AT12898U1 - Vorrichtung zur kühlung gehauster räume - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von Telekommunikationsanlagen (8), die in Containern (9) angeordnet sind.Der Container (9) verfügt über einen verschließbaren Zuluftkanal (10) für Umgebungsluft in den Container (9), einen verschließbaren Abluftkanal (7) aus dem Container (9), einen am Ende des Abluftkanals (7) außerhalb des Containers (9) angeordneten Lüfter (6) in Form einer Hybridturbine, die mit Wind und zusätzlich einem Elektromotor antreibbar ist. Der Container (9) enthält weiter eine Steuereinrichtung (4), durch die in Abhängigkeit von mindestens einem gemessenen und/oder vorgegebenen Parameter der elektromotorische Antrieb des Lüfters (6) aktivierbar oder deaktivierbar ist und durch die ein Öffnen, Schließen und/oder Verstellen der Zuluft- und Abluftklappen (3, 5) der Zu- und Abluftkanäle (7, 10) erfolgt.

Description

österreichisches Patentamt AT 12 898 U1 2013-01-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für gehauste Räume, insbesondere von mit Elektronikschränken bestückte Telekommunikationseinrichtungen in Form von Containern und beschreibt ihren Betrieb.

[0002] Derartige Container, die vielfältig beim Betrieb von Sendemasten für Mobilfunktechnik eingesetzt werden, nutzen zu Kühlungszwecken Klimaanlagen, was nicht nur energieintensiv, sondern auch mit einem C02 Ausstoß verbunden ist.

[0003] Neben Klimaanlagen ist aus der DE 20 2008 016 601 U1 eine Vorrichtung zur Kühlung gehauster Räume bekannt, die aus einem Gehäuse besteht, das über einen Zuluftkanal zum und über einen Abluftkanal aus dem gehausten Raum mit diesem verbunden ist und das Gehäuse über mindestens einen Luftansaugkanal für Umgebungsluft und über mindestens einen Luftaustrittskanal in die Umgebungluft verfügt, wobei der oder die Luftansaugkanäle in das Gehäuse und der Zuluftkanal zum gehausten Raum miteinander unter Zwischenschaltung eines Lüfters verbunden sind und der Abluftkanal aus dem gehausten Raum mit den oder den Luftaustrittskanälen aus dem Gehäuse miteinander verbunden sind und mindestens im Luftansaugkanal in das Gehäuse ein Luftfilter angeordnet ist.

[0004] Vorteilhafterweise erfolgt auch die Verbindung des Abluftkanals aus dem gehausten Raum mit dem oder den Luftkanälen aus dem Gehäuse unter Zwischenschaltung eines Lüfters.

[0005] Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass der Luftaustausch zu Kühlzwecken ausschließlich durch elektrische Lüfter betrieben wird.

[0006] Weiter sind Rotorventilatoren zur Raumbelüftung bekannt. Eine solche Hybridturbine wird in der EP 1 360 442 B1 beschrieben und ist am Markt unter der Marke ecopower (eingetragene Marke der australischen Firma Edmonds) bekannt. Dabei handelt es sich um einen Lamellendachventilator.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere für autark aufgestellte Container sowohl eine Alternativlösung zu Klimaanlagen vorzuschlagen als auch eine Kombinationslösung mit vorhandenen Kühleinrichtungen, wobei der Energieverbrauch der Einrichtung auf ein Minimum gesenkt werden soll, u. a. durch den Einsatz vorgenannter Hybridturbinen.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Vorrichtungsanspruches 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0009] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen von gehausten Räumen, insbesondere von Telekommunikationsanlagen, die in Containern angeordnet sind, sieht vor einen verschließbaren Zuluftkanal für Umgebungsluft in den Container, einen verschließbaren Abluftkanal aus dem Container, einen am Ende des Abluftkanals außerhalb des Containers angeordneten Lüfter, der mit Wind und mit einem Elektromotor antreibbar ist und eine Steuereinrichtung, durch die in Abhängigkeit von mindestens einem gemessenen und/oder vorgegebenen Parameter der elektromotorische Antrieb des Lüfters aktivierbar oder deaktivierbar ist und durch die ein Öffnen, Schließen und/oder anderweitiges Verstellen der Zuluft- und Abluftklappen der Zu-und Abluftkanäle erfolgt.

