ES2927370T3 - Armario eléctrico con aislamiento térmico y procedimiento de gestión de dicho armario - Google Patents

Abstract

Armario eléctrico (2), que define un recinto (4) para recibir al menos un dispositivo eléctrico y que comprende al menos una pared termoaislante (6) montada sobre una cara (22) del armario eléctrico. La pared aislante comprende una cavidad interna hueca (62), mientras que el armario eléctrico comprende además un dispositivo mecánico (10), como un compresor o una bomba, configurado para modificar la presión en el interior de dicha cavidad, estando conectado el dispositivo mecánico de forma fluida a dicha cavidad. cavidad (62). El armario eléctrico incluye al menos un dispositivo de medición (14), configurado para determinar una diferencia de temperatura entre el interior del armario y el exterior del armario. El armario eléctrico también incluye un dispositivo de control electrónico (12), configurado para accionar el dispositivo mecánico de modo que modifique la presión en el interior de dicha cavidad en función de la diferencia de temperatura medida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Armario eléctrico con aislamiento térmico y procedimiento de gestión de dicho armario

La presente invención se refiere a un armario eléctrico con aislamiento térmico, así como a un procedimiento de gestión de este armario eléctrico.

Los armarios eléctricos suelen estar formados por un recinto en el que se alojan varios dispositivos eléctricos. Estos dispositivos pueden ser, entre otros, dispositivos de protección eléctrica o de distribución de electricidad, autómatas industriales o equipos informáticos, y muchos otros ejemplos. Estos dispositivos son sensibles a las temperaturas demasiado frías o demasiado calientes, y requieren un entorno con temperatura controlada para funcionar correctamente. Además, estos aparatos son muy sensibles a la humedad y no toleran que se acumule humedad o condensación en el interior del armario.

Cuando los armarios eléctricos se instalan en el exterior de los edificios y están expuestos a las inclemencias del tiempo, las temperaturas dentro de los armarios eléctricos, que generalmente son metálicos, pueden alcanzar valores extremos en invierno o en verano, y el coste energético de la climatización de los armarios es significativo. Es conocido el hecho de cubrir un armario eléctrico con una cubierta aislante, hecha por ejemplo de paneles de poliestireno expandido o de cualquier otro material adecuado, con el fin de reducir la transferencia de calor entre el interior y el exterior del armario eléctrico, reduciendo así el coste energético de la climatización.

Sin embargo, sobre todo en periodos entre estaciones, los ciclos diarios de temperatura y humedad del aire debida a las precipitaciones tienden a favorecer la aparición de condensaciones en el interior de los armarios, lo que provoca daños prematuros en los aparatos eléctricos alojados en ellos. Las coberturas aislantes conocidas tienen poco impacto en la reducción de la aparición de la condensación. Aunque es posible añadir un secador de aire específico, los costes adicionales de instalación y funcionamiento de este secador no siempre son deseables.

El documento WO-2019/128165-A1 describe un armario eléctrico con paneles de doble pared, que incorpora láminas calefactoras. Las láminas calefactoras conllevan costes adicionales de instalación y explotación, que no siempre son deseables.

Es a estos problemas que la invención pretende remediar más particularmente, proponiendo un armario eléctrico que permite un aislamiento térmico satisfactorio, de estructura simple, que ahorra energía y que limita la aparición de condensación en el interior del armario.

Para ello, la invención se refiere a un armario eléctrico con aislamiento térmico. El armario eléctrico define un recinto para recibir al menos un aparato eléctrico y tiene al menos una pared térmicamente aislante montada en una cara del armario eléctrico. Según la invención, la pared aislante comprende una cavidad interna hueca, mientras que el armario eléctrico comprende además un dispositivo mecánico, como un compresor o una bomba, configurado para cambiar la presión dentro de dicha cavidad, estando el dispositivo mecánico conectado fluidamente a dicha cavidad. El armario eléctrico comprende al menos un dispositivo de medición, configurado para determinar una diferencia de temperatura entre el interior del armario y el exterior del mismo. El armario de control también incluye un dispositivo de control electrónico, configurado para controlar el dispositivo mecánico con el fin de cambiar la presión dentro de dicha cavidad de acuerdo con la diferencia de temperatura medida.

Con la invención, la conductividad térmica de la pared aislante es ajustable cambiando la presión interna de la cavidad a través del dispositivo mecánico. Este sistema tiene una estructura especialmente sencilla, en principio, con una gran fiabilidad. Cuando el dispositivo de medición registra una temperatura extrema en el exterior del armario, el dispositivo de control electrónico activa el dispositivo mecánico para reducir la presión interna a un valor bajo, con el fin de reducir la conductividad térmica de la pared aislante y así reducir la transferencia de calor entre el interior y el exterior del armario. Cuando las condiciones en el interior del armario son susceptibles de provocar condensación, el dispositivo de control ajusta la presión dentro de la cavidad, teniendo en cuenta las mediciones del dispositivo de medición, para reducir el riesgo de condensación.

