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DER KONSTRUKTEUR 11/2015

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KONSTRUKTIONSELEMENTE

KONSTRUKTIONSELEMENTE Erlkönige im Industrieeinsatz Kühlgeräte für mehr Effizienz in der Schaltschrank-Klimatisierung Europaweit sind Schätzungen zufolge circa 2 Millionen Schaltschrank-Klimageräte am Netz, die mit einer angenommen Anschlussleistung von 2 Giga-Watt (Ø 1 kW pro Gerät) ein gesamtwirtschaftlich relevantes Verbrauchspotenzial darstellen und für einen CO 2 -Ausstoß von etwa 4 Mio. Tonnen pro Jahr verantwortlich sind. Mit einer neuen Kühlgeräte-Generation soll hier der Energieverbrauch signifikant gesenkt werden. Erlkönige sind bereits im Industrie-Test. Unter dem Namen Blue e+ bringt Rittal, der Systemanbieter für Schaltschranktechnik, eine komplett neue Kühlgerätegeneration auf den Markt. Neben der deutlich höheren Energieeffizienz gegenüber bisherigen Kühllösungen punkten die Geräte auch bei Flexibilität, Sicherheit und Handling. Energieeinsparungen und mehr Testergebnisse zeigen, dass bis zu 75 Prozent Energie - einsparung möglich sind „Um die Energieeffizienz deutlich zu er höhen, setzt Rittal bei seiner neuen Kühlgeräte-Generation erstmals auf ein innovatives, patentiertes Hybridverfahren“, erläutert Steffen Wagner, Leiter Produktmanagement Climatisation, Rittal. Dieses arbeitet mit einer Kombination aus einem Kompressor-Kühlgerät und einer Heat Pipe, die für eine passive Kühlung sorgt. Der Kompressor kommt nur dann zum Einsatz, wenn die passive Kühlung nicht mehr ausreicht. Wesentlichen Einfluss auf die enorme Wirkungsgradsteigerung hat die Regelstrategie für den Hybridbetrieb. Dieser ist auf Energieeffizienz im Teillastbetrieb optimiert. So ist das Blue e+ Gerät bei Teillast von 15 % im reinen Heat-Pipe-Modus sechsmal effizienter als ein herkömmliches Kühlgerät. Bei Teillast von 65 % arbeiten beide Systeme im Hybridbetrieb und damit viermal effizienter als ein herkömmliches Gerät. Auch die Energieeffizienz der reinen Kompressor-Kühlung der neuen Geräteserie ist hoch. Zum Einsatz kommen DC- Motoren sowohl bei den Lüftern als auch beim Kompressor. Dank der Inverter-Technologie, mit der über eine Spannungsregelung die Drehzahl von Kompressor und Lüfter eingestellt werden kann, wird immer exakt die Kühlleistung zur Verfügung gestellt, die aktuell benötigt wird. Der Energieverbrauch sinkt dadurch gegenüber einer herkömm lichen Lösung deutlich. „Durch die hohe Energieeffizienz der neuen Kühlgeräte sind Einsparungen – wie erste Testergebnisse zeigen – von bis zu 75 Prozent möglich“, betont Steffen Wagner. Bei der Neuentwicklung wurde aber auch in anderen Bereichen auf die Wirtschaftlichkeit ein besonderes Augenmerk gelegt. So können sämtliche Geräte dank ihrer 58 Der Konstrukteur 11/2015

