Messreihe bei Automobilhersteller zur kanallosen Verdrahtung

 

15 Minuten Detailanalyse: Deutlich sichtbare ‘Hot-Spot-Problematik’ mit bis zu 42,5°C bei der Montageplatte (li) durch Luftverblockung am Kabelkanal (Messpunkt 8) (Bild: Friedrich Lütze GmbH)

15 Minuten Detailanalyse: Deutlich sichtbare ‘Hot-Spot-Problematik’ mit bis zu 42,5°C bei der Montageplatte (li) durch Luftverblockung am Kabelkanal (Messpunkt 8) (Bild: Friedrich Lütze GmbH)

Die Messergebnisse im Detail

Beim Versuchsaufbau I mit Montageplatte pendelten sich die Temperaturschichten nach Anlauf des Klimagerätes (ca. 40 Minuten nach Produktionsstart) zwischen 29°C und 43°C ein. Im Detail zeigte sich am Messpunkt 9 zwischen Schütz und Kabelkanal eine Temperatur von 38,5 – 42,5°C, am Messpunkt 8 zwischen Simatic ET200S und Kabelkanal eine Temperatur von 36,5 – 38,5°C und am Lufteintritt des Klimagerätes von 33,5°C. Die hohe Temperatur am Kabelkanal deutet also auf eine Luftverblockung hin, die diesen Hot-Spot hervorruft. Ein Hot-Spot der gerade noch knapp innerhalb der Toleranzen bleibt, da die Anlage auf eine Außentemperatur von 38°C und eine maximal zulässige Innentemperatur von 42°C ausgelegt ist. Beim Versuchsaufbau II mit Airstream-Verdrahtungsrahmen pendelten sich die Temperaturschichten nach Anlauf der Wärmetauscher (ca. 37 Minuten nach Produktionsstart) zwischen 30°C und 34°C ein. Im Detail zeigte sich am Messpunkt 9 zwischen Schütz und Simatic ET200S eine Temperatur von 31 – 33,5°C, am Messpunkt 8 zwischen Simatic ET200S und Klemmen eine Temperatur von 32 – 33,5°C und am Luftaustritt des Wärmetauschers von 29,5°C. Würde die Luft beim Austritt des Wärmetauschers identisch der Temperatur des Klimagerätes entsprechen, würden die Kurven linear ansteigen. Trotzdem ist die Luft homogen und nicht geschichtet wie bei der Montageplatte. Hot Spots sind beim Airstream-Verdrahtungsrahmen kaum erkennbar. Beim Vergleich der beiden Schaltschrankaufbauten ist außerdem zu berücksichtigen, dass der Versuchsaufbau II mit ungünstigeren Rahmenbedingungen belastet war: So lag die Umgebungstemperatur mit 1,9°K deutlich höher als am vorangegangenen Tag 1 der Messreihe. Bei gleicher Außentemperatur wäre somit der Schrank mit dem Verdrahtungsrahmen innen entsprechend weitere 1,9 K kühler gewesen und die Kurven würden dementsprechend tiefer verlaufen.

Fazit: Entwärmung lässt sich nachweisen

Die Studie belegt, dass mit dem Einsatz des Airstream Verdrahtungsrahmen eine spürbare Entwärmung und Homogenisierung des Schaltschrankklimas möglich ist. Damit werden die eingebauten Geräte nicht nur vor einem schleichenden Hitzekollaps bewahrt, auch deren Lebenserwartung erhöht sich. Weitergehende theoretische Betrachtungen mit der online verfügbaren Airtemp-Anwendung zeigen, dass auf ein Klimagerät hätte verzichten werden können. Bei einer angenommenen Umgebungstemperatur von 25°C und unter der Maßgabe, dass in der Regel 70% der Komponenten gleichzeitig betrieben werden (Gleichheitsfaktor), müsste allenfalls ein Lüfter, wie z.B. der Lütze Airblower eingesetzt werden. Weitere nachhaltige Klimaverbesserungen könnten z.B. unter Verwendung der Lütze Airblades erzielt werden. Diese ermöglichen eine zielgenaue Kühlluftführung im Schaltschrank. Dadurch lassen sich in der Umgebung von Komponenten mit einer hohen Verlustleistung Hot-Spots aktiv minimieren.

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