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Wärme abführende Materialien und Module

Bloß nicht heiß laufen!

20. April 2016, 10:00 Uhr | Alfred Goldbacher

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Axiallüfter für Serverschrank-Applikationen

Sunon ist vielen Elektronikentwicklern ein fester Begriff, wenn es um Lüftermodelle in allen nur erdenklichen Abmessungen geht. Der Mutterkonzern Sunonwealth Electric Machine Industry hat seinen Hauptsitz in Taiwan und viele seiner Fertigungsstandorte in China. Das Unternehmen fertigt in diesen Werken pro Monat rund 23 Millionen Lüftermodelle und rund 10 Millionen Kühlmodule, letztere vor allem für Hochleistungs-LEDs. Speziell für Serverschrank-Applikationen hat der Weltkonzern nun spezielle Lüfter ins Programm aufgenommen, die sowohl als Drehstrom-Modelle (VG-Reihe) wie auch als Wechselstrom-Modelle (VF-Reihe) erhältlich sind. Gegenüber der bewährten PF-Serie bieten die neuen Modelle markante Vorteile: Vergleicht man beispielsweise die sich entsprechenden Modelle VG6038 (Bild 7) und PF6038 miteinander, so lassen sich aus der Lüfterkennlinie Leistungssteigerungen bis 45 % ablesen. Durch die besagte Lüfterkennlinie wird das Verhältnis zwischen dem Volumenstrom und dem Druckverlust einer Anlage beschrieben.

Auch der Wirkungsgrad konnte um 15,6 % gegenüber dem bekannten PF-Modell auf nunmehr 41,5 % gesteigert werden. Darüber hinaus wurden die Vibrationen und Schwingungen durchschnittlich um 48 % reduziert. Durch den Einbau spezieller Konstruktionsdetails konnte nebenbei auch die Geräuschentwicklung um 1,6 dB(A) verringert werden. Zu guter Letzt wurde die Lagerlebensdauer durch Einbringung von Lüftungslöchern in der Nabe verbessert. Die Lagertemperatur konnte auf diese Weise um 10 Kelvin gesenkt werden.

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Einen ähnlich hohen Stellenwert wie Sunon in Asien dürfte in Europa die Firma EBM-Papst einnehmen. Der Lüfterspezialist wurde 1963 mit der Elektrobau Mulfingen (ebm) durch Gerhard Sturm und Heinz Ziehl gegründet und übernahm 1992 bzw. 1997 noch weitere Werke von Papst Motoren und Alcatel. Das Unternehmen forcierte in den letzten Jahren seine GreenTech-Initiative, die u.a. Energieverluste minimiert und nachwachsende Rohstoffe für Lüfterkomponenten verwendet. Dies gilt auch für Filterlüfter, die Wärmelasten wirtschaftlich aus Schaltschränken oder Elektronikgehäusen abführen müssen. Der Lüfterspezialist hat aktuell dazu ein Diagonalmodul für die Baugröße 200 entwickelt (Bild 8); dieses basiert auf neuen Diagonallaufrädern und ist mechanisch kompatibel zu den marktüblichen Axial-Kompaktventilatoren. Jedoch erreicht das neue Modul bei höherem Gegendruck einen bis 50 % höheren Volumenstrom, weiterhin ein besseres Geräuschverhalten und eine um bis 20 % geringere Leistungsaufnahme bei gleichbleibendem Volumenstrom.

Weitere Einsparpotenziale ergeben sich, wenn in den Diagonalventilatoren die bereits erwähnten GreenTech-EC-Motoren eingesetzt werden, die mit hohen Wirkungsgradwerten arbeiten und sich in der Drehzahl über ihre 0...10-V-Schnittstelle dem tatsächlichen Kühlbedarf anpassen lassen. Der Einbau des neuen Diagonalmoduls ist druck- und saugseitig möglich; außerdem kann es um 4 × 90° gedreht montiert werden, je nach erforderlicher Steckerposition.

Schaltschrankklimatisierung mit Cloud-basierter Fernüberwachung

Ein weiteres deutsches Unternehmen, das Wärme-/Kühlmanagement-Anlagen seit Jahrzehnten fertigt, ist das Familienunternehmen Pfannenberg, das Otto Pfannenberg 1954 gründete und nun vom Sohn Andreas mit rund 450 Mitarbeitern als Spezialbetrieb für Schaltschrankklimatisierung und Rückkühlanlagen fortgeführt wird. Der Hamburger Familienbetrieb präsentierte auf der letztjährigen SPS IPC Drives anhand eines Messemodells eine Schaltschrank-Klimatisierungslösung mit Fernüberwachung auf Cloud-Basis (Bild 9). Die Kommunikation erfolgte dabei über ein kompaktes Gerät mit integrierter SIM-Karte, das relevante Daten der angeschlossenen Kühlgeräte via Modbus empfing und diese über eine sichere Mobilfunk-Verbindung an die Cloud übertrug, ohne dass ein Eingriff in die IT des Unternehmens erforderlich war.

Das besagte Messemodell bestand aus einem Zweikammer-Schaltschrank mit einem teilversenkten DTI-Kühlgerät an der einen und einem ebenfalls teilversenkten Luft-/Wasserwärmetauscher der Serie PWI an der anderen Seite, beide jeweils mit einem Controller ausgestattet. In jedem der beiden Schaltschränke befanden sich drei Heizungen, die von außen mit Schaltern an der Tür einzeln zuschaltbar waren, um eine Wärmelast zu simulieren. Wie das Kühlgerät auf thermische Veränderungen oder das Öffnen der Schaltschranktür reagierte, wurde live aus der Cloud auf einem externen Bildschirm angezeigt.

Das in Kooperation mit der Telekom Deutschland entwickelte System ermöglicht es Anwendern oder Anlagen, live und ortsunabhängig Zustands-, Diagnose- und Alarmzustände der Kühlgeräte über einen Web-Browser abzurufen bzw. die Daten direkt in ihre Anwendungen zu integrieren.