Peltiertechnik macht den Unterschied

Nach Informationen von Elmeko GmbH + Co. KG in Liebenscheid

Die Wurzeln des Unternehmens gehen in die 1960er Jahre zurück, wo in Neunkirchen im Siegerland mit dem Bau von Schaltanlagen und Steuerungen begonnen wurde. Mitte der 70er Jahre begann die Entwicklung und die Fertigung von Filterlüftern sowie der Ausbau einer umfangreichen Produktpalette im Bereich Schaltschrank-Klimatisierung. Der Hersteller hat sich früh auf Minikühlgeräte auf Peltier-Basis sowie LED-Beleuchtung spezialisiert. Als Elmeko beschäftigt sich das Unternehmen heute mit elektromechanischen Komponenten für den modernen Schaltschrankbau.

„Die Anforderungen an elektrotechnische und elektronische Systeme sind extrem hoch. Schließlich müssen sie Frost und Hitze, Feuchte, Vibration, Staub und Wasser widerstehen“, erklärt David Streit, Vertriebsleiter von Elmeko: „Bei mobilen Einsätzen auf Schiffen, in Bahnen oder in Rotornaben von Windenergie-Anlagen kommen außerdem erhebliche dynamische Belastungen hinzu.“ Der Markt fordere ständige Verfügbarkeit, wenig Wartung und hohe Schutzarten ebenso wie einen energiesparenden Betrieb, so Streit weiter. Das höre er in Kundengesprächen immer wieder. Und genau diesen Themen widmen sich die Entwickler des Unternehmens, um kompakte, betriebssichere Kühl-, Heiz- und Entfeuchtungsgeräte für Schaltschränke zu realisieren. Dazu komme, so Streit, dass der Anwender den direkten Kontakt zum Hersteller dieser Subsysteme schätze, um eine bessere Unterstützung in der Planungsphase zu bekommen, beispielsweise durch fundierte Beratung, Berechnung oder Ausschreibungstexte. „Wenn Sonderlösungen benötigt werden, sind wir als Hersteller vor Ort mit einer flexiblen Fertigung die bessere Wahl“, bestätigt der Vertriebsleiter.

Aufgrund der Historie bietet das Unternehmen eine Vielzahl von Systemen wie Filterlüfter, Kühlgeräte und Heizungen an. Besonderheit des Unternehmens sind Produkte, die ohne verschleißbehaftete Teile arbeiten. Dazu Burkhard Herr, Elmeko-Geschäftsführer: „Die Heizelemente auf PTC-Basis sind hier ebenso zu nennen wie die Kühl- und Entfeuchtungssysteme auf Basis leistungsfähiger Peltiertechnik oder die neuentwickelten Leuchten auf LED-Basis, die den Schaltschrank hell ausleuchten, dabei sehr robust sind und eine lange Lebensdauer erreichen. Genau das suchen die Anwender heute.“

Bei Kühlsystemen setzt das Unternehmen ganz auf die Peltiertechnik, während konventionelle Schaltschrank-Kühlgeräte auf der Kompressortechnik basieren. Diese Systeme sind meist groß und schwer, brauchen regelmäßig Wartung und sind für mobile Anwendungen kaum geeignet. Wie Burkhard Herr erläutert, funktioniere die Peltiertechnik dagegen lageunabhängig, arbeite energiesparend und ermögliche kompakte Systeme. „Unsere PK-Serie beispielsweise bringt es auf Kühlleistungen bis 300 W. Das 150 W-Gerät benötigt nur eine Grundfläche etwa so groß wie ein DIN-A4-Blatt und braucht nur 7 cm Einbautiefe. Die Kühlgeräte sind in einem robusten Edelstahlgehäuse untergebracht und erfüllen ab der Baugröße 50 W außen die Schutzart IP 65“, ergänzt Herr: „Weitere Vorteile sind die Möglichkeit zum Heizen sowie die UL-Zulassung für den weltweiten Einsatz.“

Wird an ein Peltier-Element, das meist aus zwei Halbleitern besteht, eine Gleichspannung angelegt, so kühlt die eine Seite ab, während sich gleichzeitig die gegenüberliegende Seite erwärmt. Diesen Effekt nutzen die Elmeko-Kühlgeräte aus. Da sie ohne Kühlflüssigkeit arbeiten, erübrigt sich auch die Diskussion über umweltschädliche Kühlmittel. Weil die Geräte keine beweglichen Teile haben, sind sie langlebig und nahezu wartungsfrei.

