Die ersten Schritte auf dem Weg zur richtigen Schaltschrankkühlung

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Schaltschrankoberfläche richtig berechnen

Neben der gewünschten Innentemperatur und der vorherrschenden Umgebungstemperatur ist auch die effektive Schaltschrankoberfläche entscheidend für die Art der Kühlung. Von den zur Berechnung notwendigen Größen bedarf die effektive Schaltschrankoberfläche einer besonderen Erläuterung. Die Wärmeleistung, die vom Schaltschrank abgestrahlt wird, hängt nicht nur von dessen tatsächlicher Oberflächengröße ab.

Entscheidend ist die Aufstellungsart des Schrankes. Ein Gehäuse, das allseitig frei im Raum steht, kann mehr Wärme abgeben als eines, das an einer Wand oder in einer Nische aufgestellt wird. Deshalb gibt es genaue Vorschriften, wie die effektive Schaltschrankoberfläche in Abhängigkeit von der Aufstellungsart zu berechnen ist. Die Formeln zur Berechnung der effektiven Schaltschrankoberfläche sind in DIN 57 660 Teil 500 bzw. VDE 0660 Teil 500 festgelegt.

Kondenswasser im Schaltschrank ist unerwünscht

Wurde nun die Notwendigkeit eines Kühlgerätes festgestellt, gilt es an weitere Punkte zu denken. So tritt beim Einsatz von Kühlgeräten als unvermeidlicher Nebeneffekt eine Entfeuchtung der Schaltschrankinnenluft auf. Kalte Luft kann weniger Wasser aufnehmen als wärmere, die Feuchtigkeit welche nicht mehr von der Luft aufgenommen werden kann, kondensiert am Verdampfer. Dieses Kondensat muss sicher aus dem Schaltschrank abgeleitet werden.

Wie viel Kondenswasser tatsächlich anfällt, hängt von der relativen Luftfeuchte, der Lufttemperatur im Schaltschrank, am Verdampfer und an der im Schaltschrank vorhandenen Luftmenge ab. Dieser Effekt ist auch in der eigenen Küche zu beobachten.

An der hinteren Wand des Kühlschrankes läuft das Kondenswasser vom Eisfach herunter. Dort bildet sich Eis, wenn der Kondensatauffangbehälter voll ist.Dieses muss wieder durch Abtauen entfernt werden. Um die notwendige Schaltschrank-Klimatisierung zu bestimmen, muss die Verlustleistung im Schrank berechnet werden. Um diese zu berechnen, sind noch weitere Parameter wichtig:

• Im Schrank installierte Verlustleistung

• Wärmestrahlung der Schrankoberfläche

• Erforderliche Nutzkühlleistung

• Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außentemperatur

• Erforderliche Kühlleistung

• erforderlicher Volumenstrom eines Filterlüfters (angenäherte Berechnung)

Die maximale Schaltschrankinnentemperatur muss nach den im Schaltschrank verbauten elektrischen und elektronischen Bauteilen festgelegt werden. Nach IEC 60 204-1 muss die elektrische Ausrüstung von Maschinen in der Lage sein, in der vorgesehenen Umgebungstemperatur der Luft einwandfrei zu arbeiten.

Wie die notwendige Wärmeabfuhr ermittelt wird

Die Mindestanforderung an Schaltschränke ist ein einwandfreies Arbeiten bei Umgebungstemperaturen zwischen 5°C und 40°C. Bezüglich der empfohlenen Schaltschrankinnentemperatur hat sich ein Mittelwert von 35°C etabliert. Diese Temperatur bildet die Grundlage für alle Berechnungen für die notwendigen Klimatisierungslösungen in den Schaltschränken.

Literatur:

Die Rittal Technik-Bibliothek 2013 Band 2: Die Schaltschrank- und Prozesskühlung

SEPA Europe Fachvortrag zum Cooling-Day am 23.10.2013 in Würzburg

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