Konstante Temperierung von Schaltschränken durch Peltier-Kühlgeräte mit integrierter Temperaturreglereinheit
Die entscheidenden Vorteile von Peltier-Kühlaggregaten werden vor allem im Bereich der Klimatisierung von Schaltschränken und Steuerpulte sehr geschätzt.
Die richtige Schaltschrank-Betriebstemperatur ist Voraussetzung für erhöhte Betriebssicherheit und eine längere Lebensdauer der Elektronik. In der heutigen Steuerungstechnik wird die Elektronik zunehmend leistungsfähiger.
Das führt jedoch automatisch zu einer höheren Sensibilität der elektronischen Bauelemente in den Schaltschränken gegenüber Temperatur und äußeren Einflüssen.
Daher ist eine gleichmäßige, stabile Temperaturverteilung in einem Schaltschrank erforderlich. Sie bietet die Möglichkeit zur Vermeidung von Produktionsausfälle und den damit verbundenen hohen Kosten.
Die Vorteile von Peltier-Kühleinheiten gegenüber konventioneller Kühlung mit Kompressoren liegen auf der Hand:
Sie zeichnen sich durch geringe Geräuschemission der Lüfterbaugruppen und exakte Temperaturstabilität aus.
Dabei arbeiten sie vibrationsfrei und sind durch den Verzicht auf ein Kühlmittel umweltfreundlich.
In welcher Lage die leichten Einheiten eingebaut werden, ist für die Funktion völlig irrelevant.
Zudem stellen sie eine weitaus kostengünstigere Alternative zu herkömmlichen Kühllösungen dar.
Die Peltier-Kühleinheiten setzen sich aus Peltierelement, einem leistungsfähigen Kühlkörper und Lüfter mit hohen Luftstrom zusammen.
Das Peltier-Element fungiert als Wärmepumpe und transportiert mit Hilfe eines thermoelektrischen Wärmestroms die Energie von der Kaltseite auf die Warmseite des Elementes.
Die Kühlung der Warmseite durch Wärmeabgabe an die Umgebung ist dabei ein sehr wichtiger Parameter.
Je kühler die Warmseite gehalten werden kann, desto kälter kann die Kaltseite werden und die gewünschte Kühlleistung sichern.
Daher muss die von der kalten Seite des Peltier-Elementes zur warmen Seite transportierte Wärmemenge in vollem Umfang abtransportiert werden.
Um auf der kalten Seite ein Maximum an Pumpleistung zu generieren und um eine Überhitzung des Peltierelementes zu vermeiden, kommt eine abgestimmte Kühlkörper/Lüfterkombination zum Einsatz.
Die Kühlkörper werden mit einem sehr guten Interface Material auf den Peltierelementen montiert und sorgen für eine optimale Abfuhr der Wärme.
Besonders attraktiv ist die neue Entwicklung eines Wärmetauschers mit integrierter Temperaturreglereinheit.
Diese Variante der uwe electronic ist sowohl kostengünstiger als auch erheblich anwenderfreundlicher als bisherige Stand-Alone Lösungen.
Die Reglereinheit ist eine Symbiose aus Temperaturregler, Temperaturfühler und Laststeller.
Dadurch entfallen Beschaffung und Integration der einzelnen Komponenten.
Der Nutzer kann jetzt auf eine Komplettlösung zurückgreifen, die sich auch als Platz sparender erweist.
Peltierkühlaggregate
Schaltschranktemperierung:
Die richtige Schaltschrank-Betriebstemperatur ist Voraussetzung für erhöhte Betriebssicherheit und längere Lebensdauer der Elektronik. In der heutigen Steuerungstechnik wird die Elektronik zunehmend leistungsfähiger. Das führt jedoch automatisch zu einer höheren Sensibilität der elektronischen Bauelemente in den Schaltschränken gegenüber Temperatur und äußeren Einflüssen. Daher ist eine gleichmäßige, stabile Temperaturverteilung in einem Schaltschrank erforderlich. Sie bietet die Möglichkeit zur Vermeidung kostspieliger Produktionsausfälle.
Surface to Air Aggregate:
Direkt-Luft Kühlgeräte, „Surface to Air“, sind Kontaktkühler. Auf der Kaltseite befindet sich eine Aluminiumplatte, die mit der zu kühlenden Fläche kontaktiert wird. Diese Art der Kühlung bringt einige große Vorteile mit sich. Die Funktionalität des Kühlgeräts ist vollkommen lageunabhängig. Da die Aggregate bereits vollständig montiert ausgeliefert werden, müssen die Geräte nur an eine Stromquelle angeschlossen werden und können somit ohne viel Aufwand in Betrieb genommen werden. Bei Umkehrung der Polung, können die Aggregate ebenfalls als Heizgeräte verwendet werden, um Maschinen, Flüssigkeiten im gewünschten Temperaturfenster zu halten. Zudem sind die Geräte extrem zuverlässig und wartungsarm.
