CH658511A5

CH658511A5 - Kuehlaggregat fuer ein geschlossenes geraet, insbesondere fuer einen schaltschrank.

Info

Publication number: CH658511A5
Application number: CH242282A
Authority: CH
Inventors: Ernst H Furrer
Original assignee: Ernst H Furrer Fa
Priority date: 1982-04-21
Filing date: 1982-04-21
Publication date: 1986-11-14
Also published as: DE3314069A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlaggregat gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Für Schaltschränke und ähnliche elektrische oder elektronische, geschlossene Geräte, welche im Betrieb eine bestimmte Verlustwärme erzeugen, sind als Zusatzeinrichtung vorgesehene Kühlaggregate der genannten Art bekannt. Sie werden hierbei seitlich, unten oder oben am Schaltschrank befestigt und wälzen die im Schaltschrank eingeschlossene Luftmenge über den eigentlichen Kälteerzeuger des Kühlaggregats, d.h. seinen Verdampfer, zur Herabsetzung der Innentemperatur des Schaltschranks um.

Nachteilig an den Kühlaggregaten dieser Art ist die Ausbildung der Luftführung, nämlich der Führung der zur Kühlung des Kondensators herangezogenen Umgebungsluft und/oder der Führung der umgewälzten Luft des Innern des Schaltschranks. Bekannte Kühlaggregate lassen sich oft nicht an jedem beliebigen Schaltschrank, an jedem in einem Raum bezüglich der Raumwände und der Raumdecke beliebig aufgestellten Schaltschrank oder an mehreren, direkt nebeneinander aufgestellten Schaltschränken anbringen, ohne dass zufolge der nicht optimalen Luftführung eine Herabsetzung der Kühlleistung in Kauf zu nehmen wäre. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die Umgebungstemperatur relativ hoch ist, beispielsweise über 50 °C.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Kühlaggregat der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Kühlleistung weder durch die Ausbildung insbesondere eines Schaltschranks noch durch die Gestalt des Raums, in welchem der Schaltschrank oder aber ein beliebiges geschlossenes Gerät aufgestellt ist, noch durch seine Begrenzungen fühlbar herabgesetzt wird.

Erfindungsgemäss weist das Kühlaggregat die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Kühlaggregats bei abgenommener Seitenwand,

Fig. 2 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, auf eine der Schmalseiten des Kühlaggregats der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Oberseite eines für die Montage des Kühlaggregats der Fig. 1 vorbereiteten Schaltschranks,

Fig. 4 eine Vorderansicht von mehreren nebeneinanderstehenden, mit Kühlaggregaten gemäss Fig. 1 versehenen Schaltschränken, und

Fig. 5 ein Schema des Kältemittelkreislaufs des Kühlaggregats der Fig. 1

Gemäss Fig. 1 und 2 weist das vorliegende Kühlaggregat ein bis auf noch zu beschreibende Luftöffnungen vollständig geschlossenes Gehäuse 1 auf, das im wesentlichen quaderförmig ist, wobei jedoch die schmalen Seitenflächen 2 je einen abgeschrägten Bereich 3 haben. Die abgeschrägten, zur Vertikalen und Horizontalen geneigten Bereiche 3 weisen Öffnungen auf, wobei die jeweilige Öffnung mit einem Berührungsschutzgitter 4 bzw. 5 bedeckt ist.

Ein unterer Raum 6 des Gehäuses 1 ist durch Wandteile 7 luftdicht gekapselt, wobei der Boden dieser Kapselung in seinen längsseitigen Endbereichen mit je einer rechteckigen Öffnung 8 bzw. 9 versehen ist, die sich nahezu über die ganze Breite des Bodens erstreckt. Im unteren Raum 6 sind ein sich von dessen Deckel bis zum Boden erstreckender Verdampfer 10 des Kühlaggregats sowie ein Radiallüfter 11 angeordnet. Der Lüfter 11 saugt Luft in senkrechter Richtung durch die Öffnung 8 an und bläst sie im Raum 6 durch den Verdampfer 10, so dass sie durch diesen gekühlt wird. Die gekühlte Luft tritt hierauf durch die Öffnung 9 senkrecht wieder nach unten aus. Am Boden in Nähe der Öffnung 9 ist ferner ein Kondenswasserablauf 12 angeordnet, an welchen ausserhalb des Gehäuses 1 ein Ablaufschlauch oder eine sonstige Ablaufleitung angeschlossen werden kann. Im Raum 6 ist schliesslich in Nähe der Öffnung 8 ein Fühler 13 eines im Gehäuse 1 oberhalb des Raumes 6 angeordneten, einstellbaren Thermostaten 14 untergebracht, welcher die Temperatur der durch die Öffnung 8 angesaugten Luft misst.

