DE10142103A1 - Spatial cell for protecting transmitter system or other electronic telecommunications equipment has fan element(s) in roof area vent, cooling device(s) in interior for cooling internal air - Google Patents
Spatial cell for protecting transmitter system or other electronic telecommunications equipment has fan element(s) in roof area vent, cooling device(s) in interior for cooling internal airInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Raumzelle zum Schutz einer Sen deranlage oder anderer elektrotechnischer Geräte für die Telekommunikation mit wenigstens einem Lüfterelement sowie mit Entlüftungsdurchbrüchen in zumindest einer Zellenwan dung. Zudem umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Klima tisieren der Raumzelle.The invention relates to a room cell to protect a Sen system or other electrotechnical devices for the Telecommunications with at least one fan element as well with ventilation breakthroughs in at least one cell wall dung. The invention also includes a method for climate tize the room cell.
Senderanlagen oder entsprechende elektrotechnische Geräte erzeugen relativ hohe Verlustleistungen, und ihre Lebens dauer ist von bestimmten Grenztemperaturen abhängig, die nicht überschritten werden dürfen. Als Raumzelle dienen sog. Telekom-Mobilboxen, die als Stahlcontainer oder auch als Beton-Raumzelle - jeweils mit einer Zugangstür verse hen - hergestellt werden.Transmitter systems or corresponding electrotechnical devices generate relatively high power losses, and their lives duration depends on certain limit temperatures, which must not be exceeded. Serve as a room cell So-called Telekom mobile boxes, which are used as steel containers or as a concrete room cell - each with an access door hen - be made.
Die Anmelderin hat zum Abführen von Wärmeverlusten bis 4 kW ein eigenes Lüftungskonzept für Beton-Raumzellen ent wickelt, das ohne Klimagerät auskommt und nur - relativ selten - bei hohen Außentemperaturen den Einsatz eines eingebauten Ventilators benötigt. Hierzu ist an der Tür seite ein Lüfterelement in den Abmessungen 52 cm × 64 cm eingebaut, das eine Filtermatte enthält. Für die Abluft sind dachnahe Lüftungsschlitze vorgesehen, wie sie in einer Ausgestaltung der DE 197 06 320 A1 der Anmelderin zu ent nehmen sind. Wenn die Temperatur innerhalb der Station über 45°C steigt, schaltet sich ein in der gegenüberliegenden Wand eingebauter Ventilator - für einen Aussparungsdurch messer von 34,5 cm - ein, wobei als Zuluftquerschnitt so wohl das Zuluft-Lüfterelement mit Filtermatte als auch die . Lüftungsschlitze dienen. Durch die Art der von deren Kon struktion wird eine weitestgehende Staubeinbringung vermie den. The applicant has up to 4 kW for dissipating heat losses developed its own ventilation concept for concrete room cells winds that works without air conditioning and only - relatively rarely - when high outside temperatures use a built-in fan required. This is at the door side a fan element in the dimensions 52 cm × 64 cm installed, which contains a filter mat. For the exhaust air are provided near the roof ventilation slots, as in a Embodiment of DE 197 06 320 A1 from the applicant are take. When the temperature inside the station is over 45 ° C rises, turns on in the opposite Wall-mounted fan - for a recess opening knife of 34.5 cm - a, as the supply air cross-section so probably the supply air fan element with filter mat as well. Ventilation slots. By the nature of their con structure, the greatest possible dust is avoided the.
In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfin der das Ziel gesetzt, das Kühlverhalten bei sog. Mobilboxen zu verbessern sowie höheren Anforderungen gerecht zu werden, denen die bisherige Vorgehensweise nicht gewachsen ist. Zum einen sollen außer 4 kW auch 7 kW und 10 kW Ver lustleistung abzuführen sein, zum anderen soll die zuläs sige Zelleninnentemperatur nur noch maximal 35°C betragen, dies sogar bei einer maximalen Umgebungstemperatur - der Außenluft - von 40°C; in dieser Konstellation führt eine natürliche Be- und Entlüftung mit Unterstützung eines Ven tilators zu keiner Verbesserung.The Erfin has knowledge of this state of the art which set the goal of cooling behavior in so-called mobile boxes to improve and meet higher requirements who are not up to the previous procedure is. On the one hand, in addition to 4 kW, 7 kW and 10 kW ver pleasure must be dissipated, on the other hand, the permissible internal cell temperature is only a maximum of 35 ° C, even at a maximum ambient temperature - the Outside air - from 40 ° C; in this constellation one leads natural ventilation with the support of a ven tilators to no improvement.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildun gen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kom binationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.The teaching of the independent leads to the solution of this task claim; the subclaims give favorable further training to. In addition, all com fall within the scope of the invention binations from at least two of the ones in the description, the Drawing and / or the features disclosed in the claims.
Erfindungsgemäß sind in einem Lüftungsdurchbruch des Dach bereiches - oder einer entsprechenden Verbindung mit der Zellenaußenseite - der Raumzelle wenigstens ein Lüfterele ment sowie im Zelleninnenraum zumindest ein Kühlgerät zum Kühlen der Innenluft angeordnet. Zudem soll das Kühlgerät wenigstens einem Wanddurchbruch der Zellenwand innenseitig vorgeordnet sein.According to the invention are in a ventilation opening in the roof area - or a corresponding connection with the Cell outside - at least one fan element in the room cell ment and in the cell interior at least one cooling device for Cooling the indoor air arranged. In addition, the cooling device at least one wall opening of the cell wall on the inside be upstream.
