CN103887720A - 带有冷却装置的电子开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于火灾报警和/或灭火控制中心的电子开关柜，该电子开关柜包括带有用于模块（7）的紧固机构的壳体，在该模块中设置有电子组件，其中，用于要冷却的模块（7、7.1、7.2）的冷却装置包括在两个基本上竖直的通道（2.2、2.4）之间的、基本上水平的第一和第二通道（2.1、2.3），其中，各第一通道（2.1、2.2）将冷空气（5）的空气流引导向要冷却的模块（7、7.1、7.2）并且各第二通道（2.3、2.4）将热空气（6）的空气流由要冷却的模块（7、7.1、7.2）引导出，并且水平的通道（2.1、2.3）在如下位置处具有用于热空气（6）和冷空气（5）的空气流的开口（14.1、14.2），在这些位置处设置有要冷却的模块（7、7.1、7.2）。

Description

带有冷却装置的电子开关柜

技术领域

本发明涉及一种用于火灾报警和/或灭火控制中心的电子开关柜。

背景技术

按照本发明的开关柜能到处地使用在存在有火灾报警和/或灭火控制中心并且位于电子开关柜中的模块产生热量从而这些模块必须被冷却的地方。

用于火灾报警和/或灭火控制中心的电子开关柜普遍地已知并且包括带有用于模块的紧固机构的壳体，在这些模块中设置有电子组件，其中，各模块彼此间连接并且以外部区域与外部部件连接。这种类型的模块包括壳体和设置在内部中的电子组件。

设置在模块中的电子组件能够包含电路零件或半导体元件，这些电路零件或半导体元件产生必须被导出的热损耗功率。为了使电子组件及其构件在特定的温度范围内运行，除了通过如在已知的现有技术中进行的自由对流的冷却以外，还需要对模块、亦即其电子组件进行冷却。

但通过安装在模块下方和上方的装入物、如线缆通道可能阻碍或者中断自由对流。为了提高各个模块的工作能力和在局部导出更高的热损耗功率，使用自由对流是不够的。

在上述应用领域中的电子开关柜通常具有模块，这些模块带有在模块壳体的上部和下部区域中靠近基座的通风槽。这种模块壳体例如带有Phoenix-ME10的标记。但也使用在功能和结构类型方面相似的模块壳体。

这些模块的线缆接头通常远离基座。在这些模块的中间区域在壳体中基本上设置有电子部件，这些电子部件在高的功率要求时产生热量，其中，在缺乏冷却时形成热气泡

这些热气泡可能导致各部件由电气组件的脱焊。

因此在电子开关柜中需要冷却这些模块。

由现有技术已知用于在开关柜中冷却电子构件的不同解决方案。

DE 40 35 213 C2描述一种带有冷却装置的壳体，在该壳体中电子组件通过空气流冷却，以便避免过热。位于壳体中的板被冷却，其中，用于热空气和冷空气的引入和引出装置位于板的下方和上方，其中，空气被均匀地引入给所有板并且冷空气借助于鼓风机产生。

DE 26 38 118 A1描述一种用于冷却电子构件的通风模块，在该通风模块中多个电子构件相叠地设置，其中，竖直的空气通道用于导入冷空气和导出热空气并且水平的空气通道设置在要冷却的板和盒单元的上方和下方，从而每个要冷却的单元都在整个面上被供给均匀的空气射流。

DE 20 2004 006 252 U1描述一种用于仪器和网络柜的冷却系统，该冷却系统同样具有水平的和竖直的空气通道以及通风器，其中，电子模块单元被冷却并且存在热交换器。

