AT14905U1 - Control cabinet for cooling electrical components - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank zum Kühlen von elektrischen Baugruppen innerhalb des Schaltschranks. Der Schaltschrank weist einen Ansaugbereich auf, in welchem mindestens ein Ansaugventilator verortet ist, welcher gasförmiges Kühlmittel aus der Umgebung ansaugt und in mindestens zwei Kühlkanäle einbläst. Diesen Kühlkanälen sind mindestens zwei elektrische Baugruppen zugeordnet. Durch das von den Ansaugventilatoren eingeblasene Kühlmittel werden die zu kühlenden Baugruppen unabhängig voneinander mit frischem Kühlmittel versorgt.The invention relates to a cabinet for cooling electrical components within the cabinet. The control cabinet has an intake area, in which at least one intake fan is located, which sucks gaseous coolant from the environment and blows into at least two cooling channels. These cooling channels are assigned at least two electrical components. By injected from the intake fans coolant the components to be cooled are supplied independently with fresh coolant.
Description
Beschreibungdescription
SCHALTSCHRANK ZUM KÜHLEN VON ELEKTRISCHEN BAUGRUPPENCONTROL CABINET FOR COOLING ELECTRICAL MODULES
[0001] Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank zur Aufnahme und zur Kühlung von elektrischen Baugruppen, welcher einen Ansaugbereich mit mindestens einem Ansaugventilator, einen Ausblasbereich und einen Schaltbereich aufweist.The invention relates to a cabinet for receiving and cooling of electrical components, which has an intake area with at least one intake fan, a blow-out area and a switching area.
[0002] Allgemein ist bekannt, einen Schaltschrank zur Unterbringung von elektrischen und elektronischen Bauteilen bzw. Baugruppen zu verwenden. Üblicherweise ist ein solcher Schaltschrank modular aufgebaut und besitzt eine beispielsweise 19“ Rasterung, welche in Reihenbauweise mit Bauteilen bzw. Baugruppen bestückt werden kann. Grundsätzlich besteht ein solcher Schaltschrank aus einer Rahmenkonstruktion und dient in erster Linie dazu, die elektronischen und elektrischen Bauteile bzw. Baugruppen zu beherbergen und vor Umwelteinflüssen wie beispielsweise Wasser oder Staub zu schützen. Darüber hinaus ist bekannt, dass ein Schaltschrank mittels aktiver und/oder passiver Kühlung so gekühlt werden kann, dass die Wärme der behausten elektrischen und elektronischen Bauelemente vom Inneren des Schaltschranks nach Außen abgeführt wird. Dies kann beispielsweise sowohl mit einem Ventilator, einem Wärmetauscher oder mittels natürlicher Konvektion erfolgen.Generally, it is known to use a cabinet for housing of electrical and electronic components or assemblies. Usually, such a cabinet is modular and has an example 19 "screening, which can be fitted in rows with components or assemblies. Basically, such a cabinet consists of a frame construction and serves primarily to accommodate the electronic and electrical components or assemblies and to protect against environmental influences such as water or dust. In addition, it is known that a cabinet can be cooled by means of active and / or passive cooling so that the heat of the housed electrical and electronic components is discharged from the inside of the cabinet to the outside. This can be done for example with a fan, a heat exchanger or by natural convection.
[0003] Aus der DE 3721901 A1 ist ein Schaltschrank für elektronische bzw. elektrische Komponenten bekannt, welcher in zwei Bereiche aufgeteilt ist, wobei ein Bereich spritzwassergeschützt und staubdicht ist und im wesentlichen elektronischen Komponenten beherbergt. Die Abführung der Verlustwärme erfolgt in diesem Bereich über die Abstrahlung durch die Außenwände. In einem weiteren Bereich sind jene Komponenten untergebracht, die eine höhere Wärmeabstrahlung haben. Diese erhöhte Wärmeabstrahlung wird durch einen Lüfter abgeführt, welcher im oberen Bereich dieses Bereichs positioniert ist.From DE 3721901 A1 discloses a cabinet for electronic or electrical components is known, which is divided into two areas, with an area is splash-proof and dustproof and houses essentially electronic components. The dissipation of heat loss occurs in this area via the radiation through the outer walls. In another area, those components are housed, which have a higher heat radiation. This increased heat radiation is dissipated by a fan, which is positioned in the upper part of this area.
