Letzte Aktualisierung: 11. September 2013 | 2234612 | Anbieterkennzeichnung
Zur Startseite gehen

Hitzeprobleme

Manche Probleme sind während der Planung von Außeninstallationen nicht vorhersehbar. Besonders dann nicht, wenn der Projektstart auf den Spätherbst fällt. In meinem Fall bin ich über das Problem der Sonnenwärme gestolpert. Zwar hatte ich an die Sonnenwärme gedacht, jedoch die falschen Maßnahmen ergriffen.

Antenne auf dem Dach
Abb. 1: Mit Zinkspray lackierter Schaltkasten

Zu Beginn der Planungen hielt ich es für eine gute Idee, den Schaltkasten an der Werkhalle bei Borbet mit Zinkspray zu lackieren. Erstens als Rostschutz und zweitens weil ich annahm, die silbrig glänzende Beschichtung würde genügend Sonnenlicht reflektieren um ein übermäßiges Aufheizen des Kastens zu verhindern.

Doch weit gefehlt. Die Zinklackierung wirkte wie ein Solarkollektor. Bei längerem Sonnenschein heizte sich der Schaltkasten derart auf, daß man ihn mit der bloßen Hand nicht mehr berühren konnte.

Zu allem Übel kam nun auch noch die Tatsache, daß der Standort des Kastens an der Südseite der Werkhalle lag und der Sommer 2005 ein sehr sonniger und heißer Sommer wurde.

Der Lancom L-54ag ist für Temperaturen zwischen -15°C und +50°C spezifiziert. Während der Frost im Winter kaum ein Problem ist da man das Steckernetzteil als Zusatzheizung verwenden kann, wurde es im Sommer recht kritisch.

Ich vermute daß die Temperatur im Schaltkasten weit über +50° Celsius gestiegen ist. Das Ergebnis war, daß die Richtfunkverbindung instabil wurde, nur noch mit niedriger Bandbreite arbeitete und die CPU im Gerät nicht mehr korrekt funktionierte. Es spricht jedoch für die Qualität der Geräte, daß sie unter diesen Bedingungen nicht endgültig den Geist aufgaben sondern Abends bei sinkenden Temperaturen wieder normal funktionierten.

Doch nur weil der L-54ag diese "Streßtests"überlebt hat sollte man es nicht bei diesem Zustand belassen. Es war also dringend notwendig, hier Abhilfe zu schaffen.

Wärmequellen beseitigen

Antenne auf dem Dach
Abb. 2: Das Steckernetzteil ist tabu

Einige der Wärmequellen lassen sich beseitigen, andere nicht. Der Sonne kann man schlecht befehlen, sie möge doch bitte nicht mehr auf den Schaltkasten scheinen. Ebenso wenig kann man den Accesspoint, welcher selbst auch Abwärme produziert, entfernen.

Übrig bleiben z.B. Steckernetzteile. Diese produzieren eine Menge Abwärme. Auf das Steckernetzteil des L-54ag kann man komplett verzichten denn dieser Accesspoint unterschützt ein sehr praltisches Feature: Die Stromversorgung über das LAN-Kabel. Dieses Verfahren wird "Power over Ethernet (PoE)" genannt. Dabei wird die Versorgungsspannung über einen Adapter ("Injector") in das LAN-Kabel eingeschleust. Da von den acht vorhandenen Adern ohnehin nur vier verwendet werden ist das nicht einmal sonderlich kompliziert. Es werden einfach die nicht verwendeten Leitungen genutzt. Auf diese Weise habe ich das Netzteil des L-54ag aus dem Außenschaltkasten in den Kasten innerhalb der Werkhalle verlegt.

Kommt man um ein Netzteil nicht herum sollte man nach Möglichkeit Schaltnetzteile verwenden. Diese gibt es auch als kleine Steckerschaltnetzteile mit universell einstellbarer Ausgangsspannung. Schaltnetzteile haben den großen Vorteil, nur die Leistung umzusetzen die der angeschlossene Verbraucher, beispielsweise ein Accesspoint, tatsächlich verbraucht. Das reduziert die Wärmeentwicklung gegenüber herkömmlichen Trafonetzteilen enorm.

Eine Frage der Farbe

Antenne auf dem Dach
Abb. 3: Weiß lackierte Deckbleche
am Schaltkasten

Grundsätzlich falsch war die Annahme nicht, silberne Farbe würde Sonnenlicht reflektieren und die Erwärmung vermindern. Der Kniff bei den Lackfarben ist, daß sie unterschiedliche Anteile des Lichtspektrums reflektieren. Für die Erwärmung ist hauptsächlich der infrarote Anteil des Sonnenlichtes verantwortlich.