由该现有技术已知在电子开关柜中用于冷却电子组件的竖直和水平的空气通道。

DE 22 11 268 A1公开了一种用于电子插接单元的电气开关柜，包括带有电子组件的紧固机构的壳体，其中，冷却装置设置在两个竖直的通道之间，其中，相应的竖直的第一通道引导冷空气的空气流并且相应的竖直的第二通道将热空气的空气流引导出。要冷却的电子组件不是包括壳体的、其中设置有电子组件的模块，其中，壳体具有用于空气流的进入开口和排出开口。在该开关柜中不存在在所述两个竖直的通道之间的水平的通道，而是仅存在在两个竖直的通道之间用于使空气流转向的隔板。

电子组件是在触点导线板上的电路板和插接元件，这些电路板和插接元件装配在插件上，所述电子组件由空气流冷却，该空气流在位于上方和下方的隔板处被转向，其中，用于电子构件的插件向上和向下是完全敞开的，从而特别受热载荷的电子构件不能单独地或以特别的程度来冷却。开关柜不具有带有多个开口的水平通道。

该已知的现有技术的缺点是，所有的电子构件被均匀地冷却，这仅当所有的模块也经受相同的变热时才是有意义的。在存在有模块的电子开关柜中，在这些模块处发生不同的变热，这具有如下缺点，即，不变热或者仅具有少量变热的模块以与具有非常高的变热的模块相同的方式被冷却。

此外，不能看出，各已提出的解决方案适合于被使用于火灾报警和/或灭火控制中心用的电子开关柜，因为这些开关柜装备有非常不同地变热并因此也要不同地冷却的模块。

发明内容

因此，本发明的任务在于，开发一种用于火灾报警和/或灭火控制中心的电子开关柜，该电子开关柜的模块被冷却使得每个模块所产生的热量以需要的功率在热量产生的地点被导出。

该任务通过如下方式来解决，即，在用于火灾报警和/或灭火控制中心的电子开关柜中提供一种如下的冷却机构，利用该冷却机构仅冷却变热的模块、更确切地说根据其产生的热量来冷却。

按照本发明的解决方案规定一种用于火灾报警和/或灭火控制中心的电子开关柜，该电子开关柜包括带有用于模块的或者模块壳体的紧固机构的壳体，其中，在模块中设置有电子组件。模块能够彼此间连接并且以外部区域与外部的部件相连接，其中，模块的壳体具有用于冷空气和热空气的空气流的进入开口和排出开口。按照本发明，用于要冷却的模块的冷却装置包括在两个基本上竖直的第一和第二通道之间的、基本上水平的第一和第二通道，其中，各第一通道将冷空气的空气流引导向要冷却的模块并且各第二通道将热空气的空气流由要冷却的模块引导出，并且所述水平的通道在如下位置处具有用于冷空气和热空气的空气流的开口，在这些位置处设置有要冷却的模块。

为了能够在电子开关柜的不同位置处紧固模块，有利的是，这些模块具有快速紧固器件，该快速紧固器件能够以少的耗费紧固在壳体的紧固机构上。在电子开关柜的壳体上的紧固器件例如是由现有技术已知的支承轨道。

作为在模块的壳体上的快速紧固器件例如是在模块的壳体的其中一侧上的卡扣连接部，或者在柜中所已知的，该卡扣连接部克服弹簧力可枢转地构造为具有倒钩器件。在模块的壳体的另一侧上可以设置有锁入凸肩，该锁入凸肩锁入到支承轨道中。其他在模块的壳体上的快速紧固器件是可想到的。模块以此能以少的耗费需要使用用于火灾报警和/或灭火控制中心的电子开关柜的地方设置在电子开关柜内部。

模块包括可以由塑料制成的壳体，在该壳体中设置有至少一个电子组件，其中，壳体具有用于导入用于冷却电子组件的空气流的进入开口。此外，这些进入开口也被称为冷空气用的壳体进入开口。此外，壳体具有用于热空气的空气流的排出开口，该热空气由经导入的冷空气在冷却至少一个电子组件之后形成。此外，这些排出开口也被称为热空气用的壳体排出开口。这些开口优选在上面和在下面地设置在壳体上。模块可以是需要强化冷却的、需要少量冷却的或者不需要冷却的模块。

