Green Carbody Technologies: CAE-Demonstrator für das Effizienzengineering

Energieeffiziente Schaltschrank-klimatisierung im Automobilbau

In einem typischen Karosseriewerk in der Automobilindustrie sind circa 1.000 bis 2.000 Schaltschränke im Einsatz. Die eingebauten Komponenten produzieren durch ihre Verlustleistung Wärme, die aus dem Schaltschrank abgeführt werden muss. Eine Feldstudie ergab, dass die Klimatisierungslösung in vielen Fällen nicht optimal ausgelegt ist und ineffizient arbeitet. Im Rahmen der Innovationsallianz Green Carbody Technologies haben die Projektpartner daher an Optimierungen der Schaltschrank-Klimatisierung gearbeitet. Ein wichtiges Ergebnis des Projektes ist eine CAE-basierte Lösung, die zeigt, wie sich Klimatisierungskonzepte für Schaltschränke in Zukunft optimal planen und energieeffizient realisieren lassen.

Auch auf Kleinigkeiten kommt es an

Auch auf Kleinigkeiten kann es ankommen, wenn es um eine möglichst energieeffiziente Schaltschrankklimatisierung geht. Hat der Planer beispielsweise die Türpositionsschalter vergessen, kann ein eingebautes Klimagerät auch bei geöffneter Tür betrieben werden. Abgesehen davon, dass gegebenenfalls keine ausreichende Kühlung der Komponenten möglich ist, verbraucht man so unnötig viel Energie. Außerdem steigen der Verschleiß und damit die Wartungskosten. Eine weitere Kleinigkeit, die unter Umständen eine große Wirkung haben kann, sind fehlende Schrankdichtungen zwischen angereihten Schaltschränken. Solche Fehler passieren nicht, wenn der Planer gewisse Regeln kennt und einhält. Dazu muss er aber ein hohes Maß an Erfahrung und fundierte Kenntnisse der verwendeten Systemlösung und ihrer Besonderheiten haben. In der Demonstrations-Software von Eplan ist das erforderliche Regelwerk hinterlegbar, sodass der virtuelle Prototyp in Abhängigkeit seiner Einsatzspezifikation auf Vollständigkeit überprüft werden kann. Verstößt die Konstruktion gegen die definierten Regeln zur Systemkonfiguration, meldet die Software die Abweichungen und Fehler, sodass der Planer den virtuellen Prototyp entsprechend korrigieren kann.

Geeignete Klimatisierungslösung

Nachdem der Planer den virtuellen Montageaufbau abgeschlossen und die Positionen aller zu projektierenden Komponenten festgelegt hat, kann er die erforderliche Klimatisierungslösung auslegen. Neben einem Kühlgerät wird dazu das notwendige Zubehör sowie die eventuell erforderliche Luftleittechnik benötigt. In der Demonstrator-Software ist hierzu eine Schnittstelle zu Rittal Therm enthalten. Mit dieser Software lassen sich Lösungen zum Heizen, Kühlen und Klimatisieren von Schaltschränken und Schaltanlagen berechnen und dimensionieren. Die hierfür notwendigen Parameter wie Aufstellsituation, Umgebungsbedingungen, Gesamtverlustleistungen der Komponenten, Gleichzeitigkeitsfaktoren pro Klimatisierungszone usw. werden über eine direkte Schnittstelle via Eplan Dataportal an Rittal Therm übergeben. Wenn die Klimalösung passend dimensioniert ausgesucht wurde, wird eine Liste aller erforderlichen Komponenten inklusive des Zubehörs über das Eplan Data-Portal wieder an den \’Green Carbody Demonstrator\‘ übergeben. Der Planer platziert die Komponenten im virtuellen Prototyp und erstellt die erforderlichen Unterlagen für das Bestellwesen und die Fertigungsintegration. Auf diese Weise lässt sich eine Klimatisierungslösung planen, die den Schaltschrank optimal entwärmt und gleichzeitig möglichst effizient mit der eingesetzten Energie umgeht. Durch die regelbasierte Integration der neuen Funktionen kann zügig eine Klimatisierung in hoher Qualität geplant werden. Die Konzeption auf Basis eines virtuellen Prototyps erleichtert die Planung und ermöglicht eine präzise Verifizierung der Lösung. Einer entsprechenden Umsetzung, Montage und Wartung sowie einem energieeffizienten Betrieb steht nichts mehr im Wege.

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Rittal GmbH & Co. KG
http://www.rittal.de

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