Beim Temperieren von Schaltschränken geht es in den meisten Fällen um eine Klimatisierung bzw. Kühlung. Denn warm wird es in einem Schaltschrank von alleine. Doch es gibt auch einige handfeste Gründe dafür, einen Schaltschrank mit einer Heizung auszustatten. Daher geben wir geben Ihnen in diesem Text einen kurzen Einblick über die Technik der Schaltschrankheizung.
Schwankende Temperatur, geringere Lebensdauer
Schaltschränke wärmen sich durch den Betrieb der elektronischen und elektrischen Komponenten automatisch auf. Denn Transformatoren, Leuchtmittel, Leiterplatten und Kabelstränge geben einen Teil ihrer durchfließenden Energie immer als Strahlungswärme ab. Diese Wärme strahlt in den Innenraum des Schaltschranks und erzeugt dort eine Konvektionsströmung. Bis zu einem gewissen Punkt ist dies gewollt.
Jedoch nimmt mit jedem 10-Grad-Schritt oberhalb der zulässigen Betriebstemperatur die Lebensdauer eines elektronischen Bauteils um 50 Prozent ab. Warum also einen Schaltschrank zusätzlich heizen?
Zweck und Aufgabe
Die eben genannte Selbsterwärmung reicht ab einer bestimmten Außentemperatur nicht mehr aus, um die optimale Betriebstemperatur zu erreichen. Wo es etwas zu kühl bleibt, droht von anderer Stelle Gefahr für die elektronischen Komponenten. Dazu zählt Kondenswasser.
Eindringendes Wasser ist für die Lebensdauer von allen Bauteilen im Schaltschrank ebenso schädlich wie eine Überhitzung. Eine Schaltschrankheizung ist daher eine sinnvolle Maßnahme, um eine gleich bleibende Temperatur und Trockenheit im Modul zu gewährleisten.
Schaltschrankheizung: Typen
Am Markt haben sich drei Unternehmen mit ihren Lösungen zur Schaltschranktemperierung etabliert:
- STEGO Elektrotechnik: 150 W Heizleistung / 1200 W Heizgebläseleistung
- Rittal: 250 W – 800 W Dauerheizleistung
- LOHMEIER: Serienmäßig mit Lüfter, Dauerheizleistung 400 W
Die richtige Heizung ermitteln
Eine Schaltschrankheizung mit Lüfter ist der Mindeststandard. Mit einer Zwangszirkulation der aufgewärmten Luft wird die ausreichende Versorgung des Schaltschranks einigermaßen gewährleistet. Jedoch ist eine genaue Dimensionierung des Heizgeräts dringend empfohlen. Das Berechnen der Heizung für den Schaltschrank ist eine Herausforderung für sich. Es ist besonders wichtig, die Heizung so exakt wie möglich auszulegen. Andernfalls besteht die Gefahr einer Überhitzung im Schaltschrank.
Als Faustregel gilt daher:
Grundsätzlich ist eine Heizung mit Thermostat zu wählen. Dies beugt zumindest einer möglichen Überhitzung vor. Da das Modul jedoch vorwiegend zum Reduzieren der Innenfeuchtigkeit Anwendung findet, sollte die Schaltschrankheizung mit Thermostat auch mit einem Hygrometer, sprich „Luftfeuchtigkeitsmesser“ ausgestattet sein. So kann die Heizung bei drohender Bildung von Kondenswasser ebenfalls reagieren und trocknend gegensteuern.
Die Faktoren zum Auslegen der Schaltschrankheizung mit Thermostat sind:
- Abmaße des Schaltschranks
- Standort (Innen/Außen)
- Gehäusematerial mit K-Werten der Isolierung (Aluminium, Stahlblech, Kunststoff)
- Minimale und maximale Umgebungstemperatur
- Minimale und maximale Schaltschranktemperatur
- Stetige Verlustleistung durch die elektrischen Verbraucher
Das Unternehmen LOHMEIER bietet auf seiner Webseite einen Rechner an. Mit seiner Hilfe lässt sich eine Schaltschrankheizung exakt dimensionieren.
Welchen Spannungsbereich haben Schaltschrankheizungen?
Die Modelle bestehen in der Regel aus einem Heizdraht mit angeschlossenem Lüfter. Für beides ist keine Spannungsversorgung von 400 Volt (V) oder mehr notwendig. Eine Schaltschrankheizung mit 230V ist beim Anschluss an die bestehende Stromversorgung besonders einfach zu installieren. Preiswerter jedoch auch eingeschränkter in der Leistung sind die Geräte mit 24V. Sie werden hauptsächlich in Fahrzeugen eingesetzt, die eine aufwändige Elektroverteilung benötigen. Dazu zählen vor allem Arbeitsgeräte wie Umschlag- oder Schwerlastbagger.