In einem oberen Raum 15 des Gehäuses 1 sind ein Kompressor 16 für ein Kältemittel, ein Kondensator 17 sowie weitere, nicht dargestellte Teile einschliesslich Rohrleitungen eines Kältemittelkreislaufs angeordnet, der auch den Verdampfer 10 im Raum 6 umfasst und dessen an sich bekannte Ausbildung anhand von Fig. 5 noch erläutert wird. Ein Ventilator 18 erzeugt einen Strom von Umgebungsluft, die durch die mit dem Schutzgitter 4 abgedeckte, geneigte Öffnung des Gehäuses 1 angesogen, über den Kondensator 17 geleitet

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und durch die andere geneigte, mit dem Schutzgitter 5 bedeckte Öffnung wieder an die Umgebung abgegeben wird.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kühlaggregat ist dazu bestimmt, auf der oberen Abdeckung eines Schaltschranks montiert zu werden, um die im Schaltschrank eingeschlossene Luftmenge über den Verdampfer 10 umzuwälzen und dadurch zu kühlen. Zu diesem Zweck ist es bloss erforderlich, gemäss Fig. 3 die obere Abdeckung 19 des Schaltschranks mit zwei rechteckigen Ausschnitten 20 und 21, welche den Öffnungen 8 bzw. 9 im Boden des Gehäuses 1 entsprechen, sowie mit Befestigungslöchern 22 zu versehen. Beim Befestigen des Kühlaggregats auf der oberen Abdek-kung 19 des Schaltschranks wird zwischen diese und den Boden des Kühlaggregats eine Dichtung eingelegt, um den umgewälzten Strom der Schrankluft gegenüber der Umgebungsluft abzudichten.

Aus den Fig. 1 bis 3 ist ersichtlich, dass die im Schaltschrank eingeschlossene Luft in Richtung von unten nach oben praktisch ungehindert und auf kürzestem Weg über die Öffnung 20 des Schaltschranks und die Öffnung 8 des Kühlaggregats angesaugt und in den Raum 6, der einen verhältnismässig grossen Strömungsquerschnitt hat, geblasen wird. Im Raum 6 nimmt der Verdampfer 10 den ganzen Querschnitt in Anspruch, so dass die ganze, aus dem Schaltschrank angesaugte Luftmenge über den Verdampfer 10 streicht. Anschliessend gelangt die durch den Verdampfer 10 gekühlte Luft über die Öffnungen 9 und 21 wiederum praktisch ungehindert in den Schaltschrank zurück, wobei der Strom der angesaugten warmen Luft vom Strom der zurückgeführten gekühlten Luft durch den nahezu der Schranklänge entsprechenden Abstand der Öffnungen 8 und 9 des Kühlaggregats getrennt ist. Die Kühlung der umgewälzten Luft erfolgt also mit einem hohen Wirkungsgrad, weil einerseits die Strömungsquerschnitte verhältnismässig gross und die Strömungswege sehr kurz sind, und weil andererseits der gekühlte Luftstrom vom warmen Luftstrom räumlich und thermisch isoliert ist.

Aber auch der Strom der Umgebungsluft zur Kühlung des Kondensators 17 verläuft günstig, da die Ansaugöffnung (Schutzgitter 4) von der Ausblasöffnung (Schutzgitter 5) in einem grossen Abstand liegt und der Luftstrom im Gehäuse 1 im wesentlichen geradlinig verläuft. Vor allem aber wird durch die Neigung der durch die Schutzgitter 4 und 5 abgedeckten Gehäuseöffnungen vermieden, dass sich dann, wenn der Schaltschrank in einer Raumecke nahe Wänden aufgestellt ist oder die Oberseite des montierten Kühlaggregats nahe der Raumdecke zu liegen kommt, ein nachteiliger Strömungswiderstand für die angesaugte Umgebungsluft bzw. ein Stau der ausgeblasenen, durch den Kondensator 17 erwärmten Umgebungsluft ergibt. Somit weist auch die Kühlung des Kondensators 17 durch die Umgebungsluft einen hohen Wirkungsgrad auf.

Das vorliegende Kühlaggregat kann somit bei bezüglich Stromaufnahme verhältnismässig geringer Dimensionierung

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und hohen Umgebungstemperaturen eine beträchtliche Kühlleistung erbringen. Als Beispiel sei genannt, dass ein Kühlaggregat, dessen maximale Gehäuseabmessungen etwa 850 x 375 mm2 Bodenfläche und 475 mm Höhe betragen und das bei einer Netzspannung von 220 V eine mittlere Stromaufnahme von 4,5 A hat, selbst bei einer Umgebungstemperatur von 55 °C eine Kühlleistung von 1000 W liefert.

Der Thermostat 14 mit seinem im Schrankluftansaugebe-reich befindlichen Fühler 13 dient dazu, die Kühlung der durch den Lüfter 11 umgewälzten Schrankluft zu steuern. Übersteigt die Temperatur der aus dem Schaltschrank angesaugten Luft den am Thermostaten 14 eingestellten Wert, der z. B. zwischen 20 °C und 40 °C frei wählbar ist, so schaltet sich die Kühlung durch das Kühlaggregat ein. Ist die am Thermostaten eingestellte Temperatur erreicht, so schaltet sich die Kühlung automatisch wieder aus. Bei der Kühlung eventuell auftretendes Kondenswasser wird am Boden des Gehäuses 1 z.B. in einer Auffangschale zurückgehalten und durch den Kondenswasserablauf 12 ins Freie geleitet.