为了在电子开关柜中如同需要模块单独变热那样来冷却模块的电气组件，冷空气必须在电子开关柜中有针对性地被引导向各个模块。为此要在电子开关柜中设置用于要冷却的模块的冷却装置，这些冷却装置基本上包括竖直的和水平的通道，亦即通常在电子开关柜的一侧上或者在其两侧上通过竖直的通道导入冷的空气流，该空气流通过冷却而变热并且作为热的空气流在一侧上或者在另一侧上在竖直的通道中被导出。

在一种有利的实施变型方案中，用于导入冷的空气流的竖直的通道位于电子开关柜的相应相反的一侧上，在该侧上设置有用于要导出的热空气的竖直的通道。

有利的是，冷却装置具有至少一个通风器。该通风器可以设置在电子开关柜的内部或者也可设置在电子开关柜的外部。

此外有利的是，冷却装置具有至少一个热交换器，在该热交换器中热空气为了再次使用或者为了获得热量而被冷却。

在竖直的空气通道中被导入的冷空气在一个或多个基本上水平的第一通道中被引导向要冷却的模块，其中，用于排出冷空气的开口（用于冷空气的排出开口）位于水平的第一通道中。用于导入冷空气的基本上水平的第一通道设置在要冷却的模块下方或者在一排模块的要冷却的模块下方。在每行模块的上方设置有基本上水平的第二通道，用于进入热空气的开口（用于热空气的进入开口）位于该基本上水平的第二通道中。这些用于排出冷空气的和用于进入热空气的开口位于在设置有要冷却的模块的位置处。

在此有利的是，在导入冷空气的水平的通道中用于冷空气的排出开口位于要冷却的模块的壳体的、用于冷空气的壳体进入开口对面，并且在导出热空气的水平的通道中用于热空气的进入开口类似地位于要冷却的模块的壳体的、用于热空气的壳体排出开口对面。这可以以如下方式进行，即，模块以其开口借助于在电子开关柜的壳体中的紧固机构被紧固在水平的通道中的开口对面。在水平的通道中的开口与模块之间的竖直距离可以是不同大小的，亦即两个开口可以直接对置或者通过空气引导耦合器相互连接。开口可以是圆形、有角形、椭圆形的和其他适合的开口。

在本发明的一种有利的构造形式中，在模块之上的、用于热空气的水平的通道和位于该水平的通道之上的、在模块下面的、用于冷空气的水平的通道也可以构成为带有隔板的通道。

在一种有利的实施形式中，所述开口具有用于闭锁的装置。

在一种有利的实施形式中，在开口与模块之间设置有用于引导冷空气和热空气的装置。

在一种有利的实施形式中，所述在模块和开口之间的装置是圆形、半圆形、椭圆形、有角形、矩形的或U形的空气引导耦合器。

在另一种有利的实施形式中，为了提高用于得到更强化冷却的模块的冷却效率，空气引导耦合器设置在模块与水平的第一和第二通道之间。

空气引导耦合器是用于引导冷空气或热空气的装置。这些空气引导耦合器尽可能无损耗地将冷空气流或热空气流由水平的通道的开口引导向模块或/和模块的壳体并且是在水平的通道与要冷却的模块之间的按空气流方式的连接。

空气引导耦合器可以具有不同的实施形式——刚性的、柔性的。在各端部上可以构造有用于从在模块上和在水平通道的开口上的进入和排出开口弹开或者锁入到在模块上和在水平通道的开口上的进入和排出开口中的适配器成型件。

