DE10048877A1

DE10048877A1 - Klimagerät

Info

Publication number: DE10048877A1
Application number: DE10048877A
Authority: DE
Inventors: Heiner Andersen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-05-02
Anticipated expiration: 2020-09-30
Also published as: DE20023882U1; DE10048877C2

Abstract

Das Klimagerät (4) weist eine Kühleinrichtung (5) auf, die oberhalb des Bodens (2) angeordnet ist und eine Ventilatoreinrichtung (6), die in einem unterhalb des Bodens (2) liegenden Hohlraum (3) angeordnet ist (Fig. 1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klimagerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Durch die Zunahme elektrischer bzw. elektronischer Geräte, insbesondere Computer, fallen in Büros, Serverräumen und Rechenzentren erhebliche Energiemengen an Abwärme an, die durch leistungsfähige Kühl- bzw. Klimageräte abgeführt werden muß, um die Computer vor Überhitzung zu schützen. Je nach Anwendung betragen die abzuführenden Wärmeleistungen zwischen 300 und 2500 W/qm.

Die verwendeten Klimageräte sollen eine möglichst hohe Kühlleistungsdichte, d. h. eine hohe Kühlleistung bei mög lichst kleiner Standfläche bzw. kleinem Bauvolumen haben. Hierfür werden vor allem Wärmetauscher eingesetzt, die mit relativ hohen Vorlauftemperaturen arbeiten können, wobei Vorlauf-/Rücklaüftemperaturverhältnisse von z. B. 10/15°C oder 16/22°C angestrebt werden. Die beiden oben genannten Anforderungen (hohe Kühlleistung; kleines Bau volumen) können mit herkömmlichen Klimaschränken nicht erreicht werden, da sie sich gegenseitig ausschließen.

Viele moderne Büroräume haben unter dem Boden einen Hohlraum, in dem diverse Haustechnikleitungen, Elektrokabel etc. verlegt sind. Aus anmelderinternem Stand der Technik ist bekannt, zur Kühlung solcher Räume Klimageräte mit einer Kühleinrichtung und einer darunter angeordneten Ventilator einrichtung zu verwenden, wobei die Ventilatoreinrichtung durch eine Öffnung im Boden gekühlte Luft nach unten in den Hohlraum bläst. An den Stellen, an denen Computer oder andere wärmeerzeugende Geräte aufgestellt sind, sind im Boden Kühlöffnungen vorgesehen, durch die kühle Luft nach oben in die Geräte eindringen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Klimagerät zu schaffen, das hinsichtlich seiner Kühlleistungsdichte, der Verteilung der gekühlten Luft sowie der Schallabstrahlung verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, die Kühl einrichtung des Klimagerätes oberhalb und die Ventilator einrichtung in dem unterhalb des Bodens liegenden Hohlraum anzuordnen.

Durch das "nach unten Verlagern" der Ventilatoreinrichtung verringert sich das vom Klimagerät in dem zu kühlenden Raum beanspruchte Gerätevolumen bzw. bei vorgegebenem Gerätevolumen in dem zu kühlenden Raum ist eine größere Kühlleistung möglich. Somit ist auch eine Steigerung der Kühlleistungsdichte und eine hohe Kühlmittelvorlauftemperatur möglich, wobei als Kühlmittel Wasser verwendet werden kann, das in einem geschlossenen Kreislauf fließt und in einem Kühlaggregat auf die Vorlauftemperatur gekühlt wird.

Durch eine derartige Anordnung lassen sich auch die Betriebs kosten für das Klimagerät senken. Bei vorgegebenem Geräte volumen ist nämlich eine große Kühlerfläche bzw. eine große Luftfilterfläche möglich, wodurch sich die internen Druck verluste verringern. Durch die Anordnung der Ventilator einrichtung unterhalb des Bodens verringern sich auch die Strömungsverluste, da die Ventilatoreinrichtung die abge kühlte Luft unmittelbar in den Hohlraum unterhalb des Bodens blasen kann und eine Umlenkung der Zuluft nicht erforderlich ist. Die Anordnung der Ventilatoreinrichtung unterhalb des Bodens hat auch konstruktive Vorteile, da eine Einengung des Lüfterrades auf das Gehäuse der Kühleinrichtung vermieden wird.

Durch die Verlagerung der Ventilatoreinrichtung unter den Boden verringert sich auch die Geräuschemission, was ins besondere in Büroräumen vorteilhaft ist. Schließlich können bei einer derartigen Anordnung relativ große Lüfterräder verwendet werden, was den Gesamtwirkungsgrad des Klimagerätes verbessert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spieles im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Erfindung; und

Fig. 2 ein konkretes Ausführungsbeispiel des Klimagerätes gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Computerraum 1 mit einem Boden 2 und einem darunterliegenden Hohlraum 3. Ferner ist ein Klimagerät 4 dargestellt, das aus einer Kühleinrichtung 5 und einer Ventilatoreinrichtung 6 besteht. Die Kühleinrichtung 4 ist oberhalb des Bodens 2, d. h. im Computerraum 1 angeordnet. Die Ventilatoreinrichtung 6 hingegen ist unterhalb des Bodens 2, d. h. im Hohlraum 3 angeordnet. Der Boden 2 weist im Bereich des Klimagerätes 4 eine Öffnung 7 auf, so daß warme Raumluft durch die Kühleinrichtung 5 zur Ventilator einrichtung 6 und von dort in den Hohlraum 3 strömen kann, was durch Pfeile 8, 9, 10 angedeutet ist.

