BESCHREIBUNG
Wärmeaustauscher zur staubfreien Temperierung, insbesondere Kühlung eines Raumes in einem Behältnis, in welchem sich elektrische Aggregate, wie elektronische Geräte befinden, sind bekannt. Die zugehörigen Wärmeaustauschkörper hatten mit Rippen versehene Hohlkörper, deren Temperatur durch ein flüssiges oder gasförmiges Medium, wie Luft, beeinflusst wird. Die Hohlkörper waren einerseits teilweise mit der Innen- und anderseits mit der Umgebungsluft resp. der Atmosphäre in Berührung stehenden Teilen versehen. Strömt Umgebungsluft durch die Hohlkörper, so lässt sich eine für elektrische Aggregate geeignete, kühlende, staubfreie Belüftung bewirken. Die verwendeten Wärmeaustauscher haben eine Vielzahl nebeneinander liegender, in der Höhenrichtung verlaufende Kanäle, sind vorgefertigt und das Leistungsvermögen lässt sich ohne grosse Umstände nicht ändern.
Das Gewerbe ist deshalb gezwungen einen grossen Vorrat von Wärmeaustauschern verschiedener Kapazitäten auf Lager zu halten. Die Reinigung der Luftdurchgänge bei konventionellen Wärmeaustauschern, welche zur Erhaltung der Leistung beständig vorzunehmen ist, erweist sich bei umfangsseitig geschlossenen Luftkanälen als sehr umständlich, das Innere derselben ist unzugänglich, bereitet bei Demontage und Wiedermontage auch geschickten Handwerkern grosse Mühe. Änderungen der Effekte eines gefertigten Wärmeaustauschers sind mit grossen Umtrieben verbunden und erweisen sich häufig als undurchführbar. Ein markanter Nachteil ist ferner, dass Wärmeaustauscher mit geschlossenen Luftdurchzugskanälen in Breiten von 2-3 mm, die einen optimalen Wätmeaustausch gewährleisten, sich nicht rationell anfertigen lassen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmeaustauscher, insbesondere zur staubfreien Temperierung eines Behältnisses mit elektrischen Aggregaten, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen kostengünstigen Wärmeaustauscher zu schaffen, der sich leicht herstellen lässt dank minimal schmalen Luftdurchzugskanälen, einen vorzüglichen Wärmeaustauscheffekt gewährleistet, der sich bei der Herstellung ohne Umständlichkeit verändern lässt, wodurch sich die umfangreiche Lagerhaltung bei Erzeugern und Lieferanten erübrigt. Eine weitere Aufgabe ist die leichte Zerlegbarkeit des eigentlichen Wärmeaustauschkörpers zwecks Reinigung sowie die Wiedermontage unschwer zu ermöglichen, mit der Gelegenheit den Wärmeaustauscheffekt durch Wechseln der Lamellen zu verändern.
Erfindungsgemäss werden diese Aufgaben durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 6 entnehmbar. In der Zeichung zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines Wärmeaustauschers der in die Wand eines nicht besonders gezeichneten Schrankes einzubauen bestimmt ist, welcher elektrische, hitzeempfindliche Aggregate enthält, in einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Teil des Wärmeaustauschkörpers im Schnitt, in grösserem Massstab,
Fig. 4 eine Breitseitenansicht eines Klein-Wärmeaustauschers ohne Deckwand in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 einen Vertikalschnitt nach der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 einen Vertikalschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 7 in einem dritten Ausführungsbeispiel und
Fig.
7 eine Ansicht von rechts der Fig. 6 ohne Abdeckung eines kompakten Wärmeaustauschers.
In Fig. 1 bis 3 bezeichnet 1 ein aus rostfreiem oder rostfrei gemachtem Werkstoff, wie Metall, gebildetes quaderartiges Gehäuse, dessen Grösse sich nach der gewünschten Wärmeaustauschleistung und dem Verwendungszweck richtet. Das Gehäuse 1 ist in die Wand eines nicht besonders gezeichneten Behältnisses, wie Schrank oder dessen Türwand eingebaut. Der Wärmeaustauscher liegt mit der einen Längshälfte im geschlossenen Raum A des nicht besonders gezeichneten Schrankes und mit der anderen Längshälfte im Umgebungs luftraum B, welch letzterer die Umgebungsluft resp. die freie Atmosphäre ist. Das Gehäuse 1 besitzt längsmittig eine luft dichte Trennwand 2, welche ersteres in zwei in der Höhen richtung verlaufende Innenräume 3, 3' teilt.