[0010] Dabei ist der Lüfter bevorzugt eine Hybridturbine, bei der die Windturbine selbst als zentrifugales elektromotorisch angetriebenes Gebläserad arbeitet.

[0011] In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung mit einer autark arbeitenden Klimaanlage des Containers steuerungstechnisch verbunden ist, so dass die Klimaanlage zu- oder abschaltbar ist.

[0012] Weiterhin sieht die Ausgestaltung der Vorrichtung vor, dass die Steuereinrichtung mindestens mit Messdaten über die Außentemperatur, die Temperatur innerhalb des Containers und die Lüfterdrehzahl über eine Eingabeeinrichtung versorgbar ist.

[0013] Um den Eintrag von Staub und Insekten in den Container zu verhindern, ist weiter vor- 1 /7 österreichisches Patentamt AT12 898U1 2013-01-15 gesehen, dass mindestens im Zuluftkanal ein Luftfilter angeordnet ist.

[0014] Beim Betrieb der vorgeschlagenen Vorrichtung zur Kühlung des Innenraumes eines wärmeabstrahlende elektronische Bauelemente enthaltenen Containers, der aufweist einen Zuluftkanal für Umgebungsluft mit verstell- und verschließbarer Zuluftklappe, einen Abluftkanal in die Umgebungsluft mit verstell- und verschließbarer Abluftklappe, einen am Ende des Abluftkanals außerhalb des Containers angeordneten mit Wind und durch einen Elektromotor an-treibbaren Lüfter, eine Steuerschaltung für den elektromotorischen Antriebes des Lüfters und zum Verstellen der Zu- und Abluftklappen sowie mit mindestens einer Eingabeeinrichtung für die Steuerschaltung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung durch vorgegebene Steuerbefehle und/oder durch einen Soll-Ist-Vergleich von gemessenen Klimagrößen innerhalb des Containers aktiviert wird, die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von vorgegebenen Steuerbefehlen und/oder dem Soll-Ist-Vergleich den elektromotorischen Lüfterantrieb zu oder abschaltet und eine Einstellung der Zu- und Abluftklappen vornimmt.

[0015] Der Lüfter, insbesondere in Form einer Hybridturbine, wird somit bei geöffneter Zu- und Abluftklappe durch den Wind angetrieben. Der Container wird durch die durchströmende Luft ohne Energiezufuhr gekühlt.

[0016] Beim Überschreiten mindestens eines vorgegebenen Klimaparameters innerhalb des Containers, vorzugsweise einer Innentemperatur, erfolgt ein Zuschalten des motorischen Lüfterantriebs, so dass die Durchsatzmenge an Kühlluft auch bei möglicherweise sinkender Windantriebskraft erhalten oder vergrößert wird. Vorteilhaft ist es deshalb, wenn der Steuereinrichtung als weitere Eingangsgröße die über die vorhandene Windlast erzielbare Lüfterleistung oder die Lüfterdrehzahl zur Verfügung gestellt werden. Diese Eingangsgröße kann so für die Zuoder eine spätere Abschaltung des motorischen Lüfterantriebes mit genutzt werden.

[0017] Beim nachfolgenden weiteren Überschreiten eines vorgegebenen Klimaparameters innerhalb des Containers, vorzugsweise einer vorgegebenen Innentemperatur, trotz des zugeschalteten elektromotorischen Antriebs des Lüfters wird durch die Steuereinrichtung ein Alarmsignal ausgesendet.

