DE102007033548A1 - Kühlmodul, technisches Gerät mit einem Kühlmodul sowie Verfahren zur Innenkühlung eines technischen Geräts - Google Patents

Kühlmodul, technisches Gerät mit einem Kühlmodul sowie Verfahren zur Innenkühlung eines technischen Geräts Download PDF

Info

Publication number
DE102007033548A1
DE102007033548A1 DE102007033548A DE102007033548A DE102007033548A1 DE 102007033548 A1 DE102007033548 A1 DE 102007033548A1 DE 102007033548 A DE102007033548 A DE 102007033548A DE 102007033548 A DE102007033548 A DE 102007033548A DE 102007033548 A1 DE102007033548 A1 DE 102007033548A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling module
cooling
fan
air
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102007033548A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102007033548B4 (de
Inventor
Rolf Dipl.-Ing. Sebastian
Carsten Dipl.-Ing. Stuka (FH)
Noya Dipl.-Ing. Mikhail (Fh)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthineers Ag De
Original Assignee
Glen Dimplex Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Glen Dimplex Deutschland GmbH filed Critical Glen Dimplex Deutschland GmbH
Priority to DE102007033548.4A priority Critical patent/DE102007033548B4/de
Priority to US12/447,990 priority patent/US8333196B2/en
Priority to PCT/EP2007/009384 priority patent/WO2008052735A1/de
Publication of DE102007033548A1 publication Critical patent/DE102007033548A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102007033548B4 publication Critical patent/DE102007033548B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/04Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F25D17/06Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
    • F25D17/067Evaporator fan units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0018Indoor units, e.g. fan coil units characterised by fans
    • F24F1/0022Centrifugal or radial fans
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/77Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by controlling the speed of ventilators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F2003/144Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by dehumidification only
    • F24F2003/1446Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by dehumidification only by condensing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2317/00Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2317/06Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation
    • F25D2317/068Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation characterised by the fans
    • F25D2317/0681Details thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25D29/005Mounting of control devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

Das Kühlmodul (2) ist insbesondere zur Innenkühlung eines medizinischen Geräts (20) vorgesehen und ist ausgebildet als Einbaueinheit mit einem in einem primärseitigen Kühlmittelkreislauf geführten Kühlmittel, mit einem Luft-Wasser-Wärmetauscher (8), mit einem Ventilator (6) zur Erzeugung eines zu kühlenden sekundärseitigen Luftstroms durch den Luft-Wasser-Wärmetauscher (8), sowie mit einer Steuerung (18A, 18B) zum Steuern des Betriebs des Kühlmoduls (2), wobei zumindest ein Hauptteil der Steuerung als Teilsteuereinheit (18A) im Ventilator (6) integriert ist. Durch die Aufteilung der Steuerung wird eine effiziente Raumausnutzung innerhalb des Kühlmoduls (2) erreicht, so dass bei einem beengten Einbauraum für das Kühlmodul (2) eine optimale Raumausnutzung erzielt ist und der Luft-Wasser-Wärmetauscher (8) vergleichsweise groß ausgeführt sein kann. Die Luft-Strömungsgeschwindigkeit durch den Luft-Wärmetauscher (8) kann daher bei gleichbleibender Kühlleistung verringert werden, so dass die Gefahr des Mitreißens von Kondensattröpfchen verringert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kühlmodul, ein technisches Gerät mit einem solchen Kühlmodul sowie ein Verfahren zur Innenkühlung eines technischen Geräts mit Hilfe eines derartigen Kühlmoduls.
  • Unter Kühlmodul wird vorliegend eine in sich abgeschlossene und funktionsfähige Montage– oder Baueinheit verstanden, die in sich vereint alle Komponenten aufweist, die für die Durchführung der gewünschten Kühlung erforderlich sind. Innerhalb des Kühlmoduls ist daher eine Wärmetauschereinheit vorgesehen, mit der mittels Prozesswasser Luft abgekühlt wird.
  • Derartige als Baueinheiten bereitgestellte Kühlmodule lassen sich in vielfältiger Weise zur Kühlung von Räumen, Geräten etc. ohne zusätzlichen Montageaufwand oder mit nur geringem Montageaufwand einsetzen.
  • Werden derartige Module zur Kühlung, insbesondere zur Innenkühlung von technischen Geräten eingesetzt, so steht oftmals nur ein begrenzter Bauraum zur Verfügung. Die Kühlleistung eines Kühlmoduls, welches beispielsweise zur Innenluftkühlung eines Gerätes vorgesehen ist, wobei die zu kühlende Innenluft durch einen Luft-Wasser-Wärmetauscher des Kühlmoduls geleitet wird, hängt jedoch im Wesentlichen auch von der Kühlfläche des Luft-Wärmetauschers und damit insgesamt von der Baugröße des Kühlmoduls ab.
