riscalda. Essa si distribuisce nuovamente nell'armadio e aumenta la sua temperatura interna. Poiché la dissipazione dei carichi di calore attraverso la superficie dell'armadio è spesso insufficiente per il raffreddamento, diventa necessario installare ventilatori aggiuntivi o altri componenti di climatizzazione per limitare la temperatura interna dell'armadio.
La tecnologia "rear flat" e "cold plate"
Da un po' di tempo vengono utilizzati inverter con tecnologia "rear flat" o "cold plate" di diversi produttori. Una caratteristica particolare è il dissipatore in alluminio della piastra rettificata in piano, con design innovativo per il montaggio diretto sulla piastra di montaggio o un'altra superficie di raffreddamento. L'elettronica di potenza di questi apparecchi è posizionata sul dissipatore così che circa il 70% del calore generato è trasferito alle alette di raffreddamento del dissipatore. Attualmente, tuttavia, questi tipi di inverter e servoregolatori possono essere utilizzati solo in un campo di prestazioni inferiori e devono essere supportati da altri componenti di climatizzazione.
Direct Cooling Plate/ Direct Cooling Package standardizzati
La novità introdotta da Rittal è la standardizzazione delle soluzioni con piastre di raffreddamento. Già da tempo sono disponibili sul mercato piastre per il raffreddamento dei componenti elettronici di potenza, tuttavia non esiste ancora uno standard per le apparecchiature di manovra e controllo.
Piastra di montaggio raffreddata a liquido
Gli inverter con tecnolgia "rear flat" o "cold plate" sono installati su una piastra di montaggio in alluminio raffreddata a liquido, provvista di tubi interni in acciaio inox o rame, annegati nella piastra a seconda dell'applicazione. Il sistema di montaggio con blocchetti a T o con staffe di bloccaggio regolabili consente l'installazione di inverter e servoregolatori di tutte le case produttrici senza la necessità di dover eseguire forature. Grazie alla struttura modulare della piastra di raffreddamento si utilizzano gli accessori di fissaggio inclusi nella fornitura per l'installazione negli armadi della serie TS 8. In questi armadi la cold plate viene installata come una piastra di montaggio modulare nel reticolo di foratura con passo da 25 mm. In tutti gli altri armadi essa può essere fissata sulla piastra di montaggio o su altre superfici grazie al sistema di fissaggio a 4 punti.
Raffreddamento ad alta efficienza
Un importante vantaggio della nuova DCP consiste nella possibilità di raffreddare
le apparecchiature elettroniche di potenza in modo decisamente più efficiente.
Questo è possibile perché l'asportazione del calore attraverso il dissipatore
posto sulla piastra di raffreddamento è più efficace dell'asportazione tramite
le alette dei dissipatori dei tradizionali inverter e servoregolatori raffreddati
ad aria. Con la piastra di montaggio raffreddata a liquido è possibile dissipare
il calore dall'armadio tramite il mezzo frigorigeno. Il risultato è una temperatura
costante all'interno dell'armadio. Gli utilizzatori non devono installare
componenti di climatizzazione aggiuntivi.
Le prime simulazioni e prove hanno dimostrato che è possibile installare inverter
con potenza nominale di circa 44 kW su una piastra di raffreddamento con dimensioni
600x400 mm senza riscaldare la piastra di montaggio e il contenitore o armadio
di comando.
Alcuni vantaggi significativi che derivano dalla standardizzazione della soluzione di raffreddamento Rittal:
- elevata potenza frigorifera in spazi limitati
- installazione regolabile negli armadi di comando della serie TS 8 e in armadi di altre serie
- aumento della durata delle apparecchiature elettroniche di potenza tramite raffreddamento diretto, con temperature della cold plate inferiori a 35°C (i componenti di potenza possono raggiungere una temperatura di 70°C con i sistemi di raffreddamento convenzionali)
Soluzioni semplici, direttamente dal produttore
L'utilizzatore risparmia tempo prezioso, dato che gli inverter o i servoregolatori di tutte le marche possono essere installati o montati sulla cold plate con semplici blocchetti di fissaggio a T, staffe di bloccaggio regolabili o tramite fori filettati. La sostituzione degli inverter o di altri componenti elettronici di potenza è altrettanto veloce. Non è necessario rimuovere le connessioni del mezzo frigorigeno come nel caso degli inverter con raffreddamento diretto ad acqua; si devono solo allentare alcune viti e staffe di fissaggio. Siccome possibile progettare un armadio di comando con piastra di raffreddamento diretto completamente incorporata, senza la necessità di installare altri componenti di climatizzazione, è possibile utilizzare la cold plate anche in ambienti con grado di protezione elevato. Gli inverter e i servoregolatori sono protetti e il calore è dissipato nelle condizioni e nelle applicazioni più critiche, come pure in aree pericolose.
Rittal offre la DCP in più varianti: con tubi in rame per i sistemi di raffreddamento a ricircolo integrati in circuiti chiusi o con tubi in acciaio inox nei sistemi di raffreddamento a ricircolo esterno, per il collegamento all'impianto idrico esistente. Entrambe le varianti possono essere fornite con diversi sistemi di connessione del mezzo frigorigeno all'interno o all'esterno dell'armadio di comando.
- Sistema "low-cost" di alimentazione del refrigerante, dotato di manicotti nell'armadio di comando
- Sistema "high-end" dotato di conduttura verticale in acciaio all'interno dell'armadio di comando
- E' realizzabile anche l'inserimento diretto dei tubi all'esterno dell'armadio nel pannello posteriore con allacciamento esterno del mezzo frigorigeno.
Rittal offre un programma esteso: accessori idonei (filtri, valvole antiriflusso ecc.), chiller, impianti di raffreddamento, sistemi di monitoraggio, sensoristica, strumenti di analisi e valutazione, al fine di fornire al cliente una soluzione completa da un'unica fonte. Con Rittal DCP gli utilizzatori otterranno la soluzione più efficiente per il raffreddamento dei componenti elettronici di potenza in tecnologia "rear flat" o "cold plate", in modo specifico per gli armadi di comando con gradi di protezione elevati.