Die Trennwand
2 erstreckt sich nicht auf die ganze Höhe des Gehäuses 1 und ist gebildet durch im Abstand von ca. 2-3 mm zueinander ste hende Lamellen 4 aus einem Material mit relativ hoher Wär meleitzahl, wie Stahl, Kupfer oder Aluminium. Die
Lamellen 4 erstrecken sich über die Breite der Innenräume 3, 3,. Die Trennwand 2 ist in der Höhe kürzer als das Gehäuse 1 und endet in einem Abstand von ca. 6-10 cm zu dessen oberen und unteren Endseiten. Die Lamellen 4 lagern fest auf drei im Abstand zueinander angeordneten, Schraubenge winde 5 aufweisenden Tragstangen 6. Letztere durchsetzen die breitseitigen Wände vom Gehäuse 1, in welchem sie festsitzen. Zwischen den Lamellen 4 liegen leistenartige Distanzstücke 7 ebenfalls aus wärmeleitendem Werkstoff, die eine mehrfach kleinere Breite besitzen als die Lamellen 4, während deren Längen gleich sind.
Die Distanzstücke 7 sind dagegen jeweils mehrfach dicker als die Lamellen 4. Letztere und die dazwischen liegenden Distanzstücke 7 werden beim Anziehen der Mutter 8 (Fig. 2, 3) auf den Schraubengewinden 5 (Fig. 3) der Tragstangen 6 fest aneinander gepresst, so dass sich eine Trennwand ergibt, welche luftdicht ist. Die Abstände der Lamellen 4 sind je nach der verlangten Wärmeaustauschleistung entsprechend mehr oder weniger gross und begrenzen mit den Distanzstücken 7 beiderends der Trennwand U-artige Luftdurchlasskanäle 9. Für optimale Leistungen sind Abstände von 2-3 mm zwischen den Lamellen geeignet. In den Innenräumen 3, 3' ist je ein Ventilator 10 vorgesehen, der eine befindet sich an der Oberseite im Innenraum 3' und der andere versetzt an der Unterseite im Innenraum.
In der Wandung des Gehäuses 1 sind Öffnungen 11, 11' vorgesehen, wobei sich die Öffnungen 11 im Bereich des Innenraumes 3, die anderen Öffnungen 11' dagegen im Bereich des Innenraumes 3' befinden. Die Öffnungen 11, 11' liegen jeweils auf der Höhe der Ventilatoren 10. 12 bezeichnet Einbauten, welche veranlassen, dass die durch die Ventilatoren 10 erzeugten Luftströme in den Innenräumen 3, 3' die durch Pfeile E (Fig. 1) markierten Richtungen einschlagen. Beim Durchziehen der Luftströme zwischen den Lamellen 4 einerseits und andererseits der Trennwand 2 in zwei unabhängigen Kreisläufen erfolgt automatisch der gegenseitige Wärmeaustausch. Der Zutritt von Schmutz und Staub zu den Lamellen 4 im Innenraum 3 im Bereich der Umgebungsluft zu denjenigen im Bereich des Innenraumes 3', in welchem die elektrischen Aggregate angeordnet sind, ist damit verunmöglicht.
Die Herstellung des wesentlichen Bestandteiles, zwar der aus den Lamellen 4 und den Distanzstücken 7 bestehenden Trennwand 2, welche den eigentlichen Wärmeaustauschkörper bildet, lässt sich relativ leicht und kostengünstig vornehmen.
Nach Fig. 4 und 5 sind im Gehäuse 1 im Abstand übereinander zwei Wärmeaustauschkörper auf den Tragstangen 6 angeordnet. An einem senkrechten Tragwandteil 12 im Gehäuse 1 ist einerseits und anderseits desselben je ein Ventilator 10 montiert, wobei der eine sich im Innenraum 3 und der andere im Innenraum 3' befindet. Die wiederum auf Tragstangen 6 angeordneten Lamellen 4 sowie die Distanzstücke 7 bilden den Wärmeaustauschkörper und sind analog gestaltet wie im ersten Ausführungsbeispiel gezeigt und beschrieben. Der Tragwandteil 12, welchen die Wellen 10' durchsetzen, besitzt auf der Höhe der Ventilatoren 10 Verstärkungsbeschläge 13. Die Durchzugsrichtung der durch die Ventilatoren 10 erzeugten Luftströme ist durch Pfeile E, E' markiert. Mit 11, 11' sind die Öffnungen für den Durchlass der zwei unabhängigen Luftströme im Gehäuse 1 bezeichnet.
Dieses zweite Ausführungsbeispiel eignet sich für Wärmeaustauscher mit kleineren und mittleren Leistungen.
