Een schakelkast op maat kopen: wat bepaalt welke kast geschikt is

Een van de engineeringsaspecten waar u rekening mee moet houden bij het samenstellen van een outdoor schakelkast is de temperatuur in de kast. Zeker in een outdoor-toepassing een belangrijk aspect. De componenten in uw installatie verhogen door het verliesvermogen de temperatuur in de kast. In een outdoor-opstelling moet u echter ook nog rekening houden met de opwarming door de zon. Daaruit volgt de keuze voor een enkelwandige of dubbelwandige kast en daaropvolgend ook de mogelijkheid om passief of toch actief te koelen. Maar ook aanvullende eisen vanuit de diverse toepassingen vragen om de juiste outdoor-kast.

Een schakelkast op maat is volledig toegespitst op uw toepassing. In dit blog helpen we u ontdekken welk type schakelkast, welke uitvoering en welke klimatiseringsoplossing het beste past bij uw toepassing.

Het kiezen en kopen van een schakelkast

Bij het bepalen welke schakelkast of behuizing gekozen wordt voor een een buitenopstelling wordt vaak eerst de afmeting bepaald. Past alles er wel in? Uitgaande van een volledige uitwisseling van gegevens zijn ook de bedrijfsomstandigheden bekend. Idealiter zijn ook de bijzondere bedrijfsomstandigheden op de locatie van opstelling bekend, zodat degene die de installatie outdoor plaatst weet waar naast de afmeting nog meer rekening mee gehouden moet worden.

De verdeel- of besturingskast(en) voor die installatie worden vaak ook buiten opgesteld. Vaak zien we dan ook dat de keuze van het materiaal van de kast daarop wordt afgestemd. Dat geeft direct een dilemma: kun je een standaard gelakte plaatstalen kast zomaar in een outdoor-opstelling toepassen of moeten er aanvullende maatregelen getroffen worden? Een vergelijkbaar dilemma treedt op bij de standaard roestvaststalen uitvoeringen, beide enkelwandig, zonder aanvullende maatregelen niet altijd geschikt om duurzaam te voldoen in de beoogde toepassing.

Typische outdoor-kasten en -behuizingen zijn ontworpen voor opstelling buiten, vaak toegepast in extreme omstandigheden waarbij ze niet alleen bij ingebruikname moeten voldoen maar zeker ook gedurende de beoogde technische levensduur. Gedurende deze periode moet de kast of behuizing immers de bescherming bieden voor het goed blijven functioneren van die installatie. Materiaalkeuze is belangrijk maar ook hoe de kast zich gedraagt in de outdoor-opstelling bij blootstelling aan de volle zon, mist, harde regen en wind en hoe blijft de kast dan op temperatuur?

Temperatuurhuishouding

Natuurlijk is temperatuur in de schakel-, verdeel- of besturingskast naast de opwarming door de geïnstalleerde componenten ook afhankelijk van de plaats van opstelling. De componenten hebben elk hun eigen verliesvermogen welke omgezet wordt in warmte. Daarnaast wordt vanuit regelgeving gerekend met 1120 W/m2 aan vermogen door zonne-instraling in Nederland. Om dan te voorkomen dat de temperatuur in uw installatie te hoog oploopt moet hierover vooraf goed nagedacht worden.

Daarnaast heeft u natuurlijk ook te maken met afkoeling en daarmee gepaard gaande condensatie. Dus naast koelen ook verwarmen om te sterke afkoeling tegen te gaan. Ogenschijnlijk tegengestelde belangen met één gemeenschappelijk doel, namelijk uw installatie optimaal laten functioneren. Het is goed te weten dat door te hoge werktemperaturen de levensduur van met name elektronica fors afneemt. Onderzoek heeft uitgewezen dat warmte de belangrijkste oorzaak is van uitval van elektronische componenten in de kast. De levensduur van de componenten halveert en bij een temperatuurverhoging van 10K ten opzichte van de maximaal toegestane bedrijfstemperatuur. Ook te lage temperaturen moeten voorkomen worden dus ook hier moet aandacht voor zijn bij het ontwerp. Negatieve temperatuurschommelingen kunnen voor condensatie zorgen waardoor er door vocht problemen met de componenten maar zeker ook met de kast zelf op kunnen treden.

Gratis e-book: De juiste buitenbehuizing voor uw apparaat. 
Benieuwd waar u naast de plaats van opstelling, toegang & stabiliteit nog meer op moet letten bij het kiezen van de juiste buitenkast voor uw toepassing? Download ons gratis E-book: De juiste buitenbehuizing voor uw apparatuur hier.

Enkelwandig of dubbelwandig

Typische kasten of behuizingen voor Outdoor-toepassing zijn in zowel enkelwandige uitvoering als uiteraard ook in dubbelwandige uitvoeringen beschikbaar. Het is wel zinvol om te vermelden dat een praktische tussenvorm van een enkelwandige kast met een dubbelwandig dak voordelen biedt, zeker als het om klimatiseren van deze Outdoor-behuizing gaat. Natuurlijk biedt dit dubbelwandige dak in eerste instantie een tussenlaag die directe instraling van de zon en de daarmee gepaarde opwarming voorkomt. Wat er niet in komt hoeft er ook niet uit.

Echter dat is wel alleen als de zon recht boven de kast staat. Een temperatuurverschil van ongeveer 20°C minder opwarming wordt bij een dubbelwandige, ventilerende behuizing gehaald ten opzichte van een vergelijkbare enkelwandige behuizing. Ook bij afkoeling heeft de dubbelwandige behuizing een positieve invloed. Doordat in deze situatie de tussenliggende luchtlaag niet beweegt zal deze een isolatielaag vormen. Door die natuurlijke isolatie zal de binnentemperatuur minder snel volgen op de veranderingen. Hierdoor ontstaat dus minder snel condens.