  • Insbesondere bei technischen hoch entwickelten Geräten, in denen mehrere zu kühlende hoch sensible Komponenten angeordnet sind, ist trotz eines beengten Bauraums eine zuverlässig, gleich bleibende Kühlung erforderlich. Ein Anwendungsfall hierfür ist beispielsweise die Kühlung von medizinischen Geräten, insbesondere Behandlungsgeräte, wie beispielsweise Röntgengeräte, Magnetreso nanzgeräte, etc. Bei derartigen Strahlen erzeugenden und Strahlen detektierenden Geräten, die zur Generierung von Bilddaten dienen, ist eine definierte und genaue Kühlung auf eine konstante Temperatur eine entscheidende Voraussetzung, dass beispielsweise die mit den medizinischen Geräten erhaltenen Diagnosebilder die gewünscht hohe Qualität aufweisen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gute Kühlleistung bei nur geringem Bauvolumen zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kühlmodul gemäß Anspruch 1 gelöst. Dieses dient insbesondere zur Innenkühlung eines vorzugsweise medizinischen Gerätes und ist ausgebildet als Einbaueinheit mit einem in einem primärseitigen Kühlmittelkreislauf geführten Kühlmittel, mit einem Gas-Flüssigkeit-Wärmetauscher, mit einem Ventilator zur Erzeugung eines zu kühlenden sekundärseitigen Luftstroms durch den Gas-Flüssigkeit-Wärmetauscher sowie mit einer Steuerung zum Steuern des Betriebs des Kühlmoduls. Bei dem Kühlmodul ist vorgesehen, dass zumindest ein Hauptteil der Steuerung als Teilsteuereinheit im Ventilator integriert ist. Als Kühlmittel wird insbesondere Wasser oder ein Alkohol-Wasser-Gemisch verwendet. Nachfolgend wird der Gas-Flüssigkeit-Wärmetauscher als Luft-Wasser-Wärmetauscher bezeichnet.
  • Von besonderer Bedeutung ist hierbei, dass diejenigen Bauteile der Steuerung, die ein großes Bauvolumen beanspruchen, in den Ventilator hinein verlagert werden. Bei bisher üblicherweise eingesetzten Kühlmodulen sind nämlich Steuereinheiten vorgesehen, die typischerweise in einer Elektrobox des Kühlmoduls integriert sind. Diese Elektroboxen sind vergleichsweise großvolumig. Bei einer beengten Einbausituation führt dies dazu, dass das verbleibende Kühlmodul, insbesondere der Luftaustrittsstutzen, kleiner ausgebildet sein muss. Wesentliche Komponenten der Steuerung, die vorzugsweise zusammen mehr als 50% und insbesondere auch bis zu 80% des Bauvolumens der Steuerung einnehmen, sind nunmehr aus dieser Steuereinheit herausgetrennt und Platz sparend im Ventilator integriert. Die verbleibenden Komponenten der Steuerung sind beispielsweise als zweite Teilsteuereinheit weiterhin in einer dann wesentlich kleineren Elektrobox integriert.
  • Hierbei wird ausgenutzt, dass zur Ansteuerung des Ventilators der Anteil der Steuerung mit dem größten Bauvolumen erforderlich ist und dass durch eine geschickte konstruktive Ausgestaltung des Ventilators insbesondere die für die Steuerung des Ventilators erforderlichen Steuerbauteile in diesen Platz sparend integriert werden können. Die Gesamtsteuerung für das Kühlmodul wird daher in mehrere, vorzugsweise zwei Teilsteuereinheiten aufgeteilt, die Platz sparend im Kühlmodul verteilt angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird ein vorgegebener Bauraum möglichst optimal ausgenutzt. Insbesondere steht eine vorgegebene freie Querschnittsfläche nahezu vollständig für den Lufttransport zur Verfügung, so dass dieser im Vergleich zu bisher üblichen Kühlmodulen vergrößert ausgebildet sein kann.