[0004] Darüber hinaus offenbart EP 1637020 B1 einen Schaltschrank, welcher wärmeerzeugenden Einbauten individuelle Kühlkörper zuordnet, wobei sich diese Kühlkörper über Vorlaufund Rücklaufleitungen in einem gemeinsamen Kältekreislauf befinden und über einen Wärmetauscher mit Kühlmittel versorgt werden. Der Wärmetauscher ist im Bodenbereich des Schaltschranks untergebracht und wird über einen Doppelboden mit einer zentralen Klimatisierungseinrichtung mit Kaltluft versorgt.In addition, EP 1637020 B1 discloses a cabinet, which assigns heat sinks internals individual heatsink, said heatsink are via flow and return lines in a common refrigeration cycle and are supplied via a heat exchanger with coolant. The heat exchanger is housed in the floor area of the cabinet and is supplied via a double floor with a central air conditioning with cold air.
[0005] Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Schaltschränken ist, dass durch den Aufbau keine optimale Kühlung der einzelnen Wärmeerzeuger gewährleistet ist, und ein entsprechendes Abführen der Wärme nur mit sehr komplexen Kühlsystemen möglich ist, welche die Kompaktheit des Schaltschranks erheblich beeinflussen.A disadvantage of the known from the prior art cabinets that optimum cooling of the individual heat generator is ensured by the structure, and a corresponding dissipation of heat only with very complex cooling systems is possible, which significantly affect the compactness of the cabinet.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mindestens zwei elektrische Baugruppen in einem Schaltschrank optimal zu kühlen.Object of the present invention is to optimally cool at least two electrical components in a cabinet.
[0007] Zur Lösung der Aufgabe wird ein Schaltschrank nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beansprucht.To solve the problem, a control cabinet is proposed according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are claimed in the subclaims.
[0008] Durch den erfindungsgemäßen Schaltschrank werden elektrische Baugruppen, welche in einem Schaltbereich im Inneren des Schaltschranks angeordnet sind, so gekühlt, dass einzelne elektrische Baugruppen mit einem gasförmigen Kühlmittel so umströmt bzw. beströmt werden, dass die jeweiligen Baugruppen jeweils mit frischem Kühlmittel versorgt werden.By the cabinet according to the invention electrical components, which are arranged in a switching area in the interior of the cabinet, cooled so that individual electrical components are so flowed around or flowed with a gaseous coolant, that the respective modules are each supplied with fresh coolant ,
[0009] Ein Schaltschrank im Sinne der Erfindung, ist ein Schrank, welcher zur Beherbergung und zum Schutz von elektrischen Baugruppen dient.A control cabinet in the context of the invention, is a cabinet which serves to accomodate and protect electrical components.
[0010] Elektrische Baugruppen im Sinne der Erfindung, sind elektrische und elektronische Bauteile, die in sog. Baugruppen angeordnet bzw. elektrisch verschaltet sind und im Betrieb Wärme erzeugen.Electrical assemblies in the context of the invention are electrical and electronic components that are arranged in so-called. Modules or electrically interconnected and generate heat during operation.
[0011] Kühlmittel im Sinne der Erfindung, sind gasförmige Stoffe oder Stoffgemische, die zum Transport von Wärme verwendet werden.Coolant in the context of the invention are gaseous substances or mixtures of substances that are used to transport heat.
[0012] Ventilatoren im Sinne der Erfindung, sind fremdgetriebene Strömungsmaschinen, die ein gasförmiges Medium befördern.Fans in the context of the invention are externally driven turbomachines that carry a gaseous medium.
[0013] Der Ansaugbereich im Sinne der Erfindung, ist ein Bereich im Schaltschrank, in dem frisches Kühlmittel angesaugt wird.The intake in the context of the invention is an area in the cabinet, is sucked in the fresh coolant.
[0014] Der Ausblasbereich im Sinne der Erfindung, ist ein Bereich im Schaltschrank aus dem erwärmtes Kühlmittel abgegeben wird.The blow-out within the meaning of the invention, an area in the cabinet is released from the heated coolant.
[0015] Der Schaltbereich im Sinne der Erfindung, ist ein Bereich im Schaltschrank, in dem elektrische Baugruppen angeordnet und verschaltet sind.The switching range in the context of the invention is an area in the control cabinet, are arranged and interconnected in the electrical components.
