Wärmemanagement Fünf neue Lüfter, Kühlgeräte und Kühlkörper

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Wir stellen strömungsoptimierte Lüfter vor und zeigen optimierte Schaltschrank-Kühlgeräte sowie verschiedene Kühlkörper-Lösungen. Ein Überblick über fünf Neuheiten aus dem Wärmemanagement.

1. EBM-Papst: EC-Radialventilatoren mit neuer Laufradgeometrie und Hochleistungselektronik

Mit der neuen Radipac-Baureihe ist es EBM-Papst eigenen Angaben zufolge gelungen, die bestehenden Radialventilatoren noch einmal entscheidend zu verbessern. Die Radipac der neuesten Generation arbeiten mit deutlich höheren Wirkungsgraden, so der Hersteller. Höhere Drehzahlen sollen für mehr Volumenstrom und höhere Drücke sorgen, sodass sich selbst Hochdruckanwendungen abdecken lassen.

Durch das nach neuesten strömungstechnischen Erkenntnissen entwickelte Laufrad werden Strömungsverluste reduziert und die Geräuschentwicklung weiter gesenkt. Abhängig vom Betriebspunkt liegt diese zwischen 3 bis 7 dB(A) unter den Werten verglichen mit der Vorgängerbaureihe. Als Werkstoff wurde ein hochfester, glasfaserverstärkter Verbundwerkstoff verwendet, der eine komplexe Formgebung ermöglicht und für die Stabilität des Laufrades sorgt.

Die in den Ventilatoren integrierten EC-Motoren im Leistungsbereich von 500 W bis 8 kW erreichen Wirkungsgrade entsprechend den in der IEC/TS 60034-30-2 gesetzten Anforderungen für die Wirkungsgradklasse IE5. Der neue 8-kW-Antrieb setzt laut EBM-Papst hohe Maßstäbe hinsichtlich seiner leistungsstarken Elektronik und kompakteren Abmessungen. Er wurde um eine konfigurierbare Schnittstelle erweitert – inklusive Modbus-RTU-Schnittstelle und integriertem Resonanzsensor. Dieser Resonanzsensor misst Schwingungen sowie Vibrationen und meldet Störungen, bevor der Ventilator Schaden nimmt.

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Mit CFD-Simulation zum optimalen Ventilator

Um unterschiedlichen Einbausituationen gerecht zu werden, gibt es die Radipac in einer Standard- und einer Kurzversion. Beide Varianten sind als Motor-Laufrad-Kombination oder als einbaufertige Plug-and-play-Lösung in einer stabilen Tragspinnenkonstruktion zur Wandmontage erhältlich. Als Option gibt es ein komplett geschlossenes Vorleitgitter Flowgrid, das geräuscherzeugende Verwirbelungen in der Zuströmung reduzieren und gleichzeitig als Schutzgitter fungieren soll. Ein Retrofit ist meist ohne Konstruktionsänderungen in der Anwendung möglich, da die neuen Ventilatoren trotz höherer Leistung in der gleichen Baugröße geometrisch kleiner sind.

2. Ziehl-Abegg: Neue Generation der Ventilatoreinheit ZA-Plus mit mehr Bionik

„Die Schallemission und der Energieverbrauch werden spürbar gesenkt“, sagt Dr. Sascha Klett über die Weiterentwicklung des ZA-Plus-Axialventilators. Der Entwicklungsvorstand bei Ziehl-Abegg erklärt den Nutzen: „Damit entfällt in vielen Fällen eine zusätzliche Schalldämmung und Lärmgrenzwerte können eingehalten werden.“ Das wird Supermarktbetreiber genauso freuen wie Betreiber von Anlagen mit Rückkühlern in der Industrie.

Klett betont, dass die Verbesserungen eigentlich schon den Begriff „Neuentwicklung“ verdient hätten. Denn die Veränderungen sind eher grundsätzlicher Natur. Die Experten haben dabei erneut auf Vorbilder in der Natur gesetzt und mehrere bionische Aspekte technisch umgesetzt.