Als günstig hat sich erwiesen, einen Verflüssiger und einen Verdampfer des Kühlgerätes zumindest einem Wanddurchbruch vorzuordnen, wobei zumindest nahe dem Verdampfer in der Frontwand eines Gehäuses des Kühlgerätes eine Luf taustrittsöffnung vorgesehen ist.One condenser and one has proven to be cheap Evaporator of the cooling device at least one wall opening to arrange, at least near the evaporator in the Front wall of a housing of the air conditioner opening is provided.
Im übrigen soll jenem Kühlgerät ein gesonderter Luftkreislauf zugeordnet sein, wie weiter unten noch erörtert wird. For the rest, that cooling device is a separate one Air circuit can be assigned, as below is discussed.
Ein normales Klimagerät von beispielsweise 7 kW oder 10 kW Kälteleistung ist sehr teuer und voluminös. Bei einem Splitgerät bestünde zudem die Gefahr des Vandalismus für die außenliegenden Teile.A normal air conditioner, for example 7 kW or 10 kW Cooling capacity is very expensive and voluminous. At a Split device would also be at risk of vandalism the outside parts.
So wird nach der erfindungsgemäßen Konzeption über den größten Teil der Jahresperiode - bei nicht so hohen Tempe raturen - die Lüftung nach der oben erwähnten Methode be trieben, d. h. über ein Zuluftelement mit Filtermatte, das wegen des Platzbedarfes des erfindungsgemäß entwickelten, der Zuluft zuzuordnenden Zusatz-Kühlgerätes an der Rück seite der Raumzelle bzw. der Mobilbox angeordnet wird, ein schließlich der Rundumentlüftung und eines - aus Platz gründen und wegen der Lage am höchsten Punkt - im Dach be findlichen Ventilators mit 3000 m3 Stundenleistung.Thus, according to the concept of the invention over most of the year - at not so high temperatures - the ventilation is operated according to the above-mentioned method, ie via an air supply element with a filter mat which, due to the space requirement of the additional air which is developed according to the invention and which is assigned to the air supply Cooling device is arranged on the back of the room cell or the mobile box, including the all-round ventilation and one - based on space and due to the location at the highest point - in the roof-located fan with 3000 m 3 hourly output.
Wenn temperaturbedingt die natürliche Be- und Entlüftung bzw. der zusätzliche Einsatz des Ventilators nicht mehr ausreichen, um die o. g. Anforderungen zu erfüllen, wird die Zuluft - Außenluft bis 40°C - mit dem innenliegenden spe ziellen Kühlgerät gekühlt, gleichzeitig ist der Ventilator im Dach in Betrieb. Diese Lösung ist gegenüber herkömm lichen Klimageräten, die im allgemeinen die Innenluft küh len, sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb kosten günstiger und weniger wartungsanfällig; die Kühlgeräte machen wesentlich weniger Betrieb als die Klimaanlage.If temperature-related, natural ventilation or the additional use of the fan no longer sufficient to meet the above Will meet requirements Supply air - outside air up to 40 ° C - with the internal spe The cooling unit is cooled, at the same time the fan in operation in the roof. This solution is compared to conventional Lichen air conditioners that generally cool the indoor air len, both in the purchase and in the operation costs cheaper and less prone to maintenance; the cooling devices operate much less than the air conditioner.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Kühlgerät in den bevorzug ten Abmessungen 65 × 40 × 18 cm enhält den beschriebenen Verflüssiger unmittelbar vor und in Höhe des Zuluftelemen tes. Die Zuluft tritt dann unten aus dem Gerät gekühlt in die Mobilbox ein, versorgt diese mit kühler Luft, die im Wärmeaustausch mit den Geräten steht und die Verlustwärme über den im Dach befindlichen Ventilator und die Rund umentlüftung abführt. Da das Gerät in einer Ecke der Mobil box montiert ist, findet der Kühlluftaustritt erfindungsge mäß an zwei Seiten des Gerätes L-förmig statt. The cooling device used according to the invention in the preferred th dimensions 65 × 40 × 18 cm contains the described Condenser immediately before and at the level of the supply air element tes. The supply air then enters the device from the bottom, cooled the mobile box, supplies it with cool air, which in the There is heat exchange with the devices and the heat loss over the fan located in the roof and the round venting leads away. Since the device is in a corner of the mobil box is mounted, the cooling air outlet takes place according to the invention L-shaped on two sides of the device.
Der Verflüssiger des Kühlgerätes wird bevorzugt durch einen separaten Luftkreislauf gekühlt, der von - oben im Gerät befindlichen - Radialventilatoren aufrechterhalten wird und über ein Zuluftgitter in der Betonwand der Mobilbox so wie über ein Abluftgitter oberhalb des Zuluftgitters in der Betonwand der Mobilbox mit der Außenluft gebildet wird.The condenser of the cooling device is preferably by a separate air circuit cooled from the top of the device centrifugal fans are maintained and a supply air grille in the concrete wall of the mobile box as via an exhaust air grille above the supply air grille in the Concrete wall of the mobile box with the outside air is formed.
Die Kühlgeräte sind so konzipiert, dass sie dieselben Größen und dieselben Anschlussmaße sowohl für 4 kW wie 7 kW, wie für 10 kW Verlustleistung in der Mobilbox aufwei sen.The cooling units are designed to be the same Sizes and the same connection dimensions for both 4 kW and 7 kW, as for 10 kW power loss in the mobile box sen.
