CN1533494A - 具有制冷剂循环的冷却设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制冷设备，它包括设置在该设备的壳体内的、由压缩机、蒸发器和冷凝器构成的制冷剂循环，该制冷剂循环具有一内回路和一外回路，其中内回路在所述壳体的一侧壁上经一个空气入口和一个空气出口与待冷却空间、优选开关柜的内腔相连通，将该蒸发器配置在内回路中，将制冷剂循环的冷凝器配置在外回路中。按照本发明，所述壳体除了具有空气入口和空气出口的侧壁之外的所有侧壁是完全封闭的，冷凝器设计成具有嵌入的制冷剂管道的基板，该基板至少构成该壳体一侧壁的一部分，且以成形翅片直立在其外侧，这样就允许在不影响冷却设备功能的前提下实现具有IP55或更高级别保护方式的结构。

Description

具有制冷剂循环的冷却设备
本发明涉及一种冷却设备，它具有配置在壳体内、由压缩机、蒸发器和冷凝器构成的制冷剂循环，该制冷剂循环具有一个内回路和一个外回路，其中，所述内回路在所述壳体的一个侧壁上经一个空气入口和一个空气出口与待冷却空间、优选开关柜的内腔相连通，将蒸发器连在内回路中，而将制冷剂循环中的冷凝器设置在外回路中。
众所周知，这种优选安装在开关柜壳体上或安装在开关柜的一侧壁处的冷却设备具有不同的结构和构造，从而具有不同的冷却效应。在这种情况下，通常为冷凝器配备一个吸入冷却设备壳体周围的新鲜空气并将其输送到冷却设备内腔进行冷却的风机。这种结构的缺点是：尽管冷却设备的壳体密封地安装或支承在开关柜壳体上，但未能将该冷却设备壳体设计成密封封闭的，且未能将其设计成符合IP 55或更高级别的保护方式(SchutzartIP55 oder grβer)。当开关柜与大气环境中的冷却设备相配用时，这个缺点更为明显。
使用液体和空气作为热交换介质的热交换器也已公知。在这种情况下，热交换器为一种具有液体管道的板状基体，板状基体上设有冷却翅片，该板状基体被用作发热电开关回路的支承件，如欧洲专利申请公开说明书EP0 747 953 A2中所描述的那样。
本发明要解决的技术问题是提供一种在本说明书开始部分所提到的那类冷却设备，该壳体除了空气入口和空气出口外完全封闭，且能具有符合IP 55或更高级别的保护方式。
按照本发明，上述技术问题是通过下述方式解决的：所述壳体除了具有空气入口和空气出口的侧壁之外的所有侧壁是完全封闭的，所述冷凝器设计成具有嵌入的制冷剂管道的基板，该基板至少构成所述壳体一侧壁的一部分，且用成形的冷却翅片直立在其外侧。
在这种结构中，可以省去通常为具有冷凝器的外回路配备的风机。不再需要从该冷却设备内腔通往周围环境的空气导送通道，因为这样设计的冷凝器可以绝对密封地安装在壳体上，且经制冷剂传导的热量可以经位于环境空气中的冷却翅片发散。壳体上有足够的侧壁面积可供使用，从而借助这种冷凝器可达到足够的冷却效果。此空调设备可以密封地与开关柜相连，其中外露的壳体侧壁密封地封闭，可以达到IP 55或更高级别的保护方式。
冷却设备在开关柜上的结合优选以这样的方式完成：所述具有空气入口和空气出口的侧壁借助密封件与待冷却的空间、具体地说是包围成开关柜内腔的开关柜壳体相连接，其中，冷却设备的空气入口与开关柜壳体的空气出口对准，而该冷却设备的空气出口与该开关柜壳体的空气入口对准。
从制冷剂到冷凝器基板的热传递通过下述方式得到改善：使制冷剂管道作为蛇形冷却管嵌入冷凝器的基板中。
为了能方便地安装冷凝器，将制冷剂管道嵌入冷凝器基板上位于该基板朝向冷却设备内腔的表面中的凹槽内。在这种情况下，将制冷剂的输入或输出管道安排成：制冷剂管道引入所述基板的上部区，且从该基板的下部区引出。
按照本发明的进一步改进结构，为冷凝器的冷却翅片配备一个外部风机，在冷却设备内为蒸发器配备一个内部风机。
以公知方式构成的具有压力监控器、过滤干燥装置和膨胀阀的制冷剂循环仍可以保留。
作为具有良好冷却效果的结构，业已证明，特别合适的一种材料选择方案是：具有成形冷却翅片的基板由铝制成，制冷剂管道是铜管。也可使用其它材料，如基板由铜或具有其它传热特性的优质钢制成。
下面结合一个在附图中描绘的实施方式对本发明作详细说明：
图1示出的是安装在开关柜壳体上的冷却设备的透视图；
图2示意地示出了该冷却设备的结构。
如图1所示，具有封闭壳体10的冷却设备以其看不到的底壁16与开关柜壳体30的顶壁相连接，其中两壳体的电连接可以设置在公知的密封件上。此过渡很容易地设计成满足IP 55或更高级别的保护方式。该壳体10的其它侧壁11、12、13、14和15同样满足所述前提条件，因为没有要求周围环境与冷却设备的内腔形成导送空气的连接通道之处。只在侧壁11上直立着那些位于在下面还要加以说明的用于制冷剂循环的冷凝器26上的冷却翅片片28，而冷凝器绝对密封封闭地集成在侧壁11上。
如图2所示，制冷剂循环包括作为其主要部件的压缩机20、冷凝器26和蒸发器21。借助风机22将来自开关柜内腔的热空气导送通过底壁16上的与开关柜顶壁的空气出口对准的空气入口31，并使它们流过蒸发器21。流过蒸发器21的制冷剂KMg以气态和过热方式经压缩机20导向冷凝器26。正如从图1可看到的那样，冷凝器26由一块以固定且不可拆卸方式安装在侧壁11上的基板27构成，且该基板只有冷却翅片28直立在壳体10的外侧。过热的制冷剂到达并通过安装在基板27的朝向冷却设备内腔一侧的凹槽中的蛇形冷却管状的制冷剂管道29。
优选由铜管构成的制冷剂管道29以良好热接触方式放置在铝制基板27上。制冷剂将热量传给具有成形冷却翅片28的基板27，冷却翅片28再将热量辐射给周围空气。在这种情况下，通过一个配属于冷却翅片28的风机还能进一步加速热量的发散。离开冷凝器26的制冷剂KMf是液态、过冷却的，且经过滤干燥装置24回到蒸发器21。
压力监控器25监测压缩机20入口处和冷凝器26出口处之间的制冷剂的压差。此外，可以将一个膨胀阀23串接在制冷剂循环的过滤干燥装置24和蒸发器21之间。
冷凝器26的基板27至少占据了侧壁11的一部分，当然，还可以根据所要求的冷却效应将所述基板形成在整个侧壁11上或者分布在多个侧壁的局部区域。在此，重要的仅是基板27应无缝隙地、气密封地结合在壳体10上，且所述壳体被封闭成相对于周围环境气密封。

