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Schaltschrankkühlung: Heat Pipe mit Kompressor-Kältekreislauf : So funktioniert Blue e+

Fortsetzung des Artikels von Teil 1.

Hybridsystem mit hohem EER und SEER

Das Hybrid-System aus Heat Pipe und Kompressorkältekreislauf kann sich auf die jeweiligen Umgebungstemperaturbedingungen optimal einstellen und erreicht dabei sehr hohe Kälte-leistungszahlen. Energy Efficiency Ratios (EER) von 5 bis 10 sind eher die Regel als die Ausnahme (EER = Kühlleistung / eingesetzter elektrischer Energie).

Die Heat Pipe ist umso effizienter, je höher die positive Temperaturdifferenz zwischen Schaltschrankinnenluft und Umgebungsluft ist. So kann z. B. ein 1,5 kW Kühlgerät alleine 900 Watt Kühlleistung mit der Heat Pipe abführen, wenn die Solltemperatur des Schaltschrankes +35°C und die Umgebungstemperatur +20°C beträgt.

Deutlich kann diese hohe Energieeffizienz mit der sogenannten Seasonal Energy Efficiency Ratio (SEER) beschrieben werden. Hierbei werden saisonale Schwankungen der Umgebungstemperatur mit berücksichtigt. Liegt der SEER bei effizienten Kompressor-Kühlgeräten bei ca. 2 bis 3, so kann beim Hybrid-System ein SEER von mehr als 10 erreicht werden.

Grund hierfür ist die Tatsache, dass die Spitzenkühlleistung eines Kühlgerätes nur an wenigen Tagen im Jahr benötigt wird. Oftmals reicht schon die Leistung der Heat Pipe aus, da im Mittel die Umgebungstemperatur niedriger ist als die Solltemperatur im Schaltschrank und somit die Wärme ohne hohen Energieverbrauch des Kompressors abgeführt werden kann.

Regelungstechnik entscheidet

Die Regelungstechnik der Blue e+ Kühlgeräte wurde optimal auf die Hybrid-Technik abgestimmt. Ist die Umgebungstemperatur deutlich niedriger als die Solltemperatur im Schalt-schrank, so arbeiten nur die Lüfter im Innen und Außenkreislauf. Der Kompressor bleibt ausgeschaltet und die Kühlung geschieht passiv über die Heat Pipe.

Bei kleiner werdendem ∆T wird die Drehzahl der Lüfter von der Regelung über den integrierten Inverter kontinuierlich erhöht. Reicht die dadurch erhöhte Luftmenge nicht mehr aus, um die komplette Wärmeenergie über die Heat Pipe abzuführen, schaltet die Regelung den Kompressor hinzu. Das Kühlgerät arbeitet nun im Hybrid-Betrieb. Steigt die Umgebungstemperatur weiter an und erreicht einen Wert über dem Sollwert der Schaltschrankinnenluft, so arbeitet das Kühlgerät im reinen Kompressorbetrieb.

Die Regelelektronik misst ständig, wie viel Kühlleistung zur Verfügung gestellt werden muss und passt dabei die Drehzahl der Lüftermotoren und des Kompressors auf den optimalen Wert an. Dank der Inverter-Technologie, mit der über eine Spannungsregelung die Drehzahl von Kompressor und Lüfter eingestellt werden kann, wird immer exakt die Kühlleistung zur Verfügung gestellt, die aktuell benötigt wird. Hierdurch wird nicht nur eine sehr hohe Energieeffizienz erreicht. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist auch die sehr genaue Temperaturkonstanz im Schaltschrank.