Im Rahmen der Erfindung liegt ein Verfahren zur Klimatisie rung der vorstehenden Raumzelle zum Schutz einer Senderan lage oder anderer elektrotechnischer Geräte für die Tele kommunikation, bei dem die Zuluft mit einem innenliegenden Kühlgerät gekühlt wird, während ein dachwärtiges Lüftungs element betätigt wird.A method for air conditioning lies within the scope of the invention tion of the above cell to protect a transmitter location or other electrotechnical devices for tele communication, in which the supply air with an internal Cooling unit is cooled while a roof ventilation element is actuated.
Die erfindungsgemäße Konzeption führt u. a. zu den folgenden
Vorteilen:
The concept according to the invention leads to the following advantages, among others:
- - geringere Betriebsstunden als ein Klimagerät, da die Innentemperaturen stets größer als die Außentemperaturen sind, dadurch- less hours of operation than an air conditioner, because the inside temperatures are always higher than that Outside temperatures are, therefore
- - längere Lebensdauer;- longer lifetime;
- - preisgünstigere Lösung als Klimageräte;- cheaper solution than air conditioners;
- - Raumersparnis wegen Spezialkonstruktion;- space saving due to special construction;
- - Austauschbarkeit für unterschiedliche Anforde rungen (4 kW, 7 kW, 10 kW) in einem Gebäude, da die Zusatz-Kühlgeräte und die Konstruktionsele mente Zu-/Abluft und dgl. in der Mobilbox die selben Abmessungen haben.- Interchangeability for different requirements stakes (4 kW, 7 kW, 10 kW) in a building, because the additional cooling devices and the construction elements elements supply / exhaust air and the like in the mobile box have the same dimensions.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:Further advantages, features and details of the invention result from the following description more preferred Exemplary embodiments and with reference to the drawing; this shows in:
Fig. 1 die Draufsicht auf eine Raumzelle aus Beton als sog. Mobilbox - ohne Dach platte - für Senderanlagen der Tele kommunikation; Figure 1 is a plan view of a concrete cell as a so-called. Mobile box - without a roof plate - for transmitter systems of tele communication.
Fig. 2 bis Fig. 4 Schnittansichten durch Seitenwände und Stirnwände der Mobilbox; . Figures 2 to 4 are sectional views through side walls and end walls of the voicemail.
Fig. 5 den Vertikalschnitt durch die Raumzelle nach Linie V-V der Fig. 1 mit Front sicht auf ein Klimagerät; Figure 5 shows the vertical section through the room cell along line VV of Figure 1 with a front view of an air conditioner.
Fig. 6 den Vertikalschnitt durch die Raumzelle nach Linie VI-VI der Fig. 1; Fig. 6 shows the vertical section through the chamber according to line VI-VI of FIG. 1;
Fig. 7 einen horizontalen Teilschnitt in einem Ausschnitt aus Fig. 3 nach deren Pfeil VII mit einem von einer Seitenwand ab ragenden Auflagerwinkel; Fig. 7 is a fragmentary horizontal section in a section from Figure 3 along the arrow VII with one of a side wall projecting from support angle.
Fig. 8 das Detail des Ausschnittes der Fig. 7 in dazu senkrechter Schnittansicht mit Draufsicht auf den Auflagerwinkel; Fig. 8 is the detail of the detail of Figure 7 in perpendicular thereto sectional view top view of the support angle.
Fig. 9 den gegenüber Fig. 8 vergrößerten Auf lagerwinkel; FIG. 9 the bearing angle enlarged compared to FIG. 8;
Fig. 10 einen Teilschnitt durch eine Tür der Fig. 1 mit anschließendem Sockelbe reich; Fig. 10 is a partial section through a door of Figure 1 with subsequent plinth rich;
Fig. 11 die Draufsicht auf eine Dachplatte der Mobilfunkbox; FIG. 11 is a plan view of a roof panel of the mobile telephone box;
Fig. 12, Fig. 13 vergrößerte Ausschnitte aus Fig. 11 nach deren Pfeil XII bzw. XIII; FIG. 12, FIG. 13 enlarged sections from FIG. 11 according to their arrow XII or XIII;
Fig. 14 ein in Fig. 1 angedeutetes Kühlgerät in Frontansicht; FIG. 14 shows a cooling device indicated in FIG. 1 in front view;
Fig. 15 die Seitenansicht zu Fig. 14; FIG. 15 is the side view of FIG. 14;
Fig. 16 das Kühlgerät der Fig. 1, 14 in Rückan sicht; Fig. 16, the cooling device of Figures 1, 14 in rear view.
Fig. 17 die Draufsicht auf Fig. 14 bis 16; FIG. 17 is the top view of Fig 14 to 16.
Fig. 18, 19 Quer- und Längsschnitt durch eine andere Raumzelle mit Installationselementen; Fig. 18, 19 lateral and longitudinal section of another Room cell with installation elements;
Fig. 20 den Grundriss zu Fig. 18, 19; FIG. 20 is the layout of FIG 18,. 19;
Fig. 21, 22 Strömungsskizzen zum Quer- und Längsschnitt entsprechend Fig. 18, 19 mit Darstellung von Strömungswegen bei natürlicher Konvektion (erste Stufe); Fig. 21, 22 flow sketches for the transverse and longitudinal section corresponding to FIG 18, 19, showing flow paths in natural convection (first stage).