  • Ein entscheidender Vorteil der vergrößerten Ausbildung des Luft-Wasser-Wärmetauschers ist in der damit verbundenen Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft bei gleicher Kühlleistung zu sehen. Aufgrund der Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft ist nämlich die Gefahr reduziert, dass sich am Luft-Wärmetauscher bildende Kondensattropfen lösen und vom Luftstrom mitgerissen werden. Derartige Kondensattropfen könnten zu erheblichen Störungen beim Betrieb des technischen Geräts führen. Insgesamt ist daher eine bessere Kondensatabführung erreicht und die Gefahr der Bildung von so genanntem Spritzkondensat, also mitgerissenen Kondensattröpfchen, ist verringert.
  • Unter Ventilator wird hierbei eine Baueinheit verstanden, bestehend aus einer Antriebseinheit und einer von dieser angetriebenen Rotoreinheit mit mehreren Rotorblättern. Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist hierbei vorgesehen, dass die Teilsteuereinheit in der Antriebseinheit des Ventilators integriert ist.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Antriebseinheit an und vorzugsweise in einer Rückwand eines Außengehäuses des Kühlmoduls angeordnet ist.
  • Gegenüberliegend zu der Antriebseinheit ist der Luft-Wärmetauscher angeordnet, der hierbei zumindest weitgehend die gesamte Querschnittsfläche des Außengehäuses überdeckt, d.h. den Raum zumindest weitgehend vollständig ausfüllt. Dadurch ist eine hohe Kühlwirkung bei möglichst geringem Platzbedarf erreicht. Alle oder zumindest nahezu alle weitere Komponenten für den Wasserkreislauf sind hierbei bevorzugt Platz sparend seitlich des Luft-Wasser-Wärmetauschers angeordnet. Bei der Anordnung der Antriebseinheit innerhalb der Rückwand durchstößt die Antriebseinheit die Rückwand, so dass beispielsweise an ihrer Rückseite angeordnete Kühlrippen sich außerhalb des Kühlmoduls befinden.
  • Im Hinblick auf eine möglichst effiziente und sichere Kühlung ist weiterhin vorgesehen, dass die Steuerung insgesamt derart ausgebildet ist, dass bei der Inbetriebnahme zunächst eine Vorentfeuchtung durchgeführt wird, bevor der normale Kühlbetrieb aufgenommen wird. Im Rahmen der Vorentfeuchtung wird daher zunächst der Luft Feuchtigkeit entzogen, bevor die eigentliche normale Kühlung der zu kühlenden Luft in Gang gesetzt wird. Bei dem Einsatz bei einem medizinischen Gerät wird diese Vorenffeuchtung vorzugsweise vor der eigentlichen Inbetriebnahme des technischen Geräts durchgeführt. Im Falle eines medizinischen Geräts bedeutet dies, dass zunächst die Vorenffeuchtung mit Hilfe des Kühlmoduls durchgeführt wird, bevor die eigentlichen zu kühlenden elektrischen Komponenten des Geräts zugeschaltet werden. Dies beruht auf der Überlegung, dass derartige Geräte auch in Bereichen oder Klimazonen eingesetzt werden, die eine hohe Luftfeuchtigkeit aufweisen. Würde bei einer hohen Luftfeuchtigkeit das Kühlmodul sofort mit der normalen Kühlleistung in Betrieb genommen werden, würde dies zu einer sehr hohen Kondensatbildung führen, wodurch die sensible Kühlleistung reduziert ist. Aufgrund der Vorentfeuchtung ist eine vergleichsweise trockene Luft zu kühlen, so dass weniger Kondensat anfällt und dadurch eine schnellere und effizientere Kühlung erzielt ist.
  • Die Vorenffeuchtung wird hierbei derart durchgeführt, dass der Ventilator mit im Vergleich zum Normalbetrieb reduzierter Drehzahl bei gleichzeitig hohem und vorzugsweise maximalem Kühlmitteldurchsatz durch den Luft-Wasser-Wärmetau scher betrieben wird. Die Drehzahl des Ventilators wird hierzu vorzugsweise derart reduziert, dass im Vergleich zum Normalbetrieb der geförderte Luftvolumenstrom von 100% auf 25 bis 35% reduziert wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Steuereinheit weiterhin derart ausgebildet, dass bei der Außerbetriebnahme eine Abtrocknung durchgeführt wird. Beim Einsatz im technischen Gerät bedeutet dies insbesondere, dass nach dem Ausschalten der einzelnen zu kühlenden elektrischen Geräte bzw. bei deren Herunterfahren das Kühlmodul in einem speziellen Abtrocknungsmodus betrieben wird. Durch diese Abtrocknung wird die im Inneren des technischen Gerätes befindliche Innenluft abgetrocknet, d.h. hier wird Luftfeuchtigkeit entzogen. Durch diese zusätzliche Abtrocknung am Ende des Betriebes wird daher insgesamt das technische Gerät luftseitig getrocknet bis eine relative Luftfeuchtigkeit erreicht wird, die vorzugsweise derart gewählt ist, dass ein Algen- oder Bakterienwachstum vermieden wird. Insbesondere im medizinischen Bereich sowie im Bereich der Lebensmitteltechnologie oder bei der Kühlung von Räumen, in denen sich Personen aufhalten, wird dadurch einer Gesundheitsbeeinträchtigung vorgebeugt.
