Ausgabe 5 /2013 - technik + EINKAUF

EINKAUFSFÜHRER SCHALTSCHRANK-KLIMATISIERUNGTECHNIK-WIKIwww.technikundeinkauf.deTel: +49 8191 125 100SchaltschrankklimatisierungSinn und Zweck der Schaltschrankklimatisierungist der Schutz derim Schaltschrank eingebautenelektronischen Komponenten vorzu hohen Temperaturen.Passive KlimatisierungDie passive Klimatisierung geschiehtohne weitere Geräte überLüftungsgitter oder über dieWände des Schaltschranks. Voraussetzungfür die passive Klimatisierung:die Temperatur der Umgebungmuss deutlich unter derangestrebten Innentemperaturder Schaltschranks liegen. Diesepassive Klimatisierung kann optimiertwerden über das Design derLüftungsschlitze und die Art derKopplung von heißen Komponentenmit der Gehäusewand.Aktive KlimatisierungDie aktive Kühlung über Zusatzgeräteim Schaltschrank ist Voraussetzung,wenn die passivenicht ausreicht. Die möglichenKomponenten für diese Kühlungsind: Lüfter, Wärmetauscher (Luft/Luft, Luft/Wasser) und Kühlgeräte.Ausschlaggebend dafür ist,welche Klimatisierungsart eingesetztwird, ob ein Gerät offen odergeschlossen konzipiert wurdeund hängt vor allem von der verlangtenSchutzart gemäß DIN EN60 529: 2009-9 ab.Schaltschrank-OberflächeDie passive Klimatisierung, alsodie Wärmeabfuhr durch die geschlosseneSchaltschrankoberfläche,hängt davon ab, wo derSchrank steht, wie hoch derWärme durchgangskoeffizient derWände und wie groß der Unterschiedzwischen der Innen- undAußentemperatur ist. Dabei kannder Wärmedurchgangskoeffizientvariieren zwischen 4,5 W/m2K fürrostfreies Stahlblech und 12,0 W/m2K für Aluminium.In die effektiven Schaltschrankoberflächegeht auch die Aufstellungsartdes Schrankes ein, dennein allseitig freistehendes Gehäusekann mehr Wärme abgeben alseines, das etwa in einer Nischeoder einer Ecke steht.FilterlüfterEine kostengünstige Möglichkeitder aktiven Klimatisierung ist,den Schaltschrank mit einem Filterlüfterzu versehen. Das gehtallerdings nur, wenn die direkteUmgebung relativ sauber ist unddie Umgebungstemperatur unterder gewünschten des Schaltschranksliegt.Luft/Luft-WärmetauscherMuss der Schaltschrank wegenseiner Schutzart geschlossensein, geht es nicht ohne Wärmetauscher.Eine Möglichkeit isteinen Luft/Luft-Wärmetauscherein zusetzen. Wie beim Filterlüftergeht das nur, wenn die Temperaturder Umgebung unter der desSchaltschrankes liegt.Dabei saugt ein Ventilator diewarme Innenluft im oberen Bereichdes Schrankes an und einweiterer Ventilator saugt diekühlere Außenluft und leitet siedurch den Wärmetauscher. ImGegenstromprinzip strömen hierInnen- und Außenluft aneinandervorbei und ‚tauschen‘ dieTemperaturen. Die abgekühlteInnenluft wird wieder in denSchrank geblasen. Da die beidenLuftströme nicht in direkten Kontaktzueinander kommen, könnenweder Staub, noch Feuchtigkeitoder Schmutz in den Schaltschrankgelangen.Luft/Wasser-WärmetauscherMit einer Wasserkühlung, also einemLuft/Wasser-Wärmetauschererreicht man wesentlich höhereLeistungen als bei der Luft/Luft-Kühlung bei gleichzeitig geringemPlatzbedarf. Um diese Artder Kühlung kommt man nichtherum, wenn viel Wärme abgeführtoder die Innentemperaturdes Schaltschranks relativ niedriggehalten werden muss.Auch hier saugt ein Ventilator dieerwärmte Innenluft an. Die überschüssigeWärme wird vom Wasserim Wärmetauscher aufgenommenund abgeleitet. Das hatden Vorteil, dass so auch Schrankreihengekühlt werden können.Voraussetzung ist ein geschlossenerKühlwasserkreislauf. Die Wasserkühlungist umso effizienter, jegrößer die Temperaturdifferenzzwischen Wasser und Schrankluftund je größer das Volumen desdurchfließenden Wassers ist.KühlgeräteFür das Abführen noch größererWärmemengen werden Kühlgeräteeingesetzt, die mit einerKompressionskältemaschine arbeiten.Die erwärmte Innenluftwird über einen Verdampfer geführtund gibt dort ihre Wärme andas Kältemittel ab. Die gekühlteLuft wird dann wieder in denSchaltschrank geblasen.SchaltschrankheizungMüssen Schaltschränke in unbeheiztenRäumen oder im Außenbereicharbeiten, dann erhalten siemitunter eine eigene Heizung.Diese soll die Bildung von Kondenswasserverhindern und dafürsorgen, dass die Temperatur imSchaltschrank nicht zu tief absinkt.Kühlkomponenten exakt dimensionierenDie zur Klimatisierung einesSchaltschrankes erforderlicheNutz kühlleistung kann nach Gleichung(1) berechnet werden:QE = Qv - Qs (1)QE: Erforderliche Kühlleistung einerKlimatisierungskomponentein Watt.Qv: Verlustleistung; sie beschreibtdie im Schaltschrank abgegebeneWärme der installierten Komponenten.Qs: Strahlungsleistung über dieGehäuseoberfläche. Eine Wärmeleistungin Watt, die über die Gehäuseoberflächeabgeführt oderaufgenommen wird.k: Wärmedurchgangskoeffizient[W/m2K] für Stahlblech 5,5 W/m2K, für doppelwandige Aluminium-Zink-Gehäuse2,5 W/m2K.Ti: Gewünschte Innentemperaturim Schaltschrank. Sie ergibt sichaus der Spezifikation der im Gehäuseeingesetzten Bauteile(empfohlener Erfahrungswert:35 °C).Tu: Maximale Umgebungstemperaturdes SchaltschrankesA: Effektive Gehäuseoberflächenach IEC 890. Als „effektive Gehäuseoberfläche“wird der Anteilan der Gesamtgehäuseoberflächebezeichnet, der unter Berücksichtigungder Aufstellungsverhältnissean einer Wärmeabgabetatsächlich beteiligt ist.05/2013 17