Fig. 23, 24 zwei Schemaskizzen zur Zwangsbelüftung (zweite Stufe); Fig. 23, 24, two sketches scheme for forced ventilation (second stage);
Fig. 25, 26 zwei Schemaskizzen zur Funktion als Klimagerät (dritte Stufe). Fig. 25, 26 two sketches scheme to function as an air conditioner (third step).
Eine aus Beton gefertigte quaderförmige Raumzelle oder Mo bilfunkbox 10 rechteckigen Grundrisses einer beispielswei sen äußeren Seitenlänge a von hier 240 cm sowie einer Breite b von 180 cm weist an eine Bodenplatte 12 mono lithisch angeformte, zueinander parallele Seitenwände 14, 14 a und diese verbindende Stirnwände 16 einer Dicke e von 10 cm sowie einer lichten Höhe h von 240 cm auf. In die Oberkanten 17 dieser Stationswände 14, 14 a, 16 ist jeweils eine bei 18 erkennbare Stufe der Höhe f von etwa 6 cm sowie der Breite g von 140 cm eingeformt; die verbleibende Länge e1 der restlichen Oberkante 17 entspricht etwa der Wand dicke e. Diese Stufe 18 bildet mit einer in Fig. 5, 6 ver deutlichten Dachplatte 20 einen dachnahen Lüftungsschlitz 22, dessen Ausgestaltung - insbesondere eine äußere Ab deckung mit Deckprofilen 24 - beispielhaft der DE 197 06 320 A1 als Teil einer Umschaltstation entnommen werden kann. Strömungspfeile x in Fig. 1 geben die hier herr schenden Strömungsrichtungen an.A cuboid-shaped room cell or mobile radio box 10 made of concrete has a rectangular plan with an example outer side length a of here 240 cm and a width b of 180 cm and has a monolithically molded, parallel side walls 14 , 14 a and end walls 16 connecting them to a base plate 12 a thickness e of 10 cm and a clear height h of 240 cm. In the upper edges 17 of these station walls 14 , 14 a , 16 a step 18 of height 6 of about 6 cm and width g of 140 cm can be seen at 18 ; the remaining length e 1 of the remaining upper edge 17 corresponds approximately to the wall thickness e. This stage 18 forms with a ver in Fig. 5, 6 roof panel 20 a roof-close ventilation slot 22 , the design - in particular an outer cover with cover profiles 24 - can be taken as an example from DE 197 06 320 A1 as part of a switching station. Flow arrows x in FIG. 1 indicate the flow directions here.
Die von einer Scheitellinie 19 mit zwei randwärts geneigten Oberflächen 21 versehene Dachplatte 20 der Randhöhe z von 14 cm wird mit einem Überstand i von etwa 10 cm auf die sich im Beispiel der Fig. 5, 6 nach oben im Querschnitt verjüngenden Stationswände 14, 14 a, 16 aufgelegt und an den Ecken - im Bereich von Ankerlöchern 26 - unter Zwischen schaltung von Dichtstopfen 27 durch Zuganker 28 festgelegt. Dann werden die erwähnten Deckprofile 24 im Bereich der Lüftungsschlitze 22 - etwa an Dübellöchern 23 - festge legt. In Fig. 1 ist die Kante 20 a der dort fehlenden Dach platte 20 gestrichelt angedeutet.The roof panel 20 of edge height z of 14 cm, provided by a vertex line 19 with two surfaces 21 inclined towards the edge, has a protrusion i of approximately 10 cm on the station walls 14 , 14 a, which in the example of FIGS. 5, 6 taper upwards in cross section , 16 placed and fixed at the corners - in the area of anchor holes 26 - with the interposition of sealing plugs 27 by tie rods 28 . Then the mentioned cover profiles 24 in the area of the ventilation slots 22 - for example at dowel holes 23 - festge. In Fig. 1, the edge 20 a of the missing roof plate 20 is indicated by dashed lines.
Die an ihrer Innenfläche mit Dämmplatten 30 versehene Dach platte 20 weist gemäß Fig. 5, 6 einen - von einer Dachkup pel 32 übergriffenen und von einem äußeren Randkragen 33 umfangenen - Lüftungsdurchbruch 34 mit Ventilator 36 auf; dessen Stundenleistung beträgt bevorzugt 3000 m3. Eine kreisförmige Projektion des rohrartigen Lüftungsdurchbruchs 34 ist in Fig. 1 bei 34 a angedeutet, zudem in Fig. 11 ein - alternativ möglicher - rechteckiger Lüftungsdurchbruch 34 r.The provided on its inner surface with insulation panels 30 roof panel 20 has, according to FIGS. 5, 6 a - overlapped by a Dachkup 32 and encompassed by an outer edge collar 33 - ventilation opening 34 with fan 36 ; the hourly output is preferably 3000 m 3 . A circular projection of the tubular ventilation opening 34 is indicated in FIG. 1 at 34 a , and in addition in FIG. 11 a - alternatively possible - rectangular ventilation opening 34 r .
In einem etwa mittigen Durchbruch 38 der Seitenwand 14 ist gemäß Fig. 1 eine links angeschlagene Tür 40 der Breite b1 von etwa 90 cm und der Höhe h1 von 200 cm seitlich ange lenkt; nahe der Gelenkwange des Durchbruchs 38 ist in des sen Schwelle 39 ein Erdungsdübel 42 zu erkennen.In an approximately central opening 38 of the side wall 14 is a left hinged door 40 of width b 1 of about 90 cm and height h 1 of 200 cm laterally deflected according to FIG. 1; near the joint cheek of the opening 38 in the sen threshold 39 an earthing plug 42 can be seen.
