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Collaboration entre Telerex et OTS ; plus de 10 ans d'expérience combinée dans le domaine thermique

Telerex dispose d'une vaste gamme de produits pour le refroidissement des composants et des systèmes électroniques, tels que les dissipateurs de chaleur, les éléments Peltier, les matériaux d'interface thermique, les plaques froides, les refroidisseurs, les ventilateurs et les assemblages électriques thermiques.

Dans la livraison des produits standard, Telerex joue le même rôle qu'un pharmacien. Toutefois, dans la pratique, nous sommes également confrontés à des problèmes de refroidissement lorsqu'un produit standard ne peut suffire ou lorsque la solution de refroidissement thermique n'est pas claire. Dans certains cas, il arrive même que nous devions nous demander s'il est chaque fois possible de refroidir l'électronique dans les limites des exigences prédéfinies. Par exemple, pour les armoires systèmes hermétiquement fermées, lorsque l'équipement est placé sous vide ou lorsque l'électronique à refroidir se trouve à des températures ambiantes très élevées ou très basses.

S'il devient évident qu'un problème thermique ne peut être résolu avec un produit de série, Telerex fait appel à son spécialiste favori. Il s'agit de la société d'ingénierie Optimal Thermal Solutions (OTS). OTS se concentre sur la gestion de la chaleur de l'électronique.

un système de refroidissement pour un grand boîtier de mesureOTS propose des solutions intégrales, dans lesquelles l'ensemble du système est pris en compte pour obtenir le résultat le plus favorable. OTS dispose d'installations de laboratoire thermique et d'outils logiciels pour aider à la conception du système de refroidissement sur mesure. En collaboration avec le client, des calculs analytiques, des simulations informatiques et des tests expérimentaux sont utilisés pour élaborer la solution thermique/mécanique la plus appropriée et pour réaliser par ce biais les prototypes éventuels. Rien n'est de série et tout est conçu de manière personnalisée. Telerex s'occupe des installations de production et de l'ensemble du processus logistique, au sein de son propre groupe industriel et grâce aux bonnes relations qu'elle entretient avec ses fournisseurs.

Une situation clairement gagnante pour vous en tant que client dans laquelle, grâce aux connaissances et à l'expertise d'OTS, combinées au réseau Telerex, vous êtes complètement déchargé de tout souci. Dès le début du projet, vous pouvez compter sur une solution efficace entièrement garantie pour votre application, dans le délai convenu entre nous. La demande suivante d'un client, très exigeante, est un bon exemple de ce que nous pouvons faire en unissant nos forces.

De l'idée à la réalisation – Refroidir dans des conditions extrêmes

Chez Telerex, nous aimons réfléchir avec nos clients, même si ceux-ci recherchent une solution pour des circonstances extrêmes. Le client nous avait demandé si nous pouvions l'aider à mettre au point un système de refroidissement pour un grand boîtier de mesure. Le lieu pour lequel la demande est faite est un grand hall d'usine, dont les extrémités sont souvent ouvertes et dont l'air est souvent très pollué du fait du processus. Les points de départ de la conception sont le lieu très pollué, combiné à des températures ambiantes allant de -50 °C à 60 °C, et la température constante exigée dans le boîtier de mesure de -5 °C à 25 °C, pour des charges thermiques variant de 100 à 400 W. Sur le plan de la maintenance et de la fiabilité, la première idée du client était d'envisager un système de refroidissement basé sur l'effet Peltier.Une demande très spécifique de la part d'un client, pour laquelle un défi passionnant nous attendait.

Les souhaits du client

Lors d'un premier entretien avec OTS et le client, les conditions limites thermiques et mécaniques les plus importantes qui devront être prises en compte sont répertoriées. Sur cette base, un projet thermique est ensuite réalisé. La puissance calorifique maximale de l'électronique à l'intérieur du boîtier hermétiquement scellé, selon la norme IP65, est de 400 W. C'est sans compter la puissance dissipée qui sera nécessaire pour le système de refroidissement. Cette puissance doit également être libérée dans l'environnement dans une situation de température extrême de +60 °C. En fonctionnement normal, la puissance calorifique à l'intérieur du boîtier est de 400 W au maximum et la température, quelle que soit la température ambiante, doit rester comprise entre 20 °C et 30 °C au maximum. En outre, le client ne souhaitait pas que des ventilateurs situés à l'intérieur et à l'extérieur du boîtier soient utilisés pour le refroidissement. Pour finir, il fallait également qu'il soit possible de faire démarrer le système à une température ambiante de -50 °C, la température à l'intérieur du boîtier devant être supérieure à 0 °C en quelques heures, pour que l'appareillage interne puisse être enclenché.

