DE10013039A1

DE10013039A1 - Kühlgerät für eien Schaltschrank

Info

Publication number: DE10013039A1
Application number: DE10013039A
Authority: DE
Inventors: Jens Gebers; Dieter Becker; Ralf Schneider; Adam Pawlowski
Original assignee: Rittal Werk Rudolf Loh GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2001-10-04
Also published as: CN1406456A; WO2001069997A1; EP1269810A1; JP2003526934A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät für einen Schaltschrank mit einem Kältekreislauf, der einen Kompressor, einen Verdampfer und einen Verflüssiger aufweist, wobei dem Verdampfer ein Verdampferlüfter und dem Verlüssiger ein Verflüssigerlüfter zugeordnet ist, wobei der Verdampferlüfter die im Schaltschrank befindliche Luft dem Verdampfer zuführt und der Verflüssigerlüfter Umgebungsluft dem Verflüssiger zufördert, und wobei der Kompressor das im Kältekreislauf gehaltene Kühlmedium fördert. Um einen anforderungsgerechten Kühlgerätebetrieb erreichen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kompressor über eine Signalisierungsstrecke in Verbindung mit einer Steuereinheit, dass der Steuereinheit ein Temperaturfühler zugeordnet ist, der im Schaltschrank-Innenraum angeordnet ist, und dass das Steuergerät eine Regelschaltung aufweist, die die von Null verschiedene Fördermenge des Kompressors in Abhängigkeit von der am Temperaturfühler gemessenen Temperatur über die Signalisierungsstrecke steuert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät für einen Schaltschrank mit einem Kälte kreislauf, der einen Kompressor, einen Verdampfer und einen Verflüssiger auf weist, wobei dem Verdampfer ein Verdampferlüfter und dem Verflüssiger ein Verflüssigerlüfter zugeordnet ist, wobei der Verdampferlüfter die im Schalt schrank befindliche Luft dem Verdampfer zuführt und der Verflüssigerlüfter Umgebungsluft dem Verflüssiger zufördert, und wobei der Kompressor das im Kältekreislauf gehaltene Kühlmedium fördert.

Solche Kühlgeräte sind vielfältig bekannt. Sie sind beispielsweise als Schalt schrank-Anbaugerät ausgeführt und können an einen Schaltschrank an-, auf- oder eingebaut werden. Der Verdampfer des Kühlgerätes steht über einen Luft führungskanal in räumlicher Verbindung mit dem Schaltschrank-Innenraum.

Mittels des Verdampferlüfters wird die Luft aus dem Schaltschrank-Innenraum dem Verdampfer zugeführt, hier gekühlt und anschließend wieder in den Schalt schrank-Innenraum zurückgeführt. Wenn das Temperaturniveau im Schalt schrank-Innenraum einen vorgegebenen Wert unterschreitet, wird das Kühlgerät abgeschalten. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur schaltet sich das Kühlgerät dann wieder ein und der Kühlvorgang beginnt von neuem. Das Kühlgerät wird im Kühlbetrieb stets im Volllastbereich gefahren. Die Klima geräte, die beispielsweise in gemäßigten Temperaturzonen eingesetzt werden, sind dabei auf den Sommerbetrieb ausgelegt. Das bedeutet, dass bei hohen Um gebungstemperaturen eine ausreichende Wärmeabführung aus dem Schalt schrank-Innenraum gewährleistet sein muß. Wenn das Kühlgerät in den übrigen Jahreszeiten betrieben wird, so ergibt sich ein häufiger Ein- und Ausschalt vorgang für das Kühlgerät. Diese Schaltvorgänge verkürzen die Lebensdauer des Kühlgerätes.

Häufig werden Schaltschränke in Räumen betrieben, in denen sich auch Perso nal aufhält. Es ist daher wünschenswert, dass von dem Kühlgerät eine geringe Lärmemission ausgeht. Da die Kühlgeräte im Kühlbetrieb auf Volllast gefahren werden, ist stets ein maximaler Lärmpegel erreicht. Dieser Lärmpegel wird unter Zuhilfenahme aufwendiger Schalldämmmaßnahmen reduziert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kühlgerät für einen Schaftschrank der ein gangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem ein anforderungsgerechter Kühlbe trieb durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kompressor über eine Signalisierungsstrecke in Verbindung mit einer Steuereinheit steht, dass der Steuereinheit ein Temperaturfühler zugeordnet ist, der im Bereich der Schalt schrank-Innenluft angeordnet ist, und dass das Steuergerät eine Regelschaltung aufweist, die die von Null verschiedene Fördermenge des Kompressors in Ab hängigkeit von der am Temperaturfühler gemessenen Temperatur über die Sig nalisierungsstrecke steuert.