Die Ausschnitte nach Fig. 7, 8 der türlosen Seitenwand 14 a lassen an einer Seite einer Ausnehmung 44 der Weite n von 16 cm und der Länge n1 von 32 cm einen Auflagerwinkel 46 der Länge q von 45 cm erkennen, dessen Innenschenkel 47 an der Seitenwand 14 a bei 49 verschraubt ist und dessen Außen schenkel 48 der Breite q1 von etwa 8 cm von der Seitenwand 14 a absteht.The cut-outs according to Fig. 7, 8 of the doorless side wall 14 a blank on a side of a recess 44 of the length n of 16 cm and the length n 1 of 32 cm a support angle 46 of length q recognize of 45 cm, the inner leg 47 at the Side wall 14 a is screwed at 49 and the outer leg 48 of the width q1 of about 8 cm protrudes from the side wall 14 a .
Im Innenraum 50 der Betonzelle 10 sind in Fig. 1, 5, 6 an den Stirnwänden 16 bei 52 Sender oder andere elektrotechni sche Geräte für die Telekommunikation angeordnet, die ver hältnismäßig hohe Verlustleistungen erzeugen und deren Le bensdauer von bestimmten Grenztemperaturen abhängt. Zudem befindet sich an der türfreien Seitenwand 14 a ein Kühlgerät 54 mit einem Gehäuse 56 der Breite s von hier 65 cm, der Tiefe t von etwa 40 cm und der Höhe h2 von 180 cm. Der Luftzufuhr wegen sind in dieser Seitenwand 14 a gemäß Fig. 3 zwei Durchbrüche 15 mit in der Zeichnung vernachlässigten Lüftungsgittern vorgesehen.In the interior 50 of the concrete cell 10 are arranged in Fig. 1, 5, 6 on the end walls 16 at 52 transmitters or other electrical engineering cal devices for telecommunications, which generate relatively high power losses and whose service life depends on certain limit temperatures. In addition, on the door-free side wall 14 a there is a cooling device 54 with a housing 56 of width s of here 65 cm, depth t of about 40 cm and height h 2 of 180 cm. The air supply because of this, two openings 15 are provided in this side wall 14 a according to FIG. 3 with ventilation grilles neglected in the drawing.
Das Kühlgerät 54 enthält in seinem Gehäuse 56 - vor und in Höhe eines mit Filtermatten ausgestatteten Zuluftelementes der Seitenwand 14 a - einen Verflüssiger 59 und unterhalb dessen einen Verdampfer 60 einer jeweiligen Breite s1 von 50 cm. Nahe dem Verdampfer 60 ist ein Kompressor 61 skizziert sowie an der zum Zelleninnenraum 50 weisenden Frontfläche 57 des Gehäuses 56 eine Luftaustrittsöffnung 58; Fig. 6 läßt zudem eine seitliche Luftaustrittsöffnung 56 a erkennen. Die Zuluft tritt unten aus dem Kühlgerät 54 gekühlt in die Mobilfunkbox 10 ein (Pfeil y), Versorgt diese mit kühler Luft, die im Wärmeaustausch mit den elek trischen Geräten steht und die Verlustwärme über den in der Dachplatte 20 befindlichen Ventilator 36 sowie die Rundumentlüftung 22 abführt.The cooling device 54 contains in its housing 56 - in front of and at the level of a supply air element of the side wall 14 a equipped with filter mats - a condenser 59 and below it an evaporator 60 of a respective width s 1 of 50 cm. A compressor 61 is sketched near the evaporator 60 and an air outlet opening 58 on the front surface 57 of the housing 56 facing the cell interior 50 ; Fig. 6 also shows a side air outlet opening 56 a . The supply air enters cooled from the cooling device 54 into the mobile radio box 10 (arrow y), supplies it with cool air which is in heat exchange with the electrical devices and the heat loss via the fan 36 located in the roof plate 20 and the all-round ventilation 22 dissipates.
Das Kühlgerät 54 ist in einem Abstand c von hier 60 cm zur benachbarten Stirnwand 16 montiert, und es findet der Kühl luftaustritt an zumindest zwei Seiten dieses Kühlgerätes 54 statt.The cooling device 54 is mounted at a distance c from here 60 cm to the adjacent end wall 16 , and the cooling air outlet takes place on at least two sides of this cooling device 54 .
Der Verflüssiger des Kühlgerätes 54 wird durch einen sepa raten Luftkreislauf gekühlt, der von - oben im Kühlgerät 54 befindlichen - Radialventilatoren 62 aufrechterhalten wird und über ein Zuluftgitter in der Betonwand der Mobil funkbox 10 sowie über ein oberhalb des Zuluftgitters be findliches Abluftgitter in der Betonwand mit der Außenluft gebildet wird. Zuluftstrom und Abluftstrom können auch über ein gemeinsames Gitter geführt werden.The condenser of the cooling device 54 is cooled by a separate air circuit, which is maintained from - located in the cooling device 54 above - radial fans 62 and via an air supply grille in the concrete wall of the mobile radio box 10 and via an air grille located above the supply air grille in the concrete wall the outside air is formed. Supply air flow and exhaust air flow can also be routed through a common grille.
