DD147182A1

DD147182A1 - ARRANGEMENT FOR HEAT EXTRACTION FROM SWITCHES OR CONTROL WRENCHES

Info

Publication number: DD147182A1
Application number: DD21653579A
Authority: DD
Inventors: Lothar Brauner; Ludwig Vopel; Helmut Stafnitzky; Fritz Nennstiel
Original assignee: Lothar Brauner; Ludwig Vopel; Helmut Stafnitzky; Fritz Nennstiel
Priority date: 1979-10-30
Filing date: 1979-10-30
Publication date: 1981-03-18

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Elektrotechnik, und es ist ihr Ziel, mit geringstem Aufwand in einer variabel gestalteten Anordnung eine optimale Temperaturhomogenisierung und Waermeabfuehrung zu erreichen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Waermeabfuehrung aus Schalt- und Steuerschraenken auf dem Prinzip des Waermeaustausches zu schaffen, die eine homogene Waermeverteilung im staub- und spritzwassergeschuetzten Innenraum des Schrankes gewaehrleistet und die Waerme an Geraeten mit besonders hoher Waermeverlustleistung zielgerichtet abzieht. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dasz an einem Waermeaustauscher 2 an beliebigen Punkten Saugduesen 3 angeordnet sind, die,auf Geraete 11 mit besonders hoher Waermeverlustleistung gerichet, die Waerme zielgerichtet abziehen. Anwendung findet die Erfindung in Gehaeusen hoher Schutzgrade zum Schutz temperaturempfindlicher Bauelemente.The invention relates to the field of electrical engineering, and it is their goal, with minimal effort in a variably designed arrangement to achieve optimum temperature homogenization and heat dissipation. The object of the invention is to provide an arrangement for heat removal from switching and control cabinets on the principle of heat exchange, which ensures a homogeneous heat distribution in the dust and splash-proof interior of the cabinet and the heat on devices with particularly high heat loss performance targeted deducted. The essence of the invention consists in the fact that suction ducts 3 are arranged on a heat exchanger 2 at arbitrary points which, directed on devices 11 with a particularly high heat loss performance, remove the heat in a targeted manner. The invention finds application in Gehaeusen high degrees of protection for the protection of temperature-sensitive components.

Description

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a) Titel der Erfindunga) Title of the invention

Anordnung zur Wärmeabführung aus Schalt- oder SteuerschränkenArrangement for heat dissipation from switching or control cabinets

b) Anwendungsgebiet der Erfindungb) Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Elektrotechnik/Elektronik und ist geeignet, die als Wärme auftretende Verlustleistung der Geräte und Baueleöente aus Schalt- und Steuerschränken hoher Schutzgrade für Be- und Verarbeitungsmaschinen abzuführen·The invention relates to the field of electrical engineering / electronics and is suitable for dissipating the heat loss of the devices and components from switching and control cabinets of high degrees of protection for working and processing machines.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungenc) Characteristic of the known technical solutions

Die immer mehr zunehmende Konzentration von Geräten und elektronischen Bauelementen in Schalt- und Steuerschränken erfordert eine immer bessere Abführung der als Wärme auftretenden Verlustleistung» Die Wärmeverlustleistung der Einbauten ist soweit abzuführen, daß der kritische Wärmewert der Geräte bzw_e Bauelemente nicht überschritten wird und damit wärmebedingte Funktionsstörungen ausgeschlossen werden₀ Aufgrund der thermischen Gesetze ergibt sich im Schrank eine ungleiche Wärmeverteilung* Es entsteht ein Wärmegefälle von oben nach unten und entsprechend der unterschiedlich großen Wärmequellen sogenannte Wärmenester, die beseitigt werden müssen»The ever increasing concentration of equipment and electronic components in control and control cabinets requires an ever better dissipation of heat loss occurring heat dissipation »The heat loss performance of the internals is dissipate so far that the critical heat value of the devices or _e components is not exceeded and thus heat-related malfunction to be excluded ₀ Due to the thermal laws, uneven heat distribution occurs in the cabinet * The result is a heat gradient from top to bottom and, corresponding to the heat sources of different sizes, so-called heat esters, which have to be removed »