[0016] Der Kühlkanal im Sinne der Erfindung ist eine Vorrichtung, die Kühlmittel zu den zu kühlenden elektrischen Baugruppen leitet.The cooling channel in the context of the invention is a device that directs coolant to the electrical components to be cooled.
[0017] Die Umgebung im Sinne der Erfindung ist jener Bereich, welcher sich um den Schaltschrank herum befindet und aus welchem Kühlmittel in den Ansaugbereich angesaugt wird.The environment in the context of the invention is that area which is located around the cabinet and from which refrigerant is sucked into the intake.
[0018] Die erfindungsgemäße Lehre schlägt einen Schaltschrank zur Aufnahme von elektrischen Baugruppen mit mindestens zwei Kühlkanälen vor, welche so im Schaltschrank angeordnet sind, dass mindestens zwei elektrische Baugruppen unabhängig voneinander gekühlt werden. Mindestens ein Ansaugventilator ist so im Schaltschank angeordnet, dass er das gasförmige Kühlmittel in mindestens zwei Kühlkanäle einbläst. Dies hat den Vorteil, dass mindestens zwei elektrische Baugruppen unabhängig voneinander aktiv gekühlt werden können und strömungsmäßig nachgeführte Baugruppen nicht mit dem erwärmten Kühlmittel einer vorangegangenen Baugruppe gekühlt werden, sondern immer frisches Kühlmittel zur Kühlung verwendet wird.The teaching of the invention proposes a cabinet for receiving electrical components with at least two cooling channels, which are arranged in the cabinet so that at least two electrical components are cooled independently. At least one intake fan is arranged in the switch cabinet so that it injects the gaseous coolant into at least two cooling channels. This has the advantage that at least two electrical assemblies can be actively cooled independently of each other and fluidly tracked modules are not cooled with the heated coolant of a previous module, but always fresh coolant is used for cooling.
[0019] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltschranks weist darüber hinaus einen im Schaltschrank angeordneten Ansaugbereich und einen davon separierten, ebenfalls im Schaltschrank befindlichen, Schaltbereich auf.In a preferred embodiment of the cabinet according to the invention also has a arranged in the cabinet suction and one of them separated, also located in the cabinet, switching area.
[0020] Der Schaltbereich beherbergt die elektrischen Baugruppen, welche in einer Ausführungsform bevorzugt in einem 19" Standardrack oder in modularen Einheiten oder einer Mischform daraus angeordnet sind.The switching region houses the electrical assemblies, which in one embodiment are preferably arranged in a 19 "standard rack or in modular units or a hybrid form thereof.
[0021] Der Ansaugbereich selbst weist zumindest eine oder mehrere Ansaugöffnungen auf, durch welche der mindestens eine Ansaugventilator, welcher im Ansaugbereich angeordnet ist, gasförmiges Kühlmittel durch die mindestens eine Ansaugöffnung aus der Umgebung des Schaltschranks ansaugt.The intake area itself has at least one or more intake openings, through which the at least one intake fan, which is arranged in the intake area, aspirates gaseous coolant through the at least one intake opening from the environment of the control cabinet.
[0022] Die Ansaugöffnungen können insbesondere so ausgeführt sein, dass vorteilhaft zwischen der Umgebung und dem Ansaugbereich ein Filter angeordnet ist, welcher das angesaugte Kühlmittel vor dem Ansaugen in den Ansaugbereich filtert. Diese Filter können beispielsweise aus Filtermatten bestehen und je nach Umgebungseinflüssen unterschiedliche Körnungen aufweisen. Darüber hinaus können die Ansaug- und Ausblasöffnungen in vorteilhafter Weise mit entsprechenden Lüftungsschlitzen ausgestaltet sein, um den Filter bzw. den Ansaugbereich zusätzlich vor mechanischen Einflüssen von außen z.B. gegen Berührung oder dem Eindringen von Wasser zu schützen.The suction openings may in particular be designed so that advantageously between the environment and the suction area, a filter is arranged, which filters the sucked coolant before sucking into the intake area. These filters may for example consist of filter mats and depending on the environment have different grain sizes. In addition, the suction and exhaust openings may be advantageously designed with corresponding ventilation slots in order to additionally protect the filter or the intake area against external mechanical influences, e.g. to protect against contact or ingress of water.