Die Ausführungen nach Fig. 6 und 7 unterscheiden sich von den vorangehenden Beispielen dadurch, dass im Längsmittelteil des Gehäuses 1 zwei Wärmeaustauschkörper versetzt zueinander angeordnet sind. Die sonst mit Bezugszeichen belegten Teile haben den gleichen Sinn wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen.
15 sind im Gehäuse 1 im Abstand neben den Ventilatoren 10 im Bereich der Luftströme schräg zu diesen verlaufende Leitbleche. Letztere bezwecken die Luftströme zu den Luftdurchlass-Öffnungen 11, 11 in den höhenseitigen Wänden des Gehäuses 1 zu führen. Die genannten Öffnungen sind zweckmässig mit je einer konventionellen Gitterscheibe abgedeckt.
Im Betrieb wird beispielsweise die rechtsseitige Längshälfte (Fig. 7) des Wärmeaustauschkörpers durch den Umgebungsluftstrom abgekühlt und durch Wärmeaustausch erfolgt eine Abkühlung der linksseitigen Längshälfte, welche sich im Raum A befindet, wo die elektrischen Aggregate untergebracht sind.
Die Lamellen 4 und Distanzstücke 7 lassen sich mit den Tragstangen 6 leicht aus dem Gehäuse 1 entfernen, freilegen und reinigen.
Die Distanzstücke 7 können leicht durch solche ersetzt werden, welche andere Dicken besitzen, so dass die Zwischenstände der Lamellen in der Weite variiert und die Wärmeaustauschleistung geändert werden können. Einzelne Lamellen lassen sich auch entfernen, um Raum zur Aufnahme einzubringender elektrischer Zubehörden zu schaffen, welche an benachbarten Lamellen befestigt werden können. Die Längsseiten der Lamellen können an der Höhenseiten auch mit Umbiegungen versehen sein, in bezug zu den anderen Lamellen abstehen um als Träger elektrischer Zubehörden zu dienen. Die Wärmeaustauschkörper lassen sich auch in einem Rahmen anordnen, der seinerseits auswechselbar im Gehäuse montierbar ist.
DESCRIPTION
Heat exchangers for dust-free temperature control, in particular cooling of a room in a container in which there are electrical units, such as electronic devices, are known. The associated heat exchange bodies had ribbed hollow bodies, the temperature of which is influenced by a liquid or gaseous medium, such as air. The hollow bodies were partly with the inside and on the other hand with the ambient air resp. parts in contact with the atmosphere. If ambient air flows through the hollow body, cooling, dust-free ventilation suitable for electrical units can be achieved. The heat exchangers used have a large number of adjacent channels running in the vertical direction, are prefabricated and the performance cannot be changed without great difficulty.
The trade is therefore forced to keep a large stock of heat exchangers of different capacities in stock. The cleaning of the air passages in conventional heat exchangers, which has to be carried out consistently to maintain performance, proves to be very cumbersome with air ducts closed on the circumference, the interior of which is inaccessible, and is a great deal of trouble even for skilled craftsmen when dismantling and reassembling. Changes in the effects of a manufactured heat exchanger are associated with major problems and often prove to be impracticable. Another significant disadvantage is that heat exchangers with closed air ducts in widths of 2-3 mm, which ensure optimal heat exchange, cannot be produced efficiently.
The present invention relates to a heat exchanger, in particular for the dust-free temperature control of a container with electrical units, according to the preamble of claim 1.
The invention has for its object to provide a cost-effective heat exchanger that can be easily manufactured thanks to minimally narrow air ducts, an excellent heat exchange effect that can be changed during production without any hassle, making the extensive storage for producers and suppliers unnecessary. Another task is to make it easy to dismantle the actual heat exchange body for cleaning and to enable easy reassembly, with the opportunity to change the heat exchange effect by changing the fins.
According to the invention, these objects are achieved by the features mentioned in the characterizing part of patent claim 1. Further advantageous developments can be found in the dependent claims 2 to 6. In the drawing show:
1 shows a vertical section of a heat exchanger which is intended to be built into the wall of a cabinet (not specially drawn) which contains electrical, heat-sensitive units, in a first exemplary embodiment,
2 shows a cross section along the line II-II in FIG. 1,
3 shows part of the heat exchange body in section, on a larger scale,
4 shows a broad side view of a small heat exchanger without a top wall in a second exemplary embodiment,
5 is a vertical section along the line V-V in Fig. 4,
Fig. 6 is a vertical section along the line VI-VI in Fig. 7 in a third embodiment and
Fig.
7 is a view from the right of FIG. 6 without covering a compact heat exchanger.
