Heizen auch bei tropischen Temperaturen - Schaltanlagen im Außenbereich energieeffizient beheizen
featured in SCHALTSCHRANKBAU Magazin | Ausgabe Nr. 2 (April 2023)
PTC-Konvektionsheizer Nimbus NG als Allrounder einsetzbar - Steigende Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von Schaltanlagen haben immer kleinere Bauteile zur Folge. Diese Mikroelektronik ist besonders empfindlich gegenüber Staub, Feuchtigkeit und Temperatur, weshalb die zulässigen Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbereiche immer kleiner werden. In Schaltschränken im Außenbereich ist eine präzise Temperierung daher unerlässlich, um folgenschwere Kondensatbildung zu vermeiden.
Energieeffizienz ist mittlerweile auch in der Industrie ein großes Thema, was in den letzten Jahren zu einem Wandel der Anforderungen an Heizlösungen geführt hat. Wo Schaltanlagen früher mit überdimensionierten Heizungen in Bezug auf die Leistung ausgestattet wurden, wird heute punktuell mit der kleinstmöglichen Leistung geheizt. Teilweise kommen auch mehrere Heizer pro Gehäuse zum Einsatz. Dank fortgeschrittenen Simulationen wissen Kunden heutzutage genau, wie viel Leistung ein Heizelement haben muss und darf, weshalb deren Anfragen an Hersteller immer präziser werden. Auch der Energieverbrauch dieser Geräte im Stand-by-Modus ist inzwischen ein wichtiges Thema.
Bild 1 | 3D-Simulation zur thermischen und strömungstechnischen Konzeptionierung des Aluminiumprofils; natürliche Konvektion durch effiziente Auslegung des Kamineffektes
Effektiver Wärmetransfer dank Kamineffekt, ganz ohne Lüfter
Eine kostengünstige und effektive Heizlösung für elektrische Gehäuse sind PTC-Konvektionsheizer. Sie übertragen die Wärme an die umgebende Luft mittels Wärmestrahlung und Konvektion. Um den natürlichen Kamineffekt bestmöglich zu nutzen, verfügen die Konvektionsheizer der Serie Nimbus NG über ein spezielles Aluminiumprofil. Mittels thermischer Simulation wurde dies für den effektiven Wärmetransfer an Luft ausgelegt. Dadurch konnte auf einen Lüfter, der an eine feste Spannungsversorgung gekoppelt ist (z.B. 24V) und ein zusätzliches Netzteil benötigt, komplett verzichtet werden. Dies ermöglicht nicht nur einen einfachen Anschluss, sondern führt auch zu geringeren Anschaffungskosten und weniger Ausfällen im laufenden Betrieb.
Bild 2 | Oberflächentemperaturen mittels Infrarot-Aufnahmen in verschiedenen Einbaulagen
Ausreichend Schutz für umliegende Bauteile
Durch die hohe Bestückungsdichte in Schaltschränken steht für das Heizelement oftmals nur ein geringer Bauraum zur Verfügung. Um umliegende Bauteile, Verkabelungen und temperaturempfindliche Kunststoffe zu schützen, verfügt der Nimbus NG über einen Berührungsschutz. Dieses Gehäuse bietet Schutz in jeder Einbaulage, ohne die Wärmeabfuhr zu stark einzuschränken. Die Besonderheit liegt in dem offenen Design der Abdeckung: Die Rippenform gewährleistet eine deutlich bessere Luftströmung und ist zudem weitaus materialsparender als vergleichbare, geschlossene Gehäuse.
Energieeffizient Heizen, auch bei hohen Außentemperaturen
High-Speed-Elektroniken vertragen keine Feuchtigkeit. Deshalb müssen selbst Gehäuse in tropischen Regionen beheizt werden, um Kondensation zu vermeiden. Mithilfe der PTC-Heiztechnologie ist das möglich, sogar energieeffizient. Das Herzstück aller Konvektionsheizer der Serie Nimbus NG ist eine PTC Heizkeramik im Inneren des Aluminiumprofils, welche die Eigenschaft der Selbstregulierung besitzt. Wie das Diagramm „Leistung-Temperatur-Kennlinie“ zeigt, reduziert der Heizer die erzeugte Heizleistung selbstregelnd bei steigenden Außentemperaturen. Dies ist auf den PTC-Effekt zurückzuführen.
PTC-Effekt macht’s möglich
PTC-Heizelemente verfügen über eine festgelegte Maximaltemperatur, die dank PTC-Effekt nicht überschritten werden kann: sicheres Heizen in Schutzklasse II ohne zusätzliche Temperatursicherung. Sie passen ihre Leistung dynamisch an ihre Umgebung an. Wird nur wenig Wärme ausgekoppelt, fließt auch nur wenig Strom: energieeffizientes Heizen ganz ohne zusätzliche Temperaturregelung. Die Heizkeramiken können in breiten Spannungsbereichen bei fast gleichbleibender Leistung betrieben werden und sind nach weltweiten Standards approbiert: weltweites Heizen ohne zusätzlichen Aufwand.
Bild 3 | Leistung-Temperatur-Kennlinie, Nimbus NG
Im Praxiseinsatz bewährt
Der Nimbus NG ermöglicht punktuelles Temperieren von empfindlichen Bauteilen, effizienten Wärmetransfer durch Kamineffekt sowie einfaches Handling. Mit Berührungsschutz und gleichzeitig ganz ohne Lüfter kann er in allen Einbaulagen energieeffizient Heizen, und das weltweit. Dank seiner Mehrspannungsfähigkeit kann der Heizer in einem breiten Spannungsbereich bei nahezu gleichbleibender Leistung problemlos betrieben werden. Ganz egal ob in Europa mit 230V oder in den USA mit 115V. Dem weltweiten Einsatz steht auch dank vorhandener Approbationen nichts im Wege: CE, VDE, UL und CSA. Der zentrale Einsatz von nur einem Heizer erleichtert darüber hinaus die Beschaffung und Lagerhaltung beim Kunden. Durch den Einsatz von nur einer Type minimiert sich ebenfalls die Verwechslungsgefahr und spätere Reklamationen. Ausgestattet mit allen Vorteilen der PTC-Heiztechnik hat sich der Nimbus NG in der Praxis bewährt: als Schaltschrankbeheizung, zum Frostschutz in Geld- oder Ticketautomaten, zur Beheizung von Zapfsäulen und mehr. Der kompakte Konvektionsheizer wurde passgenau für die Kundenanforderungen der Industrie entwickelt und ist in mehreren Leistungsversionen verfügbar.
Kompakter PTC Konvektionsheizer zum Schutz vor Feuchtigkeit und Frost in elektrischen Gehäusen & Schaltschränken
Leistung 20 - 75W
Mehrspannungsfähig im Bereich 110 - 240V
Hohe Sicherheit und Energieeffizienz dank PTC-Effekt
Weltweite Zulassungen: CE, VDE, UL
Leistungsstärkster PTC Konvektionsheizer zum Schutz vor Feuchtigkeit und Frost in elektrischen Gehäusen & Schaltschränken
Leistung 100 - 240W
Mehrspannungsfähig im Bereich 110 - 240V
Hohe Sicherheit und Energieeffizienz dank PTC-Effekt
Weltweite Zulassungen: CE, VDE, UL, CSA
Autoren: Julia Orth; Wolfgang Werling | DBK David + Baader GmbH | Industrial Thermal Management