[0023] Der mindestens eine Ansaugventilator, welcher vorteilhaft als Radialventilator ausgeführt ist, saugt Kühlmittel parallel bzw. axial zur Antriebsachse des Radialventilators an und lenkt das Kühlmittel durch die Rotation des Radiallaufrads um 90° um und bläst das Kühlmittel in mindestens einen Kühlkanal. Außerordentlich vorteilhaft ist der Einsatz eines beidseitig ansaugenden Radialventilators, welcher ein noch größeres Kühlmittelvolumen ansaugen kann.The at least one intake fan, which is advantageously designed as a centrifugal fan, sucks coolant in parallel or axially to the drive axis of the centrifugal fan and directs the coolant by the rotation of the radial impeller by 90 ° and blows the coolant in at least one cooling channel. Extremely advantageous is the use of a double-suction radial fan, which can suck in an even larger volume of coolant.
[0024] In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist im Ansaugbereich des Schaltschranks ein beidseitig saugender Radialventilator so positioniert, dass dieser so viel Kühlmittel aus dem Ansaugbereich ansaugt, dass sich im Ansaugbereich ein Unterdrück ausbildet und das Kühlmittel aufgrund des Unterdrucks im Ansaugbereich besonders vorteilhaft über die gesamte Fläche des Ansaugbereichs bzw. der Ansaugöffnungen ansaugt wird. Eine solche Ausführungsform hat den Vorteil, dass besonders viel Kühlmittel aus der Umgebung in den Ansaugbereich angesaugt werden kann, da der Unterdrück, welcher durch die beidseitig saugenden Radialventilatoren im Ansaugbereich erzeugt wird, das Kühlmittel über alle Ansaugöffnungen ansaugt.In a preferred embodiment, in the intake of the cabinet, a bilaterally sucking centrifugal fan is positioned so that it sucks so much coolant from the intake that forms a vacuum in the intake and the coolant due to the negative pressure in the intake particularly advantageous over the entire surface the suction area or the suction is sucked. Such an embodiment has the advantage that a particularly large amount of coolant can be sucked from the environment into the intake, since the negative pressure, which is generated by the double-suction centrifugal fans in the intake, sucks the coolant through all suction.
[0025] Der im Ansaugbereich positionierte Ansaugventilator leitet das angesaugte Kühlmittel in mindestens eine Eingangsöffnung eines Kühlkanals, welcher vom Ansaugbereich in einen vom Ansaugbereich separierten Schaltbereich verläuft.The suction fan positioned in the intake area directs the sucked coolant into at least one inlet opening of a cooling channel, which extends from the suction area into a switching area separated from the suction area.
[0026] Der Schaltbereich ist vorzugsweise so ausgeführt, dass das eingeleitete Kühlmittel im Schaltbereich einen leichtern Überdruck erzeugt, welcher den Schaltbereich zusätzlich vor dem Eindringen von Schmutz und/oder Staub in den Schaltbereich schützt.The switching range is preferably designed so that the introduced coolant in the shift range generates a lighter overpressure, which additionally protects the shift range from the ingress of dirt and / or dust in the shift range.
[0027] Dem mindestens einen Ansaugventilator des Ansaugbereichs sind mindestens zwei Kühlkanäle zugeordnet, wobei den jeweiligen Kühlkanälen mindestens eine elektrische Baugruppe zugeordnet ist. Gemäß einer möglichen Ausführungsform kann auch ein Ansaugventilator genau einem Kühlkanal zugeordnet sei. Diese Ausführungsform führt dazu, dass jeder Ansaugventilator das aus der Umgebung angesaugte Kühlmittel in einen Kühlkanal einbläst, wobei der jeweilige Kühlkanal einer einzigen elektrischen Baugruppe zugeordnet ist, also der jeweilige Kühlkanal so ausgereichtet ist, dass er das Kühlmittel zu einer einzigen elektrischen Baugruppe leitet. Bei einer weiterführenden Ausführung dieser Bauform können mehrere Baugruppen über jeweils einen exklusiv dafür verwendeten Kühlkanal und einen jeweils dafür verwendeten Ansaugventilator so verortet werden, dass jede der beispielhaften elektrischen Baugruppen jeweils mit frischem Kühlmittel aus der Umgebung versorgt wird.The at least one intake fan of the intake are associated with at least two cooling channels, wherein the respective cooling channels is associated with at least one electrical assembly. According to a possible embodiment, an intake fan can be assigned to exactly one cooling channel. This embodiment results in each intake fan injecting the coolant sucked from the environment into a cooling channel, wherein the respective cooling channel is assigned to a single electrical assembly, that is, the respective cooling channel is designed such that it directs the coolant to a single electrical assembly. In a further embodiment of this design, a plurality of assemblies can each be located via a respective cooling channel used exclusively for this purpose and a respective intake fan used, that each of the exemplary electrical components is supplied in each case with fresh coolant from the environment.