Según aspectos ventajosos pero no obligatorios de la invención, dicho armario eléctrico puede incorporar una o más de las siguientes características tomadas en cualquier combinación técnicamente admisible:

• el dispositivo mecánico está configurado para extraer o introducir un gas o una mezcla de gases en la cavidad interna;

• el dispositivo mecánico está configurado para introducir un gas o una mezcla de gases en la cavidad interna a una presión superior a la presión atmosférica;

• el dispositivo de medición comprende un primer sensor de temperatura para medir la temperatura fuera del armario eléctrico y un segundo sensor de temperatura para medir la temperatura dentro del armario eléctrico;

• el dispositivo de medición comprende un sensor de humedad capaz de medir la humedad relativa en el interior del recinto, estando el dispositivo de control configurado para controlar el dispositivo mecánico de forma que modifique la presión en el interior de la cavidad interna también en función de la humedad relativa medida;

• la pared aislante se coloca en una cara superior del armario, en particular para cubrir al menos en parte dicha cara superior;

• la pared aislante se extiende en una sola pieza a lo largo de al menos una parte de la periferia del armario eléctrico, de forma que cubre varias caras adyacentes del mismo;

• el armario eléctrico comprende al menos dos paredes térmicamente aislantes, cada una de ellas asociada a una cara del armario eléctrico, estando las dos paredes aislantes unidas por un conector que conecta fluidamente las respectivas cavidades internas de dichas paredes aislantes, estando una de dichas cavidades conectada fluidamente al mismo dispositivo mecánico o a dispositivos mecánicos separados; • el armario eléctrico comprende al menos dos paredes térmicamente aislantes, cada una de ellas asociada a una cara del armario eléctrico, estando cada una de las respectivas cavidades internas de dichas paredes aislantes conectadas de forma fluida a un dispositivo mecánico;

• el gas contenido en la cavidad interna es aire, y

• el gas contenido en la cavidad interna es una mezcla de gases con diferentes coeficientes de conductividad térmica.

La invención también se refiere a un procedimiento de control de un armario eléctrico como el descrito anteriormente, que comprende las etapas de:

a) adquirir las mediciones del dispositivo de medición;

b) analizar las mediciones con el dispositivo de control electrónico y calcular una respuesta;

(c) extraer o introducir aire en la cavidad interna de la pared aislante mediante el dispositivo mecánico.

Según aspectos ventajosos pero no obligatorios de la invención, dicho procedimiento de control puede incorporar una o más de las siguientes características tomadas en cualquier combinación técnicamente permisible:

• en la etapa b) anterior, cuando la temperatura medida por el sensor externo de la temperatura exterior es superior a un primer umbral o inferior a un segundo umbral, siendo el segundo umbral estrictamente inferior al primero, entonces en la etapa c) el dispositivo mecánico extrae aire de la cavidad interna de la pared aislante (6);

• en la etapa b) anterior, cuando la temperatura medida por el sensor externo de la temperatura exterior se encuentra entre el primer umbral y el segundo umbral, si en una primera subetapa la temperatura exterior es superior a la temperatura interior, o si en una segunda subetapa se detectan condiciones propicias para la aparición de condensación en el recinto, entonces en la etapa c) el dispositivo mecánico extrae aire de la cavidad interior de la pared aislante.

La invención se entenderá mejor y otras ventajas de la misma quedarán más claras a la luz de la siguiente descripción de cuatro realizaciones de un armario eléctrico y de un procedimiento de gestión de este armario eléctrico de acuerdo con su principio, dadas sólo a modo de ejemplo y realizadas con referencia a los dibujos anexos, en los que:

• La figura 1 es una vista esquemática de un armario eléctrico según una primera realización de la invención;

• La figura 2 muestra esquemáticamente, sobre tres insertos marcados (a), (b) y (c), un armario eléctrico de acuerdo, respectivamente, con una segunda, tercera y cuarta realización de la invención;

• La figura 3 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento de gestión del aislamiento térmico de un armario eléctrico de acuerdo con las realizaciones de la invención, y

• La figura 4 es un diagrama de flujo que representa un caso particular del procedimiento de gestión del aislamiento térmico según la invención.

En la figura 1 se muestra un armario eléctrico 2.

El armario eléctrico 2 define un recinto 4, destinado a recibir uno o varios aparatos eléctricos. Los aparatos eléctricos no se muestran e incluyen, según el caso, aparatos de protección eléctrica, de distribución de electricidad, autómatas industriales o equipos informáticos.

El recinto 4 está generalmente cerrado y protege los aparatos eléctricos del acceso no autorizado. Cuando el armario eléctrico 2 se encuentra en el exterior, el recinto 4 también protege los aparatos eléctricos de las inclemencias del tiempo.

El armario eléctrico 2 comprende al menos una pared térmicamente aislante 6, montada en una cara del armario eléctrico 2.

