Bei der Ausfuhr von Geräten müssen die Stromversorgungsbedingungen vor der Angebotserstellung bestätigt werden und dürfen nicht nach inländischem Standard angenommen werden. Dasselbe Modell, das nach Vietnam und in die USA geliefert wird, erfordert zwei verschiedene elektrische Auslegungen: Bei unterschiedlicher Spannungsebene und Frequenz müssen Motoren, Steuerungen und Heizelemente möglicherweise ausgetauscht werden. Solche Probleme nach der Anlieferung zu entdecken, ist mit hohen Kosten verbunden, daher sollten die fünf Angaben zur Stromversorgung bereits in der Anfragephase vollständig vorliegen.
Fünf Angaben zur Stromversorgung, die in der Anfragephase bereitgestellt werden müssen
| Angabe | Beschreibung | Häufige Werte |
|---|---|---|
| Spannung | Außenleiterspannung, nicht Phasenspannung | 380V / 400V / 415V / 440V / 480V |
| Frequenz | Bestimmt Motoren und zeitabhängige Komponenten | 50Hz / 60Hz |
| Phasenzahl | Dreiphasig oder einphasig | Überwiegend dreiphasig, Steuerstromkreis möglicherweise einphasig |
| Spannung des Steuerstromkreises | Oft anders als der Hauptstromkreis | 220V einphasig üblicher, auch 110V möglich |
| Erdungsart und Steckernorm | Beeinflusst die Verkabelung vor Ort | Nach lokaler Norm |
Fehlt eine dieser Angaben, kann die elektrische Konfiguration im Angebot nur auf Annahmen basieren, und spätere Änderungen wirken sich auf Lieferzeit und Kosten aus. Diese Punkte in der Planungsphase in das technische Bestätigungsdokument aufzunehmen, ist die praktischere Vorgehensweise.
Welche Komponenten entsprechend der lokalen Stromversorgung ausgewählt werden müssen
| Komponente | Von der Frequenz beeinflusst | Beschreibung |
|---|---|---|
| Motoren (Ventilatoren, Pumpen) | Ja | Bei 60Hz steigt die Drehzahl desselben Motors, Luftvolumenstrom und Wellenleistung ändern sich entsprechend |
| Frequenzumrichter und Steuerungen | Ja | Eingangsspannung und Frequenz müssen übereinstimmen, auch die Parametereinstellungen unterscheiden sich |
| Schütze und Relais | Hauptsächlich spannungsabhängig | Die Spulenspannung muss mit der lokalen übereinstimmen |
| Heizelemente (falls vorhanden) | Hauptsächlich spannungsabhängig | Der Widerstandswert wird nach Spannung umgerechnet, die Leistung darf nicht überschritten werden |
| Temperaturregelung und Messgeräte | Ja | Einige Messgeräte messen die Zeit frequenzabhängig |
| Transformatoren | Beides | Ausgelegt auf die lokale Eingangsspannung |
Der Motor ist dabei die entscheidende Komponente. Läuft derselbe Motor bei 60Hz, ist die Drehzahl etwa zwei Zehntel höher als bei 50Hz. Bei ventilatorartigen Lasten ändert sich die Wellenleistung mit der dritten Potenz der Drehzahl, der Energieverbrauch steigt deutlich und kann die ursprüngliche Auslegung überschreiten. Daher müssen bei Exporten in 60Hz-Regionen Ventilator- und Pumpenmotoren entweder separat ausgelegt oder über einen Frequenzumrichter auf 50Hz begrenzt und der Luftvolumenstrom neu berechnet werden.
Bei Flüssigstickstoff-Schnellgefriergeräten verteilen die Ventilatoren den Flüssigstickstoff und drücken ihn in die Zwischenräume der Tabletts. Änderungen des Luftvolumenstroms wirken sich direkt auf die Wärmeübertragung aus, daher muss dieser Punkt zusammen mit den Prozessparametern überprüft werden. Die Strömungsfeldstruktur des Gehäuses ist in der Baureihe Flüssigstickstoff-Schnellgefrierschrank beschrieben.
Spannungsabweichung und niedrige Spannung vor Ort
In einigen Regionen liegt die tatsächliche Spannung dauerhaft unter dem Nennwert oder schwankt stark. Diese Fälle müssen in der Planungsphase geklärt werden:
- Ob vor Ort Spannungsstabilisierungsgeräte vorhanden sind;
- Der Spannungsschwankungsbereich (die Untergrenze ist wichtiger als die Obergrenze);
- Ob es häufig zu Stromausfällen kommt und ob eine automatische Wiederanlaufschaltung nach Stromrückkehr erforderlich ist.
Bei dauerhaft niedriger Spannung starten Motoren schwer und Steuerungen können wiederholt neu starten. Gegenmaßnahmen sind die Auslegung nach der unteren Spannungsgrenze vor Ort, der Einbau von Spannungsstabilisatoren oder die Anpassung der Schutzeinstellwerte.