Claims (11)

1.一种冷却设备，具有一配置在壳体内且由压缩机、蒸发器和冷凝器构成的制冷剂循环，该制冷剂循环具有一内回路和一外回路，其中该内回路在所述壳体的一侧壁上经一个空气入口和一个空气出口与待冷却空间、优选开关柜的内腔相连通，所述蒸发器被配置在所述内回路中，所述制冷剂循环的冷凝器被配置在所述外回路中，其特征在于：
所述壳体(10)除了具有空气入口(31)和空气出口(32)的侧壁(16)之外的所有侧壁(11，12，13，14，15)是完全封闭的；
所述冷凝器(26)被设计成具有嵌入的制冷剂管道(29)的基板(27)，该基板至少构成所述壳体(10)一侧壁(11)的一部分，且成形翅片(28)直立在该壳体的外侧。
2.按照权利要求1所述的冷却设备，其特征在于：
所述未设有所述空气入口(31)和空气出口(32)的侧壁(11，12，13，14，15)以IP 55或更高级别的保护方式将所述壳体(10)封闭。
3.按照权利要求1或2所述的冷却设备，其特征在于：
所述具有空气入口(31)和空气出口(32)的侧壁(16)借助密封件与待冷却的空间、具体地说是包围成开关柜内腔的开关柜壳体(30)相连接，所述冷却设备的空气入口(31)与所述开关柜壳体(30)的空气出口对准，而所述冷却设备的空气出口(32)与该开关柜壳体(30)的空气入口对准。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的冷却设备，其特征在于：
所述制冷剂管道(29)作为蛇形冷却管嵌入在所述冷凝器(26)的基板(27)中。
5.按照权利要求4所述的冷却设备，其特征在于：
所述制冷剂管道(29)嵌入在所述冷凝器(26)基板(27)上的位于该基板(27)朝向所述冷却设备内腔的表面中的凹槽内。
6.按照权利要求4或5所述的冷却设备，其特征在于：
将所述制冷剂管道(29)引入所述基板(27)的上部区，且从该基板(27)的下部区引出。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的冷却设备，
其特征在于：为所述冷凝器(26)的冷却翅片(28)配备一个外部风机，在所述冷却设备内为所述蒸发器(21)配备一个内部风机(22)。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的冷却设备，其特征在于：
所述制冷剂循环具有一压力监控器(25)，其监测位于所述冷凝器(26)上游的所述压缩机(20)的制冷剂入口和位于该压缩机(20)下游的所述冷凝器(26)的制冷剂出口之间的压差。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的冷却设备，其特征在于：
所述制冷剂在位于所述冷凝器(26)下游的蒸发器(21)之前被导送通过一个过滤干燥装置(24)。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的冷却设备，其特征在于：
在所述过滤干燥装置(24)下游设置一个阀(23)。
11.按照权利要求1至10中任一项所述的冷却设备，其特征在于：所述带有成形冷却翅片(28)的基板(27)由铝制成以及所述冷却剂管道(29)是铜管。
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