  • Zur Durchführung der Abtrocknung wird zweckdienlicherweise derart verfahren, dass der Ventilator mit hoher Drehzahl bei im Vergleich zum Normalbetrieb reduziertem Kühlmitteldurchsatz betrieben wird. Im Vergleich zum Normalbetrieb wird hierbei beispielsweise der Luftvolumenstrom auf über 100% (Normalbetrieb 100%) eingestellt. Gleichzeitig wird der Kühlmitteldurchsatz derart gewählt, dass die Kühlleistung im Vergleich zum Normalbetrieb auf 20 bis 30% und bevorzugt bis null oder bis nahezu null reduziert wird (Normalbetrieb 100% Kühlleistung). Vorzugsweise wird hierzu der Ventilator mit maximaler Drehzahl bei minimalem bzw. ohne Kühlmitteldurchsatz durch den Luft-Wasser-Wärmetauscher betrieben.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch ein technisches Gerät, insbesondere ein medizinisches Behandlungsgerät und vorzugsweise ein Diagnosegerät zur Erzeugung von Diagnosebildern, mit einem derartigen Kühlmodul, welches zur Innenkühlung der Innenluft des technischen Geräts vorgesehen ist. Der Innenraum des technischen Geräts bildet hierbei einen abgeschlossenen Bauraum, in dem die einzelnen zu kühlenden elektrischen Komponenten angeordnet sind. Dieser abgeschlossene Bauraum ist üblicherweise zwar über ein Gehäuse weitgehend jedoch nicht vollkommen luftdicht abgeschlossen, so dass ein gewisser Luftaustausch mit der Umgebung auftreten kann, so dass insbesondere auch Luftfeuchtigkeit in den Innenraum eintreten kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Innenkühlung eines derartigen technischen Geräts mit einem derartigen Kühlmodul.
  • Die im Hinblick auf das Kühlmodul aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das technische Gerät und auf das Verfahren anzuwenden. Das Kühlmodul steht hierbei mit dem technischen Gerät über eine Steuerleitung in Verbindung, so dass das Kühlmodul in Abhängigkeit des Betriebs des technischen Gerätes seine Kühlleistung eigenständig über die im Kühlmodul integrierte aufgeteilte Steuereinheit steuert.
  • Die speziellen Ausgestaltungen im Hinblick auf die Vorenffeuchtung sowie im Hinblick auf die Abtrocknung sind prinzipiell auch unabhängig von der Aufteilung der Steuereinheit in mehrere Teilsteuereinheiten ausführbar. Die Einreichung von Teilanmeldungen auf diese beiden Aspekte, unabhängig von der Aufteilung der Steuereinheit, behält sich die Anmelderin vor.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischen und stark vereinfachten Darstellungen:
  • 1 eine Rückansicht eines Kühlmoduls,
  • 2 eine aufgeschnittene Seitenansicht des Kühlmoduls gemäß 1 sowie
  • 3 eine stark vereinfachte schematisierte Frontansicht auf einen Computertomographen.
  • In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ein in den 1 und 2 dargestelltes Kühlmodul 2 weist ein Außengehäuse 4 auf, in dem sämtliche für eine Kühlung erforderlichen Bauteile eines Kühlkreislaufes angeordnet sind. Dies ist insbesondere ein Ventilator 6, ein Luft-Wasser-Wärmetauscher 8, sowie die weiteren Komponenten 10, nämlich 3-Wege-Ventile, Fühler, Kondensatpumpe, die hier vereinfacht gemeinsam als Kasten dargestellt sind. In einem Rohrleitungssystem 12 wird ein Kühlmittel (Wasser oder Ethylen-Wasser-Gemisch) durch diese einzelnen Komponenten geführt. Der Luft-Wasser-Wärmetauscher 8 ist daher über das Rohrleitungssystem 12 mit den weiteren Komponenten 10 verbunden. Der Luft-Wärmetauscher 8 ist insbesondere ein so genannter Lamellen-Wärmetauscher. Das durch die Komponenten 10 und den Luft-Wärmetauscher 8 geleitete Kühlmittel bildet die Primärseite eines Kühlkreislaufes. Eine zu kühlende Luft wird auf der Sekundärseite des Kühlkreislaufes über entsprechende Gehäuseöffnungen im Außengehäuse 4 angesaugt, durchströmt den Luft-Wärmetauscher 8 in Strömungsrichtung 14 und verlässt anschließend das Außengehäuse 4 als gekühlte Luft wieder über einen nicht näher dargestellten Luftauslass.
