Da die durchschnittlichen Verlustleistungen in einem typischen Schaltschrank in den vergangenen Jahrzehnten immer weiter gestiegen sind, kommt der Schaltschrank-Klimatisierung mit Wasser als Kühlmedium eine wichtige Rolle zu. Aufgrund der hohen Wärmekapazität lassen sich mit Wasser bei gleichem Volumen deutlich höhere Wärmemengen transportieren als mit dem Medium Luft. Bei typischen Temperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten lässt sich die gleiche Wärmeenergie durch eine Kühlwasserleitung transportieren, die nur 1/30 des Querschnitts eines entsprechenden Lüftungsrohrs hat. In Anwendungen, in denen der eigentliche Prozess ebenfalls Kühlwasser benötigt, hat die Wasserkühlung weitere Vorteile. Auch die Energieeffizienz einer Wasserkühlung ist in der Regel höher.
Modulare Rückkühler im Standard-Schaltschrank
Der Systemanbieter Rittal bietet bereits seit den 1990er-Jahren Klimatisierungslösungen an, die auf dem Prinzip der Wasserkühlung basieren. Zum Portfolio gehören auch die Rückkühler der Serie TopTherm-Chiller. Diese sind konsequent modular aufgebaut und in einen Standard-TS-8-Schaltschrank integriert. Damit fügt sich eine solche Rückkühllösung nahtlos in eine Schaltanlage ein, die auf Basis dieses Systems realisiert ist. Die Chiller bestehen aus wenigen Modulen – Wassermodul, Kältemodul und Elektromodul mit Steuerung –, aus denen sich Rückkühler mit sieben verschiedenen Kühlleistungen von 8 kW bis 40 kW aufbauen lassen. Diese modulare Lösung und die damit verbundene Standardisierung vereinfachtdie Fertigung und führt damit zu niedrigeren Kostenund kürzeren Lieferzeiten. Auch im Servicefall bietet die Modulbauweise Vorteile: Das Ersatzteilmanagement ist einfacher und die einzelnen Module lassen sich schnell und unkompliziert tauschen. Das Resultat sind geringere Kosten und eine hohe Verfügbarkeit der Anlage.
Optimierte Thermodynamik
Mit der neuen Generation seiner TopTherm Chiller hat Rittal aktuell zahlreiche Verbesserungen an den Geräten der Serie umgesetzt. Um die Rückkühler problemlos in Schaltanlagen integrieren zu können, sind diese jetzt in Schaltschränken mit einer Tiefe von nur noch 600 mm statt wie bisher 800 mm eingebaut. Diese geringere Tiefe ist in vielen industriellen Anwendungen der Standard. Gleichzeitig wurde im Aufbau der Chiller eine weitere Neuerung realisiert: Der Verflüssigerlüfter ist jetzt auf dem Dach des Schaltschranks angebracht, was zu einer optimierten Thermodynamik des Gesamtsystems beiträgt. Insbesondere lässt sich dadurch die Wärmebelastung innerhalb des Chillers – vor allem des Elektronikmoduls – wirkungsvoll reduzieren.
Die Basisversion des Chillers ist ab Lager erhältlich und damit sehr schnell lieferbar. Die Temperaturregelung kann standardmäßig über die Einstellung eines Festwerts oder eines Differenzwerts erfolgen. Die neue Mikrocontroller-Regelung verringert die An/Aus-Schaltzyklen der Hauptkomponenten (Kompressor, Verflüssigerlüfter und Wasserpumpe), was zu einer Erhöhung der Energieeffizienz beiträgt. Eine Überwachungsfunktion zum Vereisungsschutz am Plattenwärmeübertrager sowie ein Berührungsschutzgitter am Lüftereintritt erhöhen die Sicherheit und die Verfügbarkeit des Chillers. Ein in einem Stück gegossener Tank aus Polypropylen im Wassermodul mit entsprechender Serviceklappe zur Reinigung trägt ebenfalls zur hohen Verfügbarkeit bei. Mit der bifrequenten Ausführung (400 V/50 Hz und 460 V/60 Hz) lassen sich die Chiller problemlos weltweit einsetzen. Um den Kunden eine möglichst flexible und individuell anpassbare Lösung anbieten zu können, sind verschiedene Optionspakete erhältlich. Da es sich aber auch hierbei um Serienfertigungen handelt, bleibt die Lieferzeit sehr kurz.
Definierte Optionspakete
Die variablen Optionspakete für die TopTherm Chiller ermöglichen es dem Kunden, den Chiller ideal auf die Anforderungen seiner Anwendung anzupassen. Dabei reagiert Rittal unter anderem auf Anforderungen aus dem Markt. Typisches Beispiel ist die Möglichkeit, eine Steuerspannung von 24 V zu verwenden, womit eine spezielle Anforderung aus der Automobilindustrie erfüllt wird. Bei Werkzeugmaschinen besteht häufig die Forderung, die Temperatur der Kühlflüssigkeit sehr exakt zu regeln. Für solche Anwendungen bietet Rittal die Möglichkeit einer Heißgas-Bypass-Regelung an.
Beim Wasserkreislauf stehen gleich verschiedene Optionspakete zur Auswahl. Neben einem Wasserbehälter aus Kunststoff ist auch eine buntmetallfreie Verrohrung erhältlich. Leistungsstarke Pumpen mit einem Druck von 4 bar oder 6 bar, integrierte Strömungswächter, eine Wasserstandsüberwachung sowie die Möglichkeit, die Anlage mit einer Winterregelung im Außenbereich aufstellen zu können, runden das Spektrum ab. Der Einsatz eines ebenfalls optional erhältlichen wassergekühlten Verflüssigers kann die Energieeffizienz der Rückkühlanlage verbessern. Gleichzeitig wird die Erwärmung der Umgebungsluft dadurch vermieden.
Um die Chiller auch im Außenbereich aufstellen zu können, sind Versionen erhältlich, die bis zu Umgebungstemperaturen von 20 °C arbeiten können. Für den Einsatz im US-amerikanischen Markt sind die Chiller auch mit UL-geprüften elektrischen Komponenten erhältlich.
Für jede Anwendung den passenden Chiller
Mit dem modularen Aufbau und den vielen Optionspaketen der neuen TopTherm-Chiller bietet Rittal Rückkühllösungen an, die für sehr viele Branchen geeignet sind. Spezielle Anforderungen beispielsweise aus der Automobilindustrie, dem Werkzeugmaschinenbau oder auch aus der Nahrungs- und Genussmittelindustrie lassen sich mit den Chillern erfüllen. Da die Chiller in einem Standard-TS-8-Schaltschrank installiert sind, passen sie nahtlos in eine entsprechende industrielle Schaltanlage. Durch die Verfügbarkeit der Basisgeräte ab Lager und die standardisierten Optionspakete ist eine kurze Lieferzeit garantiert. -
Hakan Türe
ist Produktmanager imBereich Klimatisierung, Rittal GmbH & Co. KG, Herborn
Ralf Schneider
ist Abteilungsleiter Business Development Climatisation, Rittal GmbH & Co. KG, Herborn
