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Hallo,

ich möchte gern wissen, wie ihr die Klimageräte für die Schaltschränke dimensioniert.
Welche Hersteller bevorzugt ihr?
Wie geht ihr bei der Berechnung der Abwärme vor?

In meinem Unternehmen legt man nicht so großen Wert auf die Dimensionierung dieser Geräte. Bei einer Überprüfung der alten Schaltpläne bin ich über die Unterdimensionierung einiger Klimageräte erstaunt.

Zum Hintergrund: Ich muss für einen Kunden eine Kopie einer Anlage erstellen und dort befindet ein Klimagerät mit einer Kühlleistung von 1500W. Wenn man alle Verlustleistungen der Geräte im Schaltschrank und die Wärme, die durch die Schaltschrankwände eindringt, nimmt, dann ergibt sich eine abzuführende Wärme von etwa 4400W. Alleine der Frequenzumrichter mit 90kW hat eine Verlustleistung von 2300W! Und die Anlage läuft seit 2017. Angeblich gab es dort keine Schwierigkeiten mit dem Klimagerät.

Frage: Übertreibe ich es mit der Dimensionierung des Klimageräts, wenn zu genau vorgehe?

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Alle Verlustleistungen zusammenzählen bringt meist nicht das richtige Ergebniss.
Man muss wissen wie viele Antriebe zusammen laufen können,
also den Gleichzeitigkeit Faktor.
Ein weiter wichtiger Punkt ist auch ob alle Regler in Nennlast betrieben werden.
Ich hatte Mal eine Anlage an der 60 Motore 0,18 KW an 60 0,55 KW Regler betrieben worden. Da kann man die Verlustleistungen Mal ganz locker durch 3 oder 4 teilen.

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Hi,

Viele werden mit Rittal-Therm arbeiten.
Verlustleistung ist eine Sache, kommt auch auf die Umgebungstemperatur an und wie der Schrank die Temperatur abgeben kann.
Gleichzeitigkeitsfaktor wurde schon angesprochen, muss man immer berücksichtigen.

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Was neben der Umgebungstemperatur
für die Kühlung relevant ist ist die örtliche Luftfeuchtigkeit.

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@ TPD-Andy: Das mit der Luftfeuchte finde ich sehr interessant, hast du da weiterführende Informationen?

Was bei Reglern auch gerne vergessend geht ist die Auslastung. Der Regler hat eine gewisse
Grundverlustleistung und danach ein in Abhängigkeit der gesteuerten Last.

Das grösste Problem war bei uns immer an den Lastfaktor der Regler zu kommen da
in den Testphasen im Betrieb ja meist im Leerlauf gefahren wurde.

Meist war die Auslegung dann auch eher eine Mischung aus Erfahrung, Berechnung und Bauchgefühl 

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...und die Höhe über 0.

Neben den Verlustleistungen der Geräte sind auch die Leitungen und Schienen nicht zu unterschätzen.
Ich hab für den Eplan eine Exceltabelle erstellt, die alles nötige berücksichtigt. Eplan gibt aus und in Excel wirds weiter berechnet.

Das stimmt sogar mit der Realität überein. 

Ach und...Nein, kann ich nicht. 

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Zitat:

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Original erstellt von P8er:

Neben den Verlustleistungen der Geräte sind auch die Leitungen und Schienen nicht zu unterschätzen.

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Wie machst du das mit den Schienen und Leitungen?

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Für die Leitungen gibt's die Angaben der Norm (W/m) und für die Schienen gibt's:

(Schienenlänge/(Leitwert * Schienenquerschnitt)) * (1 + Temperaturkoeffizient CU-Schiene * Differenz Schienentemperatur zu 20°C ) * Betriebsstrom²

Natürlich immer mit entsprechendem Gleichzeitigkeitsfaktor.

12m 30x5er blanke Schiene im 45° Schrank können da unter ungünstigen Umständen schonmal mit knapp 150W zubuche schlagen.

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Danke, kannst du mir noch sagen, in welcher Norm?

Und...
... wenn du dann eine Vorgabe "Leistung mit mindestens 2,5 mm verdrahten" hast, hat man ja unter Umständen viel Verlustleistung auf den Adern.
Hast du da dann auch eine Art „Gleichzeitigkeitsfaktor“ oder so wenn die Antriebe eigentlich alle kleiner 1KW Leistung haben?

