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Outdoor-Kühlgeräte: Sicherheit von Schaltschränken in rauen Umgebungen: Ausgabe 08/2019, 16.05.2019

Wo draussen Kräfte toben, muss der Schutz von innen kommen

Die Klimatisierung von Schaltschränken gilt als Herausforderung, weil jede industrielle Applikation ihre eigene Charakteristik hat. Insbesondere bei Outdoor-Anlagen stehen Systemintegratoren vor einem besonders anspruchsvollen Anforderungsprofil: Hitze, Frost, Staub oder Nässe wirken hier mit besonderer Kraft auf die Anlagen. Die Lösung sind robuste Outdoor-Kühlgeräte mit hohen Schutzarten.

Autor: Bruno Senn, Geschäftsführer Carl Geisser AG

Bilder: Pfannenberg

Outdoor-Kühlung umfasst ein sehr weites Feld an Anwendungen mit extremen Einsatzbedingungen: Unter freiem Himmel muss sowohl die Telekommunikation rund um die Uhr auch in den entlegensten Ecken der Welt funktionieren, als auch der Schienen- und Güterverkehr laufen, egal ob es regnet, klirrend friert oder Gluthitze herrscht. Anlagenbetreiber errichten Photovoltaik-Kraftwerke und Wechselrichter-Stationen in Wüsten mit viel Sand- und Staubbelastung, implementieren Schalttafeln und Schaltschränke für die Automatisierung industrieller Prozesse in allen Klimazonen. Klär- und Wasseraufbereitungsanlagen arbeiten umgeben von feuchten Biotopen, die Produktion von Holz, Zement und Baustoffen wiederum, in staubiger Umgebung mit feinsten Partikeln in der Luft.

Witterung setzt Schaltschränken zu
Für solche zunehmend auch vernetzten Applikationen sind in der Regel intelligente Komponenten im Outdoor-Schaltschrank verbaut, viele von ihnen generell empfindlich gegenüber Temperaturbelastungen. Das zeigt sich zum Beispiel in Betriebsausfällen, erhöhten Wartungszyklen und geringerer Lebensdauer. Die Steuerung der Temperatur innerhalb von Schaltschränken gilt deshalb als erfolgskritische Aufgabe für Planer von Aussenanlagen. Starke Wetterschwankungen, salzige Luft in Meeresnähe, aggressive Dämpfe wie in der Metallindustrie oder Hochdruckreiniger und Reinigungschemikalien in der Nahrungsmittelproduktion – all diese Einflüsse setzen Standard-Kühlgeräten besonders und zudem auf sehr verschiedene Weise zu. Und selbst was indoor vielen Extremen widersteht – Geräte für die Klimatisierung im Aussenbereich erfordern eine spezielle Konstruktion.

Von –40 bis +60 °C im Outdoor-Betrieb
Eine Lösung sind robuste Outdoor-Kühlgeräte mit hohen Schutzarten und funktionellen Konstruktionsdetails, die das Innenleben von Schaltschränken selbst für harsche Umgebungsbedingungen rüsten. Der Spezialist für Schaltschrankklimatisierung Pfannenberg hat mit der Serie DTS 3000 Kühlgeräte von 300 bis 5800 kW gezielt für die Kraft der Elemente bei Aussentemperaturen von –40 bis +60 °C ausgelegt, die sich damit für nahezu jeden Ausseneinsatz eignen. Und weil jede Applikation ihre eigenen, speziellen Anforderungen hat, können Schaltschrankbauer und Planungsteams die Outdoor-Kühlgeräte von Pfannenberg mit Heizungen, Thermostaten und Hygrostaten zu Systemlösungen mit besonderen Schutzeigenschaften beispielsweise in puncto Kondensat oder Korrosion ergänzen – und zwar frost-, staub- und regensicher.

