Beim Temperieren von Schaltschränken geht es meist um Kühlung, denn warm wird es im Inneren von allein. Es gibt jedoch handfeste Gründe, einen Schaltschrank zusätzlich mit einer Heizung auszustatten. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die Technik der Schaltschrankheizung, ihre Aufgaben und die richtige Auslegung.

Schwankende Temperatur, geringere Lebensdauer

Schaltschränke erwärmen sich durch den Betrieb ihrer elektronischen und elektrischen Komponenten von selbst. Transformatoren, Leuchtmittel, Leiterplatten und Kabelstränge geben stets einen Teil der Energie als Strahlungswärme ab. Diese Wärme strahlt in den Innenraum und erzeugt dort eine Konvektionsströmung. Bis zu einem gewissen Grad ist das erwünscht.

Allerdings sinkt die Lebensdauer eines elektronischen Bauteils mit jedem Schritt von etwa 10 Grad oberhalb der zulässigen Betriebstemperatur deutlich. Warum also einen Schaltschrank zusätzlich heizen? Die Antwort liegt weniger in der Wärme selbst als im Schutz vor Feuchtigkeit.

Zweck und Aufgabe

Die Selbsterwärmung reicht ab einer bestimmten Außentemperatur nicht mehr aus, um die optimale Betriebstemperatur zu halten. Bleibt es zu kühl, droht Gefahr von anderer Seite, nämlich durch Kondenswasser. Eindringende oder auskondensierende Feuchtigkeit ist für alle Bauteile im Schaltschrank ähnlich schädlich wie Überhitzung. Eine Schaltschrankheizung sorgt daher für eine gleichbleibende Temperatur und trockene Verhältnisse im Gehäuse und schützt so die Elektronik.

Typen und Hersteller

Am Markt haben sich mehrere Anbieter mit Lösungen zur Schaltschranktemperierung etabliert. Ihre Geräte unterscheiden sich vor allem in der Dauerheizleistung und der Ausstattung:

• STEGO Elektrotechnik: Heizungen mit rund 150 W Dauer- und deutlich höherer Gebläseheizleistung
• Rittal: Dauerheizleistungen im Bereich von etwa 250 W bis 800 W
• LOHMEIER: serienmäßig mit Lüfter, Dauerheizleistung um 400 W

Die Angabe der Heizleistung ist dabei nur ein Anhaltspunkt. Entscheidend ist, dass das Gerät zum konkreten Schrank passt.

Die richtige Heizung ermitteln

Eine Schaltschrankheizung mit Lüfter ist der Mindeststandard. Durch die Zwangszirkulation der erwärmten Luft wird der Schrank gleichmäßig versorgt. Dennoch ist eine genaue Dimensionierung des Heizgeräts dringend zu empfehlen. Das Berechnen der Heizung für einen Schaltschrank ist anspruchsvoll, denn eine überdimensionierte Heizung birgt die Gefahr der Überhitzung.

Als Faustregel gilt: Wählen Sie grundsätzlich eine Heizung mit Thermostat, um Überhitzung vorzubeugen. Da das Gerät vor allem der Reduzierung der Innenfeuchtigkeit dient, sollte es zusätzlich mit einem Hygrostat, also einem Feuchtigkeitssensor, ausgestattet sein. So kann die Heizung bei drohender Bildung von Kondenswasser gezielt gegensteuern.

Faktoren zum Auslegen der Schaltschrankheizung

• Abmessungen des Schaltschranks
• Standort im Innen- oder Außenbereich
• Gehäusematerial und Dämmwerte (Aluminium, Stahlblech, Kunststoff)
• minimale und maximale Umgebungstemperatur
• minimale und maximale gewünschte Schaltschranktemperatur
• stetige Verlustleistung der elektrischen Verbraucher

Viele Hersteller stellen Auslegungsrechner bereit, mit denen sich die passende Heizung anhand dieser Werte bestimmen lässt.

Welchen Spannungsbereich haben Schaltschrankheizungen?

Die Geräte bestehen in der Regel aus einem Heizelement mit angeschlossenem Lüfter. Für beides ist keine Spannung von 400 Volt nötig. Eine Schaltschrankheizung mit 230 V lässt sich besonders einfach an die bestehende Stromversorgung anschließen. Preiswerter, aber leistungsbegrenzter sind Geräte mit 24 V. Sie kommen vor allem in Fahrzeugen mit aufwendiger Elektroverteilung zum Einsatz, etwa in Arbeitsmaschinen wie Umschlag- oder Schwerlastbaggern.

Sinnvoll geplant, dauerhaft geschützt

Eine gut ausgelegte Schaltschrankheizung ist eine vergleichsweise kleine Maßnahme mit großer Wirkung. Sie verhindert Ausfälle und Korrosion, die durch Feuchtigkeit entstehen, und sichert damit den zuverlässigen Betrieb der Anlage. Weil die falsche Dimensionierung ebenso schadet wie fehlender Schutz, lohnt es sich, die Auslegung sorgfältig vorzunehmen oder von einer Fachkraft prüfen zu lassen. So bleibt die Elektronik über viele Jahre vor den beiden größten Gefahren geschützt: Überhitzung und Nässe.

Montage und Betrieb

Für die Wirksamkeit einer Schaltschrankheizung ist die Position im Gehäuse entscheidend. Da warme Luft aufsteigt, wird die Heizung üblicherweise im unteren Bereich des Schranks montiert, damit die erwärmte Luft nach oben durch die Komponenten strömen kann. Empfindliche Bauteile sollten nicht direkt über dem Heizelement sitzen, um punktuelle Überhitzung zu vermeiden. Der integrierte oder separate Lüfter verteilt die Wärme gleichmäßig und verhindert, dass sich Kältenester bilden, an denen Kondenswasser ausfallen würde.

Im laufenden Betrieb übernehmen Thermostat und Hygrostat die Regelung weitgehend selbstständig. Dennoch lohnt sich eine gelegentliche Kontrolle, ob die eingestellten Werte noch zur tatsächlichen Belastung passen. Verändert sich die Bestückung des Schranks, etwa durch zusätzliche Verbraucher, kann sich die abgegebene Verlustwärme erhöhen und die benötigte Heizleistung sinken. Eine an die reale Nutzung angepasste Auslegung sorgt dafür, dass die Elektronik weder auskühlt noch überhitzt und die Anlage über Jahre störungsfrei arbeitet.

Eine Schaltschrankheizung ist damit ein kleines, aber wirkungsvolles Bauteil, das die Verfügbarkeit von Anlagen sichert. Besonders im Außenbereich, in unbeheizten Hallen oder in Fahrzeugen, wo Temperatur und Feuchtigkeit stark schwanken, verhindert sie kostspielige Ausfälle und schützt die empfindliche Elektronik zuverlässig vor Kondenswasser.