空气引导耦合器可以构造成半圆形、圆形、椭圆形、有角形、矩形的或U形的以及其他适合的形状。

空气流通过装置采取如下路径。在竖直的通道的下端部上，冷空气流进入到装置中、向上流动并且到达各水平的通道中的所述通道或一个通道中，所述通道或一个通道位于模块的壳体的下方。在这些水平的通道中用于排出的冷空气的开口位于要冷却的模块对面。由水平的通道从这些开口排出的冷空气现在通过在要冷却的模块的壳体上的进入开口来进入。通过这些在模块的壳体上的进入开口，冷空气流利用或者无需空气引导耦合器地被引导到变热的模块的壳体中，其中，这些模块被冷却。这样产生的热空气流通过在模块的壳体上的排出开口离开模块的壳体并且利用或者无需空气引导耦合器地通过开口到达基本上水平的第二通道。热空气流通过基本上水平的第二通道到达用于热空气的竖直的通道中，通过该竖直的通道向上被引导并且能够离开装置。

模块包含带有少的热量损耗功率的电子组件并且因此模块的变热不是那么高，这些模块不需要强化的和直接的空气穿流。对于这些模块足够的是，在用于热空气和冷空气的水平的通道中在模块的上方和下方仅设有用于热空气和冷空气的开口。

模块仅具有非常小的功率或者仅非常少地运行，这些模块不需要更强化的冷却，从而对于在电子开关柜中设置有这些模块的位置，在用于热空气和冷空气的水平的通道中不必设有开口。

能闭锁的开口在用于热空气和冷空气的水平的通道中的位置可以在水平的通道中的有关位置处被标记并且在其装配之后被去除。此外有利的是，通过适合的措施和通过现有技术已知的措施在需要时重新闭锁这些开口。为此在水平的通道中例如可以设有适合的盖或堵头或者其他按照现有技术已知的解决方案。

为了模块能够与外部的部件相连，在模块的其中一侧上设置有用于在模块上的外部区域的接头。作为外部的部件可设想不同类型的火灾报警器和连接工艺、如极限值报警器和循环报警器，不同类型的执行器、如喇叭、闪光灯、阀门或者继电器、以及消防外围设备和其他联网的中心。这些接头通常位于模块的与紧固机构相对置的一侧上。为了使线缆引向到模块的该侧面上，有利的是，在水平的通道上或者在水平的通道前面设置线缆通道，在该线缆通道中线缆被引向到模块上。该线缆通道可以在其上侧和其下侧上具有缝隙，线缆可以通过该缝隙以线缆的接头向外被引导并且可以借助于插头由上方或/和由下方地被插入到有关的模块中。

在一种有利的实施形式中，线缆通道设置在水平的空气通道前面，并且线缆由线缆通道通入到模块的前面的部分中。

按照本发明的解决方案规定，多排模块上下相叠地设置，其中，多个用于热空气和冷空气的基本上水平的通道能设在模块上方和下方。

不言而喻地，该解决方案适合于多行模块也并排地设置，其中，则多个用于热空气和冷空气的竖直的通道设置在模块两侧。

电子开关柜的优点是，模块的冷却以需要的功率并且在电子开关柜中产生热量的地点进行。在此有利的是，在开关柜中进行改变时，如这些改变可能在换插模块时或者通过扩展在添加另外的模块的情况下进行，也能够以少的耗费改变冷空气的导入和热空气的导出。

此外有利的是，导出的热能可借助于热交换器来利用。

附图说明

以下借助实施例和四个附图更详细地阐述本发明。图中：

图1以图2的剖面B-B示出电子开关柜的示意图

图2以图1的剖面A-A示出电子开关柜的示意图

图3示出带有在中间区域中的冷却开口的模块

图4示出图3中的模块的俯视图。

具体实施方式

图1以示意图示出一个电子开关柜1，在该电子开关柜中设置有不同的模块7.1、7.2、7.3。在此，模块是带有如示例性地在图3中示出的类型的壳体的模块7。模块可以设置为带有强化冷却的模块7.1、带有少量冷却的模块7.2和/或没有冷却的模块7.3。模块7.1、7.2、7.3以其壳体可拆卸地设置在支承轨道8上的紧固机构上并且能够彼此进行连接。通过将模块7.1、7.2、7.3可拆卸地设置在支承轨道8上在进行改变时存在如下的可能性，即，将模块7.1、7.2、7.3不同地设置在或者附加地装配在电子开关柜1中。按照不同的设置结构也能以少的耗费来改变在电子开关柜1中的冷却。为了冷却模块7.1、7.2设置有竖直的和水平的通道2.1、2.2、2.3、2.4，在这些通道中通过竖直的通道2.2导入带有冷空气5的空气流并且通过竖直的通道2.4导出带有热空气6的空气流。