[0018] Verfügt der Container noch über eine bis dahin ausgeschalteter Klimaanlage kann diese beim Überschreiten mindestens eines vorgegebenen Klimaparameters innerhalb des Containers, vorzugsweise einer vorgegebenen Innentemperatur, zugeschaltet werden, wobei der bis dahin aktivierte motorische Lüfterantrieb ausgeschaltet und die Zu- und Abluftklappen geschlossen werden. Die Kühlung erfolgt dann ausschließlich über die vorhandene Klimaanlage.

[0019] In analoger Weise erfolgt bei sinkender Innentemperatur oder einem anderen Klimaparameter das Abschalten der Klimaanlage, das Einschalten des elektromotorischen Antriebs mit Öffnen der Zu- und Abluftklappen sowie das Ausschalten des elektromotorischen Betriebs, wenn die Steuereinrichtung aufgrund der Eingangsdaten die energieökonomisch günstigste Kühlvariante berechnet hat.

[0020] Vorteilhafterweise wird dabei als weitere Eingangsgröße der Steuereinrichtung die gemessene Außentemperatur außerhalb des Containers zur Verarbeitung zugeleitet.

[0021] Weiter ermöglicht die vorgeschlagene Vorrichtung, dass beim Unterschreiten mindestens eines vorgegebenen Klimaparameters innerhalb des Containers, vorzugsweise einer Innentemperatur, zuerst die Zuluftklappe und bei einem weiteren Sinken der Temperatur auch die Abluftklappe verschlossen werden oder beide Klappen gleichzeitig. Ein solcher Fall deutet auf eine Störung hin, so dass beim Unterschreiten eines vorgegebenen Klimaparameters innerhalb des Containers, vorzugsweise einer vorgegebenen Innentemperatur, durch die Steuereinrichtung ebenfalls ein Alarmsignal ausgesendet wird.

[0022] Die Alarmauslösung kann in bekannter Weise durch eine Außenanzeige und/oder eine Signalübermittlung, auch funktechnisch, an eine Kontrollstelle erfolgen.

[0023] Die Vorrichtung soll anhand der Zeichnungen erläutert werden. 2/7 österreichisches Patentamt AT 12 898 Ul 2013-01-15 [0024] Es zeigen: [0025] Fig. 1 den zu kühlenden Container in einer Seitenansicht A und [0026] Fig. 2 den zu kühlenden Container in einer Seitenansicht B.

[0027] In den Fig. 1 und 2 ist die Vorrichtung zum Kühlen von Telekommunikationsanlagen 8, die in Containern 9 angeordnet sind, dargestellt. Der Container 9 verfügt über einen verschließbaren Zuluftkanal 10 für Umgebungsluft in den Container 9, einen verschließbaren Abluftkanal 7 aus dem Container 9, einen am Ende des Abluftkanals 7 außerhalb des Containers 9 angeordneten Lüfter 6 in Form einer Hybridturbine, die mit Wind und zusätzlich einem Elektromotor antreibbar ist. Der Container 9 enthält weiter eine Steuereinrichtung 4, durch die in Abhängigkeit von mindestens einem gemessenen und/oder vorgegebenen Parameter der elektromotorische Antrieb des Lüfters 6 aktivierbar oder deaktivierbar ist und durch die ein Öffnen, Schließen und/oder Verstellen der Zuluft- und Abluftklappen 3, 5 der Zu- und Abluftkanäle 7, 10 erfolgt.

[0028] Ist eine autark betreibbare Klimaanlage 11 vorhanden, kann dies in den energieökonomischen Kühlprozess mittels der Hybridturbine einbezogen werden, indem die Steuereinrichtung 4 mit der Klimaanlage 11 des Containers 9 steuerungstechnisch verbunden wird, so dass die Klimaanlage zu- oder abschaltbar ist und damit verbunden die für den Betrieb der Klimaanlage notwendigen Bedingungen im Container 9 eingestellt werden.

[0029] Die Steuereinrichtung 4 ist weiter mindestens mit Messdaten über die Außentemperatur, die Temperatur innerhalb des Containers 9 und die Lüfterdrehzahl über eine Eingabeeinrichtung versorgbar.

