Kühlung per Filterlüfter für den Schaltschrank neu interpretiert

Mit Klappen klappt es besser

Die Kühlung mit Filterlüftern gehört zu den einfachen und preiswerten Lösungen zur Klimatisierung von Schaltschränken. Sie ist etablierter Standard und in zahlreichen Anwendungen gängige Praxis. Aber warum sollte man langjährig bewährte Standardlösungen nicht verbessern? Mit dem Filterlüfter FPI/FPO 018 präsentiert Stego zwei Systeme, welche diese Art der aktiven Kühlung neu interpretieren und für mehr Luftleistung sorgen.

 Die Filterlüfter FPI/FPO 018 zur Kühlung von Schaltschränken sorgen für mehr Luftleistung. (Bild: Stego Elektrotechnik GmbH)

Die Filterlüfter FPI/FPO 018 zur Kühlung von Schaltschränken sorgen für mehr Luftleistung. (Bild: Stego Elektrotechnik GmbH)

Die Kühlung mittels eines Luftstroms ist gegenüber teuren Kühlgeräten eine wirtschaftliche, erprobte Basislösung für die Klimatisierung in Schaltschränken. Das zugrundeliegende Wirkprinzip ist denkbar einfach: Kühle Umgebungsluft wird durch eine Einlassöffnung angesaugt, die dahinterliegende Filtermatte entfernt Schwebstoffe und Verunreinigungen. Die so ins Innere strömende Luft kühlt den Schaltschrank. Um den Durchlauf und damit den kontinuierlichen Abtransport der Verlustwärme im Schaltschrank aufrechtzuerhalten, besteht ein Filterlüftersystem immer aus einem Einlass- und einem Auslassfilter.

 

 

Klappen für mehr Luftleistung

Der Schlüssel für mehr Luftleistung und damit mehr Kühlwirkung liegt in der Erhöhung des Luftdurchsatzes. Ein möglicher Ansatz ist der Austausch der Filtermatte. Eine niedrigere Dichte des Fließes erlaubt eine leichtere Durchströmung, führt aber zu einer schlechteren IP Klasseneinstufung. Alternativ können stärkere oder größere Lüftermotoren eingesetzt werden, jedoch mit Kostennachteilen bei Beschaffung und im Betrieb. Stego geht mit den Filterlüftern Plus einen effizienteren Weg. Diese bieten eine um bis zu 25 Prozent höhere Luftleistung als herkömmliche Filterlüfter-Systeme. Der Anbieter verzichtet hierzu auf die Filtermatte am Luftauslass und setzt stattdessen die eigenentwickelte patentierte Klappentechnologie ein. Hierdurch senkt sich der Gegendruck für die Luft beim Auslass auf ein Minimum ab. Der Luftstrom kann fast ungehindert durch die schwenkenden Klappen entweichen.

FPI Luftstromrichtung in‘

Der Filterlüfter Plus bietet dem Anwender zwei Systeme für die Luftstromrichtung, ‚in‘ oder alternativ ‚out‘. Luftstromrichtung ‚in‘: Das FPI-System entspricht der klassischen Anordnung, wie sie vielfach Anwendung im Markt findet. Der Lüfter befindet sich im unteren, kühleren Bereich des Schaltschrankes und bläst die äußere Frischluft in diesen ein. Hierdurch bildet sich ein Überdruck, der das Eindringen von Schmutz an Schwachstellen in der Dichtung verhindert. Der Luftaustritt erfolgt über den filterlosen, aber dafür mit Klappen bestückten Auslass. Der aufgebaute Schranküberdruck kann nun frei und ungehindert austreten. Die offenen Klappen stellen dem Luftstrom weniger Widerstand entgegen als eine Filtermatte. In der Folge wird ein größerer Luftvolumenstrom transportiert als in herkömmlichen Systemen mit Filtermatte am Luftauslass.

