Diese kann passiv durch gezieltes Anblasen temperaturempfindlicher Komponenten mittels Umlüfter erfolgen, sofern die Schaltschrankinnentemperatur unter der maximal zulässigen Betriebstemperatur dieser Bauteile liegt. Überschreitet die Schaltschrankinnentemperatur die kritische Temperatur der empfindlichsten Komponenten, ist eine aktive Kühlung erforderlich.
Die konventionelle Methode
Eine konventionelle Methode besteht darin, den gesamten Schaltschrankinnenraum unter die maximale Betriebstemperatur der empfindlichsten Komponenten zu kühlen. Dies kann jedoch mit erheblichem Energieaufwand verbunden sein. In typischen Anwendungen existieren Bauteile, die problemlos bei einer Dauerbetriebstemperatur von bis zu 60°C arbeiten, während empfindlichere elektronische Komponenten eine maximale Betriebstemperatur von 35°C nicht überschreiten dürfen. Eine durchgängige Kühlung des gesamten Innenraums auf maximal 35°C führt in solchen Fällen zu einem erhöhten Energieverbrauch, insbesondere bei Anlagen mit mehreren Schaltschränken.
Der Ansatz mit partieller Kühlung
Eine energieeffiziente Alternative stellt die partielle Kühlung mittels Peltiertechnik dar. Hierbei gibt die Warmseite des Peltier-Kühlgeräts die Verlustleistung an die Umgebung ab, während die Kaltseite gezielt die empfindlichen Bauteile kühlt. Dadurch kann die Schaltschrankinnentemperatur auf bis zu 60°C ansteigen, ohne dass die funktionale Sicherheit der temperaturempfindlichen Komponenten beeinträchtigt wird. Falls die zulässige Innenraumtemperatur des Schaltschranks noch Reserven für zusätzliche Verlustleistung aufweist, kann die partielle Kühlung auch mit einer Lösung realisiert werden, bei der die Verlustleistung der Peltier-Kühlung in den Schaltschrankinnenraum abgegeben wird. Diese Wärme kann über die Schaltschrankwand an die Umgebung dissipiert werden. Zusätzlich zur Luftstromkühlung besteht die Möglichkeit, temperaturempfindliche Bauteile durch direkte Kontaktkühlung mittels Cold-Plate-Technologie unterhalb ihrer maximal zulässigen Temperatur zu halten. Diese Methode bietet eine besonders effiziente Wärmeabfuhr und trägt zur Verbesserung der Temperaturverhältnisse im Schaltschrank bei. Verglichen mit Kompressorkühlgeräten bieten Peltierkühleräte die Vorteile, dass sie unempfindlich gegen Schock und Vibration sind und lageunabhängig betrieben werden können. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist der Betrieb ohne umweltschädliche Kältemittel.
Fazit
Die partielle Kühlung mit Peltier-Technik ist eine effiziente Lösung für das Wärmemanagement in Schaltschränken, die den Energieverbrauch reduziert und die Lebensdauer der Komponenten verlängert. In Fällen, in denen Standardlösungen nicht möglich sind, kann Lm-therm passgenaue Sonderlösungen anbieten. Lm-therm ist der Experte fürs Thermalmanagement und für Sonderlösungen. Anwender finden neben Schaltschrankkühlgeräten und -heizungen auch Zubehör wie Filterlüfter, Regler, Schaltschrankleuchten etc. Nach einer ausführlichen Analyse der bestehenden Problematik schafft das Lm-therm-Team eine passgenaue Lösung.
