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Filterlüfter bestehen aus der Kombination eines Lüfters Ventilators und eines Staubfilters Luftfilter Sie werden zu Kühl

Filterlüfter

Filterlüfter bestehen aus der Kombination eines Lüfters (Ventilators) und eines Staubfilters (Luftfilter). Sie werden zu Kühlung von Gehäusen mit elektronischen Komponenten, insbesondere zu Kühlung von Schaltschränken eingesetzt. Bei höheren Anforderungen an die Sauberkeit im Schaltschrankinneren und Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen und verschmutzter Umgebungsluft werden statt der Filterlüfter Kühlaggregate eingesetzt, bei denen kein Luftaustausch zwischen Schaltschrankinnerem und Umgebung stattfindet.

Funktionsweise Bearbeiten

Filterlüfter werden verwendet, wenn die passive Schaltschrankkühlung nicht ausreicht, um die gewünschte Innentemperatur zu halten. Voraussetzung für ihren Einsatz ist, dass die Schaltschrank-Umgebung relativ sauber ist und dass die Umgebungstemperatur unter der gewünschten Schrank-Innentemperatur liegt. Die kühle Umgebungsluft wird vom Ventilator angesaugt, über eine Filtermatte gereinigt und in den Gehäuseinnenraum geführt. Die Luft nimmt die Wärme der im Schrank installierten Komponenten auf, erwärmt sich und verlässt dann den Schrank über eine Auslassöffnung.

Die Kühlung mit Filterlüfter stößt an ihre Grenzen, wenn entweder die abzuführende Wärmemenge zu hoch ist, die Umgebungstemperatur nicht genügend unter der Innentemperatur liegt, oder wenn die Schutzart keine Öffnungen im Schaltschrank erlaubt.

Eigenschaften Bearbeiten

  • Die Filterlüfter werden standardmäßig in den Schutzarten (nach IEC 60529) IP 43 oder IP 54 angeboten. Die höhere Schutzart IP 55 wird durch die Verwendung von Faltenfiltermatten erreicht; IP 56 wird durch spezielle Strahlwasserhaube und Feinfiltermatte erreicht.
  • Zu Minderung von Lüftergeräuschen können die Filterlüfter mit einer Temperaturregelung ausgestattet werden. Bei niedriger Umgebungstemperatur oder bei geringer Wärmeentwicklung im Schrank wird dann die Lüfterdrehzahl reduziert.
  • Die Luftleistungen der Ventilatoren liegen typischerweise zwischen 20 m3/h bis 700 m3/h.
  • Filterlüfter werden bei Verlustleistungen typischerweise zwischen einigen Hundert Watt und einigen Kilowatt im Schaltschrank eingesetzt.
  • Eine EMV-Schirmung (siehe Elektromagnetische Verträglichkeit) ist möglich und wird durch eine metallische Schicht am Filterlüftergehäuse und einen speziellen Dichtungsrahmen realisiert.
  • Durch einen Clipmechanismus ist eine schnelle Montage des Filterlüfters ohne Schraubverbindung möglich, sowie ein einfaches Wechseln des Staubfilters.

Einbau blasend oder saugend Bearbeiten

Schaltschrank mit saugend angeordneten Filterlüfter (unten in der Tür)

In den meisten Fällen werden die Filterlüfter so eingebaut, dass sie die Außenluft in den Schaltschrank hineinblasen. Dadurch wird im Schaltschrank Überdruck erzeugt und der Eintritt von ungefilterter Umgebungsluft wird verhindert.

Die Filterlüfter können aber auch umgedreht eingebaut werden, so dass sie die warme Luft aus dem Schaltschrank saugen. Im Schrank entsteht dann ein Unterdruck und durch Undichtigkeiten kann ungefilterte 'Falschluft' angesaugt werden.

Häufig werden Schaltschränke auch mit einem sog. Dachlüfter ausgestattet (so genannt, weil er im Dach des Schaltschrankes integriert ist). Der Dachlüfter saugt die warme Abluft aus dem Schaltschrank und gibt sie an die Umgebung ab. Bei den Dachlüftern handelt es sich in der Regel nicht um Filterlüfter. Der Staubfilter befindet sich getrennt vom Lüfter in einer Lufteintrittsöffnung im unteren Teil des Schrankes.

Dimensionierung Bearbeiten

Der erforderliche Volumenstrom eines Filterlüfters ist abhängig von der Verlustleistung der im Gehäuse eingebauten Komponenten und von der Differenz zwischen der maximal zulässiger Innen- und Außentemperatur. Die Berechnung erfolgt nach der folgenden Formel:

Beispiel 1 Bearbeiten

Beispiel 2 Bearbeiten

Dimensionierung über Luftkonstante Bearbeiten

Für die vereinfachte Berechnung des Luftvolumenstromes gilt:

Der erforderliche Volumenstrom kann auch durch Kombination mehrerer Filterlüfter erzielt werden.