Kälte und Hitze: Ausstattungspakete rüsten für Extreme
Mit den Ausstattungspaketen Low Ambient (LA) und High Temperature (HT) im Standard graduiert Pfannenberg innerhalb der Serie für anspruchsvolle Anwendungen mit besonders niedrigen und sehr hohen Aussentemperaturen. So haben die Entwickler von Pfannenberg das Anti-Frost-Ausstattungspaket LA mit einem sicheren Schutz vor Kondensat versehen. Für den Schutz sorgen Komponenten und Features wie eine Schaltschrankheizung, die bei Bedarf aufheizt, ein Sicherheitsüberlauf, eine externe Lüftersteuerung und ein Thermostat, das sich im Schaltschrank montieren lässt. So kombiniert das kältetaugliche Konzept auch Heizen und Kühlen in einem Gerät, was beispielsweise Anschaffungskosten und Verdrahtungsaufwand spart und damit auch die Komplexität der Outdoor-Lösung reduziert. 
Geht es vor allem um die harten Anforderungen, die Hitze beispielsweise in der Metallindustrie oder tagsüber in Wüstenregionen mit sich bringt, verschaffen temperaturstabile Verdichter und grosse Verflüssiger im HT-Ausstattungspaket den Bauteilen im Schaltschrank einen hitzebeständigen Schutz.

Staub und Nässe: Funktionelle Konstruktionsdetails
Alle Outdoor-Kühlgeräte von Pfannenberg erfüllen die hohen Schutzarten IP56 und N3R, die vor allem auch für Einflüsse wie Staub und Nässe greifen. Falls erforderlich sind auch Ausführungen in der NEMA-Kodierung Typ 4X erhältlich, welche sich durch extrem hohe Korrosionsfestigkeit auszeichnen. Zum Schutz vor Korrosionsschäden sind alle Outdoor-Klimageräte der Serie DTS 3000 mit pulverbeschichteten Hauben aus Stahl oder Edelstahl bis zur V4A-Güte ausgerüstet, also auch hier für den Einsatz unter härtesten Bedingungen. Die Komponenten im Inneren dieser Outdoor-Kühlgerate sind ebenfalls im Hinblick auf Korrosionsbeständigkeit behandelt.

Robust: Funktionelle Konstruktionsdetails
Schutz steckt eben nicht nur im Material, sondern auch in konstruktiven Details. So erfolgt die Luftansaugung im oberen Teil der Kühlgeräte, damit weder ein Wintereinbruch noch ein kräftiger Wüstenwind den Lufteinlass mit Schnee oder Sand blockiert. Ein weiteres Beispiel: Der Kältekreislauf ist hermetisch geschlossen und sichert nicht nur gegen Leckagen, sondern macht auch das Nachfüllen von Kältemitteln überflüssig. Und die gute Abdichtung des Closed-Loop-Designs schottet gegen Verunreinigungen von aussen ab.
Wo die Technik draussen arbeiten soll, muss drinnen in jedem Bauteil Leistung stecken. Alle in der DTS Serie 3000 verbauten Antriebe wie Verdichter- und Lüftermotoren sind beispielsweise mit einem thermischen Überlastschutz versehen. Ein kleiner Konstruktionshebel, um die Lebensdauer des Verdichters effektiv zu verlängern und Radial- ventilatoren mit rückwärts gekrümmten Schaufeln, um einen hohen Druckaufbau für die Kühlung zu schaffen. Mit ihrem gekapselten Motor und grossem Einzelkugellager eignen sie sich gerade in rauem Umfeld. Und mit einer Lebensdauer von mehr als 55 000 Stunden halten sie etwa doppelt so lang wie herkömmlich gelagerte Lüfter.
Anwendungen, die viel Staub und Sand ausgesetzt sind, womöglich noch in entlegenen Gegenden, erfordern ein möglichst wartungsfreies, filterloses Design. Daher besitzen die Lamellen der Verflüssiger in den OutdoorKühlgeräten der Serie DTS 3000 einen extra grossen Abstand von 3 mm, was sie auch im partikelbelasteten industriellen Umfeld weniger anfällig für Schmutzablagerungen macht, die die Geräte verstopfen könnten – auf Kosten von Effizienz und Betriebssicherheit.

Infoservice Carl Geisser AG Hungerbüelstrasse 22, 8500 Frauenfeld Tel. 044 806 65 00, Fax 044 806 65 01 info@carlgeisser.ch, www.carlgeisser.ch

 



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