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Links: Beim Türaufbau reicht der am besten klimatisierte Bereich nicht bis zur Schrankwand. Mitte: Beim Seitenwandanbau links liegen alle Komponenten in diesem Bereich. Rechts: Die lüftungstechnischen Sperrräume sind frei von Hindernissen. Bild: Eplan
Thermisches Design

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Gutes Klima per Prototyp

Text: Birgit Hagelschuer, Eplan
Bei Nichtbeachtung der Klimatisierung in Schaltschränken, können Wärmenester und Luftstromblockaden die Entwärmung erschweren. Gutes Thermal Design bedeutet, Schaltschränke energieeffizient klimatisiert zu entwerfen. Dazu müssen Software-Anbieter, Komponenten­lieferanten und Schranksystemhersteller zusammenarbeiten.

Hinter dem Begriff Thermal Design Integration steckt ein ganzheitliches Konzept, das Anwendern nachhaltige Verbesserungen in puncto Konzeption, Entwärmung und störungsfreiem Betrieb von Schaltschränken verspricht. Planer können damit ihren Montageaufbau hinsichtlich der Klimaaspekte verifizieren und interaktiv die bestmögliche Klimatisierungslösung vorsehen. Zur Umsetzung dieses Konzepts haben sich die Kooperationspartner Eplan, Phoenix Contact und Rittal zusammengefunden. Mit digitalen Produktdaten, softwarebasierten Projektierungshilfen und neu entwickelten Klimatisierungslösungen treiben sie die Realisierung voran.

Hot Spots verhindern

Die virtuelle 3D-Aufbauplanung im System Eplan Pro Panel wird um spezielle Funktionen erweitert. Wesentliches Ziel ist es, dem Schaltanlagenplaner Funktionsweise, Leistungsgrenzen und Integrationsmöglichkeiten der einzelnen Klimatisierungsvarianten so zu vermitteln, dass er so einfach wie möglich eine effiziente Lösung zur Temperierung entwickelt. Um die beste Position der nötigen Komponenten zu finden, benötigt der Planer einen Überblick, wo sich besonders zu kühlende Komponenten im Schaltschrankaufbau befinden. Es gilt, von vornherein Hot Spots zu vermeiden. Dazu steht in Eplan Pro Panel ab Herbst 2016 eine neue Funktion zur Verfügung, die verbaute Komponenten gemäß ihrer Verlustleistungsdichte unterschiedlich einfärbt.

Die Verlustleistungsdichte wird auf Basis der maximalen Verlustleistung in Relation zur Größe der verbauten Komponenten ermittelt. Über die Informationen der Verlustleistung je Komponente hinaus erhält der Planer zudem Aufschluss über die Verteilung der Verlustdichte im gesamten Schrank. Liegt ein Ungleichgewicht vor, kann er dies durch gezielte Änderungen im Montagelayout korrigieren. Alle dazu erforderlichen Informationen werden als Artikelinformationen über das Eplan Data Portal bereitgestellt – für aktive Komponenten genauso wie beispielsweise für Klemmen. Phoenix Contact stellt dazu als erster Hersteller die relevanten Gerätedaten, wie maximale Verlustleistung, Mindestabstände oder Strömungsrichtungen bei Eigenlüftung, für seine Komponenten ganzheitlich im Eplan Data Portal zur Verfügung.

Gezielt entwärmen

Auch für die störungsfreie Luftführung im Schaltschrank benötigt der Planer visuelle Hilfen, um den Einbauort der Komponenten – also die exakte Position im Schrank – mit den Einflussgrößen der Klimatisierung abzugleichen. Kommen Klimatisierungslösungen von Rittal zum Einsatz werden im CAD lüftungstechnische Sperrräume und der am besten klimatisierte Bereich grafisch angezeigt. Lüftungstechnische Sperrräume dürfen nicht mit Komponenten verbaut werden, weil das Klimagerät sonst stark in seiner Leistung eingeschränkt wird. Das kann unter kritischen Bedingungen zu Problemen an Schaltgeräten und elektronischen Bauteilen führen. Neben zu hohen Temperaturen kann der Temperaturstress auch aus zu naher Platzierung am Kaltluftstrom resultieren. Beides reduziert die Lebensdauer von elektronischen und elektrotechnischen Komponenten und kann im Betrieb zu ungeplanten Ausfallzeiten führen.

Der am besten klimatisierte Bereich beschreibt den Raum, den ein Klimagerät aufgrund seiner Luftförderleistung zuverlässig klimatisieren kann. Entsprechend visualisiert Eplan Pro Panel die maßgeblichen Geräteparameter – wie die maximale Wurfweite der Kühlluft sowie die Anstellungswinkel der in das Gerät ein- beziehungsweise aus dem Gerät ausströmenden Luft. Erst durch den Einsatz einer Luftumlenkung kann der Strömungsschatten ausgeblendet werden und die Kühlluft tritt parallel zur Tür in den Schrank ein. Das dazu erforderliche gerätespezifische Zubehör wird in der Anzeige ebenfalls berücksichtigt. Alle dazu notwendigen Daten und Informationen werden künftig in den Produktdaten der entsprechenden Klimatisierungskomponenten von Rittal hinterlegt und über das Eplan Data Portal bereitgestellt.

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