En la presente descripción, a menos que se mencione específicamente, los términos "aislante" o "conductor" deben entenderse en el sentido de "térmicamente aislante" o "térmicamente conductor", y no en el sentido de eléctricamente aislante o eléctricamente conductor.

En el ejemplo mostrado en la figura 1, el armario eléctrico 2 tiene una forma geométrica de prisma o bloque con una base en forma de paralelepípedo. El armario 2 está colocado en una superficie horizontal y tiene una cara superior 22 y unas caras laterales 24. La pared aislante 6 está aquí asociada a la pared superior 22 del armario eléctrico 2, y forma, por ejemplo, un techo del armario eléctrico 2.

Según otros ejemplos, la pared aislante 6 puede estar montada en una de las caras laterales 24 del recinto 4.

Según otros ejemplos, el recinto 4 es un recinto cerrado, que comprende paredes montadas en un marco del armario 2, y la pared térmicamente aislante 6 está unida al recinto 4.

Según otros ejemplos, el recinto 4 comprende una estructura como un marco, no mostrado, sobre el que está montada la pared aislante 6.

La pared aislante 6 tiene una cavidad interna 62 que es hueca. La cavidad interna 62 está conectada fluidamente, a través de un conducto 8, a un dispositivo mecánico 10.

El dispositivo mecánico 10 es, por ejemplo, un compresor o una bomba y está configurado para cambiar la presión dentro de la cavidad interna 62 a través del conducto 8.

Según algunos ejemplos, la cavidad interna 62 está llena de un gas, como el aire, y el dispositivo mecánico 10 es una bomba de aire, adaptada para extraer aire de la cavidad interna 62, con el fin de reducir la presión interior de la cavidad interna 62.

Según algunos ejemplos, el dispositivo mecánico es una bomba reversible, es decir, el dispositivo mecánico 10 está adaptado para extraer gas de la cavidad interna 62 y, alternativamente, para introducir gas en la cavidad interna 62, a través del conducto 8, o alternativamente a través de varios conductos. En particular, el dispositivo mecánico 10 puede ser reversible para poder, además, introducir selectivamente en la cavidad 62 un gas a una presión superior a la presión atmosférica.

En muchas realizaciones, en particular las descritas a continuación, el gas es aire, concretamente aire ambiente. Sin embargo, en realizaciones alternativas no descritas en detalle, el gas puede ser diferente, por ejemplo un gas inerte como el argón.

Según otros ejemplos, el dispositivo mecánico 10 incluye una válvula, no mostrada, que está configurada para, cuando la válvula está abierta, conectar la cavidad interna 62 a la atmósfera del entorno externo, estando entonces la cavidad interna 62 llena de aire a presión atmosférica.

Según ejemplos, dicha válvula se combina con el dispositivo mecánico 10 en el mismo aparato. La válvula puede ser una electroválvula.

Según algunos ejemplos, la válvula está separada del dispositivo mecánico 10 y está conectada a la cavidad interna 62 por un conducto específico, no mostrado, que es distinto del conducto 8 mostrado en la figura 1.

El armario eléctrico 2 comprende además un dispositivo de control electrónico 12, que está configurado para controlar el dispositivo mecánico 10 a fin de modificar la presión dentro de la cavidad interna 62 de la pared aislante 6.

Según las realizaciones, el dispositivo de control electrónico 12 comprende una unidad lógica computacional (CPU), como un microcontrolador programable o un microprocesador o similar, y una memoria informática que forma un medio de almacenamiento de datos legible por ordenador.

Según ejemplos, la memoria es una memoria ROM, o una memoria RAM, o una memoria no volátil del tipo EPROM o FLASH o equivalente. La memoria incluye instrucciones ejecutables y/o código informático para asegurar el funcionamiento del dispositivo de control 12 de acuerdo con una o más de las realizaciones descritas a continuación cuando se ejecuta por la unidad lógica de computación.

El dispositivo de control 12 está conectado a un dispositivo de medición 14, que por ejemplo es al menos adecuado para determinar una diferencia de temperatura entre el interior del armario eléctrico 2 y el exterior del mismo.

El dispositivo de medición 14 comprende aquí un sensor interno 140, que mide la temperatura dentro del armario eléctrico 2, es decir, la temperatura dentro del recinto 4, y un sensor externo 142, que mide la temperatura fuera del armario eléctrico 2, es decir, la temperatura fuera del recinto 4.

En el ejemplo ilustrado, el sensor interno 140 mide la temperatura de la pared aislante 6 dentro del recinto 4, mientras que el sensor externo 142 mide la temperatura del aire fuera del recinto 4.

Según algunos ejemplos, el sensor interno 140 también está configurado para medir la humedad relativa dentro del recinto 4. Por ejemplo, el sensor interno 140 comprende un sensor de humedad. El sensor de temperatura y el sensor de humedad del sensor interno 140 pueden estar integrados dentro del mismo módulo, o pueden ser implementados por dos sensores separados colocados en diferentes lugares del recinto 4.

