Erläuterungen zur Berechnung der erforderlichen Heizleistung:
Für die richtige Dimensionierung der Heizleistung zur Verhinderung von Kondenswasserbildung ist es sinnvoll eine Berechnung durchzuführen. Anhand folgender Kriterien kann man die erforderliche Heizleistung errechnen:
- Abmessungen des Schaltschrankes / Gehäuses (h x b x t) in mm
- Aufstellungsart (Einzelschaltschrank allseitig freistehend etc.)
- Standort (Innenaufstellung oder Aussenaufstellung)
Anmerkung: bei Aussenaufstellung ist die errechnete Heizleistung zu verdoppeln
- Wärmedurchgangskoeffizient k in Abhängigkeit des Materials aus dem der Schaltschrank besteht.
- 5,5 für Stahlblech lackiert / beschichtet
- 3,7 für Edelstahl rostfrei
- 12 für Aluminium
- 3,5 für Kunststoff / Polyester
- 2,5 bis 3,5 für Holz
Erläuterungsbeispiel: Stahlblech hat mit 5,5 einen höheren Wärmedurchgangskoeffizienten wie Kunststoff / Polyester mit 3,5 d.h. das Material Stahlblech führt Wärme besser ab. Deswegen ist die erforderliche Heizleistung bei Stahlblech höher wie bei Kunststoff / Polyester.
- Temperaturdifferenz deltaT = Ti soll – Tu min
- Ti soll = maximale zulässige Schaltschrankinnentemperatur
- Tu min = die zu erwartende niedrigste Umgebungstemperatur
- Stetige Verlustleistung Qt (Pv) der eingebauten Komponenten.
Anmerkung: Die Verlustleistung (Wärmeerzeugung in Watt) von installierten Komponenten (Transformatoren, Schütze, Relais, Halbleiter, Stromschienen, Frequenzumrichter etc.) ist dann zu berücksichtigen, wenn diese permanent in Betrieb sind. Wird beispielsweise die Schaltanlage nur tagsüber betrieben, sollte die Verlustleistung installierter Komponenten unberücksichtigt bleiben, da man ansonsten Gefahr läuft, das die Schaltanlage mit der errechneten Heizleistung unterdimensioniert ist, was wiederum zu Kondenswasserbildung mit den bekannten Problemen führen kann.
- Faktor f für die Zusammensetzung der Luftdichte und spezifischen Wärme in Abhängigkeit des Aufstellungsortes der Schaltanlage (Höhe über Meeresniveau). Gängige Werte für f sind wie folgt:
- 3,1 für 0 – 100 m
- 3,2 für 100 – 250 m
- 3,3 für 250 – 500 m
- 3,4 für 500 – 750 m
- 3,5 für 750 – 1000 m über Meeresniveau
Aus der Berechnung o.g. Inputwerte erhält man die erforderliche Heizleistung PEHL (W).
Das folgende Berechnungsbeispiel zeigt wie die Ermittlung der erforderlichen Heizleistung in der Praxis aussieht:
Eine Schaltanlage mit einer mittleren Packungsdichte und einer ausreichenden Luftzirkulation im Schaltschrank, hat eine elektrische Verlustleistung von 300 W. Die Schaltschrankabmessungen (h x b x t) = 2000 x 800 x 600 mm. Die Schaltanlage steht an der Wand – seitliche Schrankflächen sowie Vorderseite und Dach sind frei. Das Schaltschrankmaterial besteht aus Stahlblech. Die komplette Schaltanlage ist in einem Produktionsbetrieb installiert (Innenaufstellung), wo ausschließlich tagsüber gearbeitet wird. Die Produktionshalle befindet sich in einer Lage von ca. 750 m Höhe über Meeresniveau. Die maximale Umgebungstemperatur ist 10 C°, die maximale Schrankinnentemperatur soll 35 C° sein.
Inwiefern muss diese Schaltanlage temperiert werden und zwar wirtschaftlich optimal?
Füttert man unsere Heizungssoftware erhält man folgendes Ergebnis:
Benötigte Heizleistung: 697 W (s. auch nachfolgende Berechnungsmaske).
Bei einer erforderlichen Heizleistung von knapp 700 W würde sich anbieten, 3 Stück 250 Watt Heizungen incl. montiertem Ventilator (MBI Referenz à RACM-250) in gleichmässigem Abstand nebeneinander im unteren Schaltschrankbereich anzuordnen.
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