Höhe über Meeresniveau [m] Luftkonstante [m3K/Wh]
0 bis 100 3,1
100 bis 250 3,2
250 bis 500 3,3
500 bis 750 3,4
750 bis 1000 3,5
1000 bis 1250 3,6
1250 bis 1500 3,8
1500 bis 2000 4,1

Beispiel 1 Bearbeiten

Höhe: 80 m NHN

Beispiel 2 Bearbeiten

Höhe: 1580 m NHN

Wartung Bearbeiten

Die Filtermatte im Filterlüfter verschmutzt und muss regelmäßig ausgetauscht werden.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • Klingenberg, Gottfried: Schaltschrank- und Gehäuseklimatisierung in der Praxis, Teil II. Mählin Werbung Düsseldorf, 1996, ISBN 3-923270-07-0
  • Styppa, Heinrich: Klimatisierung für Gehäuse, Maschinen und Anlagen. verlag moderne industrie, 2005 (Die Bibliothek der Technik, Band 284), ISBN 3-937889-28-0

Weblinks Bearbeiten

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Veröffentlichungsdatum:
Filterlufter bestehen aus der Kombination eines Lufters Ventilators und eines Staubfilters Luftfilter Sie werden zu Kuhlung von Gehausen mit elektronischen Komponenten insbesondere zu Kuhlung von Schaltschranken eingesetzt Bei hoheren Anforderungen an die Sauberkeit im Schaltschrankinneren und Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen und verschmutzter Umgebungsluft werden statt der Filterlufter Kuhlaggregate eingesetzt bei denen kein Luftaustausch zwischen Schaltschrankinnerem und Umgebung stattfindet Inhaltsverzeichnis 1 Funktionsweise 2 Eigenschaften 3 Einbau blasend oder saugend 4 Dimensionierung 4 1 Beispiel 1 4 2 Beispiel 2 5 Dimensionierung uber Luftkonstante 5 1 Beispiel 1 5 2 Beispiel 2 6 Wartung 7 Siehe auch 8 Literatur 9 WeblinksFunktionsweise BearbeitenFilterlufter werden verwendet wenn die passive Schaltschrankkuhlung nicht ausreicht um die gewunschte Innentemperatur zu halten Voraussetzung fur ihren Einsatz ist dass die Schaltschrank Umgebung relativ sauber ist und dass die Umgebungstemperatur unter der gewunschten Schrank Innentemperatur liegt Die kuhle Umgebungsluft wird vom Ventilator angesaugt uber eine Filtermatte gereinigt und in den Gehauseinnenraum gefuhrt Die Luft nimmt die Warme der im Schrank installierten Komponenten auf erwarmt sich und verlasst dann den Schrank uber eine Auslassoffnung Die Kuhlung mit Filterlufter stosst an ihre Grenzen wenn entweder die abzufuhrende Warmemenge zu hoch ist die Umgebungstemperatur nicht genugend unter der Innentemperatur liegt oder wenn die Schutzart keine Offnungen im Schaltschrank erlaubt Eigenschaften BearbeitenDie Filterlufter werden standardmassig in den Schutzarten nach IEC 60529 IP 43 oder IP 54 angeboten Die hohere Schutzart IP 55 wird durch die Verwendung von Faltenfiltermatten erreicht IP 56 wird durch spezielle Strahlwasserhaube und Feinfiltermatte erreicht Zu Minderung von Luftergerauschen konnen die Filterlufter mit einer Temperaturregelung ausgestattet werden Bei niedriger Umgebungstemperatur oder bei geringer Warmeentwicklung im Schrank wird dann die Lufterdrehzahl reduziert Die Luftleistungen der Ventilatoren liegen typischerweise zwischen 20 m3 h bis 700 m3 h Filterlufter werden bei Verlustleistungen typischerweise zwischen einigen Hundert Watt und einigen Kilowatt im Schaltschrank eingesetzt Eine EMV Schirmung siehe Elektromagnetische Vertraglichkeit ist moglich und wird durch eine metallische Schicht am Filterluftergehause und einen speziellen Dichtungsrahmen realisiert Durch einen Clipmechanismus ist eine schnelle Montage des Filterlufters ohne Schraubverbindung moglich sowie ein einfaches Wechseln des Staubfilters Einbau blasend oder saugend Bearbeiten nbsp Schaltschrank mit saugend angeordneten Filterlufter unten in der Tur In den meisten Fallen werden die Filterlufter so eingebaut dass sie die Aussenluft in den Schaltschrank hineinblasen Dadurch wird im Schaltschrank Uberdruck erzeugt und der Eintritt von ungefilterter Umgebungsluft wird verhindert Die Filterlufter konnen aber auch umgedreht eingebaut werden so dass sie die warme Luft aus dem Schaltschrank saugen Im