  • Der Ventilator 6 umfasst hierbei eine Antriebseinheit 6A mit einem Elektromotor sowie eine Rotoreinheit 6B. Der Ventilator 6 ist insgesamt vorzugsweise als Radialverdichter ausgebildet. Er durchstößt mit dem Gehäuse seiner Antriebseinheit eine Rückwand des Außengehäuses 4, so dass dieses mit seiner Rückseite zumindest geringfügig über die Rückwand übersteht.
  • Innerhalb des Kühlmoduls 2 sind zusätzlich vorzugsweise Einrichtungen zum Auffangen und zum Abführen von Kondensat vorgesehen, um ein beim Betrieb anfallendes Kondensat gezielt abführen zu können. Diese Komponenten sind beispielsweise eine Auffangwanne für Kondensat, die unterhalb des Luft-Wasser-Wärmetauschers angeordnet ist, eine Kondensatpumpe sowie ein Anschluss 16, über den das Kondensat abgeführt werden kann. Über den Anschluss 16 können mehrere unterschiedliche Anschlüsse bereitgestellt werden, beispielsweise auch Anschlüsse zur Verbindung mit dem Rohrleitungssystem 12, so dass das Kühlmittel mit Hilfe von externen Pumpen umgewälzt oder auch zu Wartungszwecken ausgetauscht oder nachgefüllt werden kann.
  • Das Kühlmodul 2 weist insgesamt eine Steuerung auf, die auf unterschiedliche Teilsteuereinheiten 18A, 18B aufgeteilt ist. Über die Steuerung wird der Betrieb und die Funktion des gesamten Kühlmoduls 2 gesteuert. Die Steuereinheit steht hierbei vorzugsweise mit einer übergeordneten Steuereinheit eines technischen Geräts 20 in Verbindung, das mit dem Kühlmodul 2 gekühlt werden soll. D.h. die kühlmodul-spezifische Steuerung mit den Teilsteuereinheiten 18A, 18B steuert das Kühlmodul 2 in Abhängigkeit des Betriebs des technischen Geräts 20. Über die kühlmodul-spezifische Steuerung wird insbesondere das zu kühlende Luftstromvolumen über die Einstellung der Drehzahl des Ventilators 6 sowie der Kühlmitteldurchsatz pro Zeiteinheit durch den Luft-Wärmetauscher 8 durch ein entsprechendes Drei-Wege-Ventil mit Antrieb eingestellt.
  • Von besonderer Bedeutung ist nunmehr, dass die Steuerung in die Teilsteuereinheiten 18A, 18B aufgeteilt ist, wobei die Teilsteuereinheit 18B in der Antriebseinheit 6A des Ventilators 6 integriert ist und beispielsweise unmittelbar auf den Elektromotor aufgebracht ist. Diese Teilsteuereinheit 18A umfasst die Hauptkomponenten der gesamten Steuerung. Diese Hauptkomponenten sind hierbei für den Ventilator 6 erforderlich und unmittelbar in der Antriebseinheit 6A integriert. Die Komponenten der Teilsteuereinheit 18A sind hierbei insbesondere auf eine gemeinsame Leiterplatte angebracht. Die Teilsteuereinheit 18A steht über eine Daten- und Energieversorgungsleitung 22 mit der zweiten Teilsteuereinheit 18B in Verbindung.
  • Ein derartiges, in den 1 und 2 vereinfacht dargestelltes Kühlmodul ist insbesondere für die Anordnung in dem in 3 gezeigten medizinischen Gerät 20 vorgesehen. Das stark vereinfacht dargestellte Gerät 20 ist beispielsweise ein Computertomograph mit einer Gantry 24. Im Ringraum der Gantry 24 sind als wesentliche Bestandteile ein Röntgendetektor 26 sowie eine Röntgenquelle 28 angeordnet. Innerhalb des Geräts 20 ist das Kühlmodul 2 angeordnet. Das Kühlmodul ist daher integraler Bestandteil des Geräts 20 und von außen für den Anwender nicht sichtbar. Das Kühlmodul 2 kühlt die Innenluft in der Gantry 24, indem diese über den Ventilator 6 angesaugt und im Kühlmodul 2 durch Wärmetausch am Luft-Wasser-Wärmetauscher 8 gekühlt wird, bevor sie das Kühlmodul 2 wieder verlässt. Die abgekühlte Luft wird über hier nicht näher dargestellte Luftleitbauteile der Gantry 24 und den darin angeordneten Komponenten 26,28 zugeführt. Die Luftleitbauteile verbinden daher das Kühlmodul mit der Gantry 24.
