Technische Infos
Kühlmanagement mit modernen Lüftern
Es gibt kaum ein elektromechanisches Produkt, das auf breiter Front in den letzten Jahren eine derartige Vielzahl von positiven Veränderungen erfahren hat wie der Lüfter zur Elektronikkühlung. Neben der Verbesserung der relevanten Daten wird eine so hohe Qualität angeboten, dass ein Lüfter kein Qualitätsrisiko darstellt. Durch den Einsatz von HG-Kugellagern bzw. verbesserte Gleitlagersysteme (MagFix®) konnte die Lebensdauerwahrscheinlichkeit von SEPA-Lüftern in den letzten Jahren nochmals deutlich gesteigert werden. Die höhere Leistungsdichte bei modernen elektronischen Geräten erfordert oft ein ausgeklügeltes Kühlmanagement und damit den Einsatz modernen Kompaktlüfter. Seit Jahrzehnten ist SEPA EUROPE ein Pionier und Anbieter von Produkten zur Elektronikkühlung in höchster Qualität. Durch langjährige Erfahrung, ausgefeilte Techniken, Auswahl hochwertigster Komponenten und strikte Qualitätskontrollen und erfüllen die Lüfter die hohen Anforderungen der heutigen Industrie und werden weltweit eingesetzt.
Die Vorteile der langlebigen Lüfter von SEPA EUROPE werden besonders deutlich, wenn man die möglichen sehr hohen Reparaturkosten von Ausfällen im Feld betrachtet: Der Ausfall eines Lüfters bei der Eingangskontrolle kostet einmal den Lüfterpreis, der Ausfall eines Lüfters bei der Geräteendkontrolle ist mit etwa dem zehnfachen Lüfterpreis anzusetzen, während die Kosten für einen Lüfterausfall im Feld auf das 100-fache des Preises eines Lüfters und mehr ansteigen. Dazu kommen eventuelle Kosten für Betriebsausfall und Ersatzansprüche. Fazit: Qualität rechnet sich!
Die Lebensdauerwahrscheinlichkeit ist sehr stark von der Betriebstemperatur abhängig. In Anlehnung an das Gesetz von Arhenius verdoppelt (!) sich die Ausfallrate bei einem Temperaturanstieg von nur 10K. Bei tiefen Temperaturen setzt die Viskosität des Schmierstoffes eine natürliche Grenze, deshalb werden die Angaben ab 20°C gedeckelt. Um eine praxisnahe Angabe über die typische Lebensdauer auszuweisen, gibt SEPA EUROPE diese Werte bei einer Temperatur von 40°C, mittlerer Luftfeuchtigkeit und bei Dauerbetrieb an. Wie sind diese Werte zu verstehen?
International haben sich zwei Angaben durchgesetzt, die nicht verwechselt werden dürfen: L10 und MTBF. L10 ist die Zeit nach der 10% der Komponenten ausgefallen sind. MFBF (Mean Time Between Failures) ist streng genommen falsch, da der Fehler bei einem Lüfter einem Totalausfall (MTTF = Mean Time To Failure) entspricht. Mathematisch betrachtet beträgt die Ausfallwahrscheinlichkeit MTBF 63.2%, d. h. nach dieser Zeit sind etwa 2/3 der Komponenten ausgefallen. Der Kehrwert der MTBF wird in FIT (1 Totalausfall in 109 Stunden) angegeben und beschreibt die Ausfallrate λ technischer Komponenten [ ].
Nach ISO 281 wird bei SEPA EUROPE die Nichteinhaltung garantierter Daten und nicht nur die totale Funktionsstörung als Ausfall definiert. Neben diesen grundsätzlichen Angaben können in besonderen Fällen (z.B. Automotive Applikation oder Medizintechnik) auch Anlieferqualität oder Ausfälle nach einer relativ kurzen Betriebszeit in ppm (Parts per Million) oder abweichende Standardspezifikationen festgelegt werden. Erschwerte Umweltbedingungen wie z.B. hohe Belastung der Luft mit Staub und aggressiven chemischen Stoffen, hohe Luftfeuchtigkeit, extreme Temperaturschwankungen oder starke Vibration verringern die Lebensdauerwahrscheinlichkeit.