1 to 3, 1 denotes a cuboid-like housing made of rustproof or rustproof material, such as metal, the size of which depends on the desired heat exchange performance and the intended use. The housing 1 is installed in the wall of a container, not specially drawn, such as a cabinet or its door wall. The heat exchanger is located with one longitudinal half in the closed space A of the cabinet not specially drawn and with the other longitudinal half in the surrounding air space B, the latter of which is the ambient air or. the free atmosphere is. The housing 1 has an airtight partition 2 in the longitudinal center, which divides the former into two interior spaces 3, 3 'running in the height direction.
The partition
2 does not extend to the entire height of the housing 1 and is formed by at a distance of about 2-3 mm to each other standing slats 4 made of a material with a relatively high thermal conductivity, such as steel, copper or aluminum. The
Slats 4 extend across the width of the interiors 3, 3 ,. The partition 2 is shorter in height than the housing 1 and ends at a distance of about 6-10 cm from its upper and lower end sides. The slats 4 are fixed on three spaced-apart, screw thread 5 having support rods 6. The latter pass through the wide walls of the housing 1, in which they are stuck. Between the slats 4 are strip-like spacers 7 also made of heat-conducting material, which have a width which is several times smaller than the slats 4, while their lengths are the same.
The spacers 7, on the other hand, are each several times thicker than the slats 4. The latter and the spacers 7 in between are pressed tightly against one another when the nut 8 (FIGS. 2, 3) is tightened on the screw threads 5 (FIG. 3) of the support rods 6, so that there is a partition that is airtight. The spacings of the fins 4 are, depending on the required heat exchange capacity, correspondingly more or less large and limit the U-type air passage channels 9 with the spacers 7 at both ends of the partition. A spacing of 2-3 mm between the fins is suitable for optimum performance. A fan 10 is provided in the interiors 3, 3 ', one is located on the top in the interior 3' and the other is offset on the bottom in the interior.
Openings 11, 11 'are provided in the wall of the housing 1, the openings 11 being located in the area of the interior 3, while the other openings 11' are located in the area of the interior 3 '. The openings 11, 11 'each lie at the level of the fans 10. 12 denotes internals which cause the air flows generated by the fans 10 in the interiors 3, 3' to follow the directions marked by arrows E (FIG. 1). When the air flows between the slats 4 on the one hand and the partition 2 on the other hand in two independent circuits, the mutual heat exchange takes place automatically. The entry of dirt and dust to the lamellae 4 in the interior 3 in the area of the ambient air to those in the area of the interior 3 'in which the electrical units are arranged is thus impossible.
The production of the essential component, namely the partition 2 consisting of the fins 4 and the spacers 7, which forms the actual heat exchange body, can be carried out relatively easily and inexpensively.
4 and 5, two heat exchange bodies are arranged on the support rods 6 in the housing 1 at a distance from one another. A fan 10 is mounted on a vertical support wall part 12 in the housing 1 on the one hand and on the other, the one being in the interior 3 and the other in the interior 3 '. The in turn arranged on support rods 6 fins 4 and the spacers 7 form the heat exchange body and are designed analogously to the first embodiment shown and described. The supporting wall part 12, through which the shafts 10 'pass, has reinforcing fittings 13 at the level of the fans 10. The direction of passage of the air streams generated by the fans 10 is marked by arrows E, E'. With 11, 11 ', the openings for the passage of the two independent air flows in the housing 1 are designated.
This second embodiment is suitable for heat exchangers with small and medium outputs.
6 and 7 differ from the preceding examples in that two heat exchange bodies are arranged offset to one another in the longitudinal central part of the housing 1. The parts otherwise assigned reference symbols have the same meaning as in the previous exemplary embodiments.
15 are in the housing 1 at a distance next to the fans 10 in the area of the air flows obliquely to these guide vanes. The latter aim to guide the air flows to the air passage openings 11, 11 in the height-side walls of the housing 1. The openings mentioned are expediently covered with a conventional grid disc.
In operation, for example, the right-hand longitudinal half (FIG. 7) of the heat exchange body is cooled by the ambient air flow, and the left-hand longitudinal half, which is located in room A, where the electrical units are housed, is cooled by heat exchange.
The slats 4 and spacers 7 can be easily removed from the housing 1 with the support rods 6, exposed and cleaned.
The spacers 7 can easily be replaced by those which have different thicknesses, so that the intermediate positions of the fins vary in width and the heat exchange performance can be changed. Individual slats can also be removed to create space for accommodating electrical accessories that can be attached to adjacent slats. The long sides of the slats can also be provided with bends on the height sides, protrude in relation to the other slats in order to serve as a support for electrical accessories. The heat exchange bodies can also be arranged in a frame, which in turn can be exchangeably mounted in the housing.