[0028] Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Schaltschranks offenbart einen Kühlkanal, welcher so ausgestaltet ist, dass der Kühlkörper der zu kühlenden Baugruppe vollständig vom Kühlmittel umströmt werden, oder eine einzelne Baugruppe als Ganzes vom Kühlmittel beströmt und umströmt wird. Der Kühlkanal selbst kann beispielsweise aus Leitblechen oder hitzebeständigen Kunststoff oder ähnlichem gefertigt sein und wird vom Ansaugbereich zum jeweils zur kühlenden Baugruppe geführt.An advantageous embodiment of the cabinet discloses a cooling channel, which is designed so that the cooling body of the assembly to be cooled are completely surrounded by the coolant, or a single assembly is flowed as a whole by the coolant and flows around. The cooling channel itself can be made, for example, from baffles or heat-resistant plastic or the like, and is guided from the intake to the respective cooling assembly.
[0029] Stromabwärts der zu kühlenden Baugruppen, welche durch das Kühlmittel gekühlt werden, wird das durch die Verlustwärme der elektrischen Baugruppen erwärmte Kühlmittel dem separierten Ausblasbereich zugeführt. Dieser Ausblasbereich weist mindestens eine Ausblasöffnung in die Umgebung auf, durch welche das erwärmte Kühlmittel abgegeben wird. Im Ausblasbereich kann in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Ausblasventilator verortet sein, welcher das erwärmte Kühlmittel aktiv aus den Kühlkanälen, welche in den Ausblasbereich führen, in die Umgebung abführt. Als Ventilator kann grundsätzlich jede fremdgetriebene Strömungsmaschine für den Abtransport des erwärmten Kühlmittels verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist die Ausführung als Radialventilator.Downstream of the components to be cooled, which are cooled by the coolant, the heated by the heat loss of the electrical components coolant is supplied to the separated discharge area. This blow-out region has at least one blow-out opening into the environment through which the heated coolant is discharged. In the blow-out area, in an advantageous embodiment of the invention, a blow-out fan can be located, which actively discharges the heated coolant from the cooling channels, which lead into the blow-out area, into the environment. As a fan, basically any externally driven turbomachine for the removal of the heated coolant can be used. Particularly advantageous is the design as a radial fan.
[0030] Sowohl die Ansaugöffnung als auch die Ausblasöffnung können als einzelne Öffnungen im Schaltschrank ausgeführt sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Ansaugöffnung und die Ausblasöffnung über den ganzen jeweiligen Bereich, also den Ansaugbereich oder den Ausblasbereich erstrecken und die Fläche der jeweiligen Öffnung beispielsweise der Oberfläche des jeweiligen Bereichs in die Umgebung entspricht. In dieser besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann jeweils ein maximaler Strom an Kühlmittel bereitgestellt oder abgeführt werden.Both the suction port and the exhaust port can be designed as individual openings in the control cabinet. It is particularly advantageous if the intake opening and the exhaust opening extend over the entire respective area, that is to say the intake area or the blow-out area, and the area of the respective opening corresponds, for example, to the surface of the respective area into the surroundings. In this particularly advantageous embodiment, in each case a maximum flow of coolant can be provided or removed.
[0031] Vorteilhaft sind sowohl die Ansaugöffnung als auch die Ausblasöffnung auf derselben Schrankseite verortet, was vorzugsweise die zu öffnende Schrankseite, besonders vorzugsweise die zu öffnende Schrankfrontseite ist. Dies hat den Vorteil, dass der Schaltschrank in bereits bestehende Schaltschranksysteme integriert werden kann, ohne auf etwaige bauliche Eigenheiten hinsichtlich der Zuführung und Abführung des Kühlmittels Rücksicht nehmen zu müssen.Advantageously, both the suction port and the exhaust port are located on the same side of the cabinet, which is preferably the cabinet side to be opened, particularly preferably the front of the cabinet to be opened. This has the advantage that the cabinet can be integrated into existing cabinet systems, without having to take into account any structural peculiarities with regard to the supply and discharge of the coolant.
