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Rittal: Kühlung von Schaltschränken

Clever kühlen mit Umgebungsluft

19. Oktober 2016, 10:53 Uhr | Von Judith Kötzsch, Abteilungsleiterin Business Development Climatisation bei Rittal

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Vorteile durch die Entwärmung mit Dachlüftern

Neben traditionellen Filterlüftern, die in die Schaltschranktür oder die Seitenwand eingebaut werden, kommen oft auch Dachlüfter zum Einsatz. Sie werden bevorzugt im Steuerungs- und Schaltanlagenbau genutzt, wenn aus Platzgründen – beispielsweise bei angereihten Schaltschränken – eine Montage in die Schaltschrankwand oder -tür nicht möglich ist. Dachlüfter haben den Vorteil, dass sie sich platzsparend auf dem Schaltschrankdach installieren lassen und die ohnehin nach oben steigende Warmluft aus dem Schaltschrank absaugen und nach außen blasen. Der Einsatz von Dachlüftern gewährleistet – bedingt durch den günstigeren Strömungsverlauf – eine wesentlich gleichmäßigere Temperaturverteilung an den Schaltschrankkomponenten. Ergebnisse aus CFD-Analysen zeigen, dass der Schrank beim Einsatz von Dachlüftern vor allem im oberen Drittel deutlich homogener durchströmt und entwärmt wird.

In der Vergangenheit konnten Dachlüfter jedoch raueren industriellen Anforderungen nicht standhalten, weil sie über keine ausreichend hohe Schutzart verfügten. Um die Komponenten im Schaltschrank ausreichend gegen Staub und Spritzwasser zu schützen, ist aber genau dies notwendig.

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Mit einer neuen Dachlüfter-Generation bringt Rittal aktuell eine Serie auf den Markt, die ohne zusätzliches Zubehör der Schutzart IP55 entspricht und die Elektronikkomponenten im Schaltschrank somit nicht nur optimal entwärmt, sondern auch sicher schützt.

Erreicht wird diese Schutzart durch ein ausgeklügeltes Labyrinth-System und durch Verwenden hochwertig aufgeschäumter Dichtungen. Aber auch der Einsatz spezieller Filtermatten trägt zur Einhaltung der hohen Schutzart bei. Rittal setzt für eine zuverlässige Ausfilterung nahezu sämtlicher Staubarten ab einer Korngröße von 10 µm auf ein bewährtes Wirrfaservlies. Staubluftseitig weist es eine offene und auf der Reinluftseite eine geschlossene Gewebestruktur auf. Das Filtermedium schützt somit vor allem gegen Staub- und Schmutzpartikel, aber auch vor Flüssigkeiten, die andernfalls von oben in schädigenden Mengen in den Schaltschrank eindringen könnten. Zusätzlich unterstützt die neuartige Klemmbefestigung den Dachlüfter dabei, die hohe Schutzart zu erreichen. Damit wird ausreichend Anpressdruck für jede Blechstärke gewährleistet und das Eindringen von Staub oder Flüssigkeiten verhindert.

Welche Luftleistung ein Filterlüfter zur optimalen Entwärmung einer Anwendung haben muss, ergibt sich aus der Verlustleistung der Elektronikkomponenten und der Differenz zwischen maximal zulässiger Innen- und Außentemperatur. Eine hohe Luftleistung und große Druckstabilität des eingesetzten Ventilators sind vorteilhaft, wenn hohe Wärmelasten abgeführt werden müssen. Es empfiehlt sich, auf die Herstellerangabe zur Luftleistung mit eingesetzter Filtermatte zu achten, weil dies dem Einsatz in der Praxis entspricht. Die Angabe zur Luftleistung geben Hersteller in der Regel in sogenannten Kennlinienfeldern an, in denen der Strömungswiderstand des Luftfilters und der daraus resultierende Druckverlust berücksichtigt werden.

Neben einer Passiv-Variante zur Unterstützung der Eigenkonvektion offeriert Rittal daher Dachlüfter in drei Leistungsklassen zwischen 500 bis 1000 m3/h. Dabei sorgen leistungsstarke Radialventilatoren dafür, dass die Lüfter auch mit eingesetzter Filtermatte besonders druckstabil laufen. Die Luftleistung kann noch erhöht werden, wenn anstelle eines Lufteintrittfilters zwei verwendet werden. Überdies sollte beim Filtermattentausch auf den Einsatz von Originalfiltermatten geachtet werden. Filtermedien, die eine andere Struktur aufweisen, können nicht nur die angegebene Schutzart verringern (weil sie Flüssigkeiten durchlassen), sondern auch den Luftvolumenstrom deutlich reduzieren – etwa bei zu dichtem Material.