La humedad relativa, anotada como HR%, corresponde a la relación entre la cantidad de vapor de agua contenida en un volumen de aire a una temperatura determinada con respecto a la capacidad máxima de vapor de agua que puede contener este volumen de aire a la misma temperatura. Cuando la humedad relativa HR% es igual a 0%, el aire se considera seco, mientras que cuando la humedad relativa HR% es igual a 100%, el aire está saturado de humedad y no puede contener más vapor de agua; cualquier cantidad de agua adicional está en forma líquida. El dispositivo de control electrónico 12 está así configurado para controlar el dispositivo mecánico 10 en función de la diferencia de temperatura medida entre los sensores interno 140 y externo 142.

Según algunos ejemplos, el dispositivo de control 12 está configurado para controlar el dispositivo mecánico 10 también en función de la humedad relativa HR% medida por el sensor interno 140.

Opcionalmente, el armario eléctrico 2 puede comprender además un dispositivo de acondicionamiento de aire 16, que aquí comprende una unidad de refrigeración 160 y una unidad de calefacción 162. Por ejemplo, la unidad de refrigeración 160 comprende un acondicionador de aire de ciclo de compresión y expansión de fluidos, o un módulo de efecto Peltier, o equivalente, mientras que la unidad de calefacción 162 comprende resistencias de calentamiento, o equivalente.

La unidad de refrigeración 160 y la unidad de calefacción 162 se dibujan aquí en líneas de puntos porque el dispositivo de acondicionamiento 16, aunque se encuentra a menudo en los armarios eléctricos 2 , no es indispensable para la realización de la invención.

Según algunos ejemplos, la unidad de refrigeración 160 está situada fuera del recinto 4, mientras que la unidad de calefacción 162 está situada dentro del recinto 4. Según otros ejemplos, las unidades de refrigeración y calefacción 160 y 162 se combinan en un único dispositivo, como una bomba de calor, que entonces comprende una unidad interna y otra externa al recinto 4. El dispositivo de acondicionamiento 16 suele incluir sensores de temperatura, no mostrados, y el dispositivo de acondicionamiento puede ser independiente del dispositivo de control 12. Según otros ejemplos, el dispositivo de acondicionamiento es controlado por el dispositivo de control 12.

A continuación se describe el funcionamiento de la pared aislante 6.

A medida que el dispositivo mecánico 10 extrae aire de la cavidad interna 62, la presión dentro de la cavidad interna 62 disminuye. También se sabe que la conductividad térmica del aire está relacionada con el impacto de las moléculas de aire entre sí. De forma esquemática, a medida que disminuye la presión, disminuye la cantidad de moléculas de aire en un volumen determinado, disminuye la probabilidad de que las moléculas de aire choquen entre sí y disminuye la conductividad térmica del aire. La conductividad térmica de un material suele expresarse como una magnitud intensiva, cuya unidad es el vatio por metro Kelvin, también denotado como W-m-1K-1 o W/(mK). En torno a la presión atmosférica, por ejemplo entre 50 kPa y 400 kPa, la conductividad térmica puede considerarse proporcional a la presión del aire, mientras que en un rango de baja presión, en particular en un rango de vacío parcial, la relación entre la presión del aire y la conductividad térmica no es lineal. Así, cuando la presión del aire desciende por debajo de una presión denominada "de corte", la conductividad térmica del aire cae bruscamente por debajo de un valor mínimo de conductividad, por ejemplo por debajo de una conductividad térmica de 0,004 W/(mK). A modo de ejemplo, ese valor de 0,004 W/(mK) es entre ocho y diez veces inferior a la conductividad térmica de los materiales tradicionales de aislamiento térmico, como el poliestireno expandido o la lana de roca.

Por lo tanto, se entiende que cuando el dispositivo mecánico 10 extrae aire hasta que la presión dentro de la cavidad interna 62 sea inferior a la presión de corte, la conductividad térmica de la pared aislante 6 es mínima.

En el contexto de la presente descripción, "extracción de aire" significa que el dispositivo mecánico 10 extrae de la cavidad interna 62 una cantidad de aire, que puede ser predefinida, siendo esta cantidad de aire elegida preferentemente de forma que la presión dentro de la cavidad interna 62 alcance un valor inferior a la presión de corte.

Según ejemplos opcionales, se puede proporcionar un dispositivo para medir la presión dentro de la cavidad interna 62 para regular el funcionamiento del dispositivo mecánico 10. Este dispositivo de medición de la presión, no mostrado, puede estar integrado o separado del dispositivo mecánico 10.

Por el contrario, cuando el dispositivo mecánico 10 introduce aire en la cavidad interna 62, la presión dentro de la cavidad interna 62 supera la presión de corte y la conductividad térmica dentro de la cavidad interna 62 es muy superior al valor de la conductividad térmica cuando la presión interna es inferior a la presión de corte. Por ejemplo, la conductividad térmica del aire seco a presión atmosférica es de aproximadamente 0,026 W/mK.

