Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wasserkühlung im Schaltschrank / neben FU / 230V


von SirPsycho (Gast)


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Hi, ich benötige mal eire geballte Fachkompetenz,

Für einen Motorprüfstand verwenden wir eine Magnetpulverbremse welche 
Wassergekühlt wird. Das Kühlaggregat sowie Die Bremse sollen in einem 
recht großem Gehäuse platziert werden. Da dort noch viel Platz ist, 
möchten wir gern gleich noch das 24V Netzteil, eine Steuerung, 
Frequenzumrichter für einen 1,5kW Motor sowie die 230V Absicherung für 
den Prüfstand mit in das Gehäuse integrieren.

Nun die Frage:

Darf man Wasserkühlungen nebst 230V Schaltanlagen bauen? Gibt es 
Mindestabstände / Schutzarten die eingehalten werden müssen?

Feuchtigkeitssensor würden wir einbauen um Lekagen zu detektieren und 
dann die Versorgung abzuschalten.

Hättet ihr irgendwelche Informationquellen zur Hand, aus welchen man 
diesbezüglich zehren könnte?

Dankeschööön, Ahoi

von Frank (Gast)


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Ich hol denn mal das Popcorn...

von Kugelblitz (Gast)


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Hoi,
Frage doch mal die Planer des BER die wissen wie es geht ;-)

von Udo S. (urschmitt)


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Wenn da Wasser ist und das noch unter Druck dann würde ich davon 
ausgehen, daß die ELektrik davon mindestens mit IP 65 geschützt sein 
muss.
Also nix mit gemeinsamen Gehäuse, sondern getrenntes Gehäuse geschützt 
gegen Strahlwasser aus allen Richtungen, erhöht angebracht und mit einem 
Feuchtesensor am tiefsten Punkt.
Aber ich kann dir keine Normen nennen, mal sehen, was andere noch sagen.

von John Wayne sein Schwiegervater (Gast)


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Frank schrieb:
>Ich hol denn mal das Popcorn...

Richtig! Immer friß Dich noch fetter....
:-((

Sir Psycho fragte:
>Hättet ihr irgendwelche Informationquellen zur Hand, aus welchen man
>diesbezüglich zehren könnte?

Du kannst es bauen, wie Du willst -wenn man Dir einen Strick drehen 
will,
findet man in den zahlreichen, sich teilweise widersprechenden Normen
genug Stoff dafür.

Was ich sagen kann: An den Behältern von Gülleanlagen (Biogasgewinnung)
sind Schränke mit dem Schutzgrad IP65 befestigt, die die (Hand) 
Steuerung
beherbergen.

von klausr (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:
> Wenn da Wasser ist und das noch unter Druck dann würde ich davon
> ausgehen, daß die ELektrik davon mindestens mit IP 65 geschützt sein
> muss.

Definiere Druck! Das sind wohl alle Wasserkühlungen in PCs illegal. Ok, 
was der Bastler zuhause macht... ;-) Oder schon mal in eine 
Waschmaschine bzw. Spülmaschine geschaut?

Aber jetzt mal ernsthaft: Wenn die Pumpe mit im Gehäuse ist, ist IP65 
sicher keine schlechte Idee. Man kann ja das Elektrik-Zeugs in ein 
separates, kleineres IP65 zertifiziertes Gehäuse mit in das große 
integrieren. Oder eine Haube über die Elektronik. Muss man sehen. 
Schwieriger sind da oft die Bedienelemente.

von SirPsycho (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:
> mindestens mit IP 65

John Wayne sein Schwiegervater schrieb:
> Schutzgrad IP65

ja das dachte ich mir schon...

Ich hatte etwas allgemeiner gefragt, da es mittlerweile ja doch nicht 
mehr unüblich ist, innerhalb von Schaltanlagen andere Medien (H2O, 
Hydraulik oder Druckluft) zu "vermischen". Rittal machts vor.

Das wird nur mit der Belüftung ziemlich eng, da der FU sowie Steuerung 
auch ihre Abwärme loswerden müssen. Und soo weit räumlich trennen können 
wir Wasserkühlung und Steuerung nicht.

Na mal sehen. Für weiteren Input bin ich dennoch dankbar,

Salut

von Helge A. (besupreme)


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Passen die normalen fertigen Wärmetauscher von Rittal nit? Wasserkühlung 
für Schaltschränke is ja nix exotisches.

von SirPsycho (Gast)


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Naja, die haben ein umgekehrtes Konzept. Die nehmen die Wärme aus der 
Luft auf und geben die an Wasser ab. Ich benötige das anders herum.