Auf dem Boden 2 steht ein Computer 11, dessen Abwärme die Raumluft erhitzt, was durch Pfeile 12 dargestellt ist. Im Bereich der Standfläche des Computers 11 weist der Boden 2 eine Kühlöffnung bzw. Lüftungsschlitze 13 auf, durch die gekühlte Luft aus dem Hohlraum 3 in das Gehäuse des Computers 11 nach oben strömen kann, so daß sich insgesamt eine Kühlung der Raumluft ergibt. Selbstverständlich können in einem Raum eine Vielzahl von Computern untergebracht sein.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten des Klimagerätes 4. Die Kühl einrichtung 5 weist ein Gehäuse 14 auf, in das von oben her zu kühlende Raumluft einströmen kann, was durch den Pfeil 8 dargestellt ist. Das Gehäuse kann doppelwandig aufgebaut sein und eine thermische und akustische Isolierung, z. B. an der Innenseite aufweisen. Im Inneren des Gehäuses 14 ist ein Wärmetauscher 15 und ein vor dem Wärmetauscher angeordneter Luftfilter 16 vorgesehen. Ferner kann ein elektronischer "Filterwächter" vorgesehen sein, der anzeigt, wenn der Filter ausgetauscht werden muß. Die zu kühlende Raumluft strömt durch den Luftfilter 16 und durch den Wärmetauscher 15 und wird dadurch gereinigt und abgekühlt.

Der Wärmetauscher 15 weist einen Kühlmittelvorlauf 17 und einen Kühlmittelrücklauf 18 auf. Der Kühlmittelvorlauf 17 und der Kühlmittelrücklauf 18 sind über ein elektrisch ansteuerbares 3-Wege-Ventil 19 miteinander verbunden, wodurch dem Vorlaufkreis Rücklaufwasser zugemischt werden kann. Der Kühlmittelvorlauf 17 und der Kühlmittelrücklauf 18 sind an ein außerhalb des Raumes angeordnetes Kühlaggregat angeschlossen.

Das Gehäuse 14 der Kühleinrichtung 5 ist auf den Boden 2 gestellt und kann zusätzlich an einer Wand des zu kühlenden Raumes angeschraubt sein. Die durch den Wärmetauscher 15 abgekühlte Luft strömt durch die Öffnung 7 im Boden 2 nach unten zur Ventilatoreinrichtung 6. Die Ventilatoreinrichtung 6 weist ein Lüfterelement bzw. ein Lüfterrad 20 auf, das von einem Berührschutzgitter 21 umgeben ist. Das Lüfterrad 20 ist über eine Dämpfungseinrichtung 22 gelagert, was die Schallentstehung weiter verringert. Ferner sind ver stellbare Standbeine 23, 24 vorgesehen, die eine Höhen verstellung - z. B. 50 mm - der Ventilatoreinrichtung 6 bzw. des Lüfterrades 21 ermöglichen.

Der im Unterflurbereich, d. h. im Hohlraum 3, installierte Ventilator erzeugt eine im wesentlichen horizontale Luft strömung, was durch die Pfeile 25, 26 angedeutet ist.

Die Anordnung der Ventilatoreinrichtung unterhalb des Bodens 2 mit freilaufenden Lüfterrädern ermöglicht einen optimalen Einsatz der Lüfterräder, deren Luftstrom radial zur Venti latorachse in den Hohlraum austritt. Das Ventilatorrad kann überdimensioniert werden, da es seitlich keine Einengung durch ein Gehäuse hat. Hierdurch sind große Luftleistungen bei niedrigen Drehzahlen und dennoch eine hohe externe Pressung möglich. Die verwendeten Ventilatoren werden über einen Frequenzumformer den jeweiligen Erfordernissen ange paßt. Zur Ansteuerung und Temperaturregelung des Klimageräts ist eine Mikroprozessorregelung (nicht dargestellt) vor gesehen.

Durch das neue Konstruktionsprinzip kann die gesamte Klima schrankhöhe als Kühlfläche und als Filterfläche genutzt werden. Hierdurch werden hohe Kühllasten bei geringen luftseitigen Druckverlusten ermöglicht.

Claims

1. Klimagerät (4) zur Anordnung in einem Raum (1), der einen Boden (2) und einen darunterliegenden Hohlraum (3) aufweist, mit einer oberhalb des Bodens (2) ange ordneten Kühleinrichtung (5) zum Abkühlen erwärmter Raumluft und einer Ventilatoreinrichtung (6) zum Ab führen der abgekühlten Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatoreinrichtung unterhalb des Bodens (2) im Bereich des Hohlraums (3) angeordnet ist.

2. Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatoreinrichtung (6) ein Ventilatorrad (21) aufweist, das so angeordnet ist, daß die abge kühlte Luft radial zur Ventilatorachse und im wesent lichen parallel zum Boden (2) aus der Ventilatorein richtung (6) austritt.

3. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (5) und die Ventilatorein richtung (6) voneinander trennbar sind.

4. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilatorrad (21) bzw. die Ventilatoreinrichtung (6) in seiner Höhe verstellbar ist.

5. Klimagerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatoreinrichtung (6) höhenverstellbare Standbeine aufweist.

6. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung ein Kühlelement (15) mit einer Kühlfläche aufweist, die bis zur Oberseite des Bodens (2) herabreicht.

7. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (5) ein Luftfilterelement (16) aufweist.

8. Klimagerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Ventilatorrades (21) im wesentlichen einem Außenmaß der Kühleinrichtung entspricht.

9. Klimagerät nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Ventilatorrades (21) einem anderen Außenmaß der Kühleinrichtung (5) entspricht.

10. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatoreinrichtung eine Schwingungs dämpfungseinrichtung (22) aufweist.

11. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (5) ein Gehäuse (14) mit einer akustischen und/oder thermischen Isolierung aufweist.