KONSTRUKTIONSELEMENTE Mehrspannungsfähigkeit in allen weltweit üblichen Netzen flexibel betrieben werden. Der mögliche Eingangsspannungsbereich geht von 110 V (einphasig) bis 480 V (dreiphasig) bei Netzfrequenzen von 50 Hz oder 60 Hz. Der große Vorteil, der weltweit tätigen Maschinenbauern zugutekommt, ist der geringere Logistikaufwand. Das Kühlgerät ist immer das gleiche, egal ob die Maschine nach Japan, in die USA oder innerhalb Europas ausgeliefert werden soll. Durch die leistungsgeregelte Kühlung entfällt für alle Komponenten im Schaltschrank der thermische Stress. Ständige Temperaturschwankungen, wie bei der klassischen Zwei-Punkt-Regelung der Fall, gehören der Vergangenheit an. Damit erhöht sich nicht nur bei den Kühlgeräten, sondern auch bei den Schaltschrank-Komponenten die Lebensdauer erheblich. Das neue grafische Touchdisplay bietet alle relevanten Informationen auf einen Blick. Systemmeldungen werden als Klartext und mehrsprachig angezeigt. Standardisierte Kommunikationsschnittstellen sorgen für einfachste Einbindung in die Leitsysteme der Produktionsanlagen. Darüber hinaus erlauben verschiedene Protokolle wie z. B. CAN Bus oder Modbus TCP einen Datentransfer in Echtzeit über die CANbzw. Ethernet-Schnittstelle. Die Near-Field- Communication-Schnittstelle (NFC) ermöglicht eine einfache Parametrierung mehrerer Kühlgeräte über ein NFC-fähiges mobiles Endgerät. Die Blue e+ Geräte decken einen Leistungsbereich von bis zu 6000 Watt ab (vorher: maximal 4000 Watt) und sind bei Temperaturen von -30° C bis +60° C einsetzbar. Bedarfsgerecht kühlen erhöht Lebensdauer Seit Januar 2015 befindet sich ein Testgerät der Serie Blue e+ von Rittal im Leistungsscheck bei der Kapp Werkzeugmaschinen GmbH in Coburg – und somit unter realen Einsatzbedingungen im Maschinenbau. Verglichen wird ein Wandanbaukühlgerät der neuen Serie mit einem aktuellen Wandanbaukühlgerät an identischen Steuerungsschränken. Zur Erfassung von Temperaturen wurden Messungen an beiden Geräten vorgenommen. Die Temperaturdifferenz bei dem herkömmlichen 2-Punkt geregeltem Kühlgerät betrug 5K zum Sollwert, was der normalen Regelcharateristik entspricht. Bei dem neuen „Blue e+“-Kühlgerät war in gleicher Zeit, dank der neuen, bedarfsgerechten Regelung nur eine Abweichung von 0,2K gegenüber der Sollwerteinstellung zu verzeichnen. „Dieses Ergebnis hat mich wirklich überrascht und auch beeindruckt. Mit der Temperaturgenauigkeit der neuen Rittal Blue e+ Kühlgeräte können wir den thermischen Stress für unsere Steuerungen signifikant senken und erhöhen damit automatisch die Lebensdauer unserer Anlagen. Ein absolutes Steffen Wagner, Leiter Produktmanagement Climatisation, Rittal: „Um die Energieeffizienz deutlich zu erhöhen, setzen wir bei unserer neuen Kühlgeräte-Generation erstmals auf ein Hybridverfahren“ Plus für uns im Maschinenbau“, sagt Alfred Tenner, Leiter der Abteilung Messen, Steuern, Regeln bei der Kapp Werkzeugmaschinen GmbH. Mit der neuen Kühlgerätegeneration Blue e+ von Rittal lassen sich, wie aktuelle Messungen bei der Kapp Werkzeugmaschinen GmbH zeigen, jetzt thermische Belastungen durch Temperaturschwankungen – gegenüber herkömmlich geregelten Kühlgeräten – um 95 % reduzieren. Besuchen Sie uns auf der SPS in Nürnberg. 24. - 26. November 2015 I Halle 7A - Stand 506 Volldigital und bidirektional Made possible by Kübler Drehgeber mit BISS Schnittstelle • Bidirektional und isochrone Verbindung • Feedback in Echtzeitübertragung • Schneller als bei Standard Feldbus- und Ethernetsystemen • Motordaten und Wartungsinformationen im Drehgeber speicherbar kuebler.com/biss Kübler Group · Fritz Kübler GmbH · Germany Kübler.indd 1 03.11.2015 10:40:16 Der Konstrukteur 11/2015 59

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