Aus der DE-AS 1908825, H05K 7/20 ist ein elektrisches Gerät mit elektrischen Bauelementen bekannt, bei dem eine erzwungene Kühlung der thermisch hochbelasteten elektrischen Bauelemente entsprechend der Bauteile- und Leistungsverteilung durchgeführt wird· Entsprechend der Anordnung der elektrischen Bauelemente sind geschlossene und mit einer Druckgaswelle verbundene Kühlleitungen in unmittelbarer Nähe der Bauelemente verlegt und mit Austrittsöffnungen versehen. Diese Öffnungen sind so angebracht, daß auf jedes thermisch hochbelastete Bauelement getrennt das ausströmende Kühl-From DE-AS 1908825, H05K 7/20 an electrical device with electrical components is known in which a forced cooling of the thermally highly loaded electrical components is carried out according to the component and power distribution · According to the arrangement of electrical components are closed and with a Compressed gas shaft connected cooling lines in the immediate vicinity of the components laid and provided with outlet openings. These openings are mounted in such a way that, separated from each thermally highly stressed component, the outflowing cooling

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medium direkt auftrifft und es umströmt« Weitere Ausführungsvarianten dienen dazu, die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums und der erwärmten Luft zu erhöhen«, Zu diesem Zweck v/erden die Kühlleitungen und die Austrittsöffnungen in Abhängigkeit von der Lage und Größe der Bauelemente besonders ausgestaltet und angeordnet.medium impinges directly and flows around it. "Further variants serve to increase the flow velocity of the cooling medium and the heated air." For this purpose, the cooling lines and the outlet openings are specially designed and arranged depending on the position and size of the components.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß es sich um eine Einzelkonstruktion handelt, die sich aus den Abmessungen der Gehäuse bzw·'aus der Anordnung und Form der elektronischen Bauelemente im Inneren der Gefäße ergibt· Das zum Einleiten eines Druckgases benötigte Rohrleitungssystem mit seinen Austrittsöffnungen ist starr und kompliziert im Aufbau und sehr platzintensiv,, Bei seiner Verlegung müssen die Position und die Größe eines jeden Bauelementes einzeln berücksichtigt werden. Damit sind Änderungen im mechanischen Aufbau des Gefaßinnenraumes nicht möglich· Der Aufwand durch den Einsatz von besonderen Druckgasquellen ist ein v/eiterer Nachteil der in der DE-AS 19O8825 beschriebenen Erfindung. Dieser wird noch damit bekräftigt, daß durch die Zuführung eines gasförmigen Kühlmediums die erfindungsgemäße Anordnung.nur dort eingesetzt werden kann, wo ein Schutzgrad kleiner IP 5^ ausreicht. Ein Schrank nach IP 54- muß staub- und spritzv/assergeschützt sein, was durch die zwangsweisen Zu- bzw» Abführungen von gasförmigen Kühlmedien in das bzw· aus dem Schrankinnern nicht gewährleistet istoThis arrangement has the disadvantage that it is a single construction, which results from the dimensions of the housing or 'from the arrangement and shape of the electronic components inside the vessels. The piping system with its outlet openings required for introducing a compressed gas is rigid and complicated in structure and very space-intensive ,, When laying it, the position and size of each component must be taken into account individually. Thus changes in the mechanical structure of the vessel interior are not possible. The expense due to the use of special compressed gas sources is a major disadvantage of the invention described in DE-AS 19O8825. This is corroborated by the fact that the supply of a gaseous cooling medium arrangement of the invention can only be used where a degree of protection of small IP 5 ^ sufficient. A cupboard in accordance with IP 54 must be dust- and spray-proof, which can not be guaranteed by the forcible supply or discharge of gaseous cooling media into or out of the inside of the cabinet

