CN103872603A - 具有用于冷却开关柜内的释放热量的部件的装置的开关柜 - Google Patents

Abstract

一种具有用于冷却在开关柜的内部空间内容纳的、释放热的部件的装置的开关柜，其中所述装置包括：用于周围环境空气进入开关柜内部空间的空气入口；用于热空气从开关柜内部空间向开关柜内部空间的竖直的侧面流出的空气出口，其中该空气出口具有竖直的尺寸，其至少相应于开关柜内部空间的高度的一部分；和空气-流体-热交换器，通过它引导从开关柜内部空间通过空气出口流出的热空气，其中空气-流体-热交换器至少部分地在空气出口的竖直的尺寸上延伸，其特征在于，具有至少一个至少在空气出口的竖直的尺寸的一部分上延伸的热管的热管装置在空气流动的方向上在空气出口和空气-流体-热交换器之间设置。

Description

具有用于冷却开关柜内的释放热量的部件的装置的开关柜

技术领域

本发明涉及一种开关柜，具有用于冷却在该开关柜的内部空间内容纳的、释放热量的部件的装置，其中该装置具有：用于周围环境空气进入开关柜内部空间的空气入口；从开关柜内部空间向该开关柜内部空间的竖直侧面流出热空气的空气出口，其中空气出口具有这样的竖直的尺寸，其至少相应于开关柜内部空间的高度的一部分；和具有空气-流体-热交换器，通过它从开关柜内部空间引导通过空气出口流出的热空气，其中空气-流体-热交换器至少部分在空气出口的竖直尺寸上延伸。

背景技术

在例如也从DE 102005005296B3中获知的类型的开关柜中，通常通过该开关柜的例如可以作为穿孔的门元件构造的竖直的前侧面向开关柜内部空间吸入该开关柜的周围环境空气。为此可以在开关柜前侧面上设置通风机。在开关柜内部空间内吸入的空气基本上水平地从在开关柜内部空间内容纳的部件旁边或者穿过它基本水平地直到与该开关柜前侧面对立的竖直的开关柜后侧面引导，以便在那里通过用于热空气的空气出口通过与该竖直的后侧面直接相邻的空气-流体-热交换器引导。在通过空气-流体-热交换器后被冷却的空气再次被排放到开关柜的周围环境中。该空气-流体-热交换器例如可以是压缩驱动的冷却介质循环的汽化器或者是冷却水循环的空气-水-热传导器。

为实现均匀地环流在开关柜内部空间内容纳的部件，在上述类型的开关柜中通常无论是空气入口还是空气出口都在开关柜内部空间的高度的一个非常大的部分上甚或在开关柜内部空间的几乎全部高度上延伸。空气-流体-热交换器也特别在开关柜内部空间的全部高度的一个非常大的部分上甚或在开关柜内部空间的几乎全部高度上延伸。由此实现，冷却空气能够在开关柜内部空间的全部高度上水平地通过它引导，使得全部开关柜部件最优地用同一温度的冷却空气环流或者贯通流过。然而在开关柜内部空间内彼此在上下设置的释放热量的部件经常具有不一致的废热散发能力。这由于水平的空气流动曲线导致在空气-流体-热交换器邻接的开关柜内部空间的竖直侧面上形成不一致的空气温度曲线。相应地，空气-流体-热交换器，在它的全部高度上观察，用不同温度的空气环流。这导致构成热气泡从而影响空气-流体-热交换器的热传导效率。其结果，影响冷却装置的效率。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于，继续开发一种开关柜，使得它为在开关柜内部空间内容纳具有非常不同的废热散发部件的情况也允许有效地冷却开关柜内部空间。

根据本发明，上述技术问题通过按照本发明的开关柜来解决。从属权利要求分别涉及本发明的有利的实施方式。

因此，按照本发明的开关柜的特征在于，具有至少一个至少在空气出口的竖直的尺寸的一部分上延伸的热管的热管装置在空气流动的方向上在空气出口和空气-流体-热交换器之间设置。因此从用于热空气的空气出口从开关柜内部空间流出的热空气在它穿过空气-流体-热交换器之前首先撞上热管装置。特别在具有相对高的温度的空气撞在热管上的位置热管的冷却介质汽化，由此吸收热量。在热管的在那里很少热量通过电气部件向冷空气传输的区域内，环流热管的空气相应较冷，以致没有冷却介质汽化。先前在较热的区域内汽化的冷却介质因此能够在热管由较低温度的空气环流那个的位置至少部分地重新冷凝，其中冷却介质通过热管的壁和/或邻接的散热片把热量向通过热管装置的(较冷的)空气输出。因此热管装置正好具有这样的功能：平衡或者至少降低用以环流空气-流体-热交换器的空气的温度，从而避免形成热气泡。通过对于空气-流体-热交换器均匀地用热空气加载，它有效地工作。在冷却介质冷凝后它作为液体重新在热区域的方向上运行，以便在那里重新汽化，这样产生闭合的循环。

