DE102004030785B3

DE102004030785B3 - Kühlanordnung für einen Schaltschrank mit Kühlgerät zum Einsatz in explosionsgefährdeten Räumen

Info

Publication number: DE102004030785B3
Application number: DE102004030785A
Authority: DE
Inventors: Andreas Pfannenberg
Original assignee: Pfannenberg GmbH
Current assignee: Pfannenberg GmbH
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2024-06-26

Abstract

Der Schaltschrank mit mindestens einem Kühlgerät (10) zum Einsatz in explosionsgefährdeten Räumen ist in der Weise ausgebildet, dass zur Schaffung einer gas- und staubdichten Baueinheit an die Schaltschrankwand ein dichtgeschweißtes, ex-zulassungsfreie Bauelemente des Kühlgerätes (10) aufnehmendes erstes Gehäuse (11) mit in der Gehäusewand vorgesehenen, mit einer Rückschlagklappe (16) versehene Warmlufteintrittsöffnung und einer Kaltluftaustrittsöffnung (18) vermittels eines umlaufenden Flansches (13) für eine umlaufende Dichtung (14) zur Schaltschrankwand angeflanscht ist, dass auf das erste Gehäuse (11) ein zweites Gehäuse (30) zur Aufnahme von ex-zulassungserforderlichen Bauelementen aufgesattelt ist, das den Verflüssigerlüfter mit explosionsgeschütztem Motor für den Umgebungslufteintritt und den Verflüssiger (33) für das Kühlgerät (10) aufnimmt, wobei in dem Innenraum (11a) des ersten Gehäuses (11) geeignete Verbindungsrohre, z. B. Edelstahlrohre, gasdicht mit dem Gehäuse verbunden sind, an die die kälteseitigen Verbindungsleitungen befestigt, vorzugsweise angelötet, sind, die zum externen Verflüssiger (33) in dem zweiten Gehäuse (30) führen, dessen Gehäusewand mit einer Umgebungsluftaustrittsöffnung versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung für einen Schaltschrank mit einer Schaltschrankwand und mit einem Kühlgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus den Druckschriften JP 2003/028549 A und EP 0 238 681 A1 sind Anordnungen zum Kühlen von in explosionsgefährdeten Räumen angeordneten Schaltschränken mit Schaltschrankwänden bekannt, wobei insbesondere die JP 2003/028549 A explizit eine Anordnung mit einem Klimagerät beschreibt.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 101 52 510 A1 beschreibt weiterhin explosionsgeschützte Gehäuse. Explosionsgeschützte Gehäuse und Schaltschrankanordnungen sind auch aus dem deutschen Patent DE 40 33 598 C2 und dem deutschen Gebrauchsmuster DE 85 08 807 U1 bekannt.
Das Spülen von gekapselten explosionsgeschützten Geräten ist Gegenstand in dem deutschen Patent DE 100 52 421 C1 .
An Schaltschränken mit Schaltschrankwänden angeflanschte Kühlgeräte sind aus den Druckschriften US 5,657,641 A und DE 101 56 701 A1 bekannt.
Durch die DE 44 13 130 C2 ist ein Kühlgerät für einen Schaltschrank mit einem ein Kühlmittel aufnehmenden Kreislauf bekannt, der einen primären Kühlkreislauf bildet und der eine Verdampfereinheit, einen Verdichter und eine Verflüssigereinheit aufweist, wobei in die Verdampfereinheit die im Schaltschrank oder im Gehäuse anfallende Wärme mittels einer Wärmeübertragungseinheit eingeleitet ist, wobei die Wärmeübertragungseinheit aus einem geschlossenen sekundären Kreislauf gebildet ist, in dem eine Flüssigkeit mit hoher spezifischer Wärmespeicherkapazität zirkuliert und in den die im Schaltschrank anfallende Wärme mittels Wärmetauscher eingeleitet ist. Um die Gefahr einer Explosion in Folge einer Leckage zu verhindern, ist der sekundäre Kreislauf und der Kältekreislauf in einem Kühlgerätegehäuse untergebracht, das an dem Schaltschrank anbringbar ist, wobei der Kältekreislauf in dem Kühlgerätegehäuse mittels einer den Innenraum des Kühlgerätegehäuses teilenden Abtrennung getrennt von dem Innenraum des Schaltschrankes untergebracht ist und wobei die Abtrennung für gasförmige Kühlmittel undurchlässig ist. Zumindest der Wärmetauscher des sekundären Kreislaufes ist im verbleibenden Teil des Kühlgerätegehäuses untergebracht.