Aus der DE-AS 2231469; HO5K 7/20 als auch aus der OfS 2006759; H05K 7/20 ist ein Elektronikschrank mit staubdicht abgeschlossenen Innenraum und einem als Faltv/and ausgebildeten Wärmeaustauscher bekannt, der die Forderung nach dem Schutzgrad IP 5^· für Schalt- und Steuerschränke von Be- und Verarbeitungsmaschinen erfüllt. Jede zweite Falte der Faltwand ist jeweils beidseitig an ihren Enden mit einer Querabdeckung versehen. Diese Faltwand ersetzt einen Teil der Gehäusewand des Elektronikschrankes. Das geschieht so, daß der Wärmeaustauscher staubdicht an ebene Flächen oder gerade Kanten der Gehäusewand angefügt wird. Beiderseits der Querabdekkungen sind Stauräume mit einer Einlaßöffnung zum Innen- bzw. Außenraum des Gehäuses, in denen je ein Lüfter eingebaut ist. Ein Lüfter dient zur Belüftung der Wärmeübergangsfläche der Faltwand im Innenraum und ein Lüfter zur Belüftung der äußeren Wärmeübergangsflache» Die Lüfter sind dabei so angeordnet, daß die Faltwand in Gegenrichtung belüftet wird· Diese Ausführungen haben den Nachteil, daß sie zwar an verschiedenen Stellen in oder am Schrank eingesetzt v/erden können,und wenn sie in einem bestimmten Raster gefertigt wurden sogar für jeden Schranktyp einsetzbarFrom DE-AS 2231469; HO5K 7/20 as well as from OfS 2006759; H05K 7/20 is an electronics cabinet with dust-tight sealed interior and a trained as Faltv / and heat exchanger known that meets the demand for the degree of protection IP 5 ^ · for control and control cabinets of processing and processing machines. Each second fold of the folding wall is provided on both sides at their ends with a transverse cover. This folding wall replaces a part of the housing wall of the electronics cabinet. This is done so that the heat exchanger is dustproof attached to flat surfaces or straight edges of the housing wall. On both sides of the Querabdekkungen are storage spaces with an inlet opening to the interior or exterior of the housing, in each of which a fan is installed. A fan is used to ventilate the heat transfer surface of the folding wall in the interior and a fan for ventilation of the outer heat transfer surface »The fans are arranged so that the folding wall is ventilated in the opposite direction · These versions have the disadvantage that they are at different locations in or on Cabinet can be used, and if they are manufactured in a particular grid even for any type of cabinet used

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sind, daß sie aber nicht in der Lage sind, die Wärme an Geräten mit besonders hoher Wärmeverlustleistung zielgerichtet abzuführen.are that they are not able to dissipate the heat to devices with a particularly high heat loss performance purposeful.

d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, wit geringstem Aufwand in einer variabel gestalteten Anordnung eine optimale Temperaturhomogenisierung und Wärmeabführung zu erreichen»The aim of the invention is to achieve wit least effort in a variably designed arrangement optimal temperature homogenization and heat dissipation »

e) Darlegung des. Wesens der Erfindunge) Presentation of the essence of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Wärmeabführung aus Schalt- und. Steuerschränken für Be- und Verarbeitungsmaschinen auf dem Prinzip des Wärmeaustausches zu schaffen, die eine homogene Wärmeverteilung im staub- und spritzwassergeschützten Innenraum des Schrankes gewährleistet und die die Wärme an Geräten mit besonders hoher Wärmeverlustleistung zielgerichtet abzieht·It is the object of the invention to provide an arrangement for heat dissipation of switching and. To create control cabinets for processing machines on the principle of heat exchange, which ensures a homogeneous heat distribution in the dust and splash-proof interior of the cabinet and which deducted the heat on equipment with a particularly high heat loss performance targeted ·

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß an einem Wärmeaustauscher an beliebigen Punkten Saugdüsen angeordnet sind, die auf Geräte mit besonders hoher Wärmeverlustleistung gerichtet die Wärme zielgerichtet abziehen«According to the invention, this is achieved by arranging suction nozzles at arbitrary points on a heat exchanger, which are aimed at devices with a particularly high heat dissipation power and deduct the heat in a targeted manner. "

f) Ausführungsbeispielf) embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden· In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings:

Fig. 1: einen in der Mitte eines Schaltschrankes angeordneten Wärmeaustauscher mit SaugdüsenFig. 1: arranged in the middle of a cabinet heat exchanger with suction nozzles

Fig. 2: einen außerhalb eines Schaltschrankes angeordneten Wärmeaustauscher mit Saugdüsen Fig. 3: einen in der Mitte eines Schaltschrankes angeordneten LuftkanalFig. 2: a heat exchanger arranged outside a control cabinet with suction nozzles Fig. 3: arranged in the middle of a control cabinet air duct

mit Saugdüsen Fig. 4: eine Saugdüse.with suction nozzles Fig. 4: a suction nozzle.

Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 1 mit Einbaurahmen 10 und einem Wärmeaustauscher 2 mit Saugdüsen 3· Der Wärmeaustauscher 2 kann sowohl in der Mitte des Gehäuses 1 als auch an jeder Außenfläche, wie aus Fig. 2 ersichtlich, angeordnet sein_c Um an den Geräten 11 oder Bauelementen mit besonders hoher Wärineverlustleistung die Bildung von sogenannten Wärmenestern zu vermeiden, sind am VJärmeaustauscher 2 Saugdüsen 3 angeordnet. Die Saugdüsen 3His Fig. 1 shows a housing 1 with mounting frame 10 and a heat exchanger 2 having suction nozzles 3 · The heat exchanger 2 can be used both in the middle of the housing 1 and on each outer surface, as shown in Fig. 2 can be seen, arranged _c order on the devices 11 or components with a particularly high Wärineverlustleistung to avoid the formation of so-called hot springs, 2 suction nozzles 3 are arranged on VJärmeaustauscher. The suction nozzles 3

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sind vorzugsweise flexibel ausgebildet. Damit ist es möglich, daß die Saugdüsen 3» direkt auf die Geräte 11 gerichtet, die von den Geräten 11 abgegebene Wärme unmittelbar abziehen« Die Anordnung arbeitet auf folgende V/eise:are preferably flexible. Thus, it is possible that the suction nozzles 3 "directed directly to the devices 11, immediately deduct the heat emitted by the devices 11 heat" The arrangement operates on the following V / eise:

Während des Betriebes der im Innenraum des Gehäuses 1 angeordneten Geräte 11 erwärmt sich die Luft im Gehäuse 1· Über einen Außenlüfter 5 wird durch einen Strömungskanal 6 Luft aus der Umgebung des Gehäuses 1 durch die Lufteintrittsöffnung 12 angesaugt. Durch das Aufheizen der kühleren Außenluft im Strömungskanal 6 durch die erhöhte Temperatur im Innenraum des Gehäuses 1 wird ständig Wärme aus dem Innenraum des Gehäuses 1 entzogen« Die so erwärmte Luft wird durch die Luftaustrittsöffnung 13 wieder an die Umgebung des Gehäuses 1 abgegeben.During operation of the devices 11 arranged in the interior of the housing 1, the air in the housing 1 heats up. Via an external ventilator 5, air from the environment of the housing 1 is drawn through the air inlet opening 12 through a flow channel 6. Due to the heating of the cooler outside air in the flow channel 6 by the elevated temperature in the interior of the housing 1 heat is constantly withdrawn from the interior of the housing 1 «The thus heated air is discharged through the air outlet opening 13 back to the environment of the housing 1.