在本发明的一种实施方式中，空气-流体-热交换器与开关柜内部空间的竖直的侧面间隔的距离为热管装置的水平的尺寸，使得空气-流体-热交换器不像例如在根据DE 102005005296B3的装置中要求的那样，不覆盖开关柜的后侧面地设置。由此保证，通过开关柜内部空间的竖直侧面流出的热空气被强制必须通过热管装置，以便到达空气-流体-热交换器。

在本发明的另一种实施方式中，空气-流体-热交换器和热管装置在竖直方向上重叠设置，其中通过空气出口流出的热空气至少部分地首先通过热管装置然后通过空气-流体-热交换器引导。然而优选在这种实施方式中热管装置在空气-流体-热交换器的空气入口侧的全部高度上延伸。

在本发明的一种实施方式中热管装置如下构造：

a)具有第一竖直安装侧面，其邻接开关柜内部空间的竖直的侧面并且部分或者完全覆盖空气出口；和

b)具有从第一安装侧面平行隔开的第二竖直安装侧面，空气-流体-热交换器与其邻接。

在该实施方式中，热管装置和空气-流体-热交换器因此作为分开的结构部件构造，它们通过热管装置的第二安装侧面彼此连接。

优选地，热管装置和空气-流体-热交换器设计为一个标准的结构部件。在这种情况下可以规定，热管装置的至少一根热管通过多个、优选彼此平行的和水平定向的散热片与空气-流体-热交换器热耦合，其中在相邻的散热片之间构成用于从空气出口流出的热空气的通道。

为了能够实现特别简单地装配冷却装置，在本发明的一种实施方式中规定，开关柜具有带有竖直的和水平的、具有系统钻孔的型材支柱的框架，其中空气出口由两个竖直的和两个水平的、构成一个环绕的框架的型材支柱确定界限。

为以尽可能小的流动阻力对抗通过开关柜流动的空气，在本发明的一种实施方式中规定，热管装置和空气-流体-热交换器具有空气引导系统，使得其最优地由热空气水平地流动通过。

在本发明的一种实施方式中，开关柜在它的全部高度上的最优的冷却如下实现：空气出口、热管装置和空气-流体-热交换器基本上在开关柜内部空间的全部高度上延伸。

为在按照本发明的冷却装置中在维护的情况下能够彼此独立地实现热管装置和空气-流体-热交换器，在本发明的一种实施方式中规定：所述热管装置和所述空气-流体-热交换器沿水平方向相继地安装在门元件内，通过该门元件能够够到所述开关柜内部空间，使得维护时，能够在所述门元件处于关闭位置时从朝向开关柜内部空间的第一门扇侧够到所述热管装置，以及能够在所述门元件处于关闭位置时从构成开关柜的外侧的第二门扇侧够到所述空气-流体-热交换器。。

为进一步提高效率以及进而提高按照本发明的冷却装置的冷却功率，在本发明的一种实施方式中规定，热管装置具有多根热管，其中至少两根在空气流动方向通过热管装置先后相继地设置，和/或其中至少两根关于空气流动方向通过热管装置彼此并排设置。在这种情况下在一种实施方式中可以规定，至少两根热管在它们的下端通过冷却介质收集管彼此连接。

附图说明

本发明的另外的细节根据下面的附图说明。附图中：

图1示出了按照本发明的根据第一实施方式的开关柜的示意的侧横截面图；

图2示出了根据本发明的第二实施方式的由热管装置和空气-流体-热交换器组成的单元的示意的侧横截面图。

具体实施方式

图1示出了按照本发明的开关柜1，具有开关柜内部空间2，其内容纳释放热量的部件3。在空气流动方向上(通过图示的箭头表示)与开关柜1在背面相邻设置冷却装置，它包括热管装置8和空气-流体-热交换器7。开关柜1在前侧面上具有门元件，后者具有基本上在它的全部高度上穿孔的门板，该门板构成空气入口4。在构成开关柜内部空间2的背面的竖直的侧面6上，构造开关柜内部空间2的空气出口5，其与热管装置8的空气入口侧面叠合。空气入口4和空气出口5基本上在开关柜内部空间2的全部高度H上延伸，使得在开关柜内部空间2内构成基本上水平的空气流动曲线。热管装置8在空气流动方向上在空气出口5和空气-流体-热交换器7之间设置，其中空气-流体-热交换器7从开关柜内部空间2的竖直侧面6隔开热管装置8的水平尺寸，其正好相应于热管装置8的第一竖直安装侧面10离开热管装置8的第二竖直安装侧面11的距离。

图2示出了热管装置8和空气-流体-热交换器7构成的单元的优选的实施方式。附图中所示的热管9表示热管的一种安排，它们根据实施方式可以以不同的数目并排并且先后地设置。热管9与空气-流体-热交换器7的冷却介质循环通过散热片12热耦合，以便实现热管9和在空气-流体-热交换器7内引导的流体之间的有效的热交换。此外散热片12有利于开关柜内部空间2的热的废气和热管装置8之间的热交换。此外，散热片12水平地或者竖直地并且彼此平行地隔开设置，从而正好构成在流动方向上水平延伸的通道13，以便使得能够不受阻碍地流过热管装置8或者空气-流体-热交换器7。