La introducción de aire en la cavidad interna 62 puede hacerse mediante el dispositivo mecánico 10 cuando éste es reversible, o simplemente abriendo una válvula, conectada por un lado a la cavidad interna 62 y conectada por otro lado al aire libre. Así, cuando la válvula está abierta, la presión dentro de la cavidad interna 62 es igual a la presión atmosférica, que es mucho más alta que la presión de corte.

Se entiende así que, gracias al dispositivo mecánico 10, la presión dentro de la cavidad interna 62 es ajustable, y la conductividad térmica de la pared aislante 6 también es ajustable.

En las realizaciones en las que el dispositivo mecánico 10 es reversible, es decir, configurado para introducir aire en la cavidad 62 a una presión superior a la presión atmosférica, el rango de ajuste de la conductividad térmica es mayor que cuando la introducción de aire se realiza mediante una válvula conectada al aire libre, ya que el aire presurizado tiene una conductividad térmica superior a la conductividad térmica del aire a presión atmosférica. En el ejemplo mostrado en la Figura 1, la cavidad interna 62 es hueca, es decir, está llena sólo de gas.

Cuando la presión dentro de la cavidad interna 62 es menor que la presión atmosférica fuera de la cavidad interna 62, las paredes de la pared aislante 6 tienden a acercarse debido a la diferencia de presión. En otras palabras, la pared aislante 6 tiende a aplastarse cuando el dispositivo mecánico 10 extrae aire de la cavidad interna 62. La pared aislante 6 está ventajosamente diseñada para resistir este aplastamiento, por ejemplo eligiendo un material con suficiente resistencia mecánica.

Ventajosamente, se proporciona un espaciador dentro de la cavidad interna 62 para evitar el aplastamiento de la pared aislante 6 al disminuir la presión interna. A modo de ejemplo no limitativo, el espaciador puede comprender cuñas, o un material poroso, preferentemente de celdas abiertas, siendo el material poroso ventajosamente aislante térmicamente cuando la presión dentro de la cavidad interna 62 es mayor que la presión de corte.

La figura 2 contiene inserciones (a), (b) y (c), que muestran la segunda, tercera y cuarta realización del armario eléctrico, denominadas 2a, 2b y 2c respectivamente. Los elementos de estos armarios que son similares al armario 2 de la primera realización tienen las mismas referencias y funcionan de manera similar. A continuación, se describen principalmente las diferencias entre las variantes mostradas en la figura 2 y las realizaciones mostradas en la figura 1.

Un armario eléctrico 2a, de acuerdo con la segunda realización de la invención, se muestra en el inserto (a) de la figura 2. La pared aislante 6 cubre aquí conjuntamente varias caras adyacentes del armario eléctrico 2a. En el ejemplo mostrado, la pared aislante 6 cubre cuatro caras laterales adyacentes 24 del armario eléctrico 2a.

Según algunos ejemplos, la pared aislante 6 cubre dos caras adyacentes 24 del armario eléctrico 2a. Según otros ejemplos, la pared aislante 6 cubre tres caras adyacentes 24 del armario eléctrico 2a. Más generalmente, se entiende que, independientemente de la forma de la pared aislante 6, la cavidad interna 62 está dispuesta en una sola pieza dentro de la pared aislante 6 y está conectada por un conducto 8 al dispositivo mecánico 10.

En el inserto (b) de la figura 2 se muestra un armario eléctrico 2b según la tercera realización de la invención.

El armario eléctrico 2b comprende varias paredes aislantes 6, cada una de ellas dispuesta, respectivamente, en una cara lateral respectiva 22 del recinto 4.

Las paredes aislantes 6 están unidas entre sí por conectores 8', que conectan fluidamente las respectivas cavidades 62 de dos paredes aislantes 6 adyacentes. Así, la misma presión prevalece en el interior de todas las cavidades internas 62 conectadas entre sí por un conector 8'. Una de las cavidades 62 está conectada de forma fluida al dispositivo mecánico 10 a través del conducto 8, con el fin de extraer o introducir aire conjuntamente en todas las cavidades internas 62 que están conectadas entre sí.

De forma más general, se entiende que varias paredes aislantes 6 pueden estar dispuestas en las caras del recinto 4, incluida la cara superior 22 del recinto 4, como se muestra en la figura 1, estando entonces las paredes aislantes 6 conectadas entre sí mediante los conectores 8' y estando una de las paredes aislantes 6 conectada a un mismo dispositivo mecánico 10 mediante un conducto 8.

En el inserto (c) de la figura 2 se muestra un armario eléctrico 2c según la cuarta realización de la invención.