Zusammenhang mit Höhenlage und Umgebung
Die Stromversorgung ist keine isolierte Bedingung. Projekte in großer Höhe erfordern in der Regel auch eine Anpassung der Kühlungsart (Umstellung von Luft- auf Wasserkühlung), Projekte mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit erfordern eine verstärkte Kühlung des Schaltschranks. Diese Punkte sollten gemeinsam bestätigt werden, um zu vermeiden, dass nur eine Stelle geändert wird.
- Zu den Auswirkungen von Höhenlage und Luftdruck siehe Einfluss von Höhenlage und Luftdruck auf die Flüssigstickstoff-Schnellgefrierung;
- Zur Kühlung und Kondensatbildung in heißer und feuchter Umgebung siehe Flüssigstickstoff-Schnellgefriergeräte in heißem und feuchtem Klima: Betriebshinweise für Südostasien und den Nahen Osten.
Verkabelung vor Ort und Abnahme nach der Anlieferung
Nach Eintreffen des Geräts sind Verkabelung und erste Inbetriebnahme anhand einer Checkliste zu prüfen:
- Abgleich des Typenschilds am gelieferten Gerät (Spannung, Frequenz, Phasenzahl) mit der Stromversorgung vor Ort;
- Bestätigung, dass die Erdungsart den lokalen Vorschriften entspricht;
- Prüfung, ob die Spannung des Steuerstromkreises und die Anzeigen der Messgeräte normal sind;
- Probelauf ohne Last, Beobachtung von Motorlaufrichtung, Strom und Temperaturanstieg;
- Probelauf mit voller Last, Aufzeichnung der Abkühlkurve und der Kerntemperatur.
Die konkreten Punkte für Probelauf und Abnahme sind in Abnahme vor Ort und Probelauf von Schnellgefriergeräten beschrieben.
Häufige Fragen
Kann man Geräte mit Weitspannungseingang bauen, die universell einsetzbar sind?
Einige Komponenten ja (z. B. Schaltnetzteile mit weitem Eingangsbereich, Frequenzumrichter), aber Motoren und Heizelemente, die direkt spannungsabhängig sind, lassen sich nicht wirklich universell auslegen. Praktikabel ist entweder eine kundenspezifische Auslegung für den Zielmarkt oder die Auslegung nach einem strengeren Bedingungssatz in Kombination mit einem Transformator, was jedoch Verluste und Kosten erhöht.
Kann man in 60Hz-Regionen einfach Geräte für 50Hz liefern?
Nicht empfehlenswert. Ventilatoren und Pumpen erhöhen bei 60Hz Drehzahl und Wellenleistung, was zu Überlast, stärkeren Vibrationen und höherem Geräuschpegel führen kann. Wenn feststeht, dass Geräte für 50Hz geliefert werden, muss die obere Frequenzgrenze des Frequenzumrichters fest eingestellt und der Luftvolumenstrom neu berechnet werden, was im technischen Bestätigungsdokument festzuhalten ist.
Dreiphasig 380V und dreiphasig 400V unterscheiden sich um 20V – ist das relevant?
Die meisten Komponenten können in einem bestimmten Bereich um den Nennwert betrieben werden, aber motorische Lasten und Schutzeinstellwerte müssen nach der tatsächlichen Spannung überprüft werden. Je größer die Differenz, desto eher sollte nach dem tatsächlichen Wert vor Ort ausgelegt werden statt nach dem Nennwert.
Was tun, wenn die Angaben zur Stromversorgung unklar sind?
Zunächst einen ersten Entwurf nach den öffentlichen Netzstandards des Zielstaats oder der Zielregion erstellen und gleichzeitig „vorbehaltlich der Messung vor Ort" in das technische Bestätigungsdokument aufnehmen, dann vor der Produktion festlegen. Die Messdaten vor Ort können im Laufe des Projekts ergänzt werden.
Für Exportprojekte senden Sie in der Anfragephase den Zielstaat, die Spannung vor Ort, die Frequenz, die Phasenzahl, die Spannung des Steuerstromkreises und die Steuerungsart mit; wir geben dann eine Empfehlung zur elektrischen Konfiguration entsprechend der lokalen Stromversorgung: Kunning Cryo kontaktieren
Die im Text genannten elektrotechnischen Grundlagen (Verhältnis von Motordrehzahl und Frequenz, Lastverhalten von Ventilatoren) sind allgemeines Ingenieurwissen; Gerätekonfiguration und Auswahlverfahren stammen aus den technischen Unterlagen der Kunning Flüssigstickstoff-Schnellgefriergeräte, die Parameter der einzelnen Modelle richten sich nach den jeweiligen technischen Daten.