[0032] Hinsichtlich der Regelung der Temperatur im Schaltschrank ist es vorteilhaft, an verschiedenen Positionen innerhalb des Schaltschranks entsprechende Temperatursensoren zu verbauen, welche vorzugsweise kontinuierlich die Temperatur an den jeweiligen Stellen messen und an eine Regeleinrichtung, welche besonders bevorzugt ebenfalls innerhalb des Schaltschranks verortet ist, übermitteln. Durch diese Regeleinrichtung kann beispielsweise die Dreh zahl der einzelnen Ventilatoren und somit die Strömungsvolumina der jeweiligen Ansaug- und Ausblasventilatoren geregelt und der jeweiligen Temperatur angepasst werden. Weiters wäre beispielsweise eine Regelung der Anstellwinkel der jeweiligen Ventilatorflügel ebenfalls eine Möglichkeit um das Strömungsvolumens im Schaltschrank zu erhöhen.With regard to the control of the temperature in the control cabinet, it is advantageous to install at different positions within the cabinet corresponding temperature sensors, which preferably continuously measure the temperature at the respective locations and to a control device, which is particularly preferably also located within the cabinet, to transfer. By this control device, for example, the rotational speed of the individual fans and thus the flow volumes of the respective intake and exhaust fans regulated and adapted to the respective temperature. Furthermore, for example, a regulation of the angle of attack of the respective fan blades would also be a possibility to increase the flow volume in the control cabinet.
[0033] Anhand der folgenden Figuren wird ein konkretes Ausführungsbeispiel erläutert: [0034] Figur 1 zeigt einen perspektivisch dargestellten Schaltschrank mit geöffneter Vorder seite und geöffnetem Ansaugbereich.A concrete exemplary embodiment will be explained with reference to the following figures: FIG. 1 shows a perspective view of a control cabinet with an open front side and an open suction area.
[0035] Figur 2 zeigt eine perspektivische dargestellte Rückansicht des Schaltschranks ge mäß Figur 1 mit geöffneter Rückwand und geöffnetem Ansaugbereich.Figure 2 shows a perspective rear view of the cabinet ge shown in Figure 1 with open rear wall and open intake.
[0036] Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform des Schaltschranks 1 zeigt einen Ansaugbereich 2, welcher mit drei Ansaugöffnungen 6,7,8 ausgestattet ist. Im Ansaugbereich 2 selbst sind drei Ansaugventilatoren 13, 14, 15 positioniert, welche als beidseitige Radialventilatoren ausgeführt sind. Durch die Ausführung der Ansaugventilatoren 13, 14, 15 als beidseitige Radialventilatoren wird im Ansaugbereich 2 ein Unterdrück erzeugt, welcher es ermöglicht, dass über alle drei Ansaugöffnungen 6, 7, 8 Luft aus der Umgebung 5 in den Ansaugbereich 2 angesaugt wird. Die Ansaugventilatoren 13, 14, 15 saugen die frische Umgebungsluft an und leiten diese vom Ansaugbereich 2 in jeweils einen Kühlkanal 16, 17, 18. Der Ansaugventilator 15 leitet die angesaugte Umgebungsluft in den Kühlkanal 18, welcher die Umgebungsluft zur Kühlung direkt zu den zu kühlenden elektrischen Baugruppen 19, 20 leitet. Der Transformator 19 steht vorteilhaft auf dem Kühlkanal 18, oder ist zumindest so auf dem Kühlkanal 18 positioniert, dass Öffnungen des Kühlkanals 18 direkt auf die Wicklungen des darauf positionierten Transformators 19 gerichtet sind und so eine Kühlung des Transformators 19 sichergestellt ist. Darüber hinaus wird der gleiche Kühlkanal 18 im Schaltbereich 4 weitergeführt und kann neben dem Transformator 19, eine davon separierte Drossel 20 kühlen. Alternativ kann die Kühlung von Transformator 19 und Drossel 20 separat und darüber hinaus auch unabhängig von der jeweils anderen elektrischen Baugruppe erfolgen. Die elektrische Baugruppe selbst ist als nicht weiter dargestellte Leistungselektronik zu verstehen, von welcher in der Figur lediglich eine Öffnung sichtbar ist, in welcher der Kühlkörper der Leistungselektronik verortet ist. In Figur 1 werden darüber hinaus noch zwei weitere Ansaugventilatoren 13, 14 dargestellt, welche die angesaugte Umgebungsluft direkt an die Kühlkanäle 16 und 17 leiten. Mittels diesen Kühlkanälen 16, 17 wird die in Figur 1 nicht dargestellte Leistungselektronik, welche in den Öffnungen der Leistungselektronik 