Damit soll erreicht werden, dass ein in dem Kältekreislauf geführtes brennbares Kühlmittel, beispielsweise ein Gemisch aus Propan und ISO-Propan, im Leckagefall nicht in den Schaltschrankinnenraum gelangen kann. Eine Entzündung des gasförmigen Kühlmittels soll somit verhindert werden. Somit geht es bei dieser konstruktiven Ausgestaltung eines Kühlgerätes in Verbindung mit einem Schaltschrank darum, das mit einem gasförmigen Kühlmittel betriebene Kühlgerät so auszubilden, dass eine Entzündung des gasförmigen Kühlmittels verhindert wird.
Die DE 101 45 695 A1 offenbart ein Verfahren zum Schützen der explosionsgefährdeten Umgebung eines elektrischen Bauteils, wie Hochspannungserzeuger, und eine Beschichtungsvorrichtung mit einem solchen Bauteil. Nach diesem Verfahren wird die Luft, die sich in einer das elektrische Bauteil umschließenden Luftkammer befindet, kontinuierlich oder zyklisch in einem vorbestimmten Zeitraum ausgetauscht. Die Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre soll so vermieden werden.
Eine Sicherheitseinrichtung für die Überwachung von explosionsgefährdeten Räumen beschreibt die DE 198 20 613 A1 . Diese Sicherheitseinrichtung umfasst mindestens einen Gassensor, der die Konzentration von explosiven und/oder für den Menschen gefährlichen Gasen erfassen kann, eine Schalteinheit, die mit dem Gassensor verbunden ist und bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes einer der erfassten Gaskonzentrationen eine Abschaltung der Stromversorgung in dem oder den überwachten Räumen bewirken kann, wobei die Schalteinheit derart ausgebildet ist, dass sie zum Auslösen des Abschaltvorganges einen Fehlerstrom im elektrischen Netz der zu überwachenden Räume erzeugen kann, wodurch ein vorhandener Fehlerstromschutzschalter ausgelöst werden kann.
Ferner ist nach der DE 198 51 229 A1 ein Explosionsschutzfilterapparat bekannt, mit dem ein kontrollierter Abbau einer Explosion abgebaut werden kann. Der Explosionsschutzfilterapparat soll einem reduzierten Explosionsdruck standhalten und die Explosion über eine Filtereinheit sicher ableiten.
Aus dem vorliegenden Stand der Technik geht folglich hervor, dass zur Kühlung von in explosionsgefährdeten Räumen angeordneten elektri schen Geräten oder Schaltschränken mit Schaltschrankwänden ein konventionelles nicht explosionsgeschütztes Kühlgerät mit Verflüssiger, Verdampfer und Kompressor, d. h. ein Klimagerät, welches an dem Schaltschrank angeflanscht ist, nicht vorgesehen ist.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kühlanordnung für einen Schaltschrank mit einem Kühlgerät zum Einsatz in explosionsgefährdeten Räu men zur Verfügung zu stellen, das in Verbindung mit einem Schaltschrank oder einem sonstigen, elektronische Einbauten aufnehmenden Gehäuse für den explosionsgefährdeten Bereich ein CE-conformes komplettes Betriebsmittel für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen geeignet ist, wobei so wenig explosionsgeschützte Komponente wie möglich gebraucht werden sollen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Schaltschrank mit einer Schaltschrankwand und mit mindestens einem Kühlgerät mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und mit einem Kühlgerät für in explosionsgefährdeten Räumen aufgestellte Schaltschränke mit den im Anspruch 3 angegebenen Merkmalen.