  • Die Steuerung des Kühlmoduls 2 ist vorzugsweise für drei unterschiedliche Betriebsarten ausgelegt, nämlich für den Normalbetrieb, für eine Vorentfeuchtung sowie für eine Abtrocknung. Die einzelnen Betriebsmodi werden hierbei in Abhängigkeit des aktuellen Betriebs des medizinischen Geräts 20 automatisch von der Steuerung aktiviert. Im Normalbetrieb des Kühlmoduls ist das medizinische Gerät ebenfalls im Normalbetrieb, d.h. die einzelnen elektrischen Komponenten 26,28 sind in Betrieb und müssen gekühlt werden. In diesem normalen Kühlbetrieb wird – in Abhängigkeit der aktuellen Anforderungen – eine definierte Drehzahl des Ventilators 6 sowie ein definierter Kühlmitteldurchsatz durch den Luft-Wasser-Wärmetauscher 8 eingestellt.
  • Vor Aufnahme des Normalbetriebs wird jeweils eine Vorentfeuchtung durchgeführt, d.h. bei der Inbetriebnahme des medizinischen Geräts, bevor also beispielsweise Bildaufnahmen erfolgen, wird zunächst die Innenluft in der Gantry 24 über das Kühlmodul entfeuchtet, d.h. der Innenluft wird Luftfeuchtigkeit entzogen. Hierzu wird der Ventilator mit im Vergleich zum Normalbetrieb reduzierter Drehzahl vorzugsweise bei gleichzeitig höherem, insbesondere maximalen Kühlmitteldurchsatz betrieben. Durch diese Maßnahme wird eine sehr hohe latente Kühlleistung erzielt, so dass eine hohe Menge an Kondensat anfällt. Nimmt man den Normalbetrieb als Normierungsmaßstab, bei dem der Luftvolumenstrom, die Kühlleistung sowie der Kondensatanfall auf jeweils 100% normiert sind, so wird im Be trieb der Vorentfeuchtung der Luftvolumenstrom auf lediglich 25 bis 35% eingestellt. Gleichzeitig wird die Kühlleistung auf einen Wert von 140 bis 150% eingestellt. Der Kondensatanfall erhöht sich hierdurch auf 650 bis 700%. Die Reduzierung des Luftvolumenstroms erfolgt hierbei durch Reduzierung der Drehzahl des Ventilators und die Erhöhung der Kühlleistung durch Erhöhung des Kühlmitteldurchsatzes durch den Luft-Wärmetauscher.
  • Durch die Vorentfeuchtung wird gewährleistet, dass beim eigentlichen Übergang in den Normalbetrieb für die elektrischen Komponenten 26, 28 sehr schnell und zuverlässig die erforderliche sensible Kühlleistung auf konstantem Niveau erreicht wird.
  • Der Betriebsmodus der Abtrocknung wird schließlich gewählt, wenn das Gerät 20 außer Betrieb genommen wird, wenn also die elektrischen Komponenten 26, 28 ausgeschaltet werden. Das Kühlmodul 2 läuft noch im Abtrockungsmodus nach. In diesem Modus ist im Vergleich zum Normalbetrieb ein erhöhter Luftvolumenstrom bei verringerter Kühlleistung, also eine erhöhte Drehzahl bei geringerem Kühlmitteldurchsatz, eingestellt. Insbesondere wird die Kühlleistung auf null eingestellt, indem der Kühlmitteldurchsatz durch den Luft-Wärmetauscher auf null eingestellt wird. Bezogen auf den Normalbetrieb als Normierungsmaßstab wird hierbei ein Luftvolumenstrom von ≥ 100% und eine Kühlleistung gegen 0 eingestellt. Hierbei werden die Innenteile des Kühlmoduls getrocknet. Dies erfolgt über eine in der Steuerung eingestellte Zeit.