21 positioniert ist, gekühlt.The embodiment of the cabinet 1 shown in Figure 1 shows a suction 2, which is equipped with three suction 6,7,8. In the intake 2 itself three intake fans 13, 14, 15 are positioned, which are designed as double-sided centrifugal fans. By the execution of the intake fans 13, 14, 15 as two-sided centrifugal fans, a negative pressure is generated in the suction 2, which allows that over all three suction ports 6, 7, 8 air from the environment 5 is sucked into the intake 2. The intake fans 13, 14, 15 suck in the fresh ambient air and direct it from the intake 2 into a respective cooling channel 16, 17, 18. The intake fan 15 passes the sucked ambient air into the cooling channel 18, which the ambient air for cooling directly to be cooled electrical assemblies 19, 20 passes. The transformer 19 is advantageously on the cooling channel 18, or at least positioned on the cooling channel 18, that openings of the cooling channel 18 are directed directly to the windings of the transformer 19 positioned thereon and so cooling of the transformer 19 is ensured. In addition, the same cooling channel 18 is continued in the switching area 4 and, in addition to the transformer 19, can cool a throttle 20 separated therefrom. Alternatively, the cooling of transformer 19 and inductor 20 can be made separately and, moreover, independently of the respective other electrical assembly. The electrical assembly itself is to be understood as not shown power electronics, of which in the figure only an opening is visible, in which the heat sink of the power electronics is located. In addition, two further intake fans 13, 14 are shown in Figure 1, which direct the sucked ambient air to the cooling channels 16 and 17. By means of these cooling channels 16, 17, the power electronics, not shown in Figure 1, which is positioned in the openings of the power electronics 21, cooled.
[0037] Die Figur 1 zeigt, dass die eingeblasene Umgebungsluft so in die Kühlkanäle 16, 17 eingeleitet wird, dass die nicht dargestellten Kühlkörper einer Leistungselektronik, welche für jede denkbare elektrische und elektronische Baugruppe steht, von der eingeblasenen Umgebungsluft umströmt werden. Die hier nicht dargestellte Leistungselektronik kann beispielsweise aus Leistungshalbleiter wie IGBTs, Thyristoren, GTOs, MOSFETs, JFETs, Dioden oder daraus aufgebaute Einheiten, sogenannten Power Stacks bestehen. Die Kühlkanäle 16, 17, welche in der Figur 1 diese nicht dargestellte Leistungselektronik in den Öffnungen 21 kühlt, wird ausgehend von den Kühlkörpern der Leistungselektronik weiter in den Ausblasbereich 3 des Schaltschranks 1 geführt. Der räumlich separierte Ausblasbereich 3 des Schaltschranks 1 kann einen oder mehrere (nicht näher dargestellte) Ausblasventilatoren beinhalten, welche die durch die Kühlkanäle 16, 17,18 zugeführte und durch die elektrischen Baugruppen 19, 20, 21 erwärmte Umgebungsluft wieder in die Umgebung 5 ausbläst. Darüber hinaus weist der Ausblasbereich 3 in dieser Ausführungsform vier Ausblasöffnungen 9, 10, 11, 12 auf, durch welche das erwärmte Kühlmittel in die Umgebung 5 abgeführt wird.Figure 1 shows that the injected ambient air is introduced into the cooling channels 16, 17, that the heat sink, not shown, a power electronics, which stands for every conceivable electrical and electronic assembly, are flowed around by the injected ambient air. The power electronics, not shown here, can for example consist of power semiconductors such as IGBTs, thyristors, GTOs, MOSFETs, JFETs, diodes or units built therefrom, so-called power stacks. The cooling channels 16, 17, which cools this power electronics (not shown) in the openings 21 in FIG. 1, are conducted further into the blow-out area 3 of the control cabinet 1, starting from the heat sinks of the power electronics. The spatially separated blow-out area 3 of the control cabinet 1 may include one or more blow-out fans (not shown in detail), which blows the ambient air supplied by the cooling channels 16, 17, 18 back through the electrical assemblies 19, 20, 21 into the environment 5. In addition, the blow-out region 3 in this embodiment has four blow-out openings 9, 10, 11, 12, through which the heated coolant is discharged into the environment 5.