„Mit dem Entfeuchtungsgerät bieten wir darüber hinaus eine Lösung, auf die viele Anwender gewartet haben“, so David Streit. Schädliche Feuchte im Schaltschrank trete überall dort auf, wo eine Absenkung der Temperatur stattfinde, z.B. bei der Abkühlung in den Nachtstunden, bei Einsatz eines Kühlgeräts oder nach dem Abschalten der Anlage. Die Praxis zeigt: Bei einer Luftfeuchte von 90 % kann bereits Kondensation auftreten, wenn die Temperatur nur um 2 K absinkt, also beispielsweise von 40 auf 38°C. Um hier die Kondensat-Gefahr nachhaltig zu bannen, muss die Feuchtigkeit sicher aus dem Schaltschrank herausgebracht werden. „Klassische Methoden wie das Heizen brauchen Fremdenergie über einen längeren Zeitraum“, erläutert David Streit: „Das Entfeuchten ist da deutlich sicherer und effizienter, schon weil die Geräte nur anspringen, wenn Kondensat auftritt.“

Diese Erfahrungen sind in Entwicklung des PSE eingeflossen. In diesem Entfeuchtungsgerät wird im Schaltschrank der Luftstrom über die kalte Peltier-Fläche geführt, an der die Feuchtigkeit niederschlägt. Das Kondensat wird gesammelt und durch eine Membranpumpe sicher aus dem Schaltschrank geführt. Da die Kondensation im PSE-Gehäuse stattfindet, können – selbst bei mobilen Einsatzbedingungen – keine Wassertropfen in den Schaltschank gelangen. Das PSE arbeitet bei Betriebstemperaturen bis +65°C und benötigt darüber hinaus erheblich weniger Energie als herkömmliche Klimatisierungssysteme. Das Gerät arbeitet nur kurze Zeit, um den Schrank zu entfeuchten. Steigt die Luftfeuchtigkeit nicht erneut, bleibt das Gerät im Standby. Eine Schaltschrankheizung muss dagegen dauerhaft in Betrieb sein, um die Temperatur kontinuierlich über dem Taupunkt zu halten. Je nach Temperaturgefüge, Dichtigkeit des Schrankes und der Leistung der Heizung ergeben sich so deut- liche Energieeinsparungen.

Nach Auskunft von Burkhard Herr ist auch der lageunabhängige Betrieb von Lüfter-Heizungen kein Problem, da sie auf wartungsfreien PTC-Heizelementen basieren. „Unsere neuentwickelte Heizungsgeneration SL 250-650 besteht aus vier Typen mit Heizleistungen von 250 bis 650 W“, erklärt der Geschäftsführer: „Die Geräte sind so konzipiert, dass sie in das gleiche Kompaktgehäuse passen. Das erleichtert das Schrankdesign und ermöglicht den einfachen Austausch, sollte sich die erforderliche Heizleistung z.B. durch verschiedene Aufstellorte ändern.“ Ein integrierter Temperaturwächter schaltet die Heizung bei Lüfterausfall ab, um so ein Überhitzen zu vermeiden. Verschiedenen Befestigungsarten sowie die Option zu zwei Heizkreisen ermöglichen den flexiblen Einsatz.

Als zeitgemäße Weiterentwicklung bietet Elmeko nun eine Schaltschrank-Beleuchtung auf LED-Basis in 400 bzw. 700 mm Länge an, die kompatibel zu herkömmlichen Systemen ist. Da sie ohne Leuchtröhren auskommen, sind diese Lampen energiesparend, leicht, robust und langlebig. Die Leistungsaufnahme beträgt nur 10 bzw. 20 W. Die Leuchten überzeugen zudem mit einem Lichtaustrittsbereich über die gesamte Länge sowie durch eine farbechte Ausleuchtung. Der Anwender kann dabei zwischen Varianten mit elektronischem Bewegungsmelder oder mechanischen Türendschalter wählen. Angeschlossen werden die Leuchten über steckbare Netzkabel. Ebenfalls steckbar lassen sich mehrere LED-Leuchten miteinander verbinden. „Bei aller Kompatibilität zum alten Standard kommt bei diesen Leuchten moderne Hochvolt-LED-Technik zum Einsatz“, erläutert Burkhard Herr.

Bei den Schaltplantaschen bietet das Unternehmen Lösungen in Stahlblech und Kunststoff. Um die Montage einfach und universell zu gestalten, wurde die neue Schaltplantasche ST-A4-U mit zwei tiefenverstellbaren Winkelleisten ausgestattet. Damit gelingt eine Befestigung auf planer Fläche ebenso wie an Türholmen oder -rahmen. ge

„Mit innovativen Ideen, flexibel in Deutschland gefertigt, bleiben wir auf Wachstumskurs“

Das Entfeuchtungsgerät PSE 30 LP lässt sich in einen Ausschnitt von 135 mm x 85 mm an beliebiger Stelle der Schaltschrank-wand montieren und benötigt nur eine Einbautiefe von 90 mm. Das Gerät arbeitet an 24 VDC mit einer Leistungsaufnahme von 56 W und wiegt 1,6 kg. Für den stationären Betrieb ist es mit offener Kondensatwanne vorgesehen, mit 47 W Leistungsaufnahme und 1,2 kg Gewicht. Das PSE 30 L mit Lüfter ist mobiltauglich bei senkrechter Montage, arbeitet mit 50 W Leistungsaufnahme und wiegt 1,4 kg.