Cichy zabójca: Jak kondensacja skraca żywotność baterii i zagraża elektronice

Co powoduje kondensację?

Kondensacja to naturalny proces, który zachodzi, gdy ciepłe powietrze styka się z powierzchnią chłodniejszą niż punkt rosy otaczającego powietrza. W przypadku zewnętrznych obudów elektrycznych, kondensacja jest zwykle spowodowana:

• zmianami temperatury
• wysoką wilgotnością
• nieodpowiednim uszczelnieniem
• ciepłem generowanym przez działającą elektronikę w połączeniu z niską temperaturą otoczenia.
  
  

Każda z tych przyczyn powoduje, że ciepłe powietrze wewnątrz obudowy styka się z zimną powierzchnią na płytce drukowanej (PCB) lub baterii. Wówczas wilgoć kondensuje się w kropelki, tworząc cienką warstwę wody na PCB lub baterii..

Dlaczego kondensacja stanowi problem dla zamkniętej elektroniki?

Urządzenia elektroniczne są zaprojektowane do pracy w określonych warunkach środowiskowych, w tym przy określonym poziomie wilgotności. Nadmierna wilgoć może zakłócać prawidłowe funkcjonowanie urządzenia, prowadząc do usterek lub nagłych wyłączeń.

1. 1. Zardzewiałe komponenty elektroniczne

Kondensacja powoduje powstawanie rdzy na metalowych częściach. W miarę postępu korozji, osłabia ona połączenia i obniża ogólną wydajność elektroniki. Z czasem urządzenie zaczyna działać nieprawidłowo i w końcu ulega awarii.

2. Uszkodzenie ścieżek na płytce drukowanej (PCB)

Narażenie miedzianych ścieżek na płytce drukowanej na działanie elektrolitycznej cieczy (nawet łagodnego elektrolitu, jakim jest woda) powoduje natychmiastowy przepływ prądu między ścieżkami. Ciągły przepływ prądu usuwa tlenek miedzi, tworząc zielony nalot podobny do tego, jaki można zobaczyć na połączeniach akumulatora samochodowego.

Istnieją dwa rodzaje korozji, które mogą spowodować uszkodzenie PCB (lub baterii):

• Korozja galwaniczna: Elektrolity w cieczy usuwają wystarczającą ilość tlenku miedzi, aby przerwać ścieżkę i zatrzymać dopływ prądu do odpowiednich miejsc.
• Korozja dendrytyczna: Elektrolity usuwają miedź z jednej ścieżki i tworzą zupełnie nową ścieżkę, co powoduje zmianę połączenia, modyfikując zamierzony projekt i prowadząc do awarii urządzenia.
  
  

Uszkodzone ścieżki na PCB mogą również powodować poważne straty danych, nawet jeśli urządzenie nadal działa.

3. Zagrożenie pożarowe

Woda wewnątrz obudowy zwiększa prawdopodobieństwo zwarć elektrycznych spowodowanych przepływem prądu w obwodach zwarciowych. Zwarcia te mogą prowadzić do iskrzenia, przegrzewania się, a nawet pożarów, co stanowi poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa.

4. Skrócona żywotność baterii

Gdy bateria jest narażona na kondensację, woda może przeniknąć do ogniwa baterii, zwiększając opór wewnętrzny. Wyższy opór wewnętrzny obniża efektywność energetyczną, powodując szybsze wyładowanie baterii i ostatecznie uniemożliwiając jej ponowne naładowanie. Ponadto, jak omówiono powyżej w punkcie 2, kondensacja może sprzyjać wzrostowi dendrytów wewnątrz baterii, zwłaszcza w bateriach litowo-jonowych. Choć bateria może nie ulec natychmiastowej awarii po ekspozycji, z czasem traci zdolność ładowania. Ostatecznie, bateria całkowicie przestanie działać, ponieważ urządzenie nie będzie mogło pobierać wystarczającej ilości energii.

5. Zmniejszona efektywna pojemność baterii

Elektrolity są niezbędne do przemieszczania jonów w baterii, co umożliwia przepływ energii. Woda może rozcieńczać elektrolit, wpływając na pojemność i wydajność baterii z biegiem czasu.

Jak zapobiegać kondensacji

Skupienie się na odpowiednim projektowaniu obudów jest kluczowe w celu zminimalizowania ryzyka kondensacji i skrócenia żywotności baterii. Obejmuje to wybór materiałów odpornych na wilgoć, zastosowanie skutecznych uszczelek i uszczelnień oraz zapewnienie odpowiedniej wentylacji do regulacji wewnętrznej temperatury i wilgotności.

Grzejniki do szaf: Zapobiegają spadkom temperatury wewnątrz obudowy i zapewniają równomierne rozprowadzanie ciepłego powietrza wewnątrz.

Wentylatory filtrujące: Zapobiegają przegrzewaniu i uszkodzeniom instalacji.

Termostaty i higrostaty: Zapewniają idealne warunki w obudowach i szafkach sterowniczych. Nasze regulatory temperatury i higrostaty kontrolują i regulują podłączone grzejniki, wentylatory z filtrami oraz wymienniki ciepła w aplikacjach AC i DC (regulatory DC).

Systemy zdalnego monitorowania: dostarczają prognostyczne i prewencyjne dane, aby zapewnić, że zawsze jesteś na bieżąco z potencjalnymi problemami wywołanymi przez kondensację.

Środki osuszające Substancje używane do pochłaniania wilgoci i utrzymania niskiego poziomu wilgotności wewnątrz obudów elektrycznych. Saszetki z żelem krzemionkowym i inne materiały osuszające można umieścić w obudowie, aby utrzymać suche środowisko wewnętrzne i wolne od kondensacji. Jednak środki osuszające mogą tracić swoją skuteczność z czasem.

Regularna konserwacja jest kluczowa w zapobieganiu problemom związanym z kondensacją. Regularne inspekcje i czyszczenie obudowy, sprawdzanie oznak wilgoci oraz wymiana uszkodzonych uszczelek lub uszczelnień mogą znacznie przedłużyć żywotność i wydajność urządzeń elektronicznych.

Podsumowanie

Kondensacja stanowi poważne zagrożenie dla elektroniki w zewnętrznych obudowach elektrycznych i baterii zamkniętych w obudowach. Pozornie nieszkodliwa obecność wody może prowadzić do korozji, zwarć elektrycznych i utraty danych, a także wpływać na wydajność i żywotność baterii. Zrozumienie zagrożeń związanych z kondensacją i podjęcie działań zapobiegawczych w celu ochrony urządzeń elektronicznych może uchronić przed kosztownymi naprawami i zapewnić nieprzerwane działanie instalacji. Dążenie do odpowiedniego projektowania obudów, wdrażanie monitorowania środowiskowego i regularna konserwacja to kluczowe kroki w zabezpieczaniu inwestycji i utrzymaniu elektroniki w jak najlepszym stanie.

W STEGO wierzymy, że ochrona przed kondensacją, ciepłem i zimnem powinna być najbardziej oczywistym elementem twojej instalacji. Dlatego korzystamy z niemieckiej myśli technicznej, aby tworzyć komponenty najwyższej jakości, chroniące twoje instalacje przed wszystkim, co Matka Natura może im zgotować. Od ponad 40 lat jesteśmy pionierami w zarządzaniu temperaturą; instalując produkty STEGO w swoich obudowach elektrycznych, możesz być pewien, że będą one niezawodnie chronione przez długi czas eksploatacji.