Produkt- und Verfahrensentwicklung einer innovativen hochgedämmten Kransteuerzentrale cool-crane-control

Laufzeit

Träger

Kennzeichen

Ansprechpartner

Konsortium

01/2020 – 12/2021

VDI/VDE-IT; ZIM Verbundvorhaben

16KN080539

Dipl.-Ing. Franziska Mai

  • KRAFOTEC GmbH

  • Sika Werke Leipzig GmbH (assoziiert)

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer energieeffizienten und hochgedämmten Kransteuerzentrale für Portal-/ Brückenkrane, die starken äußeren thermischen Einflüssen ausgesetzt sind. Hierfür erfolgt durch den Entwicklungspartner KRAFOTEC die Entwicklung innovativer Fertigungstechnologien zur Einbindung aktiver und passiver Bauelemente zur Steigerung der Energieeffizienz von Kransteuerzentralen, durch ISE die Entwicklung energieeffizienter Kühltechnologien sowie die Integration passiver Kühlelemente auf PCM-Basis und durch die Sika Werke Leipzig GmbH die Entwicklung innovativer Strahlungsschilde zur Minderung des Strahlungswärmeeintrages in Kransteuerzentralen.

Die Ausgangssituation des Vorhabens ist gekennzeichnet durch das Erfordernis einer energieeffizienten und thermisch hochgedämmten Kransteuerzentrale (Schaltschrank) und ergibt sich aus dem Bedarf der zwingend erforderlichen Kühlung der Steuer- und Leistungselektronik in Einsatzbereichen wie Stahlwerken, Gießereien, Chemiewerken aber auch in Papierfabriken und allgemein in Bereichen, in denen die Kransteuerzentrale starker Temperaturstrahlung ausgesetzt ist. Hohe Temperaturen, Staub, Feuchtigkeit und Ölnebel sind standzeitverkürzende Faktoren sensibler Elektrotechnik. Ein Ausfall dieser Technik der Kransteuerzentrale bedingt einen Ausfall des Krans, somit Produktionsausfälle und generiert hohe Folgekosten. Die Abmessungen der Kransteuerzentralen nehmen dabei typischerweise Größen von Übersee-Containern an. Die mit dem Vorhaben angestrebten relevanten Ziele sind dabei:

  • Reduzierung der notwendigen elektrischen Energie für die Klimatisierung der Steuerzentrale und somit Reduzierung der Betriebskosten durch Senkung des elektrischen Energiebedarfs durch die Hochwärmedämmung in Kombination mit dem zu entwickelnden Strahlungsschutzschild,
  • Einsatz von aktiven Kühlgeräten mit Drehzahlregelung für längere Standzeiten der elektrischen und elektronischen Bauteile und einer energieeffizienten Kühlung, sowie die Untersuchung des Einsatzes von passiven Kühlungen,
  • Vermeidung von Kondensatbildung in der Steuerzentrale durch Einsatz von Feuchtefühlern und Lufttrocknern besonders bei Einsatzbereichen mit Umgebungstemperaturen oberhalb der Schaltschranktemperatur (ca. 35 °C),
  • gezielte Kühlluftführung zur Minderung von Wärmestaus bei Komponenten mit großen/ massiven Gehäusen,
  • passgenaue Filterung der zur Klimatisierung benötigten Zuluft hinsichtlich Partikelgröße und/ oder elektrischer Leitfähigkeit der Partikel unter Überwachung des Druckverlustes und Einleiten entsprechender Gegenmaßnahmen (Abreinigung, Wechsel, …),
  • Kälterückgewinnung aus der Abluft und
  • Puffer für Ausfall Klimatisierung (Einbringung einer hohen thermischen Last ins System).