Schaltschrankklima

Intelligente Luftführung spart bis zu 23 % Energie

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Aber auch die Schaltschrankhersteller haben die Leistungsfähigkeit ihrer Kühlgeräte deutlich verbessert. Namhafte Schaltschrankhersteller, die Systempartner in der Green Carbody Allianz sind, entwickeln heute Klimageräte, welche die Kühlluft bedarfsgerecht und mit minimalem Aufwand zur Verfügung stellen. Zusätzlich kann die Steuerung der Klimageräte über eine Energie-SPS erfolgen, so dass eine Regelstrategie energetisch optimal auf die momentanen Anlagenerfordernisse gefahren werden kann.

Luftströme im Schaltschrank aktiv steuern

Das Schaltschranksystem LSC-Airstream ermöglicht die zielgenaue Führung der Luftstöme im Schaltschrank: Standard Stege können in einem 50 mm Raster mit unterschiedlichen Drahtkämmen und sogenannte Airblades bestückt werden. Ein Airblade ähnelt auf den ersten Blick einem Flugzeugflügel. Diese Flügelform, die aus der Luftfahrttechnik stammt, führt strömungstechnisch dazu, dass an den Abrisskanten die Luft nicht verwirbelt und der Luftstrom versiegen könnte. Stattdessen kann der Luftstrom zielgenau gesteuert und einzelne Wärmenester können „direkt belüftet“ werden. Damit kann die Betriebswärme nicht nur generell sondern auch punktuell abgeführt werden.

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Energie- und Ressourceneffizienz in der Green Carbody Allianz

Unter der Federführung von Volkswagen wurde zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik im Jahr 2009 die Green Carbody Innovationsallianz ins Leben gerufen. Lütze hat sich das Projekt „Klimatisierung von Schaltschränken im Karosseriebau“ auf die Fahnen geschrieben. Im Rahmen des Projektes wird unter anderem das thermische Verhalten im Schaltschrank mit Hilfe von 48 Sensoren in der Praxis aufgezeichnet und analysiert. Parallel dazu wird unter Laborbedingungen das thermische Verhalten im Schaltschrank nachgebildet. Mit Hilfe diverser Parameter kann ein Vier-Quadranten-Modell für Temperatur-und Strömungsfeldveränderungen simuliert werden. Ziel dieser Simulation ist es, Maßnahmen und Parameter für die Energieeffizienz aufzuzeigen und zu quantifizieren. Ab Oktober 2010 wurde mit der Messdatenerfassung im Volkswagenwerk Wolfsburg begonnen. Parallel dazu erfolgten Messungen an unterschiedlichen Musterklimageräten bei Rittal als auch an LSC-Musteraufbaurahmen bei Lütze.

Neben der gezielten Beeinflussung der Luftströme im Schaltschrank durch die Airblades wird auf eine optimierte Luftzirkulation im Schrankinneren gesetzt. Bei dem Verdrahtungssystem handelt es sich um einen modularen Aluminiumrahmen der für die Verdrahtung eine weitere Ebene in der Tiefe des Schaltschrankes hinter den Bauteilen nutzt.

Permanente Luftzirkulation zwischen warm und kalt

Anders als beim konventionellen Schaltschrankaufbau gibt es keine strömungstechnisch ungünstigen Kabelkanäle mehr. Durch die Trennung in eine Aufbau- und eine Verdrahtungsebene bildet sich hinter dem Verdrahtungsrahmen ein Kamineffekt. Die warme Luft wird, je nach Kühlung, abgeführt. Idealtypisch wird die kalte Luft hinten nach unten geleitet und strömt vorne wie beim Kamineffekt nach oben.

Verbessert wird dieser Effekt durch die Verwendung von Drahthaltern an der Verdrahtungsrückseite. So wird die Verkabelung kompakter und unterbricht nicht den Luftstrom. Im Ergebnis steigt die warme Luft kontinuierlich an der Vorderseite der Verkabelung – von den Bauteilen kommend – nach oben. Auf der Rückseite der Verkabelung entsteht somit eine „Cool Zone“. Diese kühlere Luft wird über einen Sogeffekt von der warmen Luft an der Verdrahtungsfront wieder angesaugt.

Im Ergebnis entsteht somit eine permanente Luftzirkulation zwischen wärmerer Verdrahtungsvorderseite und kühlerer Verdrahtungsrückseite. Unter bestimmten Voraussetzungen ist sogar der Einsatz des LSC-Airstream Verdrahtungssystems ohne externes Kühlgerät möglich – insbesondere dann, wenn die Umgebungstemperatur unterhalb von 35°C liegt.

Montagerahmen modular und webbasiert konfigurieren

Mit dem kostenlosen Online-Konfigurator können Anwender ohne Mühe auf das Verdrahtungssystem umsteigen bzw. es sich selbst konfigurieren. Eine intuitive Bedienung, zahlreiche Hilfefeatures und vorgegebene Standardeinstellungen ermöglichen eine einfache Bedienung. Registrierte Nutzer können, neben dem Download einer Schaltschrankzeichnung als PDF alle Parameter in einer Merkliste absichern und zu einem späteren Zeitpunkt weiterbearbeiten.

* Martin Lack ist Produktmanager Cabinet bei der Friedrich Lütze GmbH in 71384 Weinstadt

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