Die Kühlgeräte 54 sind so konzipiert, dass sie dieselben Größen und dieselben Anschlussmaße sowohl für 4 kW als auch 7 kW oder 10 kW Verlustleistung in der Mobilfunkbox 10 auf weisen, dies sowohl wegen der Standardisierung (Serienfertigung der Gehäuse), als auch wegen gleichblei bender Formen der Raumzellen 10 aus Beton, zudem wegen der Austauschbarkeit in einer solchen.The cooling devices 54 are designed in such a way that they have the same sizes and the same connection dimensions for both 4 kW and 7 kW or 10 kW power loss in the mobile radio box 10 , both because of the standardization (series production of the housings) and because of the constant shapes of the room cells 10 made of concrete, moreover because of the interchangeability in one.
Neben dem Kühlgerät 54 ist eine Niederspannungsverteilung 64 einer Breite t1 von 30 cm sowie einer Höhe k von 90 cm in Abstand k1 von der Bodenplatte 12 angeordnet.In addition to the cooling device 54 , a low-voltage distribution 64 with a width t 1 of 30 cm and a height k of 90 cm is arranged at a distance k 1 from the base plate 12 .
Auch die Raumzelle oder Mobilfunk-Station 10 a der Fig. 18 bis 26 ist monolithisch gegossen und nach oben hin durch eine Dachplatte 20 verschlossen. Ihre Wandungen 14, 14 a, 16 sind ebenso wärmegedämmt wie die einflügelige Sicherheitstür 40. Das Gewicht der Raumzelle 10 a ohne Geräte beträgt 70 kN. The room cell or mobile radio station 10 a of FIGS. 18 to 26 is cast monolithically and closed at the top by a roof plate 20 . Its walls 14 , 14 a , 16 are just as thermally insulated as the single-leaf security door 40 . The weight of the room cell 10 a without devices is 70 kN.
Die Ausgestaltung mit Geräten kann variabel gestaltet werden und besteht im dargestellten Beispiel aus vier Schaltschränken 52 - einer Breite, die auch der Tiefe t2 von 60 cm entspricht und einer Höhe h3 von 200 cm - sowie einer Niederspannungsverteilung 64. An der türseitigen Seitenwand 14 ist als Bestandteil des Lüftungskonzeptes ein Kühlgerät 54 der Tiefe t von 34 cm sowie der Höhe h2 von 205 cm hinter einem speziellen Lüfterelement 66 installiert.The configuration with devices can be designed variably and, in the example shown, consists of four switch cabinets 52 - a width which also corresponds to the depth t 2 of 60 cm and a height h 3 of 200 cm - and a low-voltage distribution 64 . A cooling device 54 of depth t of 34 cm and height h 2 of 205 cm is installed behind a special fan element 66 on the side wall 14 on the door side as part of the ventilation concept.
An die Mobilfunk-Station 10, 10 a sind besondere Anforderungen hinsichtlich der Innentemperatur gestellt. Dementsprechend darf bei einer maximalen Außentemperatur von 35°C und einer Verlustleistung der installierten Geräte von 7 kW eine Innentemperatur von 35°C nicht überschritten werden. Zur Gewährleistung dieser Gegebenheiten wird ein dreistufiges Lüftungs- und Klimatisierungskonzept eingesetzt. In der ersten Stufe erfolgt nach Fig. 21, 22 das Abführen der Verlustwärme durch natürliche Konvektion, d. h. durch eine Zuluft-Jalousie 68 mit Staubfilter-Matte und eine Abluft-Rundumentlüftung 70.The mobile radio station 10 , 10 a has special requirements with regard to the internal temperature. Accordingly, with a maximum outside temperature of 35 ° C and a power loss of the installed devices of 7 kW, an inside temperature of 35 ° C must not be exceeded. A three-stage ventilation and air conditioning concept is used to ensure these conditions. In the first stage 22, the dissipating heat loss by natural convection, ie, by a supply air louver 68 dust filter mat and an exhaust-rotating vent 70 takes place according to FIG. 21.
Bei steigenden Außentemperaturen erfolgt die Abführung der Verlustwärme in der zweiten Stufe - Fig. 23, 24 - durch Erhöhung des Lüftungsdurchsatzes mit Hilfe eines in der Stations-Rückwand installierten Ventilators 36 a. Werden in der zweiten Stufe im Stationsinnenraum 50 die Grenztemperaturen von 35°C erreicht, schaltet sich das Kühlgerät 54 für die Zuluft ein, so dass der Zuluftstrom der Stufe 2 zusätzlich gekühlt wird. Die Wärmeabführung des Kühlgerätes 54 erfolgt über einen - von einem gesonderten Ventilator unterstützten - Lüftungskreislauf.When the outside temperature rises, the heat loss is removed in the second stage - FIGS. 23, 24 - by increasing the ventilation throughput with the aid of a fan 36 a installed in the rear wall of the station. If the limit temperatures of 35 ° C. are reached in the second stage in the station interior 50 , the cooling device 54 switches on for the supply air, so that the supply air flow of stage 2 is additionally cooled. The heat dissipation of the cooling device 54 takes place via a ventilation circuit - supported by a separate fan.
Sowohl die Zuluft-Öffnung zur Raumzelle 10 a als auch die Lüftungsöffnungen des Kühlgeräte-Kreislaufes werden durch eine speziell konstruierte gemeinsame Lüftungsjalousie abgedeckt. Direkte Witterungseinflüsse auf das Kühlgerät 52 sind ausgeschlossen. Durch diese Konstruktion wird ein hoher Objektschutz gewährleistet.Both the supply air opening to room cell 10 a and the ventilation openings of the cooling device circuit are covered by a specially designed common ventilation blind. Direct weather influences on the cooling device 52 are excluded. This construction ensures a high level of property protection.
