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Schaltschrank System-Klimatisierung

| Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

In der System-Klimatisierung lassen sich deutliche Energieersparnisse erzielen. Rittal bietet hierzu unterstützende Software-Tools und Klimaservices in Verbindung mit modernster Klimageräte-Technik.

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Energieeffizienz ist eine große Herausforderung unserer Zeit.
Energieeffizienz ist eine große Herausforderung unserer Zeit.
( Archiv: Vogel Business Media )

Die Ursachen für die heutige Umweltproblematik und die globale Erwärmung unserer Erde sind schnell beschrieben: wachsende Weltbevölkerung, Ressourcenengpässe und -verbrauch, steigender Energiebedarf und -verschwendung, Treibhausgase sowie fossile Brennstoffe. „Die Verantwortung gegenüber der Umwelt steht somit an oberster Stelle und ist bei uns Programm und Verpflichtung“, sagt Martin Karges, Geschäftsführer System Climatisation bei Rittal und verweist auf die überzeugende Erfolgshistorie des Herborner Unternehmens in der Schaltschrank-Klimatisierung: Seit Beginn der Kühlgeräte-Produktion 1983 verbesserte sich der Nutzen und die Wirtschaftlichkeit für die Anwender und reduzierte sich gleichzeitig die Umweltbelastung.

Beispiele dafür sind die ersten Microcontroller-geregelten Schaltschrank-Kühlgeräte (1988), die ersten FCKW-freien Kühlgeräte (Pro-Ozon-Initiative 1992), die erste Design-Kühlgeräte-Linie mit der zweiten Generation der Microcontroller-Regelung (1994), die TopTherm-Kühlgeräte mit durchgängiger Plattformstrategie (2002) sowie jüngst die praktische Umsetzung der CO2-Kühlung und speziell hier die Einführung von TopTherm-Kühlgeräten mit RiNano-Technologie.

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„Entscheidende Schritte zu energieeffizienten Klimalösungen beginnen aber schon weit vor der Installation der Kühlsysteme beim Kunden“, erklärt Martin Karges. So beginnt der Ansatz für energieeffiziente Systeme schon bei der Projektierung der Anlagen. Ausschlaggebend hierfür ist die exakte Dimensionierung der Schaltschrank-Klimatisierung. „Und um dazu die richtigen Lösungen zu finden, muss man die Prozesse des Kunden kennen“, hebt der Experte hervor.

Klimatisierungs-Komponenten sicher berechnen

Rechnergestützte Projektierungshilfen unterstützen bei der Planung und führen exakt und auf Anhieb zum richtigen Klimatisierungs-Konzept. Bei Rittal Therm 5.12 beispielsweise werden einfach die Rahmenbedingungen, wie Gehäuseabmessungen, gewünschte Schrankinnen- und Umgebungstemperatur und installierte Verlustleistung eingegeben. Auch die innere Luftführung lässt sich wählen. Die Software liefert als Output die optimale Kühlkonzeption, die alle Leistungs- und Umgebungsbedingungen berücksichtigt. So werden je nach Applikation Einbau-, Anbau- oder Dachkühlgeräte vorgeschlagen. Durch die Auswahl der punktgenau dimensionierten Klimatisierungs-Komponenten lassen sich somit im Vorfeld deutliche Energiespar-Potentiale sichern.

Klimatisierung gezielt optimieren

Die Simulation per CFD (Computational Fluid Dynamics) ermöglicht es, die Klimatisierung zu optimieren, noch bevor der erste Prototyp gebaut wird. Basis ist eine komplexe Software, die sowohl die geometrischen, als auch die physikalischen Eigenschaften eines Gehäuses (oder Raumes) sowie der Einbaukomponenten berücksichtigt und in einem Modell visualisiert. Mittels Simulation von Temperatur-, Druck- und Luftströmung lassen sich damit kritische Wärmenester aufspüren und zum Beispiel durch gezielte Luftführung beseitigen. Außerdem liefert das Verfahren Hinweise, an welchen Stellen Temperaturfühler und Rauchmelder den größten Nutzen versprechen. Vor dem Hintergrund steigender Energiekosten lässt sich mit CFD auch die tatsächlich benötigte Leistung von Wärmetauschern und Kühlgeräten im Vorfeld bestimmen.

Ein weiterer Schritt zur Energieeffizienz ist die nachträgliche Optimierung der Kühllösung durch Thermografie. Mit einer Wärmebildkamera lassen sich temperaturkritische Punkte, sowie Wärmenester sicher aufspüren und nachträglich entschärfen.

Gleichbleibende Energieeffizienz durch RiNano-Beschichtung

Bei herkömmlichen Schaltschrank-Kühlgeräten kann mit zunehmender Verschmutzung der Kühllamellen die Kühlleistung rasch um 30 bis 50 Prozent abfallen und somit der Energieverbrauch deutlich steigen. Abhilfe schafft hier die Nanotechnologie. Rittal TopTherm PLUS-Kühlgeräte mit RiNano-Beschichtung verfügen über eine dünne, glasartige Versiegelung der Kühllamellen. Aufgrund der geringeren Schmutzhaftung (ähnlich des Lotuseffektes) bleibt der Verflüssiger länger sauber. Schmutzsensible Oberflächen lassen sich sogar leichter reinigen.

Klarer Vorteil: Die Intervalle für Wartungsarbeiten verlängern sich und Kühlleistungen bleiben länger konstant. Untersuchungen der Justus-Liebig-Universität in Gießen bestätigen die überragenden Eigenschaften dieser Oberfläche durch Rasterelektronen-Mikroskopie und energiedispersive Röntgenanalytik. Für den Nutzen in der täglichen Praxis ebenso aussagekräftig sind erfolgreiche Langzeittests in der Automobilfertigung.

„Insgesamt leisten RiNano-beschichtete Kühlgeräte einen aktiven Beitrag zur CO2-Reduktion durch eine hohe Energieeffizienz und gleichbleibende Kühlleistung“, beschreibt Martin Karges und rechnet vor: „Vergleicht man die Rittal-Klimageräte mit einer Kälteleistungszahl von 2,30 mit herkömmlichen Kühlgeräten mit 1,64 ergeben sich bei einem Einsatz von 200 Geräten Energie-Mehrkosten von über 34 000,00 Euro in einem Jahr. Dies entspricht einer zusätzlichen CO2-Emission von mehr als 202 767 kg.

Entwicklung bei CO2-Kühlgeräten abgeschlossen

Ein europaweites Verbot des derzeitigen Kühlmittels R 134a ist seit Jahren in der Diskussion. Nicht nur Umwelt-, sondern auch physikalische Gründe deuten darauf hin, dass das Kältemittel CO2 für die Schaltschrank-Klimatisierung zukünftig die Alternative sein kann. „Wir sind bereits für einen ’Klimawechsel’ gerüstet, haben unsere Entwicklungen bei CO2-Kühlgeräten abgeschlossen und bieten ein umfangreiches Gerätespektrum für den Dach- und Wandanbau“, so der Experte.

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