Air to Air Aggregate:
Luft-Luft Kühlgeräte, „Air to Air“, sind bestens für die Kühlung von geschlossenen Gehäusen, auch unterhalb der Umgebungstemperatur geeignet. Sie werden häufig zur Temperierung von elektronischen Schaltschränken und anderen Gehäusen wie beispielsweise Transportboxen benutzt. Da zwischen Gehäuse und Umgebung keine Luft direkt ausgetauscht wird, kann ein hoher IP-Schutz von bis zu IP68 ermöglicht werden. Für die Montage des Kühlgeräts an einen Schaltschrank ist lediglich ein kleiner Ausschnitt im Schaltschrank nötig. Bei Umkehrung der Polarität der Spannungsversorgung, können die Aggregate ebenfalls als Heizgeräte verwendet werden und sind somit vielseitig einsetzbar.
Applikationen:
Dioden Kühlung:
Kühlaggregate werden in der Kühlung von Hochleistungs-Laser (z.B. Kunststoffschweißen) und LED- Arrays verwendet. Da das Licht mit schwankender Temperatur die Frequenz bzw. Farbtemperatur ändert, ist eine genaue Kühlung unabdinglich. Die Kühlaggregate der uwe electronic sind hierfür bestens geeignet.
Schaltschranktemperierung:
Kühlaggregate der uwe electronic bieten leistungsstarke Lösungen für die Temperierung von Schaltschränken und anderen Gehäusen. Zur Montage ist lediglich ein kleiner Ausschnitt im Schaltschrank nötig. Durch die Bauweise der Kühlaggregate ist es möglich, einen IP-Schutz von bis zu IP68 zu erreichen.
Die kleinere Seite des Aggregats wird im inneren des Schaltschranks angebracht. Die größere, Heißseite, dichtet den Ausschnitt und gibt die Wärme an die Umgebung ab.
Neben kleinen Schaltschränken werden die Geräte aufgrund ihrer Kompaktheit auch in kleinen mobilen Steuerschränken verwendet.
Medizin- und Analysetechnik:
Die konstante und präzise Temperierung von Flüssigkeiten spielt in der analytischen Medizintechnik eine wichtige Rolle. Analysegeräte können mit Aggregaten der uwe electronic präzise Reagenzien in Temperaturbereichen von -10°C bis 70°C regeln.
Herstellung und Verarbeitung von Flüssigkeiten und Stoffen:
Bei der Herstellung von Flüssigkeiten wie beispielsweise Farbe, muss das Material auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden, da sich sonst die Eigenschaften der Partikel ändern.
Für einen qualitativ gleichmäßigen Fertigungsprozess werden beispielsweise auch UV-Lacke oder Klebstoffe auf einen festen Temperaturwert eingestellt. Vor allem die Verarbeitung von Klebstoffen wird in der Automotive Industrie in einem konkret festgelegten Temperaturintervall durchgeführt und dauerhaft überwacht.
Die Peltierkühler bieten dabei aufgrund der geringen Wärmekapazität eine schnelle und gleichzeitig genaue Regelbarkeit.
Ein weiteres Anwendungsfeld ist die Temperierung von Druckluft. Es kann neben der Kühlung, auch durch Kondensatabscheidung die Luft getrocknet werden.
Qualitätskontrolle:
Manche Untersuchungen müssen bei bestimmten Temperaturen oder sogar in ganzen Temperaturbereichen durchgeführt werden. Durch die gleichzeitige Möglichkeit der Kühl- und Heizfunktion, ist dies mittels einem einzigen Aufbau möglich. Die Oberflächen Peltierkühler werden dabei als temperierte Platte verwendet, bei denen lediglich die Probe abgelegt wird.
Die Air-to-Air Geräte werden dagegen in Testboxen oder Klimaboxen verwendet um den Innenraum gesamteinheitlich zu klimatisieren.
Weitere Anwendungsbeispiele in Kurzform:
- Steuerschränke im Maschinenbau, Schaltpulte
- Elektronikkühlung Messsysteme (z.B. Kräne in Stahlwerken)
- Überwachungskameras im Außeneinsatz (Wüste)
- Kühlung rotierender Pitch-Steuerung in Windkraftanlagen
- Display-Kühlung, Werbe- und Anzeigeinstrumente im Außeneinsatz
- Kühlung Chlorkanister in Schwimmbäder
- Transport von gekühlten biologischen Materialien und Flüssigkeiten (z.B. Blutkonserven) in mobilen Kühlcontainern
- portable Gefrier- bzw. Kühlboxen in variablen Größen (z.B. Picknick-Box)
- Qualitätsüberwachung Lebensmitteltechnologie
- Mobile Salatbars oder Schokoladentheken
- Kühlen von Minibar-Kühlschränke
- temperaturgeregelte Kammern für Versuchsaufbau
- Temperaturstabilisierung für Terrarien
- Überwachung Trinkwasserqualität (Gewässerschutz)
- LED-Teststationen (Oberflächenkühlgeräte)
- Kalibrierstation Wärmebildkamera
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