Die Lebensdauer von Lüftern wird durch regelmäßige chargenweise Stichprobenprüfung festgestellt. Da die tatsächliche Überlebenswahrscheinlichkeit L10 oder MTBF Jahre oder Jahrzehnte beträgt, ist eine exakte Erfassung nicht möglich. Daher wird der tatsächliche Ausfall regelmäßig in kürzeren Zeiträumen, z.B. in L1, oder bei erhöhter Betriebstemperatur festgestellt und umgerechnet. Da es sich um statistische Kenngrößen handelt, kann damit keine Aussage über einzelne Komponenten getroffen werden, sondern es sind immer nur Anhaltspunkte über eine größere Serie. Durchschnittliche Werte werden auch für Betriebsstromaufnahme, Nenndrehzahl und Geräusch angegeben, der Startstrom (oder Blockierstrom) jedoch als Maximalwert. SEPA EUROPE auditiert auch regelmäßig Fertigung und qualitätssichernde Maßnahmen aller Lieferanten vor Ort. Zusätzlich wird jede im Haus eingehende Lieferung einer strikten Stichprobenkontrolle im eigenen Labor unterzogen, bevor sie für den Vertrieb frei gegeben wird.
Qualität und Lebensdauer von Lüftern wird durch die Zuverlässigkeit und Anzahl der verwendeten Einzelteile bestimmt. Ältere AC Lüfter sind einfach aufgebaut und enthalten keine Elektronik. Nachteilig ist die hohe Leistungsaufnahme, die die Temperatur im Lüfterinneren stark ansteigen lässt. Moderne AC Weitbereichslüfter und DC Lüfter sind elektronisch kommutiert und enthalten eine Ansteuerelektronik. Die Anzahl der dort eingesetzten Bauteile hat sich in den letzten Jahren durch die Verwendung spezieller, hochintegrierter ICs mehr als halbiert. Schmierstoffe und Lagerkonstruktion wurden verbessert, so dass der Einsatztemperaturbereich, auch bei Gleitlagersystemen (MagFix®) typisch bis +80°C reicht. Spezielle Ausführungen bis zu -40° … +90°C sind machbar.
Sehr große Fortschritte wurden bei der Minaturisierung von Lüftern erzielt. Der Wunsch nach möglichst geringerer Bauhöhe führte zu immer flacheren Radiallüftern, oder Lüftern, die je nach Einbau als Axial- oder Radiallüfter arbeiten können.
Dadurch ist es möglich auch kleine und stark verlustbehaftete Komponenten wirtschaftlich zu kühlen. Die Stromversorgung der Lüfter erfolgt über Litzen, die oft nicht direkt verlötet, sondern über Stecker angeschlossen werden. Nachträglich angebrachte Stecker stellen ein Ausfallrisiko dar, besonders, wenn ein unerfahrener Konfektionierbetrieb die Lüfter nicht vorschriftsgemäß behandelt. Die Konfektionierung bereits beim Herstellerwerk oder durch zertifizierte Fachbetriebe garantiert hohe Qualität. Die Ingenieure von SEPA EUROPE stellen dabei eine Verbindung zwischen den Wünschen des Endkunden und den technischen Möglichkeiten des Werkes her und bieten dabei kompetente Unterstützung für Ihre Entwicklung und Geräteoptimierung.
Die hohe Zuverlässigkeit moderner Lüfter von SEPA EUROPE gestattet den universellen Einsatz in allen Geräten in denen Wärme abgeführt werden soll. Da das Gesetz von Arhenius für alle elektronischen Komponenten (Risikobauteil Elektrolytkondensator!) gilt, kann die Zuverlässigkeit eines Gerätes durch den Einsatz hochwertiger Lüfter deutlich verbessert, Gewicht und Abmessungen verringert werden. Die geringen Zusatzkosten für den Lüfter werden durch den Wegfall teurer passiver Kühlkörper mehr als kompensiert.