Wärmemanagement in Schaltschränken
Thermoelektrische versus Kompressions-Klimaanlagen
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Zuverlässigkeit eines TEM bzw. einer Kompressions-Klimaanlage
Ein TEM ist ein Festkörperbauteil. Es gibt weder Kompressor oder Motor noch ein Kältemittel. Die einzigen beweglichen Teile sind die Lüfter auf der heißen und kalten Seite für die Zirkulation zur besseren Wärmeabsorption im Schrank und Wärmeabgabe an die Umgebung. Diese Lüfter sind zwar auf 70.000 Betriebsstunden ausgelegt, können aber durch Regeln auf niedrigere Drehzahlen auch länger halten.
TEMs mit einem Proportional-Integral-Differential-Regler (PID) können mehr als 70.000 Betriebsstunden erreichen. Mit einem integrierten PID-Regler leiden die TEMs nicht unter Belastungen durch Startstromstöße oder Temperaturüberschreitungen bzw. -schwankungen in beide Richtungen. Daher bleibt die höhere Zuverlässigkeit bei gleichbleibenden Bedingungen erhalten.
Die Kompressionskältemaschinen können ohne bewegliche Teile und Kühlmittel nicht funktionieren. Sowohl der Kompressor als auch der Motor werden gebraucht, um das Arbeitsmedium durch das System zu fördern, während die Lüfter die Luft durch den Verdampfer zirkulieren. Die Bauteile einer Kompressionsanlage verschleißen mit der Zeit durch Reibung, Wärmeausdehnung und Zwei-Punkt-Regelung. Reibungsverschleiß ist in diesem System ein ständiges Problem und wird durch die umgebungs- und steuerungsbedingten Temperaturschwankungen noch verschärft. Außerdem kann das Kältemittel durch Dichtungen austreten, die durch den Dauerbetrieb gealtert bzw. ermüdet sind. Dieser Kältemittelverlust vermindert die Leistungsfähigkeit und gefährdet den Schutz der wichtigen Elektronik.
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Handhabung und Einbau
Eine thermoelektrische Baugruppe (TEA) arbeitet ohne Kältemittel und kann daher in jeder Bauteillage versandt, gehandhabt und eingebaut werden, ohne dass seine Eigenschaften oder Zuverlässigkeit beeinträchtigt werden. Das macht nicht nur den Versand unkomplizierter, sondern bietet bei der Einbaulage alle Möglichkeiten zur Optimierung der Luftzirkulation. Dieselbe TEA-Ausführung ist in vertikaler oder horizontaler Lage decken-, wand- oder türmontierbar und so ist ein Modell für verschiedenste Einbaulagen gleichermaßen geeignet. Die Schwerkraft ist für die Einbaulage nur dann ein Faktor, wenn die Anwendung den Taupunkt erreicht, da das kondensierte Wasser den Gesetzen der Schwerkraft folgend abgeführt und dementsprechend in der Auslegung berücksichtigt werden muss.
Für Kühlleistungen unter 500 W (1700 BTU) ist eine TEA im Vergleich zu Kompressionskälteanlagen kompakter und erfordert weniger Anbaufläche und Schrankraum. Typische Einsparungen bei Gewicht und Größe können 25 bis 50 Prozent betragen.
Aufgrund des Kältemittels muss eine Kompressionskälteanlage bei Versand, Handhabung und Montage in einer bestimmten Lage bleiben, weil es sonst zu Schäden am Gerät kommen könnte. Kompressoren sind auch meist schwerer und größer als vergleichbare thermoelektrische Systeme. Dies erfordert mehr Anbaufläche und manchmal auch mehrere Techniker für die Montage. Eine Kompressionskälteanlage kann nicht in verschiedenen Einbaulagen montiert werden, weshalb für den Wandanbau oder den Dachaufbau verschiedene Modelle zum Einsatz kommen. Das vergrößert den Lagerbestand.
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- Stromversorgung eines TEM bzw. einer Kompressions-Klimaanlage
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- Unerwünschte Schwingungen