In einem Betriebszustand (beispielsweise im Winterbetrieb) bei dem nur geringe Wärmemengen aus dem Schaltschrank-Innenraum abzuführen sind, wird der Kompressor derart angesteuert, dass nur eine geringe Fördermenge an Kühl medium durch den Kältekreislauf zirkuliert. Dementsprechend ist auch die Kühl leistung des Kühlgerätes gering. In diesem Betriebszustand hat der Kompressor eine geringe Leistungsaufnahme, so dass energiesparend gearbeitet werden kann. Darüberhinaus kann der Kompressor derart eingeregelt sein, dass er per manent betrieben wird. Dementsprechend entstehen keine verschleißintensiven Ein- und Ausschaltvorgänge, so dass eine maximale Lebensdauer des Kühlge rätes gewährleistet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vor gesehen, dass der Kompressor eine maximale und eine minimale Förderrate aufweist, dass diesen Förderraten eine obere und eine untere Kühlleistungs grenze zugeordnet ist, und dass die Regelschaltung den Kompressor zwischen den beiden Kühlleistungsgrenzen stufenlos oder in vorgegebenen Schaltstufen regelt. Bei der stufenlosen Regelung lässt sich insbesondere ein konstantes Temperaturniveau im Schaltschrank-Innenraum einstellen. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn empfindliche Einbauten im Schaltschrank-Innenraum eingebaut sind, die keinen großen Temperaturschwankungen unterzogen wer den können. Wenn eine Variante mit vorgegebenen Schaltstufen verwirklicht ist, so lassen sich die Schaltstufen entsprechend eng stufen, so dass ein permantenter Kompressorbetrieb zumindest über weite Bereiche sicher gestellt werden kann.

Bei der stufenlosen Kompressorsteuerung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Regelschaltung den Kompressor zwischen den beiden Kühlleis tungsgrenzen entlang einer Steuergeraden mit konstanter Steigung regelt.

Eine bevorzugte Erfindungsausgestaltung sieht vor, dass die Steuereinheit über eine Signalisierungsstrecke in Verbindung mit dem Verflüssigerlüfter steht, und dass die Drehzahl des Verflüssigerlüfters mittels einer Regelschaltung der Steuereinheit in Abhängigkeit von der Temperatur im Schaltschrank-Innenraum steuerbar ist. Dabei kann es insbesondere auch weiterhin vorgesehen sein, dass auch der Verdampferlüfter über eine Signalisierungsstrecke mit der Steuereinheit in Verbindung steht, und dass die Drehzahl des Verdampferlüfters mittels einer Regelschaltung der Steuereinheit in Abhängigkeit von der Temperatur im Schalt schrank-Innenraum steuerbar ist.

Bei diesen Erfindungsausgestaltungen lässt sich zusätzlich zu der Steuerung des Kompressors auch eine Regelung des Verdampfer- und des Verflüssigerlüfters erreichen. Abhängig von der geforderten Kühlleistung können die Lüfterdreh zahlen variiert werden. Die Drehzahlvariation kann dabei wieder gestuft oder stufenlos erfolgen. Die Variation der Drehzahl ist insbesondere im Industrie betrieb oder im Betrieb eines Schaltschrankes in einem Büro von besonderer Bedeutung. Infolge der Drehzahlreduzierung lässt sich der Schalldruckpegel deutlich reduzieren, so dass ein benutzerfreundlicher Betrieb möglich ist. Da bei niedrigen Kühlleistungen auch nur geringe Drehzahlen gefahren werden müssen, entsteht ein geringer Luft-Volumenstrom. Bei dem Verflüssigerlüfter hat dies den Vorteil, dass der Luftstrom, der die Umgebungsluft abtauscht, keine starken Luftverwirbelungen bewirkt, die letztendlich die Staubbelastung in einem Raum entscheidend mit beeinflusst. Darüberhinaus wird auch die als unangenehm empfundene Zugwirkung reduziert. Wenn auch eine Regelung der Drehzahl des Verdampferlüfters vorgesehen ist, so hat dies zur Folge, dass im Teillastbereich des Verdampferlüfters ein geringer Luftvolumenstrom gefördert wird, der dann auch etwaigen Staub im Schaltschrank-Innenraum nicht verwirbelt.

Bevorzugterweise ist der Verdampferlüfter unabhängig von dem Verflüssiger lüfter regelbar, so dass sich der Kältekreislauf optimiert einregeln lässt.