Benutzt werden soll diese (ganz unten FRATO 650):
http://www.mobac.de/pdf/m_folder/fat650.pdf

Über die Schlauchtüllen wird das Wasser zu und abgeführt. Und die Bremse 
muss zwangsweise in der nähe des Motors sein, welcher wiederum sehr nah 
am FU sein sollte...

von Christian K. (christian_rx7) Benutzerseite


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Da es ja auch wassergekühlte FUs gibt sollte es nicht so schlimm sein, 
alles in ein Gehäuse zu packen. Ich würde allerdings zwischen Wasser und 
Strom eine Spritzwand aufziehen, damit bei einer Leckage nicht gleich 
alles absäuft. Wenn möglich den Verteiler unten offen lassen, damit das 
Wasser raus kann und nicht der Kasten voll läuft.

Christian.

von Oliver R. (orb)


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Schau Dich mal bei USVn im mehrstelligen kW-Bereich um, Wasserkühlung 
der IGBT ist da nicht unüblich und außer einer Auffangwanne unter Pumpe 
und Kühler hab ich da noch keine Schutzmaßnahmen gesehen.

von DingsDa (Gast)


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Oliver R. schrieb:
> außer einer Auffangwanne unter Pumpe
> und Kühler hab ich da noch keine Schutzmaßnahmen gesehen.

Richtig, viele wollen sich immer an einer Norm orientieren, die es für
diesen Fall nicht gibt.
Also, baut das Ding so auf, wie ihr es selbst technisch als sicher 
bewerten könnt. Und gut ist.
Wenn ich mir die Wasserkühlsysteme der Höchstleistungsrechner der großen 
Hersteller anschaue, dann kann ich nur sagen, die machen da nicht so 
einen Wind darum. Da hängt eine Wärmetauscher schon mal über einem halb 
offenen Netzanschlußkasten. Nix IP65.....also....

von Georg (Gast)


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DingsDa schrieb:
> viele wollen sich immer an einer Norm orientieren, die es für
> diesen Fall nicht gibt.

Wenn jemand einen Gartenschlauch aus dem Baumarkt mit Gardenastecker 
neben einem 230V-Schütz vorbeilegt, braucht man auch keine Norm, um ihn 
wegen grober Fahrlässigkeit dranzukriegen. Eigene Vernunft und 
Nachdenken darüber was passieren könnte sind genauso wichtig wie Normen.

Georg

von b35 (Gast)


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TO, deine Frage ist ein häufig und gerne diskutiertes Thema. Es gibt 
sehr wohl eine anwendbare Norm (neben anderen) für den Motorprüfstand: 
DIN EN 60204: 2006 "Elektrische Ausrüstung von Maschinen ".
Dort steht in Kapitel 11.2.2,  Räumliche Trennung oder Gruppenbildung:
"Nichtelektrische Teile und Geräte, die nicht direkt zur elektrischen 
Ausrüstung gehören, dürfen nicht innerhalb der Gehäuse, die Schaltgeräte 
enthalten, angeordnet sein. Geräte wie Magnetventile sollten von der 
übrigen elektrischen Ausrüstung getrennt werden (z. B. in einem 
getrennten Einbauraum)."

Eine Norm nennt nur Mindestsicherheitsanforderungen, man darf und kann 
von ihr abweichen (von der Norm, nicht von den Sicherheitzielen) bei 
ihrer Anwendung wenn das Ziel auf andere Art und Weise erreicht wird. 
Dies sollte man aber auch tunlichst schriftlich festhalten.


Für solche Einbauten gibt es aber vernünftige und sichere Lösungen, 
einige Vorposter haben dies schon beschrieben.
Im VDE Band 26, ein Kommentar (sehr hilfreich) von Heyder/Lenzkes/Rudnik 
zu oben genannter Norm gibt es dazu eine Erläuterung:

Zitat Anfang:
"11.2.2 Räumliche Trennung oder Gruppenbildung
Dem ersten Absatz liegt das Prinzip zugrunde: Kein Gemeinschaftsraum für 
elektrische und  nicht elektrische Betriebsmittel! Die geforderte 
Trennung zwischen rein elektrischen Bereichen eines Gehäuses bzw. 
Einbauraums und Bereichen mit nicht elektrischen Betriebsmitteln beruht 
auf zwei Überlegungen:
• Die Wartung und Justierung nicht elektrischer Betriebsmittel wird 
möglicherweise nicht von Elektrofachkräften und elektrotechnisch 
unterwiesenen Personen ausgeführt, sondern von elektrotechnischen Laien. 
Diese wären dann z. B. bei mit niedrigen Schutzgraden geschützten 
Geräten erhöhten Gefährdungen durch elektrischen Schlag ausgesetzt bzw. 
dürften solche Gehäuse gar nicht öffnen können, siehe auch Abschnitt 
6.2.2 und den Kommentar hierzu.
• Defekte an nicht elektrischen Betriebsmitteln dürfen keine Auswirkung 
auf die elektrischen Betriebsmittel haben. Diese Gefahr ist besonders 
dann gegeben, wenn es sich bei den nicht elektrischen Betriebsmitteln um 
Geräte handelt, die Flüssigkeiten enthalten.