在按照图2的画面中在从左向散热片12上进入较热的空气的区域内比在其内环流热管9的空气较冷的区域内相应向热管9传输更多的热能。其结果是，在热管9的较热的区域内比在较冷的空气环流热管9的区域内能够汽化较多的冷却介质。在为整个系统建立平衡的努力中，在较冷的区域内因此冷却介质被冷凝并且在这种情况下热通过热管9的壁向各散热片12传输，通过后者热量向空气-流体-热交换器7继续传输。因此总共通过前接热管装置8实现对空气-流体-热交换器7在它的全部高度上施加均匀的热负荷。这样做的结果是再次避免热气泡从而提高冷却装置的效率。

本发明的在上述说明中、在附图中以及在权利要求中公开的特征既可以单独地也可以任意组合地为实现本发明起重要的作用。

附图标记清单

1    开关柜

2    开关柜内部空间

3    释放热的部件

4    空气入口

5    空气出口

6    开关柜内部空间的竖直侧面

7    空气-流体-热交换器

8    热管装置

9    热管

10   第一竖直安装侧面

11   第二竖直安装侧面

12   散热片

13   通道

H    开关柜内部空间的高度

Claims (11)

1.一种开关柜(1)，具有用于冷却在该开关柜(1)的内部空间(2)内容纳的、释放热量的部件(3)的装置，其中所述装置包括：

-用于周围环境空气进入开关柜内部空间(2)的空气入口(4)；

-用于热空气从开关柜内部空间(2)在开关柜内部空间(2)的竖直的侧面(6)流出的空气出口(5)，其中该空气出口(5)具有的竖直尺寸至少相应于所述开关柜内部空间(2)的高度(H)的一部分；和

-空气-流体-热交换器(7)，通过所述空气-流体-热交换器引导从开关柜内部空间(2)通过空气出口(5)流出的热空气，其中所述空气-流体-热交换器(7)至少部分地沿空气出口(5)的竖直的尺寸延伸，

其特征在于，具有至少一个至少在所述空气出口(5)的竖直的尺寸的一部分上延伸的热管(9)的热管装置(8)沿空气流动的方向设置在所述空气出口(5)和所述空气-流体-热交换器(7)之间。

2.根据权利要求1所述的开关柜(1)，其中，所述空气-流体-热交换器(7)与开关柜内部空间(2)的竖直的侧面间隔的距离为所述热管装置(8)的水平的尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的开关柜(1)，其中，所述空气-流体-热交换器(7)和所述热管装置(8)沿竖直方向重叠设置，其中通过空气出口(5)流出的热空气至少部分地首先通过所述热管装置(8)然后通过所述空气-流体-热交换器(7)引导。

4.根据上述权利要求中任一项所述的开关柜(1)，其中，所述热管装置(8)如下构造：

a)具有第一竖直安装侧面(10)，其与开关柜内部空间(2)的竖直的侧面(6)毗邻并且部分或者完全覆盖所述空气出口(5)；和

b)具有与所述第一安装侧面(10)平行地间隔距离的第二竖直安装侧面(11)，空气-流体-热交换器(7)与该第二竖直安装侧面毗邻。

5.根据上述权利要求中任一项所述的开关柜(1)，其中，所述开关柜(1)具有带有竖直的和水平的、具有系统钻孔的型材支柱的框架，其中所述空气出口(5)以两个竖直的和两个水平的、构成一个环绕的框架的型材支柱确定为界。

6.根据上述权利要求中任一项所述的开关柜(1)，其中，所述热管装置(8)和所述空气-流体-热交换器(7)具有空气引导系统，使得它们最优地被热空气水平地流过。

7.根据上述权利要求中任一项所述的开关柜(1)，其中，所述空气出口(5)、所述热管装置(8)和所述空气-流体-热交换器(7)基本上沿开关柜内部空间(2)的整个高度(H)延伸。

8.根据上述权利要求中任一项所述的开关柜(1)，其中，所述热管装置(8)和所述空气-流体-热交换器(7)沿水平方向相继地安装在门元件内，通过该门元件能够够到所述开关柜内部空间(2)，使得维护时，能够在所述门元件处于关闭位置时从朝向开关柜内部空间(2)的第一门扇侧够到所述热管装置(8)，以及能够在所述门元件处于关闭位置时从构成开关柜(1)的外侧的第二门扇侧够到所述空气-流体-热交换器(7)。

9.根据上述权利要求中任一项所述的开关柜(1)，其中，所述热管装置(8)具有多根热管(9)，其中至少两根在空气流动方向通过所述热管装置(8)先后相继地设置，和/或其中至少两根关于空气流动方向通过所述热管装置(8)彼此并排设置。

10.根据权利要求9所述的开关柜(1)，其中，至少两根热管(9)在它们的下端通过冷却介质收集管彼此连接。

11.根据上述权利要求中任一项所述的开关柜(1)，其中，所述热管装置(8)的至少一根热管(9)通过多个、优选彼此平行并且水平定向的散热片(12)与所述空气-流体-热交换器(7)热耦合，其中在相邻的散热片(12)之间构成用于从空气出口(5)流出的热空气的通道(13)。

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