Ook kunnen kunststofkasten toegepast worden met een deels dubbele wand die ander gedrag vertonen als het gaat om de temperatuurhuishouding. Natuurlijk is bij de keuze enkel- of dubbelwandig ook de manier van invoeren van de bekabeling van het veld naar de schakel-, verdeel- of besturingskast een niet te vergeten onderwerp. Hoe goed de kast ook voorbereid is op zijn toepassing, slordig omgaan met openingen voor kabelinvoer halen de functionaliteit met betrekking tot bescherming onderuit. Daarnaast hebben dergelijke openingen aan de onderzijde een nadelige invloed op het vocht welke in de kast zal komen en natuurlijk de ook toegang van ongedierte in de kast.

Ventileren

De eigenschappen van een enkel- of dubbelwandige kast hebben dus ook direct effect op het vermogen om de warmte af te voeren of de hoogte van de toe te passen verwarming. Dit heeft in basis geen directe relatie met de beschermklasse. Toch heeft een dubbelwandige kast voordelen omdat de binnenzijde van de buitenzijde gescheiden is. De tussenlaag voert als een schoorsteen de warmte af. Door de constructie van de kast en de opstelling ontstaat er een natuurlijke luchtstroom die de warmte in de kast afvoert. Of dit voldoende is om aan de gewenste binnentemperatuur te blijven voldoen zal nader bepaald moeten worden.

Met deugdelijke simulaties kan het gedrag en daarmee het af te voeren warmtevermogen bepaald worden. Kastafmeting, indeling, gewenste maximale kast binnentemperatuur en uiteraard ook de maximale buitentemperaturen zijn belangrijke parameters. Het bepalen van het temperatuur gedrag voor outdoor-kasten is anders dan bij de berekeningen die normaliter voor indoor-kasten volgens de geldende normen voor schakel- en verdeelinrichtingen uitgevoerd worden. Als de natuurlijke afvoer niet afdoende is en daardoor de kastbinnentemperatuur te hoog blijft moeten er aanvullende maatregelen getroffen worden.

Ook afhankelijk van de hierboven beschreven parameters is de beschermklasse van de kast. Als er een beschermklasse IP 55 gevraagd wordt moet de manier van actieve ventilatie door middel van ventilator(en) en bijbehorende passende luchtinlaat deze beschermklasse natuurlijk wel ondersteunen. De zwakste schakel bepaalt de sterkte van de beschermklasse en een losse ventilatieplaat zonder verdere bescherming kan die zwakste schakel zijn. Niet alleen stof en water maar zeker ook insecten en ander klein ongedierte moeten buiten gehouden worden. Hier komt een enkelwandige kast met een dubbel uitgevoerd dak zeker tot zijn recht. Dit omdat in dat dubbele dak mooi een ventilator geplaatst kan worden waarmee de warme lucht uit de kast gezogen kan worden en via de openingen rondom dat dubbele dak afgevoerd kan worden. Uiteraard moet er aandacht zijn voor de manier waarop de ventilator geplaatst is, maar moet er ook rekening gehouden worden met onderhoud van de filtermatten in die ventilator. Slecht onderhouden, smerige-vervuilde of volle filtermatten blokker de luchtstroom en kunnen daarmee ongewenst niet die luchtstroom tot stand brengen die nodig is voor de juiste werking van de apparatuur in de kast.

Actief koelen

Een andere manier om warmte af te voeren is door middel van voor een outdoor toepassing geschikte lucht/lucht warmtewisselaars of – koelaggregaten. Warmtewisselaars zijn bijzonder geschikt bij agressieve omgevingsomstandigheden, omdat het interne en externe circuit volledig door twee luchtcircuits van elkaar worden gescheiden. Warmteafvoer vindt door uitwisseling plaats waarbij het externe circuit een hogere beschermklasse heeft dan het interne circuit. Het temperatuurbereik van de outdoor-lucht/lucht warmtewisselaar zal afgestemd moeten worden op de bedrijfsomstandigheden waarin deze ingezet wordt.

Een typisch outdoor-koelaggregaat speelt in op de constant hoger wordende eisen met betrekking tot efficiëntie, het terugdringen van de CO2 footprint. In vele Outdoor-toepassingen is het ventileren met omgevingslucht niet wenselijk of zelfs onmogelijk, veel IT-hardware vraagt bijvoorbeeld om Closed-loop cooling waar het nieuwe Outdoor wandmontage-koelaggregaat een prima invulling aan geeft. Met gemiddeld 75% energiebesparing dankzij componenten met toerentalregeling en heatpipe-technologie is dit typische outdoor-koelaggregaat dus goedkoop in gebruik en zorgt door de hoge IP-beschermklasse dus voor een lang en veilig gebruik. Opname in een intelligent netwerk en dus eenvoudige monitoring van de applicatie kan via de IoT-interface.

Bij actief koelen moet ook onderhoud van deze actieve componenten als belangrijk aspect opgenomen worden. Zonder het noodzakelijke periodieke onderhoud zullen de prestaties waarvoor deze ingezet worden afnemen met het risico op uitval van de apparatuur. Het voorkomen van uitval is juist waarvoor deze actieve koeling ingezet wordt.

Een schakelkast op maat samenstellen

Bent u benieuwd waar u nog meer op dient te letten bij het selecteren van de juiste schakelkast voor uw toepassing? In dit e-book leggen we uit waar u op moet letten bij het kiezen van buitenbehuizing om op lange termijn de beste bescherming te kunnen bieden. Download uw kopie van het e-book en vul het formulier hiernaast in.