Mit einer für Schaltschrank-Kühlgeräte entwickelten Hybridtechnologie, bestehend aus passiver und aktiver Kühlung, erreicht Rittal bei den neu entwickelten Geräten des Typs Blue e+ Energieeinsparungen von bis zu 75 %. Weitere Vorteile sind die hohe Regelgenauigkeit und damit ein geringerer thermischer Stress für alle Schaltschrankkomponenten sowie die Mehrspannungsfähigkeit für den weltweiten Einsatz.
Nach Unterlagen der Rittal GmbH & Co. KG in Herborn
Energieeinsparungen bei der Schaltschrank-Klimatisierung von 75 Prozent bestätigt die Audi AG in Ingolstadt, bei der sich seit Januar 2015 ein Testgerät der neuen Kühlgeräte-Generation Blue e+ von Rittal im Leistungscheck befindet. „Um die Energieeffizienz deutlich zu erhöhen, setzen wir dabei erstmals auf ein innovatives, patentiertes Hybridverfahren“, erläutert Steffen Wagner, bei Rittal in Herborn Leiter Produktmanagement Climatisation. „Dieses arbeitet mit einer Kombination aus einem Kompressor-Kühlgerät und einer Heat Pipe, die für eine passive Kühlung sorgt.“ Der Kompressor komme nur dann zum Einsatz, wenn die passive Kühlung nicht mehr ausreiche.
Einen wesentlichen Einfluss auf die hohe Wirkungsgradsteigerung hat verständlicherweise die Regelstrategie für den Hybridbetrieb. Diese ist auf Energieeffizienz im Teillastbetrieb optimiert.
- Bei einer Teillast von 15 % im reinen Heat-Pipe-Modus ist das Blue-e+-Gerät sechsmal effizienter als ein herkömmliches Kühlgerät.
- Bei einer 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 herkömmlichen Lösung deutlich. „Durch die hohe Energieeffizienz der neuen Kühlgeräte sind eben Einsparungen – wie erste Testergebnisse zeigen – von bis zu 75 Prozent möglich“, betont Wagner.
Das Testgerät bei Audi läuft dabei unter realen Einsatzbedingungen. Bei der Teststellung an drei Schaltschränken soll über ein Jahr hinweg eine Vergleichsmessung der Neuentwicklung mit zwei weiteren Kühlgeräten von Rittal erfolgen. Verglichen wird Blue e+ mit einem Kühlgerät der aktuellen Serie TopTherm Blue e und einem älteren Kühlgerät. Bereits jetzt bestätigen aber die ersten Ergebnisse des Feldtests exakt die Leistungsmessungen aus der Rittal-Entwicklung. „Im direkten Vergleich mit dem aktuellen TopTherm Blue e und unter gleichen Bedingungen haben wir mit dem Blue e+ bisher 75 Prozent Energieeinsparung bei der Kühlung erzielen können“, bestätigt Andreas Korn, zuständig für die Planung der Automatisierungstechnik in Ingolstadt.
Neben den durch sie möglichen Energieeinsparungen punktet die leistungsgeregelte Kühlung mit integrierter Regelcharakteristik noch in einem weiteren Bereich: Für alle Komponenten im Schaltschrank entfällt der thermische Stress. Ständige Temperaturschwankungen, wie bei der klassischen Zwei-Punkt-Regelung der Fall, gehören der Vergangenheit an, die Regelgenauigkeit steigt (siehe dazu Kasten Praxis Plus). Damit erhöht sich nicht nur bei den Kühlgeräten sondern auch bei den Schaltschrank-Komponenten die Lebensdauer erheblich – was insgesamt zu einer höheren Prozesssicherheit führt.
Auf einen Blick
Das neue grafische Touchdisplay bietet alle relevanten Informationen auf einen Blick. Systemmeldungen werden als Klartext und mehrsprachig angezeigt. Standardisierte Kommunikationsschnittstellen sorgen zudem für die einfache Einbindung in die Leitsysteme der Produktionsanlagen. Darüber hinaus erlauben verschiedene Protokolle wie beispielsweise CAN-Bus oder Modbus TCP einen Datentransfer in Echtzeit über die CAN- beziehungsweise Ethernet-Schnittstelle. Damit integriert sich die neue Geräte-Generation auch gut in Industrie-4.0-Konzepte, die gerade in Bezug auf den Energieverbrauch der SmartFactory eine große Rolle spielen. Die Near-Field-Communication-Schnittstelle (NFC) ermöglicht außerdem eine einfache Parametrierung mehrerer Kühlgeräte über ein NFC-fähiges mobiles Endgerät – und kommt damit den Erwartungen insbesondere zukünftiger Anwender entgegen.