Bei größeren Maschinen und maschinellen Anlagen dürfte diese Trennung 
eine Selbstverständlichkeit sein. Bei kompakten Maschinensteuerungen, 
die z. T. in das Maschinengehäuse integriert sind, ist jedoch auf diese 
Punkte zu achten. Die Trennwand zwischen den Bereichen sollte mindestens 
handrückensicher (IP2X bzw IPXXB) ausgeführt werden. Sind jedoch im 
nicht elektrischen Bereich z. B. druckführende Hydraulikleitungen 
angeordnet, ist ein erhöhter Schutz gegen Flüssigkeiten, z. B. IPX5 in 
der Trennwand, zu empfehlen, siehe Bild 11.6.

Bei Elektroventilen gelten gleiche Überlegungen, jedoch ist hier die 
Trennung schwieriger, weil in einem Betriebsmittel elektrische und nicht 
elektrische Bauteile kombiniert sind. Handelt es sich z. B. um 
Elektroventile für Hydrauliksteuerungen oder Kühl- bzw. 
Schmierflüssigkeiten, so sollten diese auf jeden Fall im nicht 
elektrischen Bereich angeordnet werden, dann aber mit einem hohen 
Schutzgrad, z. B. IP54. Bei Elektroventilen für gereinigte und 
entfeuchtete Steuerluft (Druckluft) ist die Beeinflussung elektrischer 
Betriebsmittel weitaus geringer. Diese könnten evtl. auch im 
elektrischen Bereich angeordnet werden."
Zitat Ende.

Das zu berücksichtigen ist etwas aufwendiger und teurer. Es hat aber für 
uns und unsere Kunden neben der Sicherheit nur Vorteile (mal darüber 
nachdenken!), das wird honoriert, und damit ist nicht nur der 
finanzielle Aspekt gemeint.

Feuchtigkeitssensoren sind war gut bei Leckage, bei heftigen 
Undichtigkeiten ("Platzern") aber normalerweise weniger da die Steuerung 
sowieso bei so einer Störung abschalten sollte.
Lieber den Aufwand/das Geld in das zuvor beschriebene investieren.


Ach ja, für jene welche sich am "sollten" aufhängen wollen, der 
englische Normentext ist bei Auslegungs- oder rechtlichen Fragen 
verbindlich, "shall" wird mit "muß" interpretiert und übersetzt.

von SirPsycho (Gast)


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Vielen Dank b35, genau so einen Hinweis habe ich gesucht. Da das 
Kühlaggregat ohnehin schon in einem separaten Gehäuse innerhalb des 
Aufbaus sitzt werden wir also "nur" noch die Magnetpulverbremse 
einhausen bzw. mit Trennwände versehen.

Der elektrische Teil wird zusätzlich durch Trennwände und 
Acrylglasdeckel vor Berührung geschützt.

von Purzel H. (hacky)


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Man sollte erst mal das Gehirn einschalten und das Risiko minimieren. 
Also die Wassermenge begrenzen. Dann mit minimalem Druck fahren. Wasser 
ist sehr effizient im kuehlen, dh um ein paar Liter umzuwaelzen braucht 
man auch nicht hohen Druck. Dann eine Wanne unten ran, der Wasser 
Kreislauf unterhalb der Elektrik, und einen Sabberschutz fuer die 
Elektronik. Geerdetes Metallgehaeuse. Passt.

von Udo S. (urschmitt)


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klausr schrieb:
> Definiere Druck! Das sind wohl alle Wasserkühlungen in PCs illegal. Ok,
> was der Bastler zuhause macht... ;-)

Warum soll ich Druck definieren. Ich bin nicht der TO. Und ich bin bei 
der Beschreibung nicht zwangsläufig von einem geschlossenen 
Wasserkreislauf ausgegangen und sebst der hat eine Pumpe und damit einen 
gewissen Druck.

Seit wann wissen Computerbastler was von Normen oder haben ein 
Sicherheitbewusstsein gegenüber 230V?

klausr schrieb:
> Oder schon mal in eine
> Waschmaschine bzw. Spülmaschine geschaut?

Ich ja, du auch? Da sind unten nur die Ventile und Umwälzpumpen. Die 
Steuerung ist oben bzw bei Spülmaschinen in der Tür und recht gut und 
dicht verpackt.

b35 schrieb:
> TO, deine Frage ist ein häufig und gerne diskutiertes Thema. Es gibt
> sehr wohl eine anwendbare Norm (neben anderen) für den Motorprüfstand:
> DIN EN 60204: 2006 "Elektrische Ausrüstung von Maschinen ".

Danke für die Info.

Siebzehn mal Fuenfzehn schrieb:
> Man sollte erst mal das Gehirn einschalten und das Risiko minimieren.

So sehe ich das auch.

von Experte (Gast)


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> Hi, ich benötige mal eire geballte Fachkompetenz,

Falsches Forum.

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