Danach besteht die Erfindung zur Schaffung einer gas- und staubdichten Baueinheit darin, dass an die Schaltschrankwand ein dichtgeschweißtes, ex-zulassungsfreie Bauelemente des Kühlgerätes aufnehmendes erstes Gehäuse mit in der Gehäusewand vorgesehenen, mit einer Rückschlagklappe versehene Warmlufteintrittsöffnung und einer Kaltluftaustrittsöffnung vermittels eines umlaufenden Flansches für eine umlaufende Dichtung zur Schaltschrankwand angeflanscht ist, wobei auf das erste Gehäuse ein zweites Gehäuse zur Aufnahme von ex-zulassungserforderlichen Bauelementen aufgesattelt ist, das den Verflüssigerlüfter mit explosionsgeschütztem Motor für den Umgebungslufteintritt und den Verflüssiger des Kühlgerätes aufnimmt, und dass in dem Innenraum des ersten Gehäuses Verbindungsrohre, z. B. Edelstahlrohre, gasdicht mit dem Gehäuse verbunden sind, an die die kälteseitigen Verbindungsleitungen angelötet sind, die zum externen Verflüssiger mit dem zweiten Gehäuse führen, dessen Gehäusewand mit einer Umgebungsluftaustrittsöffnung versehen ist.

Hiernach bildet das an den Schaltschrank angeflanschte Gehäuse aus einem dichtgeschweißten Gehäuse eine dichte Einheit, wobei in dieses geschweißte Gehäuse Edelstahlrohre eingeschweißt sind, an die die kälteseitigen Verbindungsleitungen angelötet sind, die zum externen Verflüssiger führen, der in einem gesonderten Gehäuse untergebracht ist, das z. B. auf das Gehäuse des Kühlgerätes aufgesattelt ist, während innerhalb des geschweißten Gehäuses Standardkomponenten eingesetzt werden, die keiner Ex-Zulassung bedürfen. Lediglich der Verflüssigerlüfter wird in Ex-Ausführung benötigt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 eine schaubildliche Ansicht eines Schaltschrankes mit angeflanschtem Kühlgerät,
2 eine schaubildliche Ansicht des Kühlgerätes mit extern angeordnetem Verflüssiger,
3 das Kühlgerät mit abgenommener Gehäusewand in einer Draufsicht,
4 eine Seitenansicht des Kühlgerätes mit abgenommener Gehäusewand.
1 zeigt einen Schaltschrank 100 zur Aufnahme von elektronischen Bauteilen oder ein sonstiges, elektronische Einbauten aufnehmendes Gehäuse für den explosionsgefährdeten Bereich. An der Tür 101 oder an einer der Wände des Schaltschrankes 100 ist ein Kühlgerät 10 angeordnet, in dessen Gehäuse 11 die entsprechenden Bauelemente angeordnet sind.
Das Gehäuse 11 des Kühlgerätes 10 ist an die Schaltschrankwand 12 angeflanscht. Das dichtgeschweißte Gehäuse 11 weist einen umlaufenden Flansch 13 auf, der mit einer umlaufenden Dichtung 14 versehen ist, so dass das an die Schaltschrankwand angeflanschte Gehäuse 11 eine staub- und gasdichte Verbindung bildet. Das Gehäuse 11 des Kühlgerätes 10 ist mit einer Warmlufteintrittsöffnung 15 versehen, die mit einer Rückschlagklappe 16 verschlossen ist (2). Der Warmlufteintritt der Warmluft aus dem Innenraum des Schaltschrankes 100 zum Verdampferlüfter 17 erfolgt in Pfeilrichtung X (4). Des weiteren ist eine Kaltluftaustrittsöffnung 18 in der Gehäusewand des Kühlgerätes 10 vorgesehen, durch die die Kühlluft in Pfeilrichtung X1 in den Innenraum des Schaltschrankes 100 gelangt. Mit 19 ist ein Verdampfer bezeichnet.
Des weiteren nimmt der Innenraum 11a des Gehäuses 11 eine Kondensatpumpe 20 und einen Sammelbehälter 21 für das Kondenswasser, einen Verdichter 22 sowie einen Thermostaten 23 auf (3). Der Kon denswasseraustritt erfolgt ebenfalls über ein eingeschweißtes Edelstahlrohr.
Auf das Gehäuse 11 ist ein weiteres Gehäuse 30 zur Aufnahme von ex-zulassungserforderlicher Bauelemente aufgesattelt, das den Verflüssigerlüfter 31 mit explosionsgeschütztem Motor 32 für den Umgebungslufteintritt in Pfeilrichtung X3 und den Verflüssiger 33 des Kühlgerätes aufnimmt.
In dem Innenraum 11a des Gehäuses 11 sind Edelstahlrohre 25 eingeschweißt, an die die kälteseitigen Verbindungsleitungen 34 angelötet sind, die zum externen Verflüssiger 33 in dem Gehäuse 30 führen, dessen Gehäusewand mit einer Umgebungsluftaustrittsöffnung 35 versehen ist, durch die Umgebungsluft in Pfeilrichtung X4 austritt.
Die Schaltschrankwand 12 des Schaltschrankes 100 ist im Befestigungsbereich des Gehäuses 11 mit einer Durchbrechung versehen, damit die Warmluft aus dem Schaltschrank in das Kühlgerät und die Kaltluft aus dem Kühlgerät in den Schaltschrank strömen kann.
Das Gehäuse 11 des Kühlgerätes 10 ist mit einem Spülluftanschluss 26 und mit Öffnungen 27, 28 für den Spülluftaustritt in den Innenraum des Schaltschrankes 100 versehen. Dadurch ist es möglich, den gesamten Bereich mit zugeführter Luft zu spülen. Während der Spülphase wird die Lufteintrittsöffnung für die Warmluft selbsttätig geschlossen. Die Spülung erfolgt von oben nach unten in Richtung der Pfeile X5 (4).

