Le apparecchiature elettriche producono calore che potrebbe aumentare la temperatura del locale in cui sono installate. Per dissipare questo calore, bisogna verificare che ci sia un’adeguata ventilazione naturale o provvedere a realizzare una ventilazione forzata.
Le apparecchiature elettriche (trasformatori, UPS, quadri elettrici, ecc.), durante il loro servizio, producono calore dovuto alle perdite per effetto Joule. Se il calore prodotto è in grado di alzare in maniera non accettabile la temperatura del locale in cui le apparecchiature sono installate, questo calore deve essere dissipato dal locale stesso. Per fare ciò, è necessario verificare se è presente un’adeguata ventilazione naturale; in caso contrario occorre provvedere a realizzare una ventilazione forzata. La potenza dissipata dai componenti elettrici è un dato caratteristico dei componenti stessi e può essere desunta dai cataloghi dei costruttori.
La ventilazione naturale
Con la ventilazione naturale il ricambio dell’aria avviene attraverso l’effetto camino. L’aria calda del locale fuoriesce da un’apertura posta verso la sommità del locale stesso e viene rimpiazzata da aria più fresca che entra da un’apertura posta verso la parte bassa del locale.
La ventilazione del locale sarà pertanto determinata da due fattori:
- ampiezza delle aperture di ventilazione (più sono grandi più aria entra);
- interasse “h” fra le due aperture (maggiore interasse implica maggior effetto camino).
Per dimensionare le aperture di ventilazione è possibile procedere col calcolo descritto nel seguito. La formula indicata è valida considerando una temperatura interna di 40 °C e una esterna di 30 °C; qualora la differenza termica fra esterno e interno fosse molto diversa da 10 °C sarebbe necessario svolgere ulteriori considerazioni di carattere termico.
La superficie netta delle aperture di ventilazione dovrà essere pari a:
A = (0,238 * Pdiss) / radq (h)
Dove:
- A= superficie netta apertura in mq;
- Pdiss= potenza da dissipare in kW;
- radq (h)= radice quadrata del valore di interasse (h) fra le aperture in m.
Precedentemente si è più volte fatto riferimento al concetto di superficie netta. Questo perché dalla superficie dell’apertura nella parete è necessario sottrarre la superficie delle griglie di protezione (nel caso di griglie in vetroresina si può stimare che la superficie occupata dalle griglie sia pari al 10% della superficie totale).
Ovviamente la superficie netta indicata può essere raggiunta realizzando più aperture, la cui somma restituisce il valore complessivo richiesto. A titolo esemplificativo, si riporta nella tabella 1 un riepilogo delle aperture necessarie alla ventilazione di locali contenenti trasformatori MT/BT in resina.
La ventilazione forzata
Con la ventilazione forzata il ricambio d’aria avviene tramite un ventilatore che aspira l’aria calda da dentro il locale e la espelle verso l’esterno. Per il reintegro dell’aria espulsa sono sempre necessarie griglie di ventilazione per la ripresa. È fondamentale, anche in questo caso, che il flusso d’aria investa i componenti: una griglia di ripresa sulla stessa parete della ventola di estrazione sarebbe quasi del tutto inutile (per ovviare al problema è sufficiente canalizzare l’aria sulla parete opposta a quella di espulsione dell’aria).
La portata che deve presentare l’estrattore in base alla potenza termica da dissipare è riportata nella formula seguente:
Q = 343 * Pdiss
Dove:
- Q = portata del ventilatore in mc/h;
- Pdiss = potenza da dissipare in kW.
Una volta determinata la portata di cui si necessità, bisogna dimensionare le aperture per la ripresa dell’aria. Questa può essere determinata considerando una velocità massima dell’aria in ingresso pari a 3 m/s se nel locale non sono presenti operatori o pari a 1 m/s se è invece prevista la presenza di operatori.
Pertanto
A = Q / (3600 * v)
Dove:
- A = superficie griglia di ripresa;
- Q = portata estrattore;
- v = velocità aria in ingresso.
Anche in questo caso si fa sempre riferimento a superficie netta. Pertanto, dalla superficie dell’apertura nella parete è necessario sottrarre la superficie delle griglie di protezione come già indicato per la ventilazione naturale (nel caso di griglie in vetroresina si può stimare che la superficie occupata dalle griglie sia pari al 10% della superficie totale).
Condizionamento
Risulta del tutto evidente che, dove la soluzione della ventilazione non sia praticabile (ad esempio in luoghi in cui l’introduzione di aria esterna porterebbe quantitativi di polvere non compatibili al corretto funzionamento dei componenti installati all’interno del locale tecnico), si dovrà ricorrere al raffrescamento degli ambienti a mezzo di condizionatori.
La potenza termica del condizionatore sarà pari ad almeno la potenza termica da dissipare; va da sé che se ci sono problemi di temperatura legati ad altri fattori (come, ad esempio, all’irradiazione solare del locale), la potenza termica del condizionatore dovrà tenere conto anche di questi.
Nella tabella 2 si riporta, per comodità, una tabella di conversione da BTU (in realtà BTU/h) a kW.