Die Blue-e+-Geräte decken einen Leistungsbereich von bis zu 6000 W ab (vorher: maximal 4000 W) und sind bei Temperaturen von -30 bis +60 °C einsetzbar. Dabei bieten sie durch die innovative Inverter-Technologie einen weiteren Vorteil: Sie sind mehrspannungsfähig und können somit weltweit in allen üblichen Netzen flexibel betrieben werden. Der mögliche Eingangsspannungsbereich reicht von 110 V (einphasig) bis 480 V (dreiphasig) bei Netzfrequenzen von 50 oder 60 Hz. Der große Vorteil, der insbesondere weltweit tätigen Maschinenbauern zugute kommt, 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. Dies führt nicht nur zu einer deutlichen Reduktion der Gerätevarianten, sondern auch zu einer erheblichen Vereinfachung in der Ersatzteillogistik. Das UL-Listing ermöglicht den Betrieb der Kühlgeräte in den USA zudem auch ohne zusätzliche Zertifizierung.
Übrigens: Über die Senkung des Energiebedarfs von Kühlgeräten leisten Rittal und damit auch die Anwender einen signifikanten, positiven Beitrag zum Klimaschutz. Europaweit sind Schätzungen zufolge zirka 2 Millionen Schaltschrank-Klimageräte am Netz, die mit einer angenommen Anschlussleistung von 2 TW (durchschnittlich 1 kW pro Gerät) ein gesamtwirtschaftlich relevantes Verbrauchspotenzial darstellen und für einen CO2-Ausstoß von etwa 4 Millionen Tonnen pro Jahr verantwortlich sind. Und nicht zuletzt haben die Unternehmen damit einen Hebel in der Hand, steigenden Energiepreisen etwas entgegen zu setzen. co
PRAXIS PLUS
Erste Anwender konnten die Geräte der neuen Kühlgeräte-Generation bereits testen. Hier folgend Aussagen von zwei Unternehmen:
- Kapp Werkzeugmaschinen GmbH in Coburg: Verglichen wurde 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 geregelten Kühlgerät betrug 5 K zum Sollwert, was der normalen Regelcharakteristik entspricht. Bei dem neuen Blue e+-Kühlgerät war in gleicher Zeit – dank der neuen, bedarfsgerechten Regelung – nur eine Abweichung von 0,2 K gegenüber der Sollwerteinstellung zu verzeichnen. „Dieses Ergebnis hat mich wirklich überrascht und auch beeindruckt“, sagt Alfred Tenner, Leiter der Abteilung Messen, Steuern, Regeln bei Kapp. „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 Plus für uns im Maschinenbau.“
- J.G. Weisser Söhne GmbH & Co. KG in St. Georgen: Im direkten Vergleich wird von dem Maschinenbauer ein Wandanbaugerät mit 1500 W Kühlleistung der neuen Serie mit einem aktuellen Wandanbau-Kühlgerät an identischen Maschinensteuerungsschränken getestet. „Dadurch, dass wir zukünftig nur mit einem Gerät planen und damit gleichzeitig alle Netzspannungen und Frequenzen unserer Kunden weltweit abdecken können, sind die neuen Blue-e+-Kühlgeräte von Rittal ein absoluter Benefit für uns“, sagt Thorsten Rettich, Geschäftsführer Technik bei J.G. Weisser. Die Reduzierung in der Lagerhaltung und Stammdatenverwaltung auf nur noch eine Artikelnummer pro Leistungsklasse spare Zeit und Kosten – von der Planung über den Einkauf bis zur Lagerhaltung. Zudem: „Die sehr hohen Einsparmöglichkeiten beim Energieverbrauch, die wir bisher selbst in unserer Teststellung ermittelt haben, können wir natürlich auch als Werbung bei unseren Kunden nutzen.“
INFO & KONTAKT
Rittal GmbH & Co. KG
Herborn
Tel. +49 (0)2772/505-0
Details zur Kühlgeräte- Generation Blue e+:
http://t1p.de/5qmc
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