El armario eléctrico 2c comprende varias paredes aislantes 6, cada una de las cuales está asociada a una cara lateral 22 del recinto 4 y se encuentra aquí dentro del recinto 4. Además del dispositivo mecánico 10, el armario eléctrico 2c comprende un segundo dispositivo mecánico 10', que funciona de forma similar al dispositivo mecánico 10.

En el ejemplo ilustrado, dos de las paredes aislantes 6 están conectadas por un primer conducto 8 respectivo al dispositivo mecánico 10, y otras dos de las paredes aislantes 6 están conectadas por otro conducto 8 al dispositivo mecánico 10'.

De manera más general, se entiende que son posibles muchas combinaciones de las realizaciones de los armarios eléctricos 2, 2a, 2b y 2c, para aislar las caras del recinto 4 del interior o del exterior, estando las paredes aislantes 6 conectadas fluidamente a uno o más dispositivos mecánicos del tipo del dispositivo mecánico 10.

El (los) dispositivo(s) mecánico(s) 10 está(n) controlado(s) por un dispositivo de control 12, según un procedimiento de gestión del aislamiento térmico ahora descrito.

En la Figura 3, el procedimiento de gestión del aislamiento térmico, dado a modo de ejemplo, se muestra esquemáticamente y aquí comprende una etapa 122, una etapa 124 y una etapa 126.

En la etapa 122, el dispositivo de control electrónico 12 adquiere las distintas informaciones sobre las temperaturas interior y exterior y, si procede, la humedad relativa interior HR% gracias al dispositivo de medición 14.

El dispositivo de control 12 está configurado para analizar, en la etapa 124, las mediciones registradas en la etapa 122 , en particular para identificar las condiciones de temperatura y humedad que favorecen la aparición de condensación dentro del recinto 4.

A título de ejemplo no limitativo, se conoce la utilización de un diagrama de entalpía del vapor de agua, también llamado "diagrama de Mollier", que permite identificar, en caso de enfriamiento de una masa de aire inicialmente a una temperatura y con una humedad relativa determinadas, la temperatura a partir de la cual comienza a aparecer la condensación, es decir, el punto de rocío, o “dew point” en inglés.

El dispositivo de control electrónico 12 calcula así una respuesta y envía las instrucciones correspondientes al dispositivo mecánico 10.

En la etapa 126, el dispositivo mecánico 10 extrae o introduce aire en la cavidad interna 62 de la pared aislante 6 según las instrucciones recibidas del dispositivo de control 12.

Por ejemplo, cuando la temperatura externa, medida por el sensor externo 142, es alta, por ejemplo por encima de un primer umbral, aquí igual a 35°C, o a la inversa, cuando la temperatura externa es baja, por ejemplo por debajo de un segundo umbral, estrictamente inferior al primer umbral y aquí igual a 10°C, el dispositivo de acondicionamiento 16 se activa generalmente para mantener los equipos eléctricos del armario 2 a una temperatura media de funcionamiento predefinida, consumiendo entonces el dispositivo de acondicionamiento 16 cantidades significativas de energía. Resulta entonces ventajoso reducir la conductividad térmica de las paredes aislantes 6, extrayendo aire de las cavidades internas 62 de las paredes aislantes mediante el dispositivo mecánico 10.

El diagrama de flujo mostrado en la figura 4 corresponde a una situación en la que la temperatura exterior medida por el sensor externo 142 está comprendida entre el primer umbral y el segundo umbral, es decir, aquí entre 10°C y 35°C.

Entre estas dos temperaturas, particularmente cuando la temperatura diaria varía cíclicamente, la temperatura externa puede ser mayor que la temperatura interna, o viceversa.

Como se ha descrito anteriormente, el riesgo de condensación es potencialmente alto cuando el aire caliente con una alta humedad relativa se enfría, particularmente cuando el aire caliente y húmedo se pone en contacto con una pared fría. En el caso del armario eléctrico 2, la parte del recinto 4 que tiene más probabilidades de generar condensación es la cara superior, es decir, el techo del armario 2, dentro del recinto 4. Por lo tanto, el sensor interno 140 que mide la temperatura interna se coloca ventajosamente en contacto con el techo dentro del recinto 4, aunque, como se ha explicado anteriormente, son posibles otras ubicaciones según las circunstancias.

En una subetapa 130 del procedimiento, la temperatura exterior medida por el sensor externo 142 se compara con la temperatura interior medida por el sensor interno 140. Si la temperatura exterior es más alta que la temperatura interior, las posibilidades de que se forme condensación en el interior del recinto 4 se consideran bajas porque el recinto 4 tiende naturalmente a calentarse. En consecuencia, en una subetapa 132, el dispositivo mecánico 10, controlado por el dispositivo de control 12 , extrae aire de la cavidad interna 62 de la pared aislante 6, a fin de disminuir la conductividad térmica de la pared aislante 6 y retrasar el calentamiento del recinto 4.

