Wärmemanagement in Schaltschränken

Thermoelektrische versus Kompressions-Klimaanlagen

14. August 2017, 10:17 Uhr | Alfred Goldbacher

Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Unerwünschte Schwingungen

Schwingungen haben eine kumulativ lösende Wirkung auf die Schraubverbindungen der Kühleinheit und auf die Elektronik im Schrankinnern. Die TEA arbeitet ruhig und vibrationsfrei, oder bei minimalen Schwingungen. Die einzigen Vibrationen werden durch die DC-Lüfter erzeugt, die allerdings durch entsprechende Befestigungsmittel mit Gummipuffern gedämpft werden. Die TEAs tragen nicht zum Lösen der Befestigungsmittel oder anderen Vibrationsbelastungen bei, die sich aus dem Langzeitbetrieb ergeben. Eine Kompressionskälteanlage hat mehrere bewegliche Teile, die im eingeschalteten Zustand ständig Arbeitstakte durchlaufen und vibrieren. Dies trägt zu einer insgesamt erhöhten Geräusch- und Vibrationsentwicklung bei, was sich auf Systemebene schädlich auf die im Schrank untergebrachte Elektronik auswirken kann.

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Temperaturregelung auf ±2 K begrenzt

Die Temperaturregelungsspezifikation liegt im Normalfall bei ±2 K oder größer. Dies erlaubt eine gewisse Hysterese und verringert die Anzahl der Wechsel zwischen Kühl- und Heizbetrieb oder der Ein-/Ausschaltvorgänge bei Erreichen der Solltemperatur. Dieser Bereich ist geeignet für eine thermostatische Regelung, aber ein kleinerer Toleranzbereich erfordert eine proportional arbeitende Regelung.

Ein Regler auf thermoelektrischer Basis kann die Schranktemperatur innerhalb von 0,5 K zum Sollwert halten. Dies wird erreicht mit der integrierten bidirektionalen PID-Regelung, die die verfügbare Leistung zum TEM anpasst und so die Feinabstimmung und das schnelle Reagieren auf bauteil- oder umgebungsbedingte Wärmelastschwankungen ermöglicht.  Der Betriebsbereich für ein typisches TEM reicht bei den meisten Systemen von -40 bis +65 °C.

Kompressionskälteanlagen sind normalerweise für den Betrieb bei Temperaturen zwischen 20 °C und 55 °C ausgelegt. Dieser Bereich ist für die meisten Schrankanwendungen und Betriebsumgebungen ausreichend. Sollte eine Erwärmung erforderlich sein, muss ein separates Heizelement und ein extra Schaltkreis  verwendet werden. Bei höheren oder niedrigeren Solltemperaturen muss ein Kompressor speziell für diesen Bereich (Kältemittel, Systemteile) ausgelegt werden.


  1. Thermoelektrische versus Kompressions-Klimaanlagen
  2. Stromversorgung eines TEM bzw. einer Kompressions-Klimaanlage
  3. Zuverlässigkeit eines TEM bzw. einer Kompressions-Klimaanlage
  4. Unerwünschte Schwingungen

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