Kühltechnik

Frischer Wind im Schaltschrank

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Von der Luftumleitung bis zu geschlossenen Kreislauf

Das System arbeitet mit einem horizontalen Luftkanal, der sich auf eine darüber- oder darunterliegende Hutschienenreihe umlenken lässt. Damit deckt das Kühlprinzip den gesamten Bereich der sensiblen Elektronik ab. Meiniger geht noch einen Schritt weiter und stellt sich für sein Konzept einen Luftkreislauf vor. Der Strömungskanal, der die Module miteinander verbindet, senkt die lokalen Temperaturunterschiede innerhalb der Kleingehäuse. Die veränderte Bauart ermöglicht erstmals den Betrieb eines Schaltschranks, ohne Filterlüftung oder einen oder einen Wärmetauscher einzusetzen, behauptet der Entwickler. Er unterscheidet zwischen kalten und warmen Klimazonen. In kühleren Regionen ersetzt der umlaufende Luftkanal die Heizung für den Schaltschrank. Die Verlustwärme der Elektronik bleibt im Schrank. Die Elektronik halte sich sozusagen selber warm, fasst der Erfinder zusammen. Im umgekehrten Fall, in heißen Gebieten, muss der Axiallüfter nur das kleine Volumen der elektronischen Bauteile mit Kühlleistung versorgen und nicht mehr den ganzen Schaltschrank. Der geschlossene Luftkanal schließt Kondenswasserbildung aus und eignet sich besonders in aggressiver oder staubbelasteter Atmosphäre. „Im Hygienebereich entstehen neue Möglichkeiten, auch in Ex-Zonen bringt das Vorteile, speziell in gasdichten Schaltschränken.“, verdeutlicht Meininger.

Mithilfe einer Klappe lässt sich zwischen offenem und geschlossenem Luftkanal wechseln. Die Klappe ermöglicht Schaltschränke in verschiedenen Klimazonen zu betreiben und verbessert deren Energieeffizienz, unterstreicht Meininger. In dieser Ausführung reicht die Verlustwärme der Hutschienenkleingehäuse aus, um auch bei unter -20° C ohne Heizung auszukommen. Eine intelligente Steuerung in den Temperatursensoren soll die Lüfter und Klappen regeln. Die Konstruktion besitzt noch einen weiteren Vorteil. Die Elektronikmodule des Erfinders sind schmaler. Das schafft Platz auf der Hutschiene, so lassen sich mehr Komponenten in Schaltschrank unterbringen beziehungsweise der Schrank wird kompakter.

Positive und negative Resonanz

Auf der Seite der Anwender, wie Bestücker und Verdrahter von Schaltschränken, stößt Meininger mit seiner Idee auf offene Ohren. „Die Nachfrageseite sieht eine Schaltschrankklimatisierung als notwendiges Übel an.“, erzählt er. Kühlung sei eine Frage der Kostenabwägung. „Die Betriebskosten von Klimageräten liegen deutlich über den Kosten für den reinen Energiebedarf der Geräte. Häufig werden für die Verwendung von Klimageräten die Obergrenzen der Betriebstemperatur bewusst ausgelotet, trotz des Risikos von Elektronikstörungen.“ Der Schaltschrankspezialist will die Modulhersteller ansprechen. Sein neues Konzept mit der Querlüftung durch die Module eröffnet eine komplett neue Bauart ihrer Produkte, da das Thema Hitzestau keine Rolle spielt. „Anfangs hatte ich Bedenken und durchaus die eine oder andere schlaflose Nacht. Einige Gesprächspartner verabschiedeten sich meistens an diesem Punkt einer Diskussion. Das Ganze hat sich aber weiterentwickelt. Es wurden nach und nach Vorteile sichtbar, mit denen ich nicht gerechnet hatte. Mittlerweile denke ich in der Tat, dass die Umstellung des Moduldesigns erfolgen wird, und zwar schnell.“, erinnert sich Meininger. Einen Schaltschrank mit einer Modellkühlung gibt es noch nicht. „Ich suche nach Firmen, die sich für die Entwicklung interessieren. Es muss ein neuer Industriestandard für die seitlichen Öffnungen definiert werden, deshalb ist noch sorgfältige Entwicklungsarbeit nötig.“, verdeutlicht er.

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