在水平的通道2.1、2.3之间设置有用于分隔热空气6和冷空气5的空气流的隔板3。

空气流5、6通过所述设备采取如下路径。在左边的竖直的通道2.2的下端部，冷空气流5进入到所述设备中、向上流动并且到达设置在多个平面内的水平的通道2.1，这些水平的通道位于各模块排的模块7.1、7.2的壳体下方。通过用于在冷空气用的水平的通道2.1中将空气向模块7.1、7.2的壳体排出的开口14.1，冷空气流5利用或者无需空气引导耦合器10地通过在模块的壳体上的进入开口15.1（图1中未示出）被引导到变热的模块7.1、7.2的壳体中，其中，这些模块被冷却。这样产生的热空气流6通过在模块的壳体上的排出开口15.2（图1中未示出）离开模块7.1、7.2的壳体并且利用或者无需空气引导耦合器10地通过用于使空气进入的开口14.2到达热空气用的水平的通道2.3中。热空气流6通过水平的通道2.3向右到达热空气用的竖直的通道2.4中、向上流动并且然后能够离开所述设备。

需要强化冷却的模块7.1与水平的通道2.1和2.3通过强制冷却来连接，亦即，在水平的通道2.1和2.3与模块7.1的壳体之间设置有在水平的通道2.1中用于使空气排出的开口14.1与在模块壳体上的进入开口15.1之间的空气引导耦合器10，通过这些空气引导耦合器给带有强制冷却的模块7.1输送冷空气5的空气流；并且通过在水平的通道2.3中用于使空气进入的开口14.2与在模块壳体上的排出开口15.2之间的空气引导耦合器10，将热空气6的空气流由带有强制冷却的模块7.1导回给水平的通道2.3，并且热空气的空气流通过该水平的通道被引导向热空气用的聚集通道、到达热空气用的竖直的通道2.4。

对于带有少量冷却的模块7.2不需要空气引导耦合器10，而是仅需要用于使空气从水平的通道2.1排出的开口14.1和用于使空气进入到水平的通道2.3中的开口14.2。这些开口14.1、14.2对于如下情况可以是能闭锁的，即，模块7.2设置在其他位置处并且在规定的位置处不再需要冷却。

从图2可得出图1的剖面如何截取。

图2以示意图示出电子开关柜1在图1中的剖面A-A中。此外，由该视图能看到，支承轨道8如何设置在电子开关柜1的装配板9上。此外，由图2能看出，线缆通道12利用隔板3设置在水平的冷却通道2.1、2.3前面，线缆4由该线缆通道导出，这些线缆借助于夹子11紧固在模块7.1、7.2、7.3的相应的壳体的前面的部分中。

图3示出一种用于模块7的壳体的实施形式，在该壳体上在上面和在下面设置有排出开口15.2和进入开口15.1，冷空气5和热空气6的空气流能够穿流这些排出开口和进入开口，以便在壳体的内部中冷却模块7的电子组件，该电子组件（未示出）在壳体中位于模块7的中间区域19中。该电子组件按照负载的强度是要冷却的热量产生区域。在模块7的壳体的一侧上设置有卡扣连接部20和锁入凸肩16，模块7的壳体利用该卡扣连接部和锁入凸肩可拆卸地紧固在支承轨道8上。另一侧具有用于在模块7的壳体上的线缆4的接口13。