[0030] Weiter wird gezeigt, dass mindestens im Zuluftkanal 10 ein Luftfilter 2 angeordnet ist.

[0031] Mit Inbetriebnahme der Elektronik 8 des Containers 9 beginnen die elektronischen Bauelemente Wärme abzustrahlen, was sich in einem Temperaturanstieg im Container 9, gemessen durch den Sensor 12, zeigt.

[0032] Die Steuereinrichtung 4 registriert diesen Temperaturanstieg (>15qC) und öffnet die Zu-und Abluftklappen 3 und 5. Der als Hybridturbine ausgebildete Lüfter 6 sorgt in Folge des Windantriebes für einen Kühlluftstrom aus der Umgebungsluft für eine Kühlung der Bauteile 8 (< 23°C). Wenn die Steuereinrichtung signalisiert, dass kein Wind zum Antrieb vorhanden ist, oder bei einem weiteren Temperaturanstieg (>23cC) wegen nicht ausreichender Kühlung, schaltet die Steuereinrichtung 4 den elektromotorischen Antrieb des Lüfters 6 zu oder an. Die Drehzahl kann dabei steuerbar sein.

[0033] Ergibt sich, dass die Kühlung nicht ausreichend ist -z. B. wegen zu hoher Außentemperaturen - schaltet die Steuereinrichtung bei Temperaturen um 30 °C den elektromotorischen Antrieb des Lüfters 6 ab, schließt die Zu- und Abluftklappen 3 und 5 und aktiviert die Klimaanlage 11, die jetzt die Kühlung allein übernimmt. Ist keine Klimaanlage vorhanden oder steigt die Temperatur weiter, erfolgt eine Alarmsignalgebung.

[0034] Natürlich ist es auch möglich, unter Einbeziehung der Betriebsdaten sowie gemessener Umweltdaten den voraussichtlichen Temperaturverlauf zu berechnen und bei einer berechneten Gefahr zu einem früheren Zeitpunkt ein Alarmsignal auszusenden. Dies erfolgt gewöhnlich funktechnisch zu einer Zentrale.

[0035] Bei der Registrierung von sinkenden Innentemperaturen im Container 9 erfolgt der Vorgang umgekehrt.

[0036] Temperaturwerte unterhalb eines vorgegebenen niedrigen Wertes sollten ebenfalls zur Auslösung eines Alarmsignals führen, da dies auf eine möglich Betriebsstörung hinweist.

[0037] Natürlich ist es auch möglich, dem Vollzug der einzelnen Verfahrensschritte durch entsprechende Sensoren zu überwachen z. B. das Verschlossensein der Zu- und Abluftklappen 3 und 5. Auch dabei festgestellte Fehler können zu einer Alarmauslösung führen.

[0038] Berechnungen der Anmelderin haben ergeben, dass mit der vorgeschlagenen Anlage 3/7

Claims (12)