Zur Erreichung einer homogenen Wärmeverteilung im gesamten Innenraum des Gehäuses 1 sind am unteren Teil des Wärmeaustauschers 2 Innenraumlüfter 4 angeordnet, die die erwärmte Luft im Innenraum des Gehäuses 1 durch die Luftansaugöffnung 7 am oberen Teil des Wärmeaustauschers 2 ansaugen» Diese erwärmte Luft streicht am Strömungskanal 6 vorbei, kühlt dabei ab und wird aus dem unteren Toil des Wärmeaustauschers 2 durch den Innenraumlüfter 4 wieder in den Innenraum des Gehäuses 1 geblasen. Damit wird ein ständiger Luftkreislauf im Inneren des Gehäuses 1 erzielt« In der Mitte, längs der Höhe des Wärmeaustauschers 2, sind in einem Raster Bohrungen vorgesehen, in die im Bedarfsfall Saugdüsen 3 eingeknüpft werden können. Die nicht benötigten Bohrungen werden mittels Stopfen 18 verschlossen. Zur gezielten Wärmeabführung und somit zur Vermeidung gefährlicher Wärmenester, v/ird entsprechend der Menge und Lage der Saugdüsen 3 die Lufteintrittsöffnung 7 durch die Schieber 9 teilweise oder ganz geöffnet« Damit bildet sich proportional der Wärmemengen ein Lufthauptstroni durch die Lufteintrittsöffnung 7 und ein Luftnebenstrom durch die Saugdüsen 3· Die Saugdüsen 3 bestehen nach Fig« 4 aus einer elastischen, einknüpfbaren Schlaucheinführung 14, einem biegsamen Schlauch 15, der geeignet ist, entsprechend Rastermaß und Rahmenbreite, den gesamten Bereich zu erreichen, einen auf den Schlauch aufsetzbaren Ansaugstutzen 16 zur flächenmäßigen Luftabsaugung und einer in die Leitungsselektierungsvorrichtung einknüpfbaren Schlauchhalterung 17« Somit kann die Saugdüse 3 durch den Leitungsraum hindurchgeführt und an der Leitungsselektierungsvorrichtung arretiert werden« Die Saugdüse 3·liegt damit vorteilhaft oberhalb des Gerätes, welches das Wärmenest erzeugt.To achieve a homogeneous heat distribution in the entire interior of the housing 1 2 indoor fans 4 are arranged at the lower part of the heat exchanger, which suck the heated air in the interior of the housing 1 through the air intake 7 at the upper part of the heat exchanger 2 »This heated air sweeps the flow channel. 6 passing, cools off and is blown from the lower Toil of the heat exchanger 2 through the interior fan 4 back into the interior of the housing 1. Thus, a continuous air circulation is achieved in the interior of the housing 1 in the middle, along the height of the heat exchanger 2, bores are provided in a grid, in which, if necessary, suction nozzles 3 can be knotted. The unneeded holes are closed by plugs 18. For targeted heat dissipation and thus to avoid dangerous heat, v / ird according to the amount and location of the suction nozzles 3, the air inlet opening 7 by the slide 9 partially or completely open «Thus, a Luftauptstroni proportional to the amounts of heat formed by the air inlet opening 7 and an air side stream through the Suction nozzles 3 · The suction nozzles 3 consist according to Fig «4 of an elastic, einknüpfbaren hose inlet 14, a flexible hose 15 which is suitable, according to grid size and frame width to reach the entire area, an attachable to the hose intake manifold 16 for surface air extraction and Thus, the suction nozzle 3 can be passed through the line space and locked to the line selection device. The suction nozzle 3 thus advantageously lies above the device which generates the heat test.

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Eine weitere Möglichkeit zur Kühlung der Geräte 11 im Inneren des Gehäuses 1 ist in der Fig. 3 dargestellt*Another possibility for cooling the devices 11 in the interior of the housing 1 is shown in FIG. 3 *

Anstelle eines Wärmeaustauschers 2 wird hier ein Luftkanal 8 eingesetzt Die Saugdüsen 3 können an beliebiger Stelle am Luftkanal 8 angeordnet sein und dienen ebenfalls zum Abziehen der Wärme an den Geräten 11 mit hoher Wärmeverlustleistung· Im Gegensatz zu dem in Figo 1 dargelegten Beispiel erfolgt hier keine Kühlung der abgeführten Wärme sondern eine Homogenisierung der V'ärmeverteilung im gesamten Gehäuse 1.Instead of a heat exchanger 2, an air channel 8 is used here. The suction nozzles 3 can be arranged at any point on the air duct 8 and also serve to remove the heat from the devices 11 with high heat loss performance. In contrast to the example set forth in FIG the dissipated heat but a homogenization of V'ärmeverteilung throughout the housing. 1

Claims

216535 claim for invention.

1 * Arrangement for heat dissipation from switching and control cabinets for processing machines with a forced cooling of the thermally heavily loaded electrical components and designed as a compact unit heat exchanger, characterized in that at the heat exchanger (2) at any point suction nozzles (3) are arranged, which, aimed at devices (11) with a particularly high heat dissipation, remove the heat in a targeted manner «,

2. Arrangement according to item 1, characterized in that the suction nozzles (3) are preferably made of flexible material,

Arrangement according to item 1, characterized in that the cross-section of the air intake openings is directly proportional to the amount of heat to be dissipated.

4 ·. Arrangement according to item 1, characterized in that the suction nozzles (3) are arranged on an air duct (8) «

SeeJJ drawings