Si, en la subetapa 130, la temperatura exterior es inferior a la temperatura interior, entonces en una subetapa 134, el dispositivo de control 12 controla el dispositivo mecánico 10 para introducir aire en la cavidad interior 62.

En una subetapa 136 que sigue a la etapa 134, los riesgos de condensación son evaluados por el dispositivo de control 12 en función, en particular, de las temperaturas interior y exterior y de la humedad relativa HR% en el interior del recinto 4, y por ejemplo según una ley de control predefinida, por ejemplo almacenada en la memoria del dispositivo de control electrónico 12.

A título ilustrativo, cuando el aire del interior del recinto 4 tiene una temperatura de 21°C con una humedad relativa HR% del 50%, utilizando el diagrama de Mollier, se entiende que la humedad relativa de este aire alcanza el 100% si la temperatura de este aire se reduce a unos 11°C. En otras palabras, si la temperatura exterior es inferior o igual a 11°C, es probable que el recinto 4 del armario eléctrico 2, en particular el techo del recinto 4, se enfríe hasta tal punto que pueda producirse condensación en el interior del recinto 4. Por lo tanto, para retrasar el enfriamiento de la pared del recinto 4, se debe extraer el aire de la pared aislante 6 para reducir su conductividad térmica, lo que corresponde a una subetapa 138 de la figura 4.

Por el contrario, si las condiciones de temperatura interior y exterior y de la humedad relativa HR% presentan sólo un bajo riesgo de condensación dentro del recinto 4, entonces el dispositivo de control 12 vuelve a la subetapa 130 descrita anteriormente.

Por supuesto, se pueden implementar otras leyes de control.

En particular, las leyes de control y/o los umbrales de temperatura y/o humedad pueden elegirse de forma diferente si el gas es distinto del aire.

El principio del procedimiento de gestión descrito anteriormente es sólo un ejemplo posible entre otros, y se entiende que son posibles otros procedimientos de gestión para optimizar el consumo de energía del armario eléctrico 2 , en particular en relación con el dispositivo de acondicionamiento 16 si está presente, y para reducir los riesgos de condensación dentro del recinto 4.

Según algunos ejemplos, los procedimientos de gestión del aislamiento pueden utilizar más sensores que en el ejemplo ilustrado, por ejemplo, sensores de luz solar, o pueden utilizar información relativa a las previsiones meteorológicas, siendo estos ejemplos no limitantes.

En los ejemplos ilustrados, sólo las paredes aislantes 6 que comprenden cavidades internas 62 están montadas en el recinto 4. Como alternativa, no mostrada, las paredes aislantes 6 que comprenden una cavidad interna 62 pueden combinarse con aislantes convencionales, por ejemplo para proporcionar continuidad entre las paredes aislantes 6 en lugares del armario eléctrico 2 que tienen formas complejas, como ángulos o esquinas.

En los ejemplos ilustrados, la cavidad 62 está llena de aire. En una variante no mostrada, puede utilizarse un gas distinto del aire, o una mezcla de varios gases, con diferentes coeficientes de conductividad térmica.

Por ejemplo, es posible utilizar un gas que tenga un bajo coeficiente de conductividad térmica, como el criptón, que tiene una conductividad térmica del orden de 0,0088 W/m/K. Así, la pared 6, con una cavidad 62 rellena de un gas de este tipo con un coeficiente de conductividad térmica bajo, tiene unas transferencias térmicas inferiores a las obtenidas con el aire.

Por el contrario, se puede utilizar un gas con un coeficiente de conductividad térmica más elevado, como el helio, que tiene un coeficiente de conductividad térmica del orden de 0,15 W/m/K. Así, la pared 6, llena de dicho gas, favorece el intercambio térmico en comparación con el aire.

El experto en la materia sabrá, por supuesto, elegir el gas o la mezcla de gases adecuados para la aplicación prevista, teniendo en cuenta en particular el coste, el rendimiento y la facilidad de uso.

En particular, se entiende que, a los efectos de esta descripción, todo lo descrito anteriormente con referencia a "un" gas puede transponerse a una mezcla de gases de varios gases.

En otra realización no mostrada, en la que se utiliza un gas distinto del aire, se puede proporcionar un depósito adicional conectado al dispositivo mecánico, para almacenar el gas cuando el dispositivo mecánico extrae el gas de la cavidad 62, siendo extraído el gas del depósito adicional cuando el dispositivo mecánico introduce el gas en la cavidad 62.

Las realizaciones y variantes mencionadas anteriormente pueden combinarse entre sí para generar nuevas realizaciones de la invención.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Armario eléctrico (2; 2a; 2b; 2c) con aislamiento térmico, definiendo el armario eléctrico un recinto (4) para recibir al menos un aparato eléctrico, comprendiendo dicho armario eléctrico al menos una pared (6) térmicamente aislante montada en una cara (22; 24) del armario eléctrico, comprendiendo dicho aislamiento una cavidad interna hueca (62), caracterizado porque el armario eléctrico comprende además:

un dispositivo mecánico (10; 10'), como un compresor o una bomba, configurado para cambiar la presión dentro de dicha cavidad (62), estando el dispositivo mecánico conectado fluidamente a dicha cavidad, al menos un dispositivo de medición (14), configurado para determinar una diferencia de temperatura entre el interior del armario y el exterior del mismo,

un dispositivo de control electrónico (12 ), configurado para controlar el dispositivo mecánico (10; 10') con el fin de modificar la presión dentro de dicha cavidad (62) en función de la diferencia de temperatura medida.

