Energieeffizientes Wärmemanagement
Wenn +50 °C zum Problem werden
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Bedenken, die einer Standardisierung widersprechen
Der Einwurf, dass Modulhersteller ihre Variabilität bei der Gestaltung der Gehäuse einbüßten, kann nur sehr bedingt geltend gemacht werden. Denn die Seitenwand der Module hatte bisher keine Funktion. Darüber hinaus könnten die Lüftungsschlitze an der Oberseite und Unterseite der Module verschwinden. Die nutzbare Fläche ließe sich also deutlich erhöhen. Auf der anderen Seite müssten die Elektronikschaltungen innerhalb der Module nach strömungstechnischen Kriterien angeordnet werden.
Auch der weniger offensichtliche Einwurf, dass der Aufbau des Luftkanals stets dicht sein müsste, damit keine Falschluft eindringen könne, hat nur bedingt seine Berechtigung, nämlich nur im Falle eines geschlossenen Luftkanals mit K-Kühlung. Hier könnte es wegen der möglichen Kondenswasserbildung zu Problemen kommen. Selbst Steckverbindungen von Klemmblöcken oder Schalter und Signallampen sollten dann dicht sein. Man müsste noch testen, wie hoch die Anforderungen diesbezüglich sind. Die Herausforderung ist eher, dass die Handhabung einfach und die Ausführung preiswert bleibt. Für die dichte Verbindung zweier benachbarter Module (seitliches Loch) wird ein Bajonettsystem genutzt, das weniger als einen Zentimeter Platz zwischen den Modulen benötigt. Das Bajonettsystem ermöglicht mit einer kleinen Drehbewegung, dass ein Modul der Hutschiene entnommen werden kann, ohne die Nachbarmodule zur Seite schieben zu müssen.
Einfluss auf die Bauform der Elektronikmodule
Tendenziell gehen die aktuellen Module häufig in die Breite. Großzügige Lüftungsschlitze sollen die natürliche Konvektion und damit die Wärmeabgabe begünstigen. Die Module sollten aber vielmehr die Tiefe des Schrankes nutzen und nicht die Breite. Insgesamt würden die Schränke so kleiner.
Überträgt man diesen Ansatz beispielsweise auf SPS- und I/O-Systeme, so könnte man dort die Lüftungsöffnungen an der Ober- und Unterseite der Module sinnvollerweise dazu nutzen, um dort die üblichen Ethernet- und RS-232-Buchsen zu platzieren. Die SPS-Module ließen sich damit schmaler gestalten. Des Weiteren können 32, 64, 128 oder noch mehr I/Os – je nach Hersteller – an die SPS angereiht werden, was reichlich Platz auf der Hutschiene benötigt. Bei den Modulen, die mit dem neuen Lüftungssystem eine seitliche Öffnung von ca. 80 mm ø aufweisen, könnte man darin künftig zwei, drei oder sogar vier I/O-Funktionseinheiten unterbringen, ohne die Breite des I/O-Moduls anpassen zu müssen. Außerdem wäre für die I/O-Klemmenanschlüsse genug Platz vorhanden, wenn die Lüftungsschlitze verschwinden.
In einer weiteren Folge wird beschrieben, wie der Verdrahtungsaufwand durch eine intelligente DIN-Trageschiene reduziert werden könnte. Im Idealfall sollten die Kabelschächte verschwinden, und die Hutschienenzeilen könnten vertikal enger zusammenrücken. Vertikale Konvektion wäre ja Vergangenheit.
Literatur:
[1] Meininger, A.: Wärmequellen gezielt entschärfen. Elektronik 2016, Heft 15, S. 40 bis 43
Der Autor:
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| Armin Meininger |
|---|
| war als staatlich geprüfter Techniker mit Schwerpunkt Datentechnik zuletzt Servicetechniker für Atommassenspektrometer und parallel dazu die letzten 20 Jahre selbstständig im Bereich „technische Dokumentation“. |
armin.meininger@gmx.de
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