Außerdem besteht die Möglichkeit, an den verbleibenden drei Stationsseiten uneingeschränkt Kabel einzuführen.There is also the option of working on the remaining three Unrestricted insertion of cables into the station sides.
Die Wirksamkeit der beschriebenen Anlage wurde durch einen Versuch in einer Klimakammer dokumentiert, bei dem zur Simulierung der Verlustleistung der Geräte drei Heizkörper mit insgesamt 7 kW Heizleistung installiert wurden, die über die Dauer der Messreihen permanent eingeschaltet waren. Die Regulierung der Lüftungsstufen 2 (Ventilator) und 3 (Kühlgerät) wurde so eingestellt, dass der Ventilator bei einer Raumtemperatur von 30°C ein- und bei 25°C wieder ausschaltete, das Kühlgerät bei einer Raumtemperatur von 35°C ein- und bei 27°C wieder ausschaltete.The effectiveness of the system described was documented by a test in a climatic chamber, in which three radiators with a total of 7 kW heating power were installed to simulate the power loss of the devices, which were permanently switched on for the duration of the measurement series. The regulation of ventilation levels 2 (fan) and 3 (cooling unit) was set so that the fan switched on at a room temperature of 30 ° C and switched off again at 25 ° C, the cooling unit switched on and off at a room temperature of 35 ° C Switched off again at 27 ° C.
Der Raumfühler für die Regelung befand sich in Raummitte zwischen den Geräten im Abstand von etwa 15 cm unter der Dachplatte 20. Um die Entwicklung der Temperaturen an verschiedenen Stellen im gesamten Innenraum erfassen zu können, wurden fünfzehn Thermoelemente positioniert.The room sensor for the control was located in the middle of the room between the devices at a distance of about 15 cm below the roof panel 20 . Fifteen thermocouples were positioned in order to be able to record the development of temperatures at various points throughout the interior.
Die Untersuchungen in der Klimakammer sollten der Ermittlung der Temperaturverteilung im Raum, der Ermittlung der mittlere Raumtemperatur und der Ermittlung der zweckmäßigen Positionierung des Raumtemeraturfühlers für die Regelung des Ventilators und des Klimagerätes dienen. Hierzu wurden Umgebungstemperaturen stufenweise von 10°C bis 35°C eingestellt. Dabei wurde gemäß DIN 8900, Teil 2, die relative Luftfeuchtigkeit angepasst.The investigations in the climate chamber should be the Determination of the temperature distribution in the room, the determination the average room temperature and the determination of the appropriate positioning of the room temperature sensor for control the fan and the air conditioner. For this purpose, ambient temperatures were gradually increased from 10 ° C set to 35 ° C. According to DIN 8900, part 2, adjusted the relative humidity.
Es zeigte sich zwanzig Minuten nach dem Einschalten der Wärmelast, dass bei einer Umgebungstemperatur von 10°C der Grenzwert von 35°C am Raumfühler überschritten wurde, so dass die Lüftungsstufen 2 und 3 in Betrieb waren. Es war offensichtlich, dass der Raumfühler unter dem Dach in einem Wärmepolster hing, wie es auch aus Messungen von Transformator-Belüftungsversuchen bekannt ist.Twenty minutes after the heat load was switched on, it was shown that the ambient temperature of 10 ° C exceeded the limit of 35 ° C on the room sensor, so that ventilation levels 2 and 3 were in operation. It was obvious that the room sensor hung under the roof in a heat cushion, as is also known from measurements of transformer ventilation tests.
Im Laufe der Versuche wurde für die optimale Position des Raumfühlers, der die mittlere Raumtemperatur für die Regelung der Lüftungsstufen 2 und 3 erfassen soll, die Lage vor der Rückwand unterhalb des Ventilators ermittelt.In the course of the tests, the position in front of the rear wall below the fan was determined for the optimal position of the room sensor, which is to record the average room temperature for the control of ventilation levels 2 and 3 .
Nach der Umpositionierung des Raumfühlers zeigte sich bei der Fortdauer der Messungen, dass die Lüftungsstufe 2 in der Lage war, bis zu einer Umgebungstemperatur von 30°C die Raumtemperatur unter 35°C zu halten. Da zudem anzunehmen war, dass bei niedrigeren Umgebungstemperaturen die Lüftungsstufe 1 (natürliche Konvektion) ausreicht, wurde die Klimakammer am Ende der Untersuchen testweise auf 5°C heruntergefahren.After repositioning the room sensor, the continuation of the measurements showed that ventilation level 2 was able to keep the room temperature below 35 ° C up to an ambient temperature of 30 ° C. Since it was also assumed that ventilation level 1 (natural convection) was sufficient at lower ambient temperatures, the climatic chamber was reduced to 5 ° C at the end of the tests.
Weitere messtechnische Untersuchungen fanden im freien Gelände statt. Der Stellort wurde so gewählt, dass die Mobilfunk-Station 10 a den ganzen Tag frei in der Sonne und im Wind stand.Further metrological investigations took place in the open area. The location was chosen so that the cell phone station 10 a was free all day in the sun and wind.
Die Messanordnung orientierte sich nach den Ergebnissen der messtechnischen Untersuchung in der Klimakammer. So wurde die Regulierung der Lüftungsstufe 2 - Ventilator - beibehalten (ein bei 30°C, aus bei 25°C Raumtemperatur) sowie die der Lüftungsstufe 3 (Kühlgerät) so verändert, dass das Kühlgerät bei 35°C ein- und bei 30°C wieder ausschaltete.The measurement arrangement was based on the results of the metrological examination in the climate chamber. The regulation of ventilation level 2 - fan - has been retained (on at 30 ° C, off at 25 ° C room temperature) and that of ventilation level 3 (cooling device) has been changed so that the cooling device switches on at 35 ° C and at 30 ° C switched off again.