2. Armario eléctrico (2; 2a; 2b; 2c) según la reivindicación anterior, caracterizado porque el dispositivo mecánico (10; 10') está configurado para extraer o introducir un gas o una mezcla de gases en la cavidad interna (62).

3. Armario eléctrico (2; 2a; 2b; 2c) según la reivindicación anterior, caracterizado porque el dispositivo mecánico (10, 10') está configurado además para introducir un gas o una mezcla de gases en la cavidad interna (62) a una presión superior a la atmosférica.

4. Armario eléctrico (2; 2a; 2b; 2c) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de medición (14) comprende un primer sensor de temperatura (142) para medir la temperatura en el exterior del armario eléctrico, y un segundo sensor de temperatura (140) para medir la temperatura en el interior del armario eléctrico.

5. Armario eléctrico (2; 2a; 2b; 2c) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de medición (14) comprende un sensor de humedad (140) capaz de medir la humedad relativa en el interior del recinto (4), y porque el dispositivo de control (12) está configurado además para controlar el dispositivo mecánico (10; 10') de manera que modifique la presión en el interior de la cavidad interna (62) también en función de la humedad relativa medida.

6. Armario eléctrico (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pared aislante (6) está colocada en una cara superior (22) del armario, en particular para cubrir dicha cara superior al menos parcialmente.

7. Armario eléctrico (2a) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la pared aislante (6) se extiende en una sola pieza sobre al menos una parte de la periferia del armario eléctrico, de manera que cubre una pluralidad de caras adyacentes (22; 24) del armario eléctrico.

8. Armario eléctrico (2b) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el armario comprende al menos dos paredes térmicamente aislantes (6), cada una de ellas asociada a una cara (22; 24) del armario eléctrico, estando las dos paredes aislantes unidas por un conector (8') que conecta fluidamente las respectivas cavidades internas (62) de dichas paredes aislantes, estando una de dichas cavidades conectada fluidamente a un mismo dispositivo mecánico (10) o a dispositivos mecánicos separados.

9. Armario eléctrico (2c) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el armario comprende al menos dos paredes térmicamente aislantes (6), cada una de ellas asociada a una cara (22; 24) del armario eléctrico, estando las respectivas cavidades internas (62) de dichas paredes aislantes conectadas cada una de ellas de forma fluida a un dispositivo mecánico (10; 10').

10. Armario eléctrico (2; 2a; 2b; 2c) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, caracterizado porque el gas contenido en la cavidad interna (62) es aire.

11. Armario eléctrico (2; 2a; 2b; 2c) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, caracterizado porque el gas contenido en la cavidad interna (62) es una mezcla de gases con diferentes coeficientes de conductividad térmica.

12. Procedimiento de gestión del aislamiento térmico de un armario eléctrico (2; 2a; 2b; 2c) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el procedimiento de gestión del aislamiento comprende las siguientes etapas:

a) una primera etapa (122) que consiste en la adquisición de las mediciones del dispositivo de medición (14);

b) una segunda etapa (124) que consiste en el análisis de las mediciones por el dispositivo de control electrónico (12 ) y en el cálculo de una respuesta;

c) una tercera etapa (126) que consiste en extraer o introducir aire en la cavidad interna (62) de la pared aislante (6) mediante el dispositivo mecánico (10; 10').

13. Procedimiento de gestión del aislamiento térmico según la reivindicación anterior, caracterizado porque en la segunda etapa (124), cuando la temperatura medida por el sensor externo (142) de la temperatura exterior es superior a un primer umbral o inferior a un segundo umbral, siendo el segundo umbral estrictamente inferior al primer umbral, entonces en la tercera etapa (126) el dispositivo mecánico (10; 10') extrae aire de la cavidad interna (62) de la pared aislante (6).

14. Procedimiento de gestión del aislamiento térmico según una cualquiera de las reivindicaciones 12 o 13, caracterizado porque en la segunda etapa (124), cuando la temperatura medida por el sensor externo (142) de la temperatura exterior está comprendida entre el primer umbral y el segundo umbral, si en una primera subetapa (130) la temperatura exterior es superior a la temperatura interior, o si en una segunda subetapa (136) se detectan condiciones propicias para la aparición de condensación en el recinto (4), entonces en la tercera etapa (126) el dispositivo mecánico (10 ; 10') extrae el aire de la cavidad interior (62) de la pared aislante (6).