Claims

Schaltschrank (100) mit einer Schaltschrankwand (12) zur Aufnahme elektronischer Bauteile oder für ein sonstiges, elektronische Bauteile aufnehmendes Gehäuse mit mindestens einem Kühlgerät (10) zum Einsatz in explosionsgefährdeten Räumen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schaffung einer gas- und staubdichten Baueinheit an die Schaltschrankwand (12) ein dichtgeschweißtes, ex-zulassungsfreie Bauelemente des Kühlgerätes (10) aufnehmendes erstes Gehäuse (11) mit in der Gehäusewand vorgesehenen, mit einer Rückschlagklappe (16) versehene Warmlufteintrittsöffnung (15) und einer Kaltluftaustrittsöffnung (18) vermittels eines umlaufenden Flansches (13) für eine umlaufende Dichtung (14) zur Schaltschrankwand (12) angeflanscht ist, dass auf das erste Gehäuse (11) ein zweites Gehäuse (30) zur Aufnahme von ex-zulassungserforderlicher Bauelemente aufgesattelt ist, das den Verflüssigerlüfter (31) mit explosionsgeschütztem Motor (32) für den Umgebungslufteintritt und den Verflüssiger (33) für das Kühlgerät (10) aufnimmt, und dass in dem Innenraum (11a) des ersten Gehäuses (11) Verbindungsrohre, z. B. Edelstahlrohre (25), gasdicht mit dem Gehäuse verbunden sind, an die die kälteseitigen Verbindungsleitungen (34) befestigt, vorzugsweise angelötet, sind, die zum externen Verflüssiger (33) in dem zweiten Gehäuse (30) führen, dessen Gehäusewand mit einer Umgebungsluftaustrittsöffnung (35) versehen ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltschrankwand (12) im Befestigungsbereich des ersten Gehäuses (11) mit einer Durchbrechung versehen ist und dass das erste Gehäuse (11) mit einer Öffnung (15) für den Eintritt der Warmluft aus dem Innenraum (11a) des Schaltschrankes (100) mit einer Öffnung (18) für den Austritt der Kaltluft aus dem Kühlgerät (10) in den Innenraum (11a) des Schaltschrankes (100) und mit einem Spülluftanschluss (26) sowie mit Öffnungen (27, 28) für den Spülluftaustritt in den Innenraum (11a) des Schaltschrankes (100) versehen ist.