So wählen Sie die Klimaanlage für Schaltschränke aus: die richtige Dimensionierungsmethode

Hitze in Schaltschränken: ein unterschätztes Problem

In der Welt der industriellen Automatisierung ist die Kühlung ein entscheidender Aspekt, um den kontinuierlichen Betrieb, die Zuverlässigkeit und die Langlebigkeit von Geräten zu gewährleisten.
Doch wie oft greift man zu einem Gerät, weil man sich auf Erfahrung, den Katalog oder im schlimmsten Fall auf das Modell verlässt, das “für alles gut ist’? Das kann sich als kostspielige Praxis erweisen.

• Eine unterdimensionierte Einheit kann die Betriebstemperatur nicht innerhalb der Designgrenzen halten, was zu einem vorzeitigen Bauteilverschleiß, Maschinenstillständen und unvorhergesehenen Wartungskosten führt.
• Eine überdimensionierte Einheit: Sie belastet das Anschaffungsbudget, verbraucht mehr Energie als nötig und garantiert trotzdem keine stabilen thermischen Bedingungen.

Es reicht nicht aus, “etwas zur Kühlung” zu finden, sondern die richtige Lösung für Ihre Anwendung zu wählen. Und dafür braucht es eine Methode.

Klimaanlage, Wärmetauscher oder Ventilator?

Die verfügbaren Technologien zur Kühlung von Schaltschränken sind:

• Die Klimaanlage kühlt den Schaltschrank auch dann aktiv, wenn die Außentemperatur höher ist als die Innentemperatur: In warmen Umgebungen ist dies fast die einzige Wahl. Bei Innenanwendungen mit Kaltwasseranlagen ist der Luft-Wasser-Wärmetauscher eine sinnvolle Alternative.
• Der Luft-Luft-Wärmetauscher leitet die Wärme ohne mechanische Kühlung vom Innenraum nach außen. Der energieeffizientere Luft-Luft-Wärmetauscher funktioniert jedoch nur, wenn die Außentemperatur stets unter der Innentemperatur liegt und der Temperaturunterschied ausreicht, um die gesamte Wärmelast abzuführen.
• Der Ventilator mit Filter ist eine einfache und kostengünstige Lösung für geringe Wärmebelastungen und saubere, kühle Umgebungen, in denen es unbedenklich ist, wenn Außenluft in den Schrank gelangt.

Die Wahl hängt vom spezifischen Kontext ab und ist in vielen Fällen nicht offensichtlich. Hier wird ein gutes Auswahlwerkzeug nützlich.

Wie der Dimensionierungsprozess funktioniert: Ein praktisches Beispiel

Um zu verstehen, wie WebSelect die Auswahl vereinfacht, betrachten wir ein konkretes Beispiel.

Situation
Ein Schaltschrankbauer erstellt einen Automatisierungsschaltschrank für eine Verpackungslinie, der in einer Produktionshalle installiert wird. Der Schaltschrank beherbergt eine SPS, drei 5-kW-Antriebe, ein 500-W-Netzteil und einige E/A-Karten. Die Umgebungstemperatur am Installationsort erreicht im Sommer Spitzenwerte von 45 °C. Die maximal zulässige Temperatur im Schaltschrank beträgt 35 °C.

SCHRITT 1 – Art der Anwendung
Die Art der Anwendung – innerhalb oder außerhalb von Gebäuden – beeinflusst die Art des vorgeschlagenen Geräts und die Berechnung der abzuführenden Wärme. Beispielsweise kann bei Außenanwendungen der Beitrag der Sonnenstrahlung und des Windes zur gesamten Wärmelast relevant sein. Für unser Beispiel wählen wir “Indoor”: dies schließt Outdoor-Lösungen aus, die über Merkmale verfügen, die für die Anwendung nicht erforderlich sind.

SCHRITT 2 – Ambiente
Die gewünschte Temperatur wird innerhalb des Schranks (35°C) und die maximale Temperatur außerhalb (45°C) ausgewählt. Die Tatsache, dass die Außentemperatur höher ist als die Innentemperatur, schließt automatisch Luft-Luft-Wärmetauscher und Lüfter mit Filter aus, die ein entgegengesetztes Delta benötigen, um zu funktionieren. Von diesem Unterschied hängt auch die über die Schrankwände übertragene Wärmeenergie ab.

SCHRITT 3 – Kleiderschrank
Die Merkmale des Schaltschrankgehäuses werden ausgewählt: Abmessungen, nicht belüftete Seiten und Material der Platten beeinflussen die Wärmeabfuhr durch die Wände. Die Abmessungen des Schranks können außerdem einige Kühlgeräte ausschließen, weil sie zu sperrig sind. Zur Vereinfachung unseres Beispiels nehmen wir an, dass die übertragene Wärme vernachlässigbar ist.

SCHRITT 5 – Produktauswahl
Bei einer thermischen Last von ca. 515 W sind die angegebenen Technologien die industrielle Klimaanlage und der Luft-Wasser-Wärmetauscher.

Wenn die Verpackungslinie nicht mit einer Kühlanlage ausgestattet ist, die den Wärmetauscher vorteilhafter machen würde, dann ist die industrielle Klimaanlage die einzige Wahl. WebSelect bietet Protherm CVE-Modelle an, die für diese Kälteleistung geeignet sind und in das eingestellte Toleranzintervall fallen: in unserem Fall das Modell CVE11.

Das System schlägt auch Varianten basierend auf dem verfügbaren Platz im Schaltschrank vor, mit den entsprechenden technischen Datenblättern und herunterladbarer Dokumentation. Für die Wandmontage werden die Optionen Compact Protherm CNE10 und SlimIn CDE10 vorgeschlagen. Für die Dachmontage das Modell Top ETE09.

Warum macht dieser Ansatz den Unterschied?

Sich auf ein strukturiertes Dimensionierungstool zu verlassen, ist nicht nur eine Frage der Bequemlichkeit: Es ist eine professionelle Entscheidung, die konkrete Auswirkungen auf Qualität, Kosten und die Zufriedenheit des Endkunden hat.

• Technische Sicherheit
  Die richtige Dimensionierung stellt sicher, dass das Kühlsystem auch unter kritischsten Umgebungsbedingungen stets dem tatsächlichen Bedarf entspricht
• Reduzierung von Ausschuss und Retouren
  Das richtige Produkt beim ersten Mal auszuwählen bedeutet weniger Nacharbeit in der Testphase, weniger Austausche nach der Installation und geringere versteckte Kosten.
• Dokumentation zur Unterstützung des Angebots
  Die mit WebSelect erzielten Ergebnisse können als technische Grundlage für das Angebot an den Endkunden dienen und zeigen, dass die Auswahl auf präzisen Berechnungen und nicht auf empirischen Bewertungen basiert.
• Planungsautonomie
  Der Panel Builder muss nicht auf externen technischen Support warten, um eine erste Auswahl zu treffen: Er kann eigenständig und jederzeit arbeiten und das Cosmotec-Team nur für komplexere Fälle oder zur endgültigen Validierung einbeziehen.

Tools wie cosmotec WebSelect bieten Panel-Herstellern eine präzise und benutzerfreundliche Methode, um diese Entscheidung mit derselben Sorgfalt anzugehen, die auch dem Rest des Projekts gewidmet wird. Schon wenige Minuten Konfiguration können den Unterschied ausmachen zwischen einer Anlage, die jahrelang einwandfrei funktioniert, und einer, die bereits nach dem ersten Sommer Probleme bereitet.