Energiereduzierung bei der Schaltschrankausstattung

Energiereduzierungen in Schaltschranksystemen sind möglich. Es stellt sich die Frage, in welcher Form. Ing. Gottfried Kainradl, Geschäftsführer von Gogatec

Bei den Zubehörteilen einer Schaltschranksteuerung ergeben sich da einige Möglichkeiten. Vor allem bei den Klimaanlagen kann durch Einsatz von Geräten mit variabler Kompressor- und Lüftersteuerung einiges erreicht werden. Dabei wird das Kühlgerät nicht einfach aus- und eingeschaltet, sondern in einem bestimmten Bereich entsprechend geregelt, sodass die Temperatur im Schrank ohne große Änderung eingehalten werden kann. Oft ist aber auch eine teure Klimaanlage gar nicht notwendig, sondern die Kühlung kann durch eine aktive oder passive Dachentlüftung anstatt eines seitlichen Ventilators effektiv erfolgen.

Möglichkeiten der Einsparungen

Wenn in der Anlage gekühltes Wasser vorhanden ist, können Luft-Wasser-Wärmetauscher eingesetzt werden. Damit sind hohe Wärmeentnahmen mit sehr kompakten Geräten möglich, z. B. eine Kühlleistung von 700 W bei einer Nennleistung von nur 90 W. Bei großen Maschinen läuft der Lüfter sogar durchgehend, weil die Konstrukteure befürchten, dass die Schaltungen dem Motor mehr schaden als ein Dauerbetrieb. Ein Thermostat wäre hier also die erste Maßnahme zur Energiereduzierung. Ein zusätzlicher Thermostat kann verwendet werden, um eine durch die Verschmutzung der Filter hervorgerufene Temperaturerhöhung festzustellen und mit einer kleinen Warnanlage den rechtzeitigen Austausch der Filter anzuregen. Dies kann auch mit einer Programmierung der SPS zur Kontrolle der erhöhten Einschaltzeiten des Lüfters erfolgen.

Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz eines Schaltschrankventilators mit EC-Technologie. Diese erhöht den Wirkungsgrad gewaltig und erleichtert auch die mögliche analoge Regelung des Lüfters anstatt einer digitalen Ein- und Ausschaltung. Oder es wird ein kleiner Regler für die Geschwindigkeitsänderung des AC-Motors eingesetzt. Es gibt am Markt auch sogenannte Klappenlüfter, die beim Austrittsgitter keinen Filter benötigen. Dadurch kann die Luft ungehindert ausströmen und die Zirkulation ist weniger energieaufwendig. Auch aufschnappbare Spotlüfter können helfen ein besonders heißes Gerät abzukühlen, ohne gleich den ganzen Schrank klimatisieren zu müssen.

Klimaanlage – ja/nein

Seit längerem existieren am Markt auch Verdrahtungssysteme, bei denen die Verkabelung hinter der Montageebene erfolgt. Dadurch entfallen die Kabelkanäle zwischen den Gerätereihen und die aufgewärmte Luft kann wesentlich besser zirkulieren und leichter abgeführt werden. Die Adern werden dabei durch Kämme nach hinten geführt, jedoch nicht kreuz und quer verdrahtet, sondern nach links und rechts wie im Kabelkanal. Seitliche Bügel halten dabei die horizontalen Hutschienen-Stege und bilden einen senkrechten Platz für die Verdrahtung. Durch die Trennung von Aderbündeln und Komponenten wird eine gegenseitige Erhitzung vermieden.

Klimaanlagen sind meist erst ab einer gewissen Kühlleistung verfügbar. In kleinen Schränken genügt oft ein Peltier-Kühlgerät, das darüber hinaus einen Dichtheitsgrad von IP65 aufweist und somit auch für ein alleinstehendes Computergehäuse in staubiger Umgebung ideal ist. Um Schaltschränke trocken zu halten, werden Entfeuchtungsgeräte verwendet. Auch diese verwenden Peltier-Elemente, die die vorbeiströmende Luft trocknen oder kondensierende Luft über einen Schlauch ableiten. Bei kleinen Boxen können sogenannte Druckausgleichselemente eingesetzt werden. Deren luft- und wasserdurchlässige Membran sorgt bei Temperaturwechseln für Druckausgleich und entfeuchtet damit die Elektronik.

Netzgeräte im Einsatz

Weitere Möglichkeiten der Energieeinsparung bilden Netzgeräte mit hohem Wirkungsgrad oder Geräte mit Ultrakondensatoren, die ein Aus- und Einschalten der Anlage bei kurzen Versorgungsunterbrechungen verhindern. In einem Bereich außerhalb der Steuerung direkt an der Maschine oder Anlage lässt sich auch mit Ventilsteckern mit Leistungsreduzierung Energie einsparen. Diese beinhalten eine Elektronik, die für das Einschalten eines Ventils die volle Energie zur Verfügung stellt, danach jedoch die Versorgung auf die Halteleistung reduziert. Dabei wird ein sicherer Schaltzustand des Magnetventils gewährleistet. Wenn am Steuereingang eine Spannung angelegt wird, liefert die Elektronik am Ausgang 100 %, nach dem Anziehen des Ventils wird der Ausgangsstrom nach einem Millisekunden-Delay automatisch auf 40 % der Einschaltenergie reduziert, was zum Erhalten des Schaltzustandes genügt. Und wenn ausgeschlossen werden kann, dass alle Ventile gleichzeitig eingeschaltet werden, können mit diesem Stecker große Energiemengen eingespart und es kann dann ein wesentlich kleineres Versorgungsnetzteil verwendet werden.