Hitze, Frost, Luftfeuchtigkeit, Umwelteinflüsse, aber auch die Packungsdichte können die Lebensdauer der im Schaltschrank befindlichen Elektronik massiv reduzieren. So kann Hitze im Schaltschrank zu Fehlfunktionen oder Ausfällen von elektronischen Komponenten führen, bis hin zum Totalausfall der Anlage. Auch Frost kann Schäden an elektromechanischen Bauteilen hervorrufen, indem sich beispielsweise die Eigenschaften von Isolierstoffen aus Kunststoff negativ verändern. Eine oft unterschätzte Gefährdung der Elektronik ist kondensierende Luftfeuchtigkeit, die zur Korrosion im Schaltschrank führen kann. Gleichzeitig steigt die Ausfallwahrscheinlichkeit durch Ableitströme, Kriechströme oder Kurzschlüsse. Negative Umwelteinflüsse wie Staub, Wasser, chemische oder brennbare Substanzen gefährden zusätzlich die Betriebssicherheit von Schaltschränken. Mit einem an die jeweiligen Anforderungen angepassten Wärmemanagement wird eine hohe Betriebs- und Funktionssicherheit sichergestellt, Ausfälle werden nachhaltig verhindert und eine Reduzierung der Lebensdauer von internen Bauteilen vermieden. Nicht immer reicht der Standard aus, weil kundenspezifische Anpassungen für ein optimales Wärmemanagement erforderlich sind. Im Folgenden werden Sonderlösungen beschrieben, die von Lm-therm entwickelt und umgesetzt wurden.
Individuelle Peltier-Kühlung für Schaltschränke bei beengten Platzverhältnissen
In einem Unternehmen fielen die im Schaltschrank verbauten SPS aus, wodurch es zu einer Unterbrechung der Anlage kam. Grund für den Ausfall war, neben starken Erschütterungen und hohen Umgebungstemperaturen von bis zu 80°C, eine hohe Verlustleistung, sodass die dadurch erzeugte Übertemperatur nicht mehr aus den Schaltschränken abgeführt werden konnte. Lm-therm analysierte vor Ort das Problem und erarbeitete eine individuelle Lösung zur Sicherstellung des Betriebs der Anlage. Nach einer kurzen Entwicklungszeit wurden sechs Peltier-Kühlgeräte konstruiert und produziert, die bei einer normalen Netzspannung eine Kühlleistung von 300W (L35/L35) erzeugten. Aufgrund des Sonderbaus der Schaltschränke herrschten sehr beengte Einbauverhältnisse, wodurch die Konstruktion der Hauben und der Luftführungsrahmen angepasst werden mussten. Die Kühlung der Anlage funktioniert reibungslos. Die Wahl fiel auf die Peltier-Kühlung, da diese unempfindlich gegenüber Vibrationen ist und problemlos in mobilen Anlagen eingesetzt werden kann.
Kühlmittelfreie Kühlung von Akkus
In RWA-Schaltschränken befanden sich Akkus, die auf einer konstanten Temperatur gehalten werden sollten. Auf diese Weise sollte deren Lebensdauer verlängert und ein vorzeitiger Austausch vermieden werden. Die vorherrschenden Umgebungstemperaturen und die Brandschutzklasse der Schaltschränke erlaubten keine Kühlung mithilfe von Kühlmitteln. Aus diesem Grund griff Lm-therm nach einer Analyse der Situation auf eine kühlmittelfreie Kühlung zurück. In diesem Fall war eine Standard-Lösung nicht möglich. Die Einbau-Geometrie erlaubte lediglich einen kompletten Einbau in den Schaltschrank. Zudem musste die abzuführende Verlustleistung bis zu 900W betragen. Lm-therm entwickelte eine frei wählbare Einbaulage bei Peltier-Kühlern und ermöglichte so einen Einsatz der Kühlung in allen Schaltschränken des Kunden – unabhängig von deren Umgebungsbedingungen und Form.
Direktkühlung in einem Kameragehäuse
Peltier-Kühlungen sind grundsätzlich für viele Probleme eine hervorragende Lösung. So lassen sich beispielsweise bei hochdrehenden Spindelantrieben mit Peltier-Kühlungen und den dazu gehörenden Regelgeräten die Temperaturen genau stabilisieren. Peltier-Kühler sind aber auch für andere spezielle Anforderungen die passende Lösung. So stimmte Lm-therm das Peltier-Gerät in Größe und Beschaffenheit auf die Anforderungen des Kunden ab. Der Anbieter entwickelte hier für einen Kunden eine an das Gehäuse angepasste Direktkühlung für Kameras, inklusive Montagebohrungen. Die Herausforderung war nicht nur das kleine Gehäuse, sondern auch die Umgebungstemperaturen von bis zu 85°C.