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VerlustleistungKabel.png

Hab hier was gefunden, Danke

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[Diese Nachricht wurde von EPLAN kurz erklärt am 14. Feb. 2023 editiert.]

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Ja genau, ich lege in der Exceltabelle dann fest, welche Querschnitte welchen Gf bekommen.

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Es ist nicht genug zu wissen, man muss auch anwenden; es ist nicht genug zu wollen, man muss auch tun.

Johann Wolfgang von Goethe

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Ich exportiere auch alles in eine Exceldatei, bei der ich durch Dropdown schon entsprechende Auslastungsfaktoren angeben kann. Gleichzeitigkeitsfaktoren werden natürlich berücksichtigt, wenn nötig.
Leitungsverluste gehe ich mit der Empfehlung des ZVEI und nehme 30% der Gesamtverluste (zumindest in Steuerschränken). Bei Schränken mit Kupferschienen rechne ich auch tatsächliche Verluste über die Schienen.

Dimensionieren machen ich dann mit Pfannenberg Sizer gefällt mir besser als RittalTherm.

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Aber wenn du alles hast, brauchste doch kein Sizer mehr. 

Schrankoberfläche ist ja kein Hexenwerk und lässt sich auch gleich im Excel bewerkstelligen.

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Johann Wolfgang von Goethe

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Ja in Excel geht das genau so, machen wir auch so.

Achtung bei Klimageräten, Luft/Wasser und Luft/Luft Wärmetauscher ist
der Wirkungsgrad jeweils von Innen und Aussentemperatur (Kühl-Wassertemperatur) abhängig.
Kann man aber einfach in einer Excelformel berechnen da die Kurven linear sind.

Bei den Schränken ist zu berücksichtigen, ob sie an der Wand oder freistehend sind.
Als auch ob mehrere Schränke aneinander geflanscht sind.... usw

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Die Schrankoberfläche lässt sich am einfachsten mit den Formeln der DIN VDE 0660-507 berechnen.

Da ist man auf der sicheren Seite.

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Johann Wolfgang von Goethe

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Zunächst möchte ich mich bei euch allen für eure Beiträge bedanken!   

Ich nutze eine vorgefertigte Excel-Tabelle und greife auch auf das Tool Rittal-Therm zurück, um meine Kalkulation durchzuführen. Dabei berücksichtige ich auch den Gleichzeitigkeitsfaktor. Allerdings muss ich zugeben, dass ich bisher nicht so akribisch vorgegangen bin und hatte beispielsweise nicht bedacht, ob alle Regler in ihrer Nennlast betrieben werden. Ich bin immer von der maximalen Last des Regler ausgegangen um auf Nummer sicher zu gehen.

Eine Sache, die mich bei dem erwähnten alten Schaltschrank stutzig macht, ist die Tatsache, dass das Klimagerät dermaßen unterdimensioniert ist und trotzdem, nach über sechs Jahren, immer noch tadellos funktioniert. Bei einer Nachkalkulation unter Berücksichtigung aller Faktoren komme ich auf eine Wärmeleistung von etwa 4000 Watt. Selbst der 90 kW Umrichter, der tatsächlich bis zu zwei Stunden lang mit voller Last betrieben wird und laut technischen Daten eine Wärme von 2300 Watt produziert, lässt mich staunen. Da stellt sich die Frage, ob eine so aufwändige Kalkulation überhaupt notwendig ist, wenn die unterdimensionierten Klimageräte trotzdem einwandfrei arbeiten. Die "alten Hasen" in unserem Büro belächeln mich bereits, weil ich mir zu viele Gedanken dazu mache. Für sie gilt: "Hat ja früher doch funktioniert!"

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Ja ein bisschen Lobbyismus ist offensichtlich bei der Erschaffung von Normen immer mit dabei.

Am Ende kommt es darauf an im Schadensfall vor einem Richter, der von der E-Technik 0 Ahnung haben muss, zu belegen, dass man alles mögliche getan hat, um den Schaden zu verhindern. Und dazu hat sich das Einhalten von Normen als probates Mittel erwiesen.
Eine Norm ist ja letztendlich kein Gesetz.

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Rittal hatte mal eine Klimakarte der Welt, die war recht aufschlussreich. Leider kann ich sie nicht mehr finden.

Die Feldstudie von Rittal belegt, dass die Kühlleistung wohl eher überdimensioniert wird.