1. österreichisches Patentamt AT12 898U1 2013-01-15 gegenüber der vorherrschenden Klimaanlagenkühlung pro Jahr 1.500 KW/h je Anlage eingespart werden und eine Reduktion des C02 Ausstoßes von 960 kg je Anlage erreicht wird. Angesichts von rund 8.000 Stationen in Deutschland ein enormer technischer Fortschritt. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Schutzgitter insbesondere Wetterschutz 2 Filter 3 Zuluftklappe mit Steuereinheit 4 Steuereinrichtung 5 Abluftklappe mit Steuereinheit 6 Lüfter 7 Abluftkanal 8 Elektronik 9 Container 10 Zuluftkanal 11 Klimaanlage 12 Sensor Ansprüche 1. Vorrichtung zum Kühlen von gehausten Räumen, insbesondere von Telekommunikationsanlagen (8), die in Containern (9) angeordnet sind, mit einem verschließbaren Zuluftkanal (10) für Umgebungsluft in den Container (9) hinein, einem verschließbaren Abluftkanal (7) aus dem Container (9), wobei der Zuluftkanal (10) eine Zuluftklappe (3) und der Abluftkanal (7) eine Abluftklappe (5) aufweisen dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Abluftkanals (7) außerhalb des Containers (9) ein Lüfter angeordnet ist, der mit Wind und einem Elektromotor antreibbar ist und dass die Vorrichtung über einer Steuereinrichtung (4) verfügt, durch die in Abhängigkeit von mindestens einem gemessenen und/oder vorgegebenen Parameter der elektromotorische Antrieb des Lüfters (6) aktivierbar oder deaktivierbar ist und durch die ein Öffnen, Schließen und/oder Verstellen der Zuluft- und Abluftklappen (3, 5) der Zu- und Abluftkanäle (7, 10) erfolgt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (6) eine Hybridturbine ist, deren Windturbine selbst als zentrifugales elektromotorisch angetriebenes Gebläserad arbeitet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) mit einer autark arbeitenden Klimaanlage (11) des Containers (9) steuerungstechnisch verbunden ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) mindestens mit Messdaten über die Außentemperatur, die Temperatur innerhalb des Containers (9) und die Lüfterdrehzahl über eine Eingabeeinrichtung versorgbar ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens im Zuluftkanal (10) ein Luftfilter (2) angeordnet ist.
6. 6. Verfahren zur Kühlung des Innenraumes eines wärmeabstrahlende elektronische Bauelemente enthaltenen Containers, der aufweist - einen Zuluftkanal für Umgebungsluft mit verstell- und verschließbarer Zuluftklappe, 4/7 österreichisches Patentamt AT 12 898 Ul 2013-01-15 - einen Abluftkanal in die Umgebungsluft mit verstell- und verschließbarer Abluftklappe, - einen am Ende des Abluftkanals außerhalb des Containers angeordneten mit Wind und durch einen Elektromotor antreibbaren Lüfter, - eine Steuerschaltung für den elektromotorischen Antrieb des Lüfters und zum Verstellen der Zu- und Abluftklappen sowie - mindestens einer Eingabeeinrichtung für die Steuerschaltung dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung durch vorgegebene Steuerbefehle und/oder durch einen Soll-Ist-Vergleich von gemessenen Klimagrößen innerhalb des Containers aktiviert wird, die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von vorgegebenen Steuerbefehlen und/oder dem Soll-Ist-Vergleich den elektromotorischen Lüfterantrieb zu oder abschaltet und eine Einstellung der Zu- und Abluftklappen vornimmt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinrichtung als weitere Eingangsgröße die über die vorhandene Windlast erzielbare Lüfterleistung oder Lüfterdrehzahl zur Verfügung gestellt und für die Zu-oder Abschaltung des motorischen Lüfterantriebes mit genutzt wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinrichtung die gemessene Außentemperatur außerhalb des Containers zur Verarbeitung zugeleitet wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Unterschreiten mindestens eines vorgegebenen Klimaparameters innerhalb des Containers, vorzugsweise einer Innentemperatur, zuerst die Zuluftklappe und bei einem weiteren Sinken der Temperatur auch die Abluftklappe verschlossen werden oder beide Klappen gleichzeitig.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überschreiten mindestens eines vorgegebenen Klimaparameters innerhalb des Containers, vorzugsweise einer Innentemperatur, die Zu- und Abluftklappen geöffnet werden und bei einem weiteren Temperaturanstieg der motorische Lüfterantrieb zugeschaltet wird.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorhandener ausgeschalteter Klimaanlage beim Überschreiten mindestens eines vorgegebenen Klimaparameters innerhalb des Containers, vorzugsweise einer vorgegebenen Innentemperatur, der bis dahin aktivierte motorische Lüfterantrieb ausgeschaltet und die Zu- und Abluftklappen geschlossen werden sowie die Klimaanlage aktiviert wird.
12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überschreiten und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Klimaparameters innerhalb des Containers, vorzugsweise einer vorgegebenen Innentemperatur, durch die Steuereinrichtung ein Alarmsignal ausgesendet wird. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 5/7