Next step: „Thermal Design Integration"

Beim Türaufbau reicht der optimal klimatisierte Bereich nicht bis zur Schrankwand. Mitte: Beim Seitenwandanbau links liegen alle Komponenten im optimal klimatisierten Bereich. Rechts: Die lüftungstechnischen Sperrräume sind frei von Hindernissen.

Unter dem Begriff „Thermal Design Integration“ präsentieren die Kooperationspartner Eplan, Phoenix Contact und Rittal auf der SPS IPC Drives ein ganzheitliches Konzept – bestehend aus digitalen Produktdaten, softwarebasierten Projektierungshilfen und neu entwickelten Klimatisierungslösungen. Es verspricht Anwendern im Schaltschrankbau nachhaltige Verbesserungen in puncto Konzeption, Entwärmung und störungsfreiem Betrieb von Schaltschränken. Planer können damit ihren Montageaufbau hinsichtlich der Klimaaspekte verifizieren und interaktiv die bestmögliche Klimatisierungslösung vorsehen.

Dazu wird künftig die virtuelle 3D-Aufbauplanung im System Eplan Pro Panel gezielt um spezielle Funktionen erweitert. Wesentliches Ziel ist es, dem Schaltanlagenplaner Funktionsweise, Leistungsgrenzen und Integrations-möglichkeiten der einzelnen Klimatisierungsvarianten so zu vermitteln, dass er intuitiv und so einfach wie möglich eine effiziente Klimatisierungslösung entwickelt.

„Hot Spots“ verhindern

Für die optimale Position der Klimatisierungskomponenten benötigt der Planer einen Überblick, an welchen Positionen im Schaltschrankaufbau sich besonders zu kühlende Komponenten befinden. Es gilt, von vornherein so genannte „Hot Spots“ zu vermeiden. Dazu steht in Eplan Pro Panel ab Herbst 2016 eine neue Funktion zur Verfügung, die verbaute Komponenten gemäß ihrer Verlustleistungsdichte unterschiedlich einfärbt. Die Verlustleistungsdichte wird auf Basis der maximalen Verlustleistung in Relation zur Größe der verbauten Komponenten ermittelt.

Über die Informationen der Verlustleistung je Komponente hinaus erhält der Planer zudem Aufschluss über die Verteilung der Verlustdichte im gesamten Schrank. Liegt ein Ungleichgewicht in der Verteilung vor, kann er dies durch gezielte Änderungen im Montagelayout jederzeit korrigieren. Alle dazu erforderlichen Informationen werden als Artikelinformationen über das Eplan Data Portal bereitgestellt – für aktive Komponenten genauso wie beispielsweise für Klemmen. Phoenix Contact stellt dazu als erster Hersteller die relevanten Gerätedaten, wie maximale Verlustleistung, Mindestabstände oder Strömungsrichtungen bei Eigenlüftung, für seine Komponenten ganzheitlich im Eplan Data Portal zur Verfügung.

Optimal klimatisieren und gezielt entwärmen

Auch für die ideale und störungsfreie Luftführung im Schaltschrank benötigt der Planer visuelle Hilfen, um den Einbauort der Komponenten – also die exakte Position im Schrank – mit den Einflussgrößen der Klimatisierung abzugleichen. Die lüftungstechnischen Sperrräume und der optimal klimatisierte Bereich werden bei Verwendung von Rittal Klimatisierungslösungen grafisch angezeigt. Lüftungstechnische Sperrräume beispielsweise dürfen nicht mit Komponenten verbaut werden, weil das Klimagerät sonst signifikant in seinem Luftfördervolumen eingeschränkt wird. Dies kann bei entsprechenden klimatischen Bedingungen zu Problemen an den eingebauten Schaltgeräten oder elektronischen Bauteilen führen. Ein Beispiel: Geräte, die zu nah am Kaltluftstrom platziert sind, kommen in extremen Temperaturstress. Dies reduziert die Lebensdauer von elektronischen/elektrotechnischen Komponenten signifikant und kann im Betrieb zu ungeplanten Ausfallzeiten führen.

Luftführung und Verlustleistung visualisieren

Der optimal klimatisierte Bereich beschreibt den Raum, den ein Klimagerät aufgrund seiner Luftförderleistung zuverlässig klimatisieren kann. Entsprechend visualisiert Eplan Pro Panel die maßgeblichen Geräteparameter – beispielsweise die maximale Wurfweite der Kühlluft sowie die Anstellungswinkel der in das Gerät ein- bzw. aus dem Gerät ausströmenden Luft. Dabei wird auch berücksichtig, dass die Luftgeschwindigkeit über die Entfernung vom Gerät sinkt und somit die Wurfweite des Gerätes begrenzt ist.

Erst durch den Einsatz einer Luftumlenkung kann der Strömungsschatten ausgeblendet werden und die Kühlluft tritt parallel zur Tür in den Schrank ein. Das dazu erforderliche gerätespezifische Zubehör wird in der Anzeige des optimal klimatisierten Bereiches berücksichtigt. Alle dazu notwendigen Daten und Informationen werden künftig in den Produktdaten der entsprechenden Klimatisierungskomponenten von Rittal hinterlegt und über das Eplan Data Portal bereitgestellt. Durch den Einsatz von Eplan Pro Panel lassen sich in diversen Prüfläufen diese Daten exakt verifizieren.

Fazit:

Mit „Thermal Design Integration“ bieten Eplan, Phoenix Contact und Rittal einen neuen Ansatz für eine sichere und effiziente Planung von Klimatisierungsmaßnahmen im Steuerungs- und Schaltanlagenbau. Unternehmen profitieren von einer Steigerung der Effizienz im Engineering und nachhaltigem Nutzen im Sinne eines durchgängig virtuell gestalteten Produktentwicklungsprozesses.

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