  • 2
    Kühlmodul
    4
    Außengehäuse
    6
    Ventilator
    6A
    Antriebseinheit
    6B
    Rotoreinheit
    8
    Luft-Wasser-Wärmetauscher
    10
    Komponenten
    12
    Rohrleitungssystem
    14
    Strömungsrichtung
    16
    Anschluss
    18A, B
    Teilsteuereinheit
    20
    Gerät
    22
    Daten- und Energieversorgungsleitung
    24
    Gantry
    26
    Röntgendetektor
    28
    Röntgenquelle
    30
    Ringraum

Claims (13)

  1. Kühlmodul (2), insbesondere zur Innenkühlung eines medizinischen Geräts (20), ausgebildet als Einbaueinheit mit einem in einem primärseitigen Kühlmittelkreislauf geführten Kühlmittel, mit einem Gas-Flüssigkeit-Wärmetauscher (8), mit einem Ventilator (6) zur Erzeugung eines zu kühlenden sekundärseitigen Luftstroms durch den Luft-Wärmetauscher (8) sowie mit einer Steuerung zum Steuern des Betriebs des Kühlmoduls (2), wobei zumindest ein Hauptteil der Steuerung als Teilsteuereinheit (18A) im Ventilator (6) integriert ist.
  2. Kühlmodul (2) nach Anspruch 1, bei dem die Teilsteuereinheit (18A) in einer Antriebseinheit (6A) des Ventilators (6) integriert ist.
  3. Kühlmodul (2) nach Anspruch 2, das ein Außengehäuse (4) aufweist, an dessen Rückwand die Antriebseinheit (6A) angeordnet ist und der Gas-Flüssigkeit-Wärmetauscher (8) gegenüberliegend angeordnet ist und zumindest weitgehend die gesamte Querschnittsfläche des Außengehäuses (4) überdeckt.
  4. Kühlmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuerung derart ausgebildet ist, dass bei der Inbetriebnahme zunächst eine Vorenffeuchtung durchgeführt wird, bevor der normale Kühlbetrieb aufgenommen wird.
  5. Kühlmodul (2) nach Anspruch 4, bei dem zur Durchführung der Vorentfeuchtung die Steuerung derart ausgebildet ist, dass der Ventilator (6) mit im Vergleich zum Normalbetrieb reduzierter Drehzahl bei hohem Kühlmitteldurchsatz betrieben wird.
  6. Kühlmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass bei der Außerbetriebnahme eine Abtrocknung durchgeführt wird.
  7. Kühlmodul (2) nach Anspruch 6, bei dem zur Durchführung der Abtrocknung die Steuerung derart ausgebildet ist, dass der Ventilator (6) mit hoher Drehzahl bei im Vergleich zum Normalbetrieb reduziertem Kühlmitteldurchsatz betrieben wird.
  8. Technisches Gerät, insbesondere medizinisches Behandlungsgerät (20), in dem eine Anzahl von elektrischen Komponenten (26, 28) angeordnet ist, wobei im Gerät (20) das Kühlmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Innenkühlung angeordnet ist.
  9. Verfahren zur Innenkühlung eines technischen Geräts (20), insbesondere nach Anspruch 8, mit einem Kühlmodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem vor der Inbetriebnahme des technischen Geräts (20) zunächst eine Vorenffeuchtung der Innenluft im technischen Gerät (20) durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem zur Durchführung der Vorentfeuchtung ein Ventilator (6) des Kühlmoduls (2) mit im Vergleich zum Normalbetrieb reduzierter Drehzahl bei einem hohen Kühlmitteldurchsatz betrieben wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem bei der Außerbetriebnahme des technischen Geräts (20) eine Abtrocknung durchgeführt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem dem zur Durchführung der Abtrocknung ein Ventilator (6) des Kühlmoduls (2) mit hoher Drehzahl bei im Vergleich zum Normalbetrieb reduziertem Kühlmitteldurchsatz betrieben wird.