Metalleffektlacke bestehen zum größten Teil aus Klarlack und einer gewissen Menge Metallstaub. Anstatt nun also das Sonnenlicht zu reflektieren und dadurch für weniger Erwärmung zu sorgen absorbierte der Klarlack nun ausgerechnet den infraroten Anteil des Sonnenlichts und sorgte dadurch für eine zusätzliche Erwärmung.

Wie man auf Abbildung 1 erkennen kann sind die Frontplatte und auch die Seitenbleche des Schaltkastens abnehmbar. Das war ein großer Vorteil, denn so konnte ich die Bleche zum neu Lackieren demontieren. Als neue Farbe habe ich "Reinweiß glänzend" verwendet. Von allen erhältlichen Sprühlacken hat "Reinweiß glänzend" die besten Reflektionseigenschaften im Infrarot-Bereich. Die Bleche erwärmten sich nun wesentlich weniger.

Abbildung 3 zeigt den Schaltkasten mit den weiß lackierten Deckblechen. Das Chassis des Kastens blieb wie gehabt mit Zinkspray lackiert. Die Fläche der nun noch dem Sonnenlicht ausgesetzten Zinkflächen ist relativ gering. Deshalb habe ich mir diesen Aufwand erspart.

Aktivkühlung

Für einige Wochen reichte es auch vollkommen aus, die Deckbleche des Schaltkastens weiß lackiert zu lassen. Doch als die Lufttemperaturen über 30° Celsius stiegen reichte die Reflektion nicht mehr aus um die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Luft außerhalb und innerhalb des Schaltkastens ausreichend gering zu halten. Die Temperatur im Schaltkasten stieg wieder über 50° Celsius.

Antenne auf dem Dach
Abb. 4: Luftstrom bei Aktivkühlung

Die nächste Idee war der Einbau einer Aktivkühlung. Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die Ideen reichten von Wasserkühlung über Peltierelemente bis zur Luftkühlung. Letztere ist technisch gesehen am einfachsten zu realisieren. Einfach ein Loch in eines der Deckbleche gesägt und einen handelsüblichen 80-mm-Lüfter dahinter geschraubt. Doch ganz so einfach ist das auch wieder nicht.

Da es sich um einen Schaltkasten für die Verwendung im Freien handelt, welcher Wind und Wetter ausgesetzt ist, kann man ihn nicht so einfach öffnen indem man Löcher hinein sägt. Es würde Feuchtigkeit eindringen. Außerdem würden die Lüfter jede Menge Staub in den Kasten befördern.

Also brauchte es erstens einen wirksamen Schutz gegen eindringendes Regenwasser und zweitens einen Luftfilter gegen den Staub. Als Regenabweiser habe ich einfach ein kleines "Vordach" aus gebogenem und weiß lackiertem Alublech vor die Ansaugöffnung montiert und so eine Art Ansaugkanal geschaffen, welcher nach unten zeigt. Gegen den Staub habe ich einfach innen ein Stück Filterflies für Staubsauger über den Lüfter gespannt.

Der Schaltkasten ist ein in sich geschlossener Behälter. Daher nützt es wenig, wenn man einen Lüfter hat, welcher kühle Luft von außen ansaugt und nach innen bläst. Man braucht eine weitere Öffnung, durch die die heiße Luft nach draußen gelangen kann. Der Einfachheit halber habe ich hier einfach noch einen Lüfter mit gleichem Regen- und Staubschutz montiert, welcher nach außen bläst. Dadurch wird die Belüftung redundant. Das heißt, fällt einer der beiden Lüfter aus kann der andere immernoch für einen ausreichenden Luftstrom sorgen.

Damit die Lüfter nicht rund um die Uhr laufen und dabei unter Umständen früh morgens feuchte Luft ansaugen, verwendet man am einfachsten einen Temperaturschalter. Dessen Wärmesensor plaziert man innen an einer der Wände des Schaltkastens. Dadurch laufen die Lüfter nur dann an wenn die Sonne das Blech aufheizt. In der Nacht oder wenn Regen das Blech abkühlt bleiben die Lüfter wieder stehen.

Einen derart präparierten Schaltkasten sollte man nach Möglichkeit nicht mehr mit einer 230-Volt-Leitung speisen. Es besteht immer die Gefahr daß Feuchtigkeit eindringt und Kurzschlüsse verursacht. Der L-54ag läßt sich über das LAN-Kabel fernspeisen und die Lüfter können ebenfalls mit 12 Volt von außen versorgt werden.

 
Web www.wlan-skynet.de