[0038] Die Figur 2 zeigt eine perspektivische Rückansicht des in Figur 1 gezeigten Schaltschranks 1 mit geöffneter Rückwand und geöffnetem Ansaugbereich 2. Durch die Ansaugventilatoren 13, 14, 16 wird Luft als Kühlmittel aus der Umgebung 5 angesaugt und über hier dargestellten drei Ansaugventilatoren 13, 14, 15, welche als Radialventilatoren ausgeführt sind, in die Kühlkanäle 16, 17, 18 eingeblasen. Die drei Kühlkanäle 16, 17, 18 sind so im Schaltbereich 4 des Schaltschranks 1 positioniert, dass sie jeweils verschiedene Baugruppen 19, 20, 21 mit frischer Umgebungsluft versorgen. Die in der Figur 2 dargestellte beispielhafte Führung der Kühlkanäle zeigt, dass die Kühlkanäle die jeweils unterschiedlichen Baugruppen 19, 20, 21 nicht nur separat mit Kühlmittel versorgen, sondern die Kühlung einer Baugruppe 19, 20, 21 jeweils unabhängig von der Kühlung der anderen Baugruppen ist. Dies hat den Vorteil, dass die elektrischen Baugruppen 19, 20, 21 immer optimal gekühlt werden und keine strömungsmäßig vorgelagerte Baugruppe 19, 20, 21 die Kühlfähigkeit der Kühlluft für die nachfolgenden Baugruppen 19, 20, 21 thermisch beeinflusst. Folglich können durch die Aufteilung und die Führung der Kühlkanäle alle Baugruppen 19, 20, 21 des Schaltschranks 1 optimal gekühlt werden. BEZUGSZEICHENLISTE: 1 Schaltschrank 2 Ansaugbereich 3 Ausblasbereich 4 Schaltbereich 5 Umgebung 6 erste Ansaugöffnung 7 zweite Ansaugöffnung 8 dritte Ansaugöffnung 9 erste Ausblasöffnung 10 zweite Ausblasöffnung 11 dritte Ausblasöffnung 12 vierte Ausblasöffnung 13 erster Ansaugventilator 14 zweiter Ansaugventilator 15 dritter Ansaugventilator 16 erster Kühlkanal 17 zweiter Kühlkanal 18 dritter Kühlkanal 19 Transformator 20 Drossel 21 Öffnungen für die LeistungselektronikFIG. 2 shows a perspective rear view of the control cabinet 1 shown in FIG. 1 with the rear wall opened and the intake area 2 open. Air is sucked in from the surroundings 5 as cooling medium through the intake fans 13, 14, 16 and via three intake fans 13 shown here. 14, 15, which are designed as centrifugal fans, blown into the cooling channels 16, 17, 18. The three cooling channels 16, 17, 18 are positioned in the switching area 4 of the control cabinet 1 in such a way that they supply different assemblies 19, 20, 21 with fresh ambient air. The exemplary guidance of the cooling channels shown in FIG. 2 shows that the cooling channels not only supply the respective different subassemblies 19, 20, 21 separately with coolant, but the cooling of one subassembly 19, 20, 21 is independent of the cooling of the other subassemblies , This has the advantage that the electrical assemblies 19, 20, 21 are always optimally cooled and no fluidly upstream assembly 19, 20, 21, the cooling ability of the cooling air for the subsequent modules 19, 20, 21 thermally influenced. Consequently, all assemblies 19, 20, 21 of the cabinet 1 can be optimally cooled by the division and the leadership of the cooling channels. REFERENCE LIST: 1 control cabinet 2 suction area 3 exhaust area 4 switching area 5 surrounding 6 first suction opening 7 second suction opening 8 third suction opening 9 first blowing opening 10 second blowing opening 11 third blowing opening 12 fourth blowing opening 13 first suction fan 14 second suction fan 15 third suction fan 16 first cooling channel 17 second cooling channel 18 third Cooling duct 19 Transformer 20 Throttle 21 Openings for power electronics
Claims (11)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATGM8030/2015U AT14905U1 (en) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | Control cabinet for cooling electrical components |
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| AT14905U1 true AT14905U1 (en) | 2016-08-15 |
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Family Applications (1)
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| ATGM8030/2015U AT14905U1 (en) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | Control cabinet for cooling electrical components |
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