Lageunabhängige Klimatisierung in mobilen Anwendungen

Lageunabhängige
Klimatisierung in mobilen
Anwendungen

Die moderne Bahntechnik ist ohne Elektronik, Mess- und Kommunikationstechnik nicht denkbar. Eine besondere Herausforderung ist die energiesparende Klimatisierung von Elektronik in mobilen Anwendungen wie in Loks oder Waggons. Mit seinen Halbleiter-basierenden Systemen bietet Elmeko speziell für diese Fälle Kühl-, Heiz- und Entfeuchtungsgeräte, die robust und wartungsarm sind und zuverlässig selbst unter extremen Bedingungen wie Hitze, Staub oder Vibrationen arbeiten.

 Die Schaltschrank-Kühlgeräte PK 30 bis PK 300 arbeiten mit Peltier-Technik und klimatisieren kompakt, sicher und energiesparend. Ihr Edelstahl-Design und die hohe Schutzart IP 67 passt in die Bahntechnik. (Bild: Elmeko GmbH + Co. KG)

Die Schaltschrank-Kühlgeräte PK 30 bis PK 300 arbeiten mit Peltier-Technik und klimatisieren kompakt, sicher und energiesparend. Ihr Edelstahl-Design und die hohe Schutzart IP 67 passt in die Bahntechnik. (Bild: Elmeko GmbH + Co. KG)


Solange Elektronikgehäuse und Schaltschränke unbeweglich aufgestellt sind, bieten sich eine Menge an Lösungen verschiedener Hersteller, diese zu klimatisieren. Geht es jedoch in mobilen Anwendungen um lageunabhängiges Funktionieren selbst unter starken Vibrationen und dynamischen Belastungen wie Beschleunigung und Bremsung, kommt der Planer solcher Anlagen nicht um Systeme mit Peltiertechnik herum, wie sie Schaltschrank-Spezialist Elmeko entwickelt und kundenspezifisch anpasst. Die Halbleitertechnik spielt bei diesen Geräten eine entscheidende Rolle, weil sie ohne bewegliche Teile und Kühlmittel und daher lageunabhängig arbeiten: Heizelemente auf PTC-Basis sind hier ebenso zu nennen wie die Kühl- und Entfeuchtungssysteme auf Basis leistungsstarker Peltiertechnik. Kompakte Bauweise, mobile Einsatzmöglichkeiten und niedriger Energieverbrauch sind weitere Features dieser Systeme.
 Beim Anlegen einer Gleichspannung an das Peltier-Element kühlt eine Seite ab, während sich gleichzeitig die gegenüberliegende Seite erwärmt. Diesen Effekt nutzt Elmeko für eine zuverlässige Klimatisierung. (Bild: Elmeko GmbH + Co. KG)

Beim Anlegen einer Gleichspannung an das Peltier-Element kühlt eine Seite ab, während sich gleichzeitig die gegenüberliegende Seite erwärmt. Diesen Effekt nutzt Elmeko für eine zuverlässige Klimatisierung. (Bild: Elmeko GmbH + Co. KG)

Kühl- und Heizsysteme für mehr Zuverlässigkeit

Da Elektronikkomponenten nur in einem begrenzten Temperaturbereich zuverlässig arbeiten (-20 bis +45°C) und Temperaturstress (stark wechselnde Temperaturen) zu sinkender Lebensdauer führt, müssen die Systemgehäuse klimatisiert werden. Hitze führt zur Reduzierung der Lebensdauer und zu Totalausfall. Elektrogeräte erzeugen bei Betrieb Verlustwärme, die abgeführt werden muss. Im ungünstigen Fall kommt noch eine hohe Umgebungstemperatur hinzu, so dass eine aktive Kühlung erforderlich ist. Kälte und Temperaturschwankungen führen zu Feuchtebildung. Bei Anwendungen bei Tiefsttemperatur bis -40°C muss die Elektronik im Schaltschrank vor Inbetriebnahme aufgeheizt werden. Feuchte tritt auch auf, wenn eine Absenkung der Temperatur stattfindet und dadurch der Taupunkt unterschritten wird, z.B. bei Abkühlung in den Nachtstunden, bei Einsatz eines Kühlgerätes oder nach dem Abschalten der Anlage. Bei hoher Luftfeuchte beispielsweise von 90 Prozent kann Kondensation bereits auftreten, wenn die Temperatur um 2K absinkt, z.B. von +40 auf +38°C. Erschwerend kommt hinzu, dass Schaltschränke dicht sind mit Schutzarten von IP54 bzw. IP65. Die Hauptanforderungen an Klimatisierungssysteme in der Bahntechnik sind demnach:

  • •  kompakte Bauweise,
  • •  gute Regelbarkeit,
  • •  niedriger Energieverbrauch,
  • •  wartungsarmer Betrieb,
  • •  hohe Lebensdauer,
  • •  hohe Schutzart.
 Die Heizungen der SL-Serie punkten mit vier Leistungen von 250 bis 650 W, untergebracht in einer einheitlichen Gehäusegröße, was das Schrankdesign und Modifizierungen erleichtert. (Bild: Elmeko GmbH + Co. KG)

Die Heizungen der SL-Serie punkten mit vier Leistungen von 250 bis 650 W, untergebracht in einer einheitlichen Gehäusegröße, was das Schrankdesign und Modifizierungen erleichtert. (Bild: Elmeko GmbH + Co. KG)

Heizungen halten Elektronik auf Temperatur

Die Heizungen schützen die im Schaltschrank eingebauten Komponenten vor zu niedrigen Temperaturen und vermeiden die Kondensatbildung im Schaltschrank durch große Temperaturschwankungen oder erhöhte Luftfeuchte. Wahlweise mit PTC-Heizelementen oder Festwiderständen gibt es die Elmeko-Systeme mit Heizleistungen von 10 bis 1000W. Manche Varianten sind mit Lüfter ausgestattet und sorgen so für eine optimale Temperaturverteilung im Schaltschrank. Effiziente Heizungssysteme bietet Elmeko mit der SL-Serie mit Heizleistungen von 250, 350, 500 und 650W bei +20°C. Sie sind so konzipiert, dass sie in das gleiche Kompaktgehäuse passen. Das erleichtert das Schrankdesign und ermöglicht den einfachen Austausch, sollte sich die erforderliche Heizleistung ändern. Das Gehäuse aus robustem hochtemperaturbeständigen Kunststoff misst nur 86x100x105mm (BxHxT). Mit zwei individuell schaltbaren Heizkreisen aus wartungsfreien PTC-Heizelementen und einem starken Lüfter ausgestattet sorgen die Heizungen für optimale Temperaturen im Schaltschrank und minimieren die Feuchtebildung. Ein integrierter Temperaturwächter schaltet die Heizung bei Lüfterausfall ab, um Überhitzungen zu vermeiden.

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Elmeko GmbH + Co. KG
www.elmeko.de

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