#232 INERZIA TERMICA VS TEMPERATURA AMBIENTE
La temperatura aumenta e sono infiniti i motivi per cui questo può accadere. Per evitare che possa arrivare a danneggiare una qualsiasi apparecchiatura si predispone un dispositivo di sicurezza termica, che interviene interrompendo il passaggio di corrente. Questa azione però non garantisce automaticamente il salvataggio della macchina perché non dobbiamo scordarci che si deve prendere in considerazione l’inerzia termica.
La temperatura aumenta fintanto che il circuito viene alimentato, poi tutto si ferma. A seconda della velocità con cui la temperatura è arrivata alla soglia di intervento, la stessa proseguirà per un periodo di tempo variabile. L’intensità termica andrà poi gradualmente a diminuire. Parliamo della cosiddetta inerzia termica.
Può trattarsi di un tempo estremamente ristretto che si traduce in pochissimi gradi che in nessun modo possono recare danni. Ma quando le potenze in gioco sono alte la differenza tra temperatura d’intervento e temperatura raggiunta a seguito dell’inerzia termica può essere molto diversa. Questo potrebbe portare a una temperatura ambiente estremamente più alta di quella di lavoro o d’intervento. In questo caso è bene assicurarsi che questo fenomeno non possa compromettere dispositivi, componenti, macchine o altro.
La temperatura ambiente è quella temperatura che troviamo, lo dice la parola stessa, nell’ambiente dove il nostro dispositivo è applicato e va a lavorare. Per ambiente va considerato in maniera stretta il luogo esatto dove esso viene posizionato. Quindi, se viene posizionato all’interno di una macchina, dentro una scatola, piuttosto che in un armadio, saranno questi gli ambienti, indipendentemente dalla posizione o dal luogo in cui queste macchine o questi armadi si trovano.
Questo è il motivo per cui le temperature d’intervento dei termostati sono quasi sempre molto superiori a qualsiasi temperatura a cui è abituato l’essere umano. Infatti, queste vanno oltre i 100°C, oltre i 200°C e nel caso dei termostati TK24 THERMOREX possiamo arrivare fino a 425°C. Nell’ambiente in cui saranno applicati si potrà raggiungere quella temperatura, ma non si dovrà andare oltre.
Se è previsto che un termostato possa arrivare a trovarsi in un ambiente con temperature alte, allora bisognerà accertarsi che i materiali che lo compongono possano resistere a quelle temperature. Per esempio, i modelli TK24 e TK32 al di sopra dei 150°C vengono costruiti con un corpo ceramico.
In genere, dove la temperatura può salire in modo compromettente, i progetti prevedono sistemi di dissipazione del calore e anche interventi diretti come ventole di raffreddamento. Queste vengono azionate da termostati (o protettori termici) con contatti normalmente aperti, o con contatti in scambio, un SPDT per intenderci. Significa che, raggiunta la temperatura prevista, le ventole si azionano e contemporaneamente viene sospesa l’alimentazione del circuito, la temperatura scende e l’applicazione è salva.
Ci sono un paio di occasioni pericolose in cui un imprevisto aumento della temperatura può in un caso compromettere il funzionamento del dispositivo, e nell’altro può pericolosamente generare una riattivazione del circuito.
Il primo caso è quello dei termostati a bulbo di sicurezza. Se si supera una determinata temperatura, la membrana, o valvola, che porta all’apertura dei contatti in seguito all’espansione del gas o del liquido contenuto nel bulbo e nel capillare, potrebbe danneggiarsi irrimediabilmente. In questo modo il termostato interviene ma non si ripristina nemmeno forzando il pulsante di riarmo. Per questo motivo un termostato a bulbo di buona qualità e con buone prestazioni avrà una temperatura di resistenza massima del bulbo di almeno 70 – 80°C. Alcune Case si limitano a garantire un 10 – 15% in più oltre l’intervento. In questo caso, il termostato farà comunque il suo lavoro e interverrà, ma poi sarà da sostituire.
Il secondo caso invece riguarda i termofusibili. Sappiamo che il TF (Functioning temperature) è la temperatura alla quale il thermal pellet passa dallo stato solido a quello liquido provocando l’apertura del circuito elettrico. Sappiamo anche che il TH (Holding temperature) è la temperatura massima alla quale il termofusibile può lavorare senza innescare un processo di invecchiamento precoce del thermal pellet e danneggiarsi per 168 ore.
Infine, abbiamo analizzato il TM (Maximum temperature Limit). Questa è la temperatura massima alla quale le proprietà meccaniche ed elettriche del termofusibile possono essere mantenute per dieci minuti senza rischio di ripristino della conducibilità elettrica e conseguente ritorno al funzionamento. Se questa temperatura viene raggiunta e mantenuta oltre i limiti, la situazione può diventare molto pericolosa. Il dispositivo, intervenuto per proteggere l’applicazione, torna a funzionare e non rimangono altri dispositivi di sicurezza oltre al termofusibile.
A onor del vero va detto che il Tm è in genere molto più altro del Tf. Questo dovrebbe rendere particolarmente difficile il raggiungimento di tale temperatura. Tuttavia, la prudenza non è mai troppa ed è importante considerare il maggior numero di fattori di rischio quando si sviluppa un nuovo progetto. È molto importante valutare e scegliere il prodotto giusto da usare e confrontarsi con addetti ai lavori e con gli uffici tecnici delle Case produttrici.
Questa prassi per R&D Components rappresenta la normalità operativa. Saremo contenti di poter mettere tutta la nostra esperienza, e quella dei nostri partner, al vostro servizio, per rendere i vostri progetti i più performanti che ci possano essere.