Notre solution

En se basant sur les informations obtenues, le choix d'une solution à effet Peltier a été immédiatement abandonné car l'efficacité de ce type de refroidissement en cas de grandes différences de température est très faible, à savoir une efficacité comprise entre 10 % et 30 % maximum seulement. En outre, l'exigence d'absence de ventilateur n'est plus nécessaire car à l'intérieur du boîtier, un gradient de température excessif interviendra sans ventilateur, et à l'extérieur, le dissipateur de chaleur du condenseur deviendra très volumineux. En fonction de toutes les exigences, une solution de refroidissement basée sur le fonctionnement d'un système industriel conventionnel de réfrigération/conditionnement a été choisie :

  • Compresseur
  • Cuve de stockage pour le réfrigérant, afin qu'il y ait toujours suffisamment de réfrigérant dans la plage de température
  • Vanne de détente pour contrôler la température de l'évaporateur sur une large plage de températures extérieures
  • Évaporateur sur mesure, composé d'une plaque d'aluminium avec des tuyaux en cuivre et, à l'intérieur du boîtier, un dissipateur thermique à refroidissement forcé
  • Condenseur construit au moyen d'un grand dissipateur de chaleur, avec à la base les tuyaux de refroidissement, qui sont en contact avec l'air extérieur, là où le transfert de chaleur a lieu par convection forcée vers l'air ambiant.

composants de système de refroidissement développés

La pompe du compresseur déplace l'énergie thermique de l'intérieur vers l'extérieur du boîtier, ce qui fait baisser la température à l'intérieur de celui-ci (comme pour la climatisation dans la maison ou dans la voiture). Le rendement, c'est-à-dire le rapport entre la consommation électrique du compresseur et la puissance de refroidissement, est très élevé du fait du choix cette technologie et se situe entre 200 % et 300 %. Le condensateur, tout comme la plaque noire à l'arrière d'un réfrigérateur ou l'unité extérieure de la climatisation, a été remplacé par un dissipateur de chaleur à ailettes hautes. Les ailettes sont largement espacées pour réduire au minimum le colmatage dû à la saleté présente dans l'environnement. Le nettoyage peut également être effectué de manière rapide et conviviale. Les dimensions du dissipateur thermique (l 650 x H 620 x P 165) ont été élargies, parce qu'il exige que la température du gaz comprimé ne dépasse pas 80 °C pour une charge de 600 W (dissipation interne plus puissance du compresseur) et 60 °C pour l'air ambiant. L'air est soufflé à travers le dissipateur de chaleur au moyen de ventilateurs IP68. En outre, des éléments de refroidissement séparés ont été conçus pour refroidir à la fois le compresseur et le contrôleur du compresseur dans le boîtier étanche IP65.

Au cours du processus de conception, des méthodes de calcul analytique et des techniques de simulation informatique (Computational Fluid Dynamics) ont été utilisées pour parvenir à la meilleure conception possible, qui puisse répondre à toutes les exigences à la fois.

Les différents éléments ont été minutieusement testés au niveau du prototype, entre autres par diverses simulations dans une chambre climatisable, afin de pouvoir garantir le fonctionnement aux différentes températures ambiantes. Une fois la phase de test finalisée, suit la phase dans laquelle le produit final est défini et celle de prise en compte des autres souhaits. L'unité de refroidissement, installée à l'arrière du boîtier, peut ainsi être facilement entretenue et l'ensemble du système de refroidissement peut être aisément démonté. Cela permet de remplacer une unité dans un court laps de temps.

Vous recherchez une solution thermique pour votre application ? Vous êtes curieux de savoir quelle création innovante nous pouvons imaginer et concevoir pour votre application ? Contactez-nous.

Formations en thermique

Dans le prolongement des services thermiques étendus de Telerex, nous organisons des cours et des ateliers dans le domaine des applications thermiques. Nous donnons ces cours avec la collaboration d'OTS.
OTS combine des calculs analytiques, des simulations sur ordinateur et des tests expérimentaux, qui servent de base pour les formations. Vous souhaitez y participer vous-même ou vous avez des ingénieurs thermiciens à votre service, pour lesquels une formation pourrait être intéressante ? Consultez ici les diverses formations.

Si vous le souhaitez, nous pouvons également vous proposer une formation dans vos locaux.
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