Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch Seite 489

S120 Cabinet Modules
z.B.
Basic
Motor Motor
Line
Module Module
Connection
1
Module
Schlauch-
anschlüsse
Rücklauf
Vorlauf
S120 Cabinet Modules: Prinzipdarstellung des umrichterseitigen Feinwasserkreises und des Heat Exchanger Modules
Der Druck der Pumpe im Heat Exchanger Module ist abhängig vom Volumenstrom. Daher stellt sich auch die Druck-
differenz zwischen Vor- und Rücklauf des Feinwasserkreises in Abhängigkeit von der Anzahl der im Feinwasserkreis
parallelgeschalteten S120 Cabinet Modules ein.
Bei abgeschalteter Pumpe stellt sich im umrichterseitigen Feinwasserkreis der Ruhedruck (Anlagenfülldruck) ein.
Dieser wird bei der Befüllung des Feinwasserkreises in Kombination mit dem Vordruck des Druckausgleichsbehälters
(Ausdehnungsgefäßes) eingestellt und darf auf der Saugseite der Pumpe einen Mindestwert nicht unterschreiten, um
eine Schädigung der Pumpe durch Kavitation zu verhindern. Empfohlen wird für die Pumpe des Heat Exchanger
Modules ein Ruhedruck (Anlagenfülldruck) von. 210 kPa (2,1 bar).
Bei eingeschalteter Pumpe stellt sich die Druckdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Feinwasserkreises in Abhän-
gigkeit von der Anzahl der im Feinwasserkreis parallelgeschalteten S120 Cabinet Modules ein. Der für die jeweiligen
S120 Cabinet Modules erforderliche Volumenstrom dV/dt (Kühlmittelbedarf in l/min) kann den technischen Daten des
Katalogs D 21.3 entnommen werden. Die Kühlkörper der Chassis-Leistungsteile sind über eine Blende (Stauscheibe)
auf einen Druckabfall von 70 kPa (0,7 bar) – bezogen auf das Kühlmittel Wasser (H2O) – ausgelegt, d. h. bei einem
Druckabfall von 70 kPa (0,7 bar) am Kühlkörper stellt sich der Volumenstrom gemäß den technischen Daten des
Katalogs D 21.3 ein, wenn als Kühlmittel Wasser verwendet wird. Daher sollte die minimale Druckdifferenz an den
Kühlkörpern der Chassis-Leistungsteile bei mindestens 70 kPa (0,7 bar) liegen. Die maximale Druckdifferenz an den
Kühlkörpern der Chassis-Leistungsteile sollte ca. 150 kPa (1,5 bar) nicht überschreiten, wenn Wasser als Kühlmittel
verwendet wird, da bei höheren Druckdifferenzen (Druckabfällen) die Gefahr der Kavitation u. Abrasion wegen der
hohen Strömungsgeschwindigkeit steigt. (Bei Zugabe von Frostschutzmitteln steigt die kinematische Zähigkeit des
Kühlmittels an, so dass dann maximale Druckdifferenzen an den Kühlkörpern der Chassis-Leistungsteile von ca.
200 kPa (2 bar) bei min. Konzentration bis ca. 250 kPa (2,5 bar) bei max. Konzentration zulässig sind).
Neben den Druckabfällen am Kühlkörper der Chassis-Leistungsteile sind die Druckabfälle an den Verbindungsschläu-
chen zur Verrohrung des gemeinsamen Vor- und Rücklaufes, an den gegebenenfalls optional vorhandenen Schnell-
verschlüssen (Option M72), und an den gegebenenfalls zusätzlich vorhandenen Wärmetauschern bei der Schutzart
IP55 (Option M55) zu berücksichtigen. Die zusätzlich vorhandenen Wärmetauscher bei der Schutzart IP55 sind bei
den Einspeisungen (BLCM und ALCM) parallel zum Chassis-Leistungsteil, und bei den Motor Modules in Reihe mit
dem Chassis-Leistungsteil an den Feinwasserkreis angeschlossen. All diese zusätzlichen Druckabfälle können –
insbesondere beim Einsatz von Schnellverschlüssen sowie bei Motor Modules in der Schutzart IP55 – in ähnlicher
Größenordnung liegen wie die Druckabfälle an den Kühlkörpern der Chassis-Leistungsteile. Daher sollte die minimale
Druckdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Feinwasserkreises – bezogen auf das Kühlmittel Wasser (H2O) – bei
mindestens 100 - 150 kPa (1,0 -1,5 bar) liegen.
Durch den Zusatz von Frostschutzmitteln erhöht sich die kinematische Zähigkeit des Kühlmittels, so dass die minimale
Druckdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Feinwasserkreises erhöht werden muss, um den erforderlichen
Volumenstrom dV/dt (Kühlmittelbedarf in l/min) gemäß den technischen Daten des Katalogs D 21.3 zu erreichen.
Gemäß den Diagrammen des Kapitels „Grundlagen und Systembeschreibung", Abschnitt „Flüssigkeitsgekühlte Geräte
SINAMICS S120", welche den Druckabfall in Abhängigkeit vom Volumenstrom für Frostschutzmittel in unterschiedli-
chen Konzentrationen angeben, lässt sich die folgende Vorgehensweise für Wasser mit den zulässigen Frostschutz-
mitteln Antifrogen N, Dowcal 100 oder Antifrogen L ableiten: Bei Wasser mit der Mindestkonzentration des Frostschutz-
mittels ist die Druckdifferenz um etwa den Faktor 1,3 zu erhöhen und bei Wasser mit der Maximalkonzentration des
Frostschutzmittels um etwa den Faktor 1,7. Daraus ergibt sich die minimale Druckdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf
des Feinwasserkreises zu ca. 130 - 200 kPa (1,3 - 2 bar) bei der Mindestkonzentration des Frostschutzmittels und zu
ca. 170 - 250 kPa (1,7 - 2,5 bar) bei der Maximalkonzentration des Frostschutzmittels. Hierdurch ist sichergestellt, dass
sich im Feinwasserkreis im gesamten zulässigen Temperaturbereich des Kühlmittels ein hinreichender Volumenstrom
durch die S120 Cabinet Modules einstellt.
Druck-
sensor
P
n
C
Vorlauf
Druck-
ausgleichs-
behälter
Druck-
anzeige
Rücklauf
D
SINAMICS S120 Cabinet Modules
Heat Exchanger Module
Überdruck-
Temperatur-
ventil
sensor
Einstell-
T
hahn
umrichterseitiger Feinwasserkreis
Druck-
sensor
Schmutz- Rückschlag-
P Pumpe
filter klappe
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
Projektierungshinweise
Stell-
antrieb
M
Wärme-
tauscher
3-Wege-Ventil
(Bypass-Ventil)
anlagenseitiger
Rohwasserkreis
Rücklauf
© Siemens AG
A
Vorlauf
B
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