Radial + axial = diagonal

22.12.2016 16:00

Radial + axial = diagonal

Es geht eng zu im Schaltschrank – und es wird heiß. Diagonalventilatoren sorgen in Schaltschränken für gutes Klima.

Es geht eng zu im Schaltschrank – und es wird heiß. Immer mehr elektronische Bauteile müssen dort Platz finden. Durch ihre Abwärme entstehen Hot Spots, die eine Temperatur von über 90 Grad Celsius erreichen können. Empfindliche elektronische Bauteile werden durch die Erwärmung in ihrer Lebendauer deutlich eingeschränkt oder im schlimmsten Fall sogar zerstört. Filterlüfter sorgen für die nötige Kühlung. Sie bestehen aus einem Ventilator und einem Staubfilter, der verhindert, dass Schmutzpartikel ins Schrankinnere gelangen. Unten in der Tür des Schaltschranks eingelassen, bläst der Filterlüfter kalte Luft nach innen. Sie nimmt die Wärme auf, steigt nach oben und gelangt dort durch ein Austrittsgitter wieder nach außen.

Leistungsstarke Kühlung

 

In den Filterlüftern des Systemanbieters für Schaltschranktechnik Rittal transportierten bisher Axialventilatoren die Luft von außen nach innen. „Diese Axialventilatoren haben ihren optimalen Arbeitsbereich bei geringem statischem Gegendruck, wo sie relativ große Luftmengen liefern“, erläutert Thomas Heli, verantwortlicher Abteilungsleiter Entwicklung EA-2 bei ebm-papst in Mulfingen. Steigt der Widerstand, beispielsweise durch eine verschmutzte Filtermatte, sinkt der Wirkungsgrad: Die Strömung reißt am Laufrad ab und es kann zu Turbulenzen kommen. „Die Lüfter werden dadurch ineffizient und laut“, sagt Heli. Gemeinsam mit Rittal suchten die Entwickler von ebm-papst nach einer neuen Lösung. Das Ergebnis: eine neue Diagonalventilatoren-Baureihe, speziell für die TopTherm Filterlüfter des weltweit führenden Systemanbieters Rittal. „Den Anwendern ist eine hohe und konstante Luftleistung besonders wichtig“, erklärt Christine Ronzheimer, Produktmanagerin Klimatisierung bei Rittal und Projektleiterin. „Außerdem sollen die Lüfter einfach und werkzeuglos zu montieren und damit service- und wartungsfreundlich sein.“

Mit diesen Vorgaben machten sich die Teams aus Mulfingen und St. Georgen ans Werk: „Wir haben schnell erkannt, dass die verwendeten Axialventilatoren für diese Anwendung nicht die optimale Lösung sind. Die kompakten Diagonalventilatoren sind hierfür viel besser geeignet“, erklärt Heli. Sie vereinen die positiven Eigenschaften der Axial- und Radialventilatoren. „Die Durchströmungsrichtung des Diagonallüfters ist, wie auch bei den Axiallüftern, im Wesentlichen axial. Der Druckaufbau ist aber durch die zusätzliche radiale Abströmkomponente erhöht.“ Durch diese diagonale Abströmung wird das Innere des Schaltschranks zudem gleichmäßig durchströmt, was die Bildung von Wärmenestern reduziert.

Sparsam und servicefreundlich

 

Die Diagonalventilatoren haben weitere Vorteile: Bei einer verschmutzten Filtermatte sind die Leistungseinbußen trotz des höheren Gegendrucks beträchtlich geringer. Die Matte muss seltener gewechselt werden und die Wartungsintervalle verlängern sich. Zudem sparen die neuen Lüfter deutlich Strom – vor allem, wenn sie über einen zusätzlichen Thermostat geregelt werden: „Die Schaltschränke werden mit den neuen Diagonalventilatoren erheblich effektiver entwärmt. Mit einer zusätzlichen Regelung zeigt sich das durch eine signifikant geringere Laufzeit und einen um bis zu 48 Prozent reduzierten Stromverbrauch“, betont Ronzheimer.

Thomas Heli erklärt, was das konkret bedeutet: „In einer Produktionshalle mit 200 Filterlüftern lassen sich somit jährlich 26.600 Kilowattstunden und etwa 3.000 Euro Energiekosten einsparen. Auf einen Nutzungszeitraum von fünf Jahren betrachtet sind das 15.000 Euro.“ Um die Diagonalventilatoren mit dem Filterrahmen verbinden zu können, wird der Lüfter in ein neuartiges Gehäuse integriert, das neben der Motorbefestigung mit integriertem Schutzgitter auch die Aufnahme des Anschlussterminals und einen integrierten Bajonettverschluss beinhaltet.

Dank diesem Bajonettverschluss ist der Ventilator schnell montiert: aufsetzen, drehen – ganz ohne Werkzeug. Die Förderrichtung lässt sich so ebenfalls mit wenigen Handgriffen ändern. „Soll nicht nur die kalte Luft nach innen gedrückt, sondern die warme Luft auch aktiv abgesaugt werden, muss man die Förderrichtung ändern“, erklärt Christine Ronzheimer. „Bisher war das ein ziemlicher Aufwand.“ Nun lässt sich der Ventilator über den Bajonettverschluss einfach lösen, um 180 Grad schwenken und wieder installieren. Weiteres Plus: „Beim alten Lüfter war die Anschlussklemme immer fix in einer Ecke. Im Extremfall musste der Kunde die Zuleitung dann einmal um den ganzen Lüfter legen“, sagt die Produktmanagerin. „Nun kann er die Anschlussklemme flexibel in einer der vier Ecken positionieren – er dreht einfach den Ventilator.“ Schnell eingebaut sorgt der Filterlüfter dann für die optimale Kühlung, auch im vollgepackten Schaltschrank.