Die Signalisierungsstrecken zwischen der Steuereinheit und dem Kompressor und/oder dem Verdampfer und/oder dem Verflüssiger können drahtgebunden oder auch drahtlos sein. Bei drahtloser Steuerung lässt sich die Steuereinheit getrennt vom Kühlgerät unterbringen. Dann ist es insbesondere ohne Weiteres auch möglich, mit einer einzigen Steuereinheit mehrere verschiedene Kühl geräte, die den einzelnen Schaltschränken zugeordnet sind, zu steuern. Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine Prinzipskizze eines Kühlgerätes dargestellt. Das Kühlgerät weist einen Kältekreislauf mit einem Verflüssiger 10, einem Ver dampfer 12 und einem Kompressor 11 auf. Dem Verflüssiger 10 und dem Ver dampfer 12 ist jeweils ein Verflüssigerlüfter 13 und ein Verdampferlüfter 14 zugeordnet. Der Kompressor 11, der Verflüssigerlüfter 13 und der Verdampferlüfter 14 stehen über Signalisierungsstrecken 11.1, 13.1 und 14.1 in Ver bindung mit einer Regeleinheit 15. Die Regeleinheit 15 weist einen Tempe raturfühler 16 auf. Dieser Temperaturfühler 16 kann im Innenraum eines Schaltschrankes angeordnet werden.

Während des Schaltschrankbetriebes misst der Temperaturfühler 16 permanent die Temperatur im Innenraum des Schaltschrankes. Diese gemessene Tempera tur wird einer Regelschaltung der Steuereinheit 15 übermittelt. Abhängig von dem gemessenen Temperaturniveau steuert die Steuereinheit 15 entweder wahlweise oder gemeinsam den Kompressor 11, den Verflüssigerlüfter 13 und den Verdampferlüfter 14 über die Signalisierungsstrecken 11.1, 13.1 und 14.1 an. Dabei wird der Kompressor zu einer Variation der Drehzahl seines Ver dichterrades angesteuert. Wenn ein hohes Temperaturniveau im Schaltschrank- Innenraum gemessen wird, so ist die Drehzahl des Kompressors 11 hoch, so dass eine entsprechend große Fördermenge eines Kühlmediums durch den Käl tekreislauf gepumpt wird. Der Verflüssigerlüfter 13 und der Verdampferlüfter 14 werden ebenfalls zu einer Drehzahlvariation angesteuert. Bei hohen abzufüh renden Wärmemengen werden die Drehzahlen hoch gewählt, bei geringen Wär memengen sind entsprechend kleinere Drehzahlen erforderlich. Der Kompressor 11, der Verflüssigerlüfter 13 und der Verdampferlüfter 14 können von der Steuereinheit 15 unabhängig voneinander geregelt werden. Damit lässt sich das Kühlgerät optimiert betreiben.

Claims

1. Kühlgerät für einen Schaltschrank mit einem Kältekreislauf der einen Kompressor, einen Verdampfer und einen Verflüssiger aufweist, wobei dem Verdampfer ein Verdampferlüfter und dem Verflüssiger ein Verflüs sigerlüfter zugeordnet ist, wobei der Verdampferlüfter die im Schalt schrank befindliche Luft dem Verdampfer zuführt und der Verflüssiger lüfter Umgebungsluft dem Verflüssiger zufördert, und wobei der Kom pressor das im Kältekreislauf gehaltene Kühlmedium fördert, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kompressor (11) über eine Signalisierungsstrecke (11.1) in Verbindung mit einer Steuereinheit (15) steht,
dass der Steuereinheit (15) ein Temperaturfühler (16) zugeordnet ist, der im Schaltschrank-Innenraum angeordnet ist, und
dass das Steuergerät (15) eine Regelschaltung aufweist, die die von Null verschiedene Fördermenge des Kompressors in Abhängigkeit von der am Temperaturfühler (16) gemessenen Temperatur über die Signalisierungs strecke (11.1) steuert.

2. Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kompressor (11) eine maximale und eine minimale Förderrate aufweist,
dass diesen Förderraten eine obere und eine untere Kühlleistungsgrenze zugeordnet ist, und
dass die Regelschaltung den Kompressor (11) zwischen den beiden Kühl leistungsgrenzen stufenlos oder in vorgegebenen Schaltstufen regelt.

3. Kühlgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung den Kompressor (11) zwischen den beiden Kühl leistungsgrenzen entlang einer Steuergeraden mit konstanter Steigung regelt.

4. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit (15) über eine Signalisierungsstrecke (13.1) in Verbindung mit dem Verflüssigerlüfter (13) steht, und
dass die Drehzahl des Verflüssigerlüfters (13) mittels einer Regel schaltung der Steuereinheit (15) in Abhängigkeit von der Temperatur im Schaltschrank-Innenraum steuerbar ist.

5. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit (15) über eine Signalisierungsstrecke (14.1) in Verbindung mit dem Verdampferlüfter (14) steht, und
dass die Drehzahl des Verdampferlüfters (14) mittels einer Regelschal tung der Steuereinheit (15) in Abhängigkeit von der Temperatur im Schaltschrank-Innenraum steuerbar ist.

6. Kühlgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampferlüfter (14) unabhängig von dem Verflüssigerlüfter (13) regelbar ist.

7. Kühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalisierungsstrecke (11.1, 13.1, 14.1) zwischen der Steuer einheit (15) und dem Kompressor (11) und/oder dem Verdampfer (12) und/oder dem Verflüssiger (10) drahtgebunden oder drahtlos ist.