图4以俯视图示出模块的壳体，该壳体包括排出开口15.2和插头17，模块7能够利用该插头与相应最接近的模块7连接并且能够形成如图1中所示的无间隙的模块排。

所使用的附图标记的列表

1     电子开关柜

2.1   用于冷空气的水平通道

2.2   用于冷空气的竖直通道

2.3   用于热空气的水平通道

2.4   用于热空气的竖直通道

3     隔板

4     线缆

5     冷空气的空气流

6     热空气的空气流

7     模块

7.1   带有强化冷却的模块

7.2   带有少量冷却的模块

7.3   没有冷却的模块

8     支承轨道

9     装配板

10    空气引导耦合器

11    线缆夹子

12    线缆通道

13    在模块上用于线缆的接口

14.1  在2.1中用于使空气排出的开口

14.2  在2.3中用于使空气进入的开口

15.1  在模块7的壳体上的进入开口

15.2  在模块7的壳体上的排出开口

16    在模块的壳体上的锁入凸肩

17    模块的壳体上的、用于连接到相邻模块上的插头

19    带有热量产生区域的中间区域

20    在模块7的壳体上与锁入凸肩相对的卡扣连接部

Claims (10)

1.用于火灾报警和/或灭火控制中心的电子开关柜（1），包括带有用于模块的紧固机构的壳体以及包括具有壳体的模块（7、7.1、7.2），在模块中设置有电子组件，其中，模块的壳体具有用于冷空气（5）和热空气（6）的空气流的进入开口（15.1）和排出开口（15.2），其特征在于，

-用于要冷却的模块（7、7.1、7.2）的冷却装置包括在两个基本上竖直的第一和第二通道（2.2、2.4）之间的、基本上水平的第一和第二通道（2.1、2.3），

-其中，各第一通道（2.1、2.2）将冷空气（5）的空气流引导向要冷却的模块（7、7.1、7.2）并且各第二通道（2.3、2.4）将热空气（6）的空气流由要冷却的模块（7、7.1、7.2）引导出，并且

-所述水平的通道（2.1、2.3）在如下位置处具有用于冷空气（5）和热空气（6）的空气流的开口（14.1、14.2），在这些位置处设置有要冷却的模块（7、7.1、7.2）。

2.按照权利要求1所述的电子开关柜，其特征在于，所述水平的通道（2.1、2.3）是带有隔板（3）的通道。

3.按照权利要求1或2所述的电子开关柜，其特征在于，所述冷却装置具有至少一个通风器。

4.按照权利要求1至3之一所述的电子开关柜，其特征在于，所述冷却装置具有至少一个热交换器。

5.按照权利要求1至4之一所述的电子开关柜，其特征在于，所述开口（14.1、14.2）具有用于闭锁的装置。

6.按照权利要求1至5之一所述的电子开关柜，其特征在于，在所述开口（14.1、14.2）与模块（7.1）之间设置有用于引导冷空气（5）或热空气（6）的装置。

7.按照权利要求6所述的电子开关柜，其特征在于，所述在所述模块（7.1）和开口（14.1、14.2）之间的装置是圆形、半圆形、椭圆形、有角形、矩形的或U形的空气引导耦合器（10）。

8.按照权利要求1至7之一所述的电子开关柜，其特征在于，在冷空气用的水平的通道（2.1）和热空气用的水平的通道（2.3）旁或在冷空气用的水平的通道和热空气用的水平的通道上设置有线缆通道（12）。

9.按照权利要求8所述的电子开关柜，其特征在于，线缆通道（12）设置在冷空气用的水平的通道（2.1）和热空气用的水平的通道（2.3）前面，并且线缆（4）由线缆通道（12）通入到模块（7、7.1、7.2、7.3）的前面的部分中。

10.按照权利要求1至9所述之一的电子开关柜，其特征在于，所述模块（7）是需要强化冷却的模块（7.1）和需要少量冷却的模块（7.2）和不需要冷却的模块（7.3）。

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