Beispiel Eines Geschlossenen Kühlkreislaufes Für Flüssigkeitsgekühlte Sinamics S120 - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

Grundlagen und Systembeschreibung
Projektierungshinweise
1.16.2.3 Beispiel eines geschlossenen Kühlkreislaufes für flüssigkeitsgekühlte SINAMICS S120
Im folgenden Bild ist ein typisches Beispiel eines geschlossenen Kühlkreislaufes dargestellt. Dieser Kühlkreislauf ist
zwingend erforderlich für Geräte mit Kühlkreismaterial Aluminium und für gemischte Konfigurationen aus Geräten mit
Kühlkreismaterial Aluminium und Kühlkreismaterial Edelstahl. Er wird auch empfohlen für Geräte mit Kühlkreismaterial
Edelstahl. Anhand dieses Bildes werden alle wichtigen Kühlkreislaufkomponenten erläutert.
Der Druckausgleichsbehälter, der geschlossen ausgeführt sein muss, sorgt für einen annähernd konstanten Druck im
Kühlsystem auch bei größeren Temperaturschwankungen des Kühlmittels und ist immer unmittelbar auf der Saugseite
der Pumpe zu installieren. Hier ist ein Mindestdruck von 30 kPa (0,3 bar) erforderlich. Die Pumpe dient zur Umwälzung
des Kühlmittels. Ihr Förderbereich sollte möglichst aus Edelstahl bestehen. Der maximale Systemdruck im Kühlkreis-
lauf gegenüber der Umgebung darf 600 kPa (6 bar) betragen. Dies ist durch ein Überdruckventil sicherzustellen. Die
Druckanzeige dient zur optischen Kontrolle des Systemdrucks. Die Druckdifferenz an den SINAMICS-Geräten
zwischen Vor- und Rücklauf, die durch die Pumpe erzeugt wird, muss einerseits so groß gewählt werden, dass der
erforderliche Volumenstrom (Kühlmittelbedarf) gemäß Katalog D 21.3 zur Kühlung der SINAMICS-Geräte erreicht wird.
Andererseits sollte die Druckdifferenz nicht unnötig groß sein, weil sonst die Gefahr des Verschleißes durch Kavitation
und Abrasion aufgrund zu hoher Strömungsgeschwindigkeiten deutlich ansteigt. Da die Geräte so dimensioniert sind,
dass sich bei Wasser als Kühlmittel der Volumenstrom (Kühlmittelbedarf) gemäß Katalog D 21.3 bei einer Druck-
differenz von 70 kPa (0,7 bar) einstellt, sollte die Druckdifferenz an den Geräten auf ca. 100 kPa (1,0 bar) bis maximal
ca. 150 kPa (1,5 bar) ausgelegt werden. Damit ergeben sich einerseits gewisse Reserven im Volumenstrom und
andererseits hält sich der Verschleiß innerhalb zulässiger Grenzen. Da sich durch den Zusatz von Frostschutzmitteln
die kinematische Zähigkeit des Kühlmittels vergrößert, sollte die Druckdifferenz an den Geräten bei hoher
Frostschutzkonzentration auf ca. 170 kPa (1,7 bar) bis maximal ca. 250 kPa (2,5 bar) angehoben werden. Weitere
Informationen hierzu können dem Abschnitt „Hinweise zur Kühlkreislaufprojektierung" entnommen werden.
Schauglas
Schmutzfilter
(Sieb)
Wärme-
tauscher
Flüssigkeitsgekühlte Geräte SINAMICS S120 Bauform Chassis: Empfehlung für einen geschlossenen Kühlkreislauf
Die Verbindungsrohre zwischen den einzelnen Komponenten des Kühlkreislaufes sollen aus Edelstahl oder ABS-
Kunststoff sein, die Dichtungen müssen chlorid-, graphit- und rußfrei sein. Zur mechanischen Entlastung sind die
SINAMICS-Geräte über kurze, isolierende EPDM-Schläuche mit einem elektrischen Widerstand > 10
Verrohrung des Kühlsystems anzuschließen. Der Wärmetauscher ist idealerweise – wie auch die Verrohrung – aus
Edelstahl aufgebaut. Es dürfen aber auch – wenn unbedingt erforderlich – gebräuchliche Wärmetauscher aus Kupfer
verwendet werden, solange der Kühlkreislauf geschlossen ist und Inhibitoren oder Frostschutzmittel in der oben
angegebenen Konzentration eingesetzt werden. Schmutzfilter (Siebe) halten gelöste Stoffe > 0,1 mm zurück und
verhindern eine Verstopfung der Kühlkörper in den SINAMICS-Geräten. Das Schauglas wird empfohlen zur Diagnose
von Eintrübung oder Verfärbung des Kühlmittels, wodurch auf Korrosion und Alterung geschlossen werden kann. Das
Bypass-Ventil wird zur Temperaturregelung zum Schutz vor Betauung benötigt.
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
218/562
© Siemens AG
Überdruck- Druck-
ventil < 6 bar anzeige
Vorlauf
Bypass-Ventil,
(optional) für
Temperatur-
regelung
Druck-
ausgleichs-
behälter
Pumpe
Flüssigkeitsgekühlte Geräte SINAMICS S120
Bauform Chassis
Line
Motor
Module
Module
1
Rücklauf
Motor
Module
n
Schlauch-
anschluss
Ω/m an die
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