Kühlen, Heizen und Entfeuchten in WEA-Gondeln
Klimatisierung macht Pitch-Systeme betriebssicher
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Lageunabhängig heizen, kühlen, entfeuchten
Lageunabhängig heizen
Bei den Heizungen ist der lageunabhängige Betrieb kein Problem, weil sie auf wartungsfreien PTC-Heizelementen (Positive Temperature Coefficient) beruhen. »Die Elmeko-SL-Heizungen schützen die im Schaltschrank eingebauten Komponenten vor zu niedrigen Temperaturen und vermeiden die Kondensatbildung im Schaltschrank durch große Temperaturschwankungen oder erhöhte Luftfeuchte«, stellt David Streit fest. Zur Elmeko-Heizungsgeneration SL 250-650 gehören vier Typen mit Heizleistungen von 250, 350, 500 und 650 W: »Sie sind so konzipiert, dass sie in das gleiche Kompaktgehäuse passen. Dies erleichtert das Schrankdesign und ermöglicht einen problemlosen Austausch, sollte sich die erforderliche Heizleistung etwa durch verschiedene Aufstellorte ändern.« Das Gehäuse aus robustem, hochtemperaturbeständigen Kunststoff ist nur 86 x 100 x 105 mm groß (B x H x T).
Mit zwei individuell schaltbaren Heizkreisen aus wartungsfreien PTC-Heizelementen und einem starken Lüfter ausgestattet, sorgen die Heizungen laut David Streit für optimale Temperaturen im Schaltschrank und minimieren die Feuchtebildung. Ein integrierter Temperaturwächter schaltet bei Lüfterausfall die Heizung ab, um Überhitzungen zu vermeiden.
Lageunabhängig kühlen
Anders ist die Situation bei den Kühlgeräten. »Sie beruhen meist - wie beim bekannten Kühlschrank - auf einer Kompressortechnik, bei der eine Kühlflüssigkeit durch Wärmetauscher gepumpt wird«, erklärt David Streit. »Dieses Verfahren funktioniert aber nur in still stehenden Schaltschränken zuverlässig. Auch starke Vibrationen machen den empfindlichen Systemen schnell den Garaus.«
Elmeko nutzt für die Klimatisierung und Entfeuchtung von Gehäusen in Rotornaben die sogenannte Peltiertechnik: »Sie arbeitet«, so David Streit, »ohne Kühlflüssigkeit und Kompressor und ist damit völlig lageunabhängig und unter Vibrationen einsetzbar - also auch bei Rotation und hoher Dynamik, wie sie in Rotornaben moderner WEA täglich vorkommen.«
Wird an ein Peltier-Element eine Gleichspannung angelegt, so kühlt eine Seite ab, während sich gleichzeitig die gegenüberliegende Seite erwärmt. Die Elmeko-Kühlgeräte der PK-Serie gibt es mit Kühlleistungen von 30 bis 300 W. Sie sind in robusten Metallgehäusen mit Schutzart IP65 untergebracht.
Lageunabhängig entfeuchten
Speziell für mobile Anwendungen hat Elmeko die mit Peltier-Technik ausgestatteten Entfeuchtungsgeräte der PSE-Serie entwickelt, die in Kombination mit Heiz- und Kühlsystem für eine hohe Betriebssicherheit sorgen. Das kompakte Entfeuchtungsgerät PSE 30 LP arbeitet bei Betriebstemperaturen bis +65 °C und benötigt dem Unternehmen zufolge erheblich weniger Energie als herkömmliche Schaltschrank-Klimatisierungssysteme.
Bei einer hohen Dichtigkeit des Schaltschranks arbeitet das Entfeuchtungsgerät je nach Umgebungsbedingungen nur eine kurze Zeit, um den Schrank zu entfeuchten. »Solange, wie sich die Luftfeuchtigkeit nicht wieder erhöht hat, ist das Gerät auf Standby«, führt David Streit aus. »Im Gegensatz dazu muss eine Schaltschrankheizung dauerhaft in Betrieb sein, um die Temperatur ununterbrochen über dem Taupunkt zu halten. Je nach Temperaturgefüge, Dichtigkeit des Schranks und Leistung der Heizung ergeben sich dadurch erhebliche Energieeinsparungen.«
Der Luftstrom aus dem Schaltschrank wird im PSE-Gerät über eine kalte Fläche geführt. Dort schlägt sich die Feuchtigkeit nieder, das Kondensat wird gesammelt und durch eine Membranpumpe sicher aus dem Schaltschrank abgeleitet - selbst bei Rotation der Nabe. »So wird ausgeschlossen, dass Kondensat in der Nabe ’herumfliegt‘«, betont David Streit. »Weil die Kondensation innerhalb des PSE-Gehäuses stattfindet, können auch keine Wassertropfen in den Schaltschrank gelangen.« Das PSE 30 LP lässt sich in einen Ausschnitt von 135 x 85 mm an beliebiger Stelle der Gehäusewand montieren und benötigt eine Einbautiefe von nur 90 mm. Bei der Montage in der Schaltschrankwand oder innen im Schaltschrank wird dessen IP-Schutzart nicht eingeschränkt. Das Gerät arbeitet an 24 V DC mit einer Leistungsaufnahme von 56 W und wiegt 1,6 kg. »Die Kombination der beschriebenen Heiz-, Kühl- und Entfeuchtungsgeräte macht den zuverlässigen Betrieb moderner WEA selbst unter extremen Klimabedingungen möglich«, kommentiert David Streit. »Jederzeit ist sichergestellt, dass die Luft im Schaltschrank nicht zu kalt, nicht zu heiß und vor allem trocken ist, also das richtige Klima für sensible Elektronik herrscht.«
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