FPO Luftstromrichtung out‘

Um das Potential der Klappentechnologie voll auszuschöpfen, bietet Stego den Filterlüfter Plus alternativ im Systemen FPO an. Luftstromrichtung ‚out‘: Beim FPO-System wird der Lüfter am Luftauslass montiert, der in der Regel im oberen Bereich des Schaltschranks positioniert ist. Die Funktion ähnelt der eines Dachlüfters. In dieser Anordnung saugt der Lüfter die Stauwärme gezielt ab und leitet diese ungehindert durch die aufschwingenden Klappen nach außen. Durch den geringeren Gegendruck der Klappen wird ein deutlich höherer Luftdurchsatz und damit eine verbesserte Kühlwirkung erreicht. Die komplette Ausnutzung der Fläche der Filtermatte im Ansaugbereich durch den fehlenden Motor erhöht den Luftstrom weiterhin und ermöglicht ein verlängertes Wartungsintervall für den Filtertausch.

Klappen für höhere thermische Isolation

Applikationen, die bei sich ändernden Witterungsverhältnissen oder in abgeschaltetem Zustand beheizt werden, um Untertemperaturen oder Frost zu vermeiden, verlieren die meiste Wärme durch Öffnungen im Schaltschrank – insbesondere durch die Öffnungen für Filterlüfter. Die Klappentechnologie wirkt dem entgegen, bei abgeschaltetem Lüfter sind die Klappen komplett geschlossen. Im oberen Schrankbereich ist die Öffnung somit verschlossen und die dadurch bessere thermische Isolation reduziert den Wärmeverlust deutlich.

Werkzeugloses Befestigen mit Drehriegeln

Vielfach werden Filterlüfter mit Rasthaken in die Außenwand des Schaltschrankes geclipst. Hierfür ist eine exakt herausgetrennte Ausschnittöffnung notwendig, um ausreichend Halt zu gewähren. Stego hat dies durch eine Drehriegelbefestigung vereinfacht. Hierzu muss der Filterlüfter nur in die Ausschnittfläche eingesetzt werden und mithilfe der vier Drehriegel in jeder Ecke ist er innerhalb von Sekunden werkzeuglos fest arretiert. Auch dann, wenn das Ausschnittsmaß nicht exakt der Zeichnung entspricht. Einrastgeräusche geben dem Anwender akustisches Feedback über den Einbauzustand. Die werkseitig umlaufend aufgeschäumte Dichtung erlaubt größere Toleranzen bei der Ausschnittfläche und entbindet den Anwender von zusätzlichen Arbeitsschritten. Sollte ein Aus- bzw. Wiedereinbau notwendig sein, z.B. für Wartungsarbeiten, ist dies ohne Verlust von Haltekraft möglich – einzig ein Schraubendreher wird hierfür benötigt. Alternativ oder auch zusätzlich zu den Drehriegeln sind Bohrungen für die klassische Montage mit Schrauben ebenfalls vorhanden.

Approbationen für zertifizierte Sicherheit

Die gesamte Filterlüfter Plus Serie ist VDE- und UL-approbiert und erfüllt die Anforderungen der Schutzart IP54 – geprüft vom unabhängigen Prüf- und Zerifizierungsinstitut VDE. Für Anwendungen im Außenbereich benötigt der Anwender die höhere IP56. Die Schutzart IP55 ist hierfür nachweislich nicht ausreichend. Die Montage der optionalen Strahlwasserhaube FFH 086 gewährt den notwendigen Spritzwasserschutz für Outdoor-Applikationen. Der Filterlüfter Plus ist in den marktüblichen AC- und DC-Spannungen erhältlich und wird in fünf Standardausschnittmaßen angeboten.

Fazit

Stego erreicht für den FPI/FPO Filterlüfter durch den Einsatz der Klappentechnologie ein Plus von bis zu 25 Prozent Luftleistung. Dem Anwender steht nun bei gleichem Einbaumaß mehr Leistung zur Verfügung um Anwendungen aktiv zu kühlen. Neben der klassischen Einbausituation (FPI), mobilisiert der Filterlüfter Plus in der Einbaurichtung FPO – durch die Montage des Lüfters am Luftauslass mit Klappentechnologie – zusätzliche Leistung.

Autor | Jan-Thomas Mosebach,
Vertriebs-Ingenieur,
Stego Elektrotechnik GmbH

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Bild: Stego Elektrotechnik GmbH


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