„Wir reduzieren das Geräusch um bis zu 4 dB(A)“, unterstreicht Vorstand Klett. Zum Vergleich: 6 dB(A) sind eine Verdopplung des Geräuschs. Erreicht wird dies mit einer Weiterentwicklung des bekannten bionischen Ventilatorflügels, der an der Hinterkante gezackt ist. Dieses Element wurde von der extrem leise fliegenden Eule abgeschaut und technisch umgesetzt. Neu ist, dass nun auch die Vorderkante leicht gewellt ist. „Als Vorbild haben uns dabei Meereslebewesen gedient“, erklärt Klett. Diese gewellte Vorderkante verändert die Ablösung des Luftstroms vom Rotorflügel: die Luft wird länger kontrolliert bewegt.

Das bisher übliche Nachleitrad zur weiteren gezielten Behandlung des Luftstroms (Stichwort Wurfweite) wurde verfeinert: 17 Streben statt der bisher üblichen elf bilden das verkleinerte Nachleitrad. Und der Zwischenring ist bionisch optimiert worden, also auch an der Hinterkante gewellt. „Dies macht sich direkt in der Geräuschreduktion bemerkbar“, unterstreicht Klett.

Die Außenmaße bleiben Standardmaße (1070 Millimeter), doch der Innendurchmesser wird von 910 auf 960 mm erhöht. Noch eine Änderung: Der bisher im Voll-Aluminium produzierte Rotor samt Flügeln wird nun durch einen Rotor in Aluminium und Flügeln aus hochfestem Kunststoff ersetzt. Messungen in einem ersten Kundengerät haben eine Energieeinsparung von neun Prozent ergeben, teilt Ziehl-Abegg mit.

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Kühlgerät im Praxistest

3. Elmeko: Peltier-Kühlgerät ist 15 Prozent leichter und einfach installierbar

Elmeko hat seine PK-300-Schaltschrank-Kühlgeräte mit effizienter Peltier-Technik komplett überarbeitet. Durch Optimierung der Kühlkörper und Luftführung konnte das Gerätegewicht bei gleicher Kühlleistung um 15 Prozent reduziert werden, so der Hersteller. Im eingebauten Zustand erreicht das System Schutzart IP67. Der lageunabhängige Betrieb ermöglicht auch den Einbau in mobile Anwendungen.

Auf der Innenseite sorgen zwei leistungsstarke Lüfter für eine bessere Durchströmung des Kühlkörpers. Dadurch steht am Kühlgerät mehr Platz zur Verfügung, der für Anschlussklemmen und eine integrierte Regleraufnahme für die Temperaturregler TES 60 oder TRP 205 aus dem Elmeko-Programm genutzt wird.

Die Einbautiefe ist durch die neue Position der Anschlussklemme verringert und die Klemme ist besser zugänglich. Je nach Regelung kann der Anschluss flexibel erfolgen.

Bei der Variante mit Aufbaugehäuse kann bei vertikaler Montage das Kondensat direkt über ein Out-Fit-Element aus dem Schaltschrank nach außen abgeleitet werden, ohne dass es in den Innenraum gelangt. Das Out-Fit-Element soll gleichzeitig für Druckausgleich im Gehäuse oder Schaltschrank sorgen und das Eindringen von Wasser verhindern.

Als komplett einbau- und anschlussfertige Einheit für den direkten Anschluss an Netzspannung 100 bis 240 VAC gibt es die PK-300-PS-Variante mit auf der Außenseite verbautem Netzteil mit hoher Schutzart.

Das PK-300-PS ist in zwei Varianten lieferbar:

• Als PK 300-PS-TRP mit integriertem Zweipunktregler für den Heiz- und Kühlbetrieb und

• als PK 300-PS-TCP, ausgestattet mit einem Elmeko-Peltier-Controller, der verschiedene Regelungsprogramme und eine Überwachungsfunktion für Peltierelemente und Lüfter bietet. Über eine Schnittstelle kann das PK 300-PS-TCP mit der übergeordneten Steuerungsebene verbunden und fernüberwacht werden.

Bei der Weiterentwicklung dieser Kühlgeräte-Serie hat Elmeko außerdem Wert auf Ökologie gelegt: Verwendet werden recyclingfähige Materialien. Die Edelstahl- und Alu-Oberflächen kommen ohne umweltbelastende Oberflächenbehandlung aus. Dank der Peltier-Technik arbeiten die PK-Geräte ohne ozonbelastendes Kältemittel.