Schrank entsteht dann ein Unterdruck und durch Undichtigkeiten kann ungefilterte Falschluft angesaugt werden Haufig werden Schaltschranke auch mit einem sog Dachlufter ausgestattet so genannt weil er im Dach des Schaltschrankes integriert ist Der Dachlufter saugt die warme Abluft aus dem Schaltschrank und gibt sie an die Umgebung ab Bei den Dachluftern handelt es sich in der Regel nicht um Filterlufter Der Staubfilter befindet sich getrennt vom Lufter in einer Lufteintrittsoffnung im unteren Teil des Schrankes Dimensionierung BearbeitenDer erforderliche Volumenstrom eines Filterlufters ist abhangig von der Verlustleistung der im Gehause eingebauten Komponenten und von der Differenz zwischen der maximal zulassiger Innen und Aussentemperatur Die Berechnung erfolgt nach der folgenden Formel V P v c p r T i T u displaystyle V frac P v c p cdot rho cdot T i T u nbsp V displaystyle V nbsp Volumenstrom in m3 s c p displaystyle c p nbsp spezifische Warmekapazitat der Luft in J kg K r displaystyle rho nbsp Luftdichte in kg m3 P v displaystyle P v nbsp installierte Gesamtverlustleistung in Watt T i displaystyle T i nbsp maximal zulassige Gehauseinnentemperatur in C T u displaystyle T u nbsp maximal zulassige Umgebungstemperatur in C Beispiel 1 Bearbeiten P v displaystyle P v nbsp 500 W T i displaystyle T i nbsp 40 C T u displaystyle T u nbsp 20 CV 500 W 1005 J k g K 1 2041 k g m 3 40 C 20 C 0 021 m 3 s 74 4 m 3 h displaystyle V frac 500W 1005 mathrm frac J kg cdot K cdot 1 2041 mathrm frac kg m 3 cdot 40 circ C 20 circ C 0 021 frac m 3 s 74 4 frac m 3 h nbsp Beispiel 2 Bearbeiten P v displaystyle P v nbsp 500 W T i displaystyle T i nbsp 40 C T u displaystyle T u nbsp 30 CV 500 W 1005 J k g K 1 2041 k g m 3 40 C 30 C 0 041 m 3 s 148 7 m 3 h displaystyle V frac 500W 1005 mathrm frac J kg cdot K cdot 1 2041 mathrm frac kg m 3 cdot 40 circ C 30 circ C 0 041 frac m 3 s 148 7 frac m 3 h nbsp Dimensionierung uber Luftkonstante BearbeitenFur die vereinfachte Berechnung des Luftvolumenstromes gilt V f P v T i T u displaystyle V f cdot frac P v T i T u nbsp V displaystyle V nbsp Volumenstrom in m3 s f displaystyle f nbsp Luftkonstante in m3K Wh P v displaystyle P v nbsp installierte Gesamtverlustleistung in Watt T i displaystyle T i nbsp maximal zulassige Gehauseinnentemperatur in C T u displaystyle T u nbsp maximal zulassige Umgebungstemperatur in C Der erforderliche Volumenstrom kann auch durch Kombination mehrerer Filterlufter erzielt werden Hohe uber Meeresniveau m Luftkonstante m3K Wh 0 bis 100 3 1100 bis 250 3 2250 bis 500 3 3500 bis 750 3 4750 bis 1000 3 51000 bis 1250 3 61250 bis 1500 3 81500 bis 2000 4 1Beispiel 1 Bearbeiten Hohe 80 m NHN P v displaystyle P v nbsp 500 W T i displaystyle T i nbsp 40 C T u displaystyle T u nbsp 30 CV 3 1 m 3 K W h 500 W 40 C 30 C 155 m 3 h displaystyle V 3 1 mathrm frac m 3 cdot K W cdot h cdot frac 500W 40 circ C 30 circ C 155 frac m 3 h nbsp Beispiel 2 Bearbeiten Hohe 1580 m NHN P v displaystyle P v nbsp 500 W T i displaystyle T i nbsp 40 C T u displaystyle T u nbsp 30 CV 4 1 m 3 K W h 500 W 40 C 30 C 205 m 3 h displaystyle V 4 1 mathrm frac m 3 cdot K W cdot h cdot frac 500W 40 circ C 30 circ C 205 frac m 3 h nbsp Wartung BearbeitenDie Filtermatte im Filterlufter verschmutzt und muss regelmassig ausgetauscht werden Siehe auch BearbeitenVentilatorkennlinie PartikelfilterklassenLiteratur BearbeitenKlingenberg Gottfried Schaltschrank und Gehauseklimatisierung in der Praxis Teil II Mahlin Werbung Dusseldorf 1996 ISBN 3 923270 07 0 Styppa Heinrich Klimatisierung fur Gehause Maschinen und Anlagen verlag moderne industrie 2005 Die Bibliothek der Technik Band 284 ISBN 3 937889 28 0Weblinks BearbeitenDimensionierung von Filterluftern PDF Datei 305 kB Rittal Handbuch System Klimatisierung Kapitel Technik der Systemklimatisierung Seiten 68 bis 71 PDF Datei 41 81 MB Schroff Filterlufter Abgerufen von https 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