Quelle Rittal

Typische Fehler durch falsche Klimatisierung:

Bei 64 % der Aufbauten lagen die warmen Komponenten nicht im Luftstrom zwischen Aus- und Einlass des Klimagerätes
50 % der betrachteten Geräte haben eine Auslastung unter 20 %
Bei 93 % der Aufbauten wurde eine gezielte Kaltluftführung nicht vorgesehen / installiert
40 % der Geräte hatten stark verschmutzte Filtermatten und waren unzureichend gewartet
Bei 18 % der Aufbauten waren Aus- oder Einlass des Klimagerätes nicht frei von Hindernissen
19 % der Aufbauten hatten Luftkurzschlüsse

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spielen da nicht viele faktoren mit rein?

- umgebungstemperatur
- luftfeuchtigkeit
- allgemeine auslastung der betriebsmittel
- gleichzeitigkeitsfaktor der betriebsmittel

ich kenn bisher nur die lösung "ach das machen wir pi mal daumen, passt schon" und mir ist bisher kein fall bekannt wo das wirklich ein problem war, weil die Leute lieber eine größe größer nehmen.

bei deinen 4400W Gesamtleistung und kühlleistung 1500W hört sich für mich ehrlich gesagt gut an.

1.) es laufen nie alle Betriebsmittelmittel unter 100% Vollast
2.) es laufen nie alle gleichzeitig
3.) es wird ja nicht in der Sahara oder Antarktis sein oder?

ich meine mal gelesen zu haben 40% sei ein guter wert für industrieanlagen - da wäre man bei 1800W

Ich  wär vielleicht auf 2000 oder 2500er Geräte gegangen aber wie man sieht und hört passt es ja doch etwa?

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Zitat von ThMue

Zitat:

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Ich  wär vielleicht auf 2000 oder 2500er Geräte gegangen aber wie man sieht und hört passt es ja doch etwa?

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Das passt auch, ich habe zwar keine Schaltschrank-Klimageräte selbst dimensioniert,
aber oft genug defekte ausgetauscht und Wartungen daran gemacht.
Un in diesem Zusammenhang die technischen Daten
mit den realen Gegebenheiten am Einsatzort verglichen.

Zum Thema Luftfeuchtigkeit:
Das sollte nicht nur für den Einsatz in geografischen Regionen mit tropischem berücksichtigt werden,
es gibt auch Fertigungsprozesse wie Tauchbeschichtung oder Galvanisierung die zur besseren Haftung eine
spezifische Luftfeuchtigkeit benötigen.
Desweiteren kann eine Taupunkt-Unterschreitung auch an ungeheizten Aufstellungsorten
oder Aufstellung im Freien wie z.B. für Biogas-Anlagen oder Photovoltaik-Anlagen auftreten.

In der EN 61439 steht dazu noch folgendes:

Zitat:

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Unter Abschnitt 7.1, Übliche Betriebsbedingungen, von DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1) [2] sind folgende Werte festgelegt:

7.1.1.1, Umgebungstemperatur für Innenraumaufstellung: „Die Umgebungstemperatur ist nicht höher als +40 °C und ihr Mittelwert ist über eine Dauer von 24 h nicht höher als +35 °C. Die untere Grenze der Umgebungstemperatur ist –5 °C.“

7.1.1.2, Umgebungstemperatur für Freiluftaufstellung: „Die Umgebungstemperatur ist nicht höher als +40 °C und ihr Mittelwert ist über eine Dauer von 24 h nicht höher als +35 °C. Die untere Grenze der Umgebungstemperatur ist –25 °C.“

7.1.2.1, Bedingungen hinsichtlich Luftfeuchte für Innenraumaufstellung: „Die relative Luftfeuchte der Umgebungsluft überschreitet nicht 50 % bei einer höchsten Temperatur von +40 °C. Bei niedrigeren Temperaturen dürfen höhere Luftfeuchtewerte zugelassen werden, z. B. 90 % bei +20 °C. Gelegentlich auftretende mäßige Kondenswasserbildung infolge von Temperaturschwankungen sollte berücksichtigt werden.

7.1.2.2, Bedingungen hinsichtlich Luftfeuchte für Freiluftaufstellung: „Die relative Luftfeuchte der Umgebungsluft darf vorübergehend bis 100 % bei einer höchsten Temperatur von +25 °C sein.“

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