Da Einbaumaße und äußere Abmessungen gleichgeblieben sind, lassen sich alte Geräte gegen das neue PK 300 austauschen. Elmeko garantiert für seine wartungsfreie Peltier-Technik eine Betriebsdauer von 60.000 h. Die kompakten Kühlgeräte arbeiten bei Umgebungstemperaturen von –20 °C bis 60 °C.

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Für Schaltschrankbauer gemacht

4. Richard Wöhr GmbH: Aluminium-Kühlkörpergehäuse neu im Produktportfolio

Zu dem seit Jahren bestehenden Prioline-Gehäusekonzept gehören bei der Richard Wöhr GmbH die Versionen „Standard“, „mit Designkappen“, „mit Design-Streifen“ und eine „extra stabile Variante“. Jetzt hat Wöhr sein Produktportfolio in diesem Bereich nochmals erweitert. Ab sofort ist die Version „mit Kühlkörper“ erhältlich.

Die Prioline-Gehäuse passen sich dank der modularen Bauweise aus Aluminiumprofilen und -platten, welche nahezu unbegrenzt kombiniert werden können, den Anforderungen und Wünschen des Kunden an.

Die Prioline-Kühlkörpergehäuse bieten anpassbare Kühllösungen für industrielle Anwendungen, beispielsweise zur gezielten passiven Kühlung von elektrischen Komponenten. Neben einer guten Wärmeableitung und funktionaler Handhabung bietet das Prioline-Kühlkörperkonzept auch ein ansprechendes Design. Die Aluminiumgehäuse sind in unterschiedlichen Bauweisen zum Beispiel als Tisch-, Pult-, Hand- oder Einschubgehäuse erhältlich. Dabei können je nach Bedarf und Anwendung die Kühlkörper seitlich, oben/unten, versenkt oder aufliegend platziert werden.

Optional und auf Anfrage können die Kühlkörper auch einzeln als Zubehör bezogen werden.

5. CTX Thermal Solutions: Kühlkörper aus extrudierten Aluminiumprofilen

Im Strangpressverfahren gefertigte Profilkühlkörper von CTX sind der Klassiker unter den Leistungskühlkörpern. Ihre Anwendungsmöglichkeiten und Gestaltungsoptionen sind vielfältig. Mit seiner großen Auswahl an Standard-Strangkühlkörpern und kundenindividuellen Extrusionskühllösungen will CTX für jede Anwendung den passenden Profilkühlkörper bieten.

Klassische Profilkühlkörper kühlen elektronische Bauteile durch natürliche Konvektion und tragen damit zur dauerhaft zuverlässigen Funktion elektronischer Geräte bei. Da sie keine beweglichen Teile enthalten, sind sie vollständig wartungsfrei. Zudem gestattet das Extrusionsverfahren die Realisierung individueller Kühlkörpergeometrien – von einfach bis komplex.

Das typische Material der extrudierten Kühlkühlkörper ist eine Aluminium-Stranggusslegierung mit einer Wärmeleitfähigkeit von 180 W/mK. In Ausnahmen kommt auch Reinaluminium oder Reinkupfer zum Einsatz. Die Werkzeugkosten für die Anfertigung einer anwendungsspezifischen Matrize, die Geometrie des Profilkühlkörpers vorgibt, fallen verglichen mit anderen Produktionsverfahren gering aus. Verfahrensbedingt ergibt sich allerdings eine Mindestprofillänge, wodurch sich Aluminiumprofilkühlkörper vor allem für die Serienfertigung anbieten.

Die Größe der Standard-Profilkühlkörper reicht von 12,4 mm bis 750 mm Breite, das Gewicht beträgt zwischen 130 g/m und 75,1 kg/m und der Wärmewiderstand liegt bei Rth-Werten zwischen 81,6 °C/W und 0,04 °C/W. Zudem realisiert CTX projekt- und anwendungsbezogene Kühllösungen.

Auf Wunsch übernimmt übernimmt das Unternehmen auch die nachträgliche CNC-Bearbeitung nach Zeichnungsvorgabe sowie die professionelle Oberflächenveredlung der Profilkühlkörper durch Lackierung, Chromatierung, Eloxierung oder Pulverbeschichtung. Eine Beschriftung per Siebdruck oder Lasergravur sowie sand- bzw. glasperlgestrahlte Oberflächen sind ebenfalls realisierbar.

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