Werden, wie in Fig. 4 dargestellt, mehrere Geräte bzw. Schaltschränke 23 unmittelbar nebeneinander aufgestellt, wobei jedes Gerät bzw. jeder Schaltschrank mit einem vorgängig beschriebenen Kühlaggregat 24 versehen ist, gestattet die Ausbildung der Kühlaggregate in einfacher Weise, eine Einwirkung der vom einen Kühlaggregat ausgeblasenen Umgebungsluft auf die vom benachbarten Kühlaggregat angesaugte Umgebungsluft zu vermeiden. Hierzu sind die Kühlaggregate 24, die gemäss den Fig. 1 und 2 einen symmetrischen Gehäuseaufbau haben, auf den Geräten bzw. Schaltschränken 23 so zu montieren, dass sich die Luftansaugöffnungen (Schutzgitter 4) bzw. die Luftaustrittsöffnungen (Schutzgitter 5) benachbarten Kühlaggregate 24 jeweils gegenüberstehen.

In Fig. 5 ist schematisch der an sich bekannte Kältemittelkreislauf einschliesslich der Luftströme für ein auf einem Schaltschrank montiertes Kühlaggregat (Fig. 1 bis 4) dargestellt. Der Kompressor 16 saugt vom Verdampfer 10 ein Gas als Kältemittel an, verdichtet es und gibt es an den Kondensator 17 ab. Das verdichtete und im Kondensator zufolge Kühlung mit der vom Ventilator 18 gemäss Pfeilen 25 bewegten Umgebungsluft verflüssigte Kältemittel strömt über einen Filtertrockner 26, ein Schauglas 27, das auch in Fig. 1 angedeutet ist, ein Kapillarrohr 28, ein Unterkühlrohr 29 und ein Drosselventil 30 zum Verdampfer 10, wo sich das Kältemittel unter Arbeitsleistung entspannt. Dazu entzieht das Kältemittel der über die Bodenöffnung 8 des Raums 6 gemäss Pfeil 31 aus dem Schaltschrank 23 angesaugten Luft Wärme, so dass gekühlte Luft über die Bodenöffnung 9 des Raums 6 gemäss Pfeil 32 wieder in den Schaltschrank 23 gelangt. Nach der Entspannung im Verdampfer 10 beginnt der Kreislauf von neuem. Wie bereits erwähnt, dient der Thermostat 14 mit Fühler 13 zur Steuerung des Kompressors 16.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Kühlaggregat für ein geschlossenes Gerät, insbesondere für einen Schaltschrank, mit einem Kompressor für ein Kältemittel, einem Kondensator und einem Verdampfer sowie mit Mitteln zur Kühlung des Kondensators mit Umgebungsluft und zur Führung eines Geräteluftstromes über den Verdampfer, dadurch gekennzeichnet, dass in einem unteren, einen Luftkanal bildenden Gehäuseraum (6) des Kühlaggregats, der auf seiner Unterseite mit einer Lufteintrittsöffnung (8) und einer Luftaustrittsöffnung (9) für das geschlossene Gerät versehen ist, ein Lüfter (11) und der Verdampfer (10) angeordnet sind, und dass in einem oberen Gehäuseraum (15) des Kühlaggregats, von welchem der untere Gehäuseraum (6) luftdicht getrennt ist und welcher auf einander gegenüberliegenden Gehäuseseiten (3) mit Öffnungen für den Einlass und den Auslass von Umgebungsluft versehen ist, ein Ventilator (18) für die Umgebungsluft, der Kompressor (16) und der Kondensator (17) angeordnet sind.

2. Kühlaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Gehäuseraum (6) durch Wandteile (7) allseitig luftdicht begrenzt ist, wobei ein Bodenteil in einander gegenüberliegenden Endbereichen mit sich angenähert über die ganze Breite des Bodenteils erstreckenden, vorzugsweise rechteckigen Öffnungen (8,9) für den Lufteintritt und den Luftaustritt vom bzw. zum geschlossenen Gerät versehen ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Kühlaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der einen Luftkanal bildende untere Gehäuseraum (6) einen rechteckigen Querschnitt hat, über welchen sich der im unteren Gehäuseraum (6) angeordnete Verdampfer (10) vollständig erstreckt.

4. Kühlaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Gehäuseraum (6) in der Nähe der Lufteintrittsöffnung (8) ein Fühler (13) eines im oberen Gehäuseraum (15) befindlichen einstellbaren Thermostaten (14) angeordnet ist, der zur Steuerung des Kompressors (16) dient.

5. Kühlaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Gehäuseraum (6) ein Kondenswasserablauf (12) angeordnet ist.

6. Kühlaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sein Gehäuse (1) Schmalseiten (2) aufweist, deren oberen Teile (3) nach innen geneigt sind und je mit der Öffnung für den Einlass bzw. den Auslass der Umgebungsluft versehen sind.