Der Fühler E für die Erfassung und Regulierung der mittleren Raumtemperatur wurde an der Rückwand 14a unterhalb des Ventilators 36a positioniert. Die messtechnischen Untersuchungen in der Klimakammer bestätigten sich dergestalt, dass auch bei Tagestemperaturen über 30°C - wie sie an den Messtagen im freien Gelände erreicht wurden - die Lüftungsstufe 2 in der Lage war, die mittlere Raumtemperatur auch bei ständig eingeschalteter Wärmelast von 7 kW unterhalb von 35°C zu halten, das Kühlgerät also nicht einschaltete.The sensor E for the detection and regulation of the average room temperature was positioned on the rear wall 14 a below the fan 36 a. The metrological investigations in the climatic chamber were confirmed in such a way that even at daytime temperatures above 30 ° C - as they were achieved on the measuring days in the open air - ventilation level 2 was able to keep the average room temperature below, even with a permanently switched on heat load of 7 kW of 35 ° C, so the cooling unit did not switch on.
Die Lagen zweier Innentemperaturfühler F und eines Außentemperaturfühlers G sind mit - die Positionen verdeutlichenden - Entfernungsmaßen (r = 110 mm; r1 = 100 mm; r2 = 180 mm, r3 = 80 mm) den Fig. 19, 20 zu entnehmen.The positions of two inside temperature sensors F and one outside temperature sensor G can be seen in FIGS. 19, 20 with distance dimensions (r = 110 mm; r 1 = 100 mm; r 2 = 180 mm, r 3 = 80 mm) that illustrate the positions.
Bei abkühlender Außentemperatur unter 20°C schaltete sich der Ventilator 3% ab, so dass die Lüftungsstufe 1 erreicht wurde, d. h. die Raumtemperatur unter 25°C lag.When the outside temperature cooled below 20 ° C, the fan switched off 3%, so that ventilation level 1 was reached, ie the room temperature was below 25 ° C.
Nach etwa zehn Minuten stieg die Raumtemperatur wieder auf 30°C, so dass der Ventilator 3% wieder einschaltete. Über die Dauer dieser Messreihe von etwa 94 Stunden betrug die Laufzeit des Ventilators 3% (Lüftungsstufe 2) etwa 78 Stunden (= 83%), so dass für etwa 16 Stunden (= 17%) die Lüftungsstufe 1 ausreichend war. Die Außentemperaturen bewegten sich in diesem Zeitraum von 34°C bis 14°C.After about ten minutes, the room temperature rose again to 30 ° C, so that the fan switched on again 3%. Over the duration of this series of measurements of about 94 hours, the running time of the fan was 3% (ventilation level 2 ) about 78 hours (= 83%), so that ventilation level 1 was sufficient for about 16 hours (= 17%). During this period, the outside temperatures ranged from 34 ° C to 14 ° C.
Bei einer weiteren Messreihe über 23 Stunden, bei der die innere Wärmelast auf 5 kW vermindert wurde, betrug die Laufzeit des Ventilators 18 Stunden (= 78%), die Lüftungsstufe 1 war somit für 5 Stunden (= 22%) ausreichend. In diesem Zeitraum bewegten sich die Außentemperaturen zwischen 33°C und 13°C.In a further series of measurements over 23 hours, in which the internal heat load was reduced to 5 kW, the running time of the fan was 18 hours (= 78%), ventilation level 1 was therefore sufficient for 5 hours (= 22%). During this period, the outside temperatures ranged between 33 ° C and 13 ° C.
Die messtechnischen Untersuchungen haben also ergeben, dass mit dem erfindungsgemäßen 3-Stufen-Lüftungskonzept eine multifunktionale, wirtschaftliche Lösung insbesondere für die hohen Anforderungen an Mobilfunk-Stationen hinsichtlich der einzuhaltenden Innentemperaturen gefunden wurde.The metrological investigations have shown that with the 3-stage ventilation concept according to the invention multifunctional, economical solution especially for the high demands on mobile radio stations with regard to of the internal temperatures to be observed was found.
Die Station 10, 10 a mit diesem Lüftungskonzept zeichnet sich durch Robustheit, Wartungsverbesserungen und höhere Wirtschaftlichkeit aus. Alle wichtigen Funktionseinheiten sind innerhalb der schützenden Beton-Ummantelung angeordnet. Der Betrieb ist wartungsarm und energieeinsparend, da die Funktion des Kühlgerätes nur über einen - über das Jahr gesehen - kurzen Zeitraum, d. h. bei extremen - also seltenen - Temperaturverhältnissen benötigt wird.The station 10 , 10 a with this ventilation concept is characterized by robustness, maintenance improvements and greater economy. All important functional units are arranged within the protective concrete jacket. Operation is low-maintenance and energy-saving, since the function of the cooling unit is only required over a short period of time - seen over the year - ie in extreme - that is, rare - temperature conditions.
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße dreistufige Lüftungskonzept im Rahmen der Erfindung auch bei anderen - hier nicht beschriebenen - Raumzellen für Elektroinstallationen eingesetzt werden kann.In conclusion, it should be noted that the inventive three-stage ventilation concept in the context of Invention also in others - not described here - Space cells are used for electrical installations can.
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