DE102007033548.4A 2006-10-31 2007-07-19 Kühlmodul, technisches Gerät mit einem Kühlmodul sowie Verfahren zur Innenkühlung eines technischen Geräts Active DE102007033548B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007033548.4A DE102007033548B4 (de) 2006-10-31 2007-07-19 Kühlmodul, technisches Gerät mit einem Kühlmodul sowie Verfahren zur Innenkühlung eines technischen Geräts
US12/447,990 US8333196B2 (en) 2006-10-31 2007-10-30 Cooling module and method, and apparatus embodying such a cooling module
PCT/EP2007/009384 WO2008052735A1 (de) 2006-10-31 2007-10-30 Kühlmodul, technisches gerät mit einem kühlmodul sowie verfahren zur innenkühlung eines technischen geräts

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202006016812 2006-10-31
DE202006016812.5 2006-10-31
DE102007033548.4A DE102007033548B4 (de) 2006-10-31 2007-07-19 Kühlmodul, technisches Gerät mit einem Kühlmodul sowie Verfahren zur Innenkühlung eines technischen Geräts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007033548A1 true DE102007033548A1 (de) 2008-05-15
DE102007033548B4 DE102007033548B4 (de) 2021-03-04

Family

ID=39024525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007033548.4A Active DE102007033548B4 (de) 2006-10-31 2007-07-19 Kühlmodul, technisches Gerät mit einem Kühlmodul sowie Verfahren zur Innenkühlung eines technischen Geräts

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8333196B2 (de)
DE (1) DE102007033548B4 (de)
WO (1) WO2008052735A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012217567A1 (de) 2012-09-27 2014-03-27 Siemens Aktiengesellschaft Kühleinrichtung einer Gantry eines Computertomographen
DE102012217739B4 (de) 2012-09-28 2016-09-29 Siemens Healthcare Gmbh Kühleinrichtung einer Gantry eines Computertomographen
GB2542607A (en) * 2015-09-25 2017-03-29 Linde Ag Nitrogen Evaporator for air flow management
DE102021206298B3 (de) 2021-06-18 2022-09-15 Siemens Healthcare Gmbh Fluidkühler, insbesondere zur Kühlung einer medizinischen Bildgebungseinrichtung, und medizinisches Bildgebungssystem

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10217745A (ja) * 1997-01-31 1998-08-18 Zexel Corp 空調ケース
US6669555B2 (en) * 2001-08-22 2003-12-30 Carrier Corporation Nozzle cover
US20040145324A1 (en) * 2003-01-28 2004-07-29 Ross Christian E. Integrated control device for environmental systems
US20050095121A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-05 Anand Vithani Unitary fan-motor grill assembly
DE102004028449A1 (de) * 2004-06-14 2006-01-19 Behr Gmbh & Co. Kg Elektromotor mit integrierter elektronischer Schaltung
JPWO2005124249A1 (ja) * 2004-06-22 2008-04-10 株式会社 アステリズム 冷却装置
DE102004034733A1 (de) * 2004-07-17 2006-02-16 Siemens Ag Kühlerzarge mit wenigstens einem elektrisch angetriebenen Lüfter
DE102005048451A1 (de) * 2004-10-15 2006-04-27 Behr Gmbh & Co. Kg Lüftersystem für ein Kraftfahrzeug
DE202005014383U1 (de) * 2005-09-12 2006-01-12 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH No-Frost-Kältegerät
JP4593438B2 (ja) * 2005-10-24 2010-12-08 富士通株式会社 電子機器および冷却モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
US20100108299A1 (en) 2010-05-06
US8333196B2 (en) 2012-12-18
WO2008052735A1 (de) 2008-05-08
DE102007033548B4 (de) 2021-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60036344T2 (de) Heizkörper mit einer Kühlbox und Steuerverfahren dafür
DE202007019005U1 (de) System zur Klimatisierungsregelung
DE102008029922B4 (de) Raumlufttechnisches Gerät
EP1907761A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur kühlung und entfeuchtung der raumluft
EP2660525A2 (de) Belüftungsvorrichtung
DE102011000638A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung und Überwachung eines Klimasystems für Datenverarbeitungsanlagen
DE102010016077A1 (de) Anordnung und Verfahren zur Klimatisierung eines Raums
EP2514290A1 (de) System und verfahren zur kühlung einer rechenanlage
EP1696184B1 (de) Luftaustauschsystem für die Belüftung wenigstens eines Raums eines Gebäudes
DE102007033548A1 (de) Kühlmodul, technisches Gerät mit einem Kühlmodul sowie Verfahren zur Innenkühlung eines technischen Geräts
DE102011117988A1 (de) Klimaschrank
EP0007396B1 (de) Kühleinrichtung für in geschlossenen Gehäusen angeordnete elektrische Baueinheiten
DE19917641A1 (de) Modulares Schaltschranksystem zur Aufnahme elektrischer und elektronischer Aggregate
DE3719392A1 (de) Raumlufttechnisches geraet
DE102011054257B4 (de) Klimagerät
DE102014007735A1 (de) Lüftungsanlage
DE4423851C2 (de) Luftentfeuchter für schwer belüftbare oder nicht beheizbare Innenräume
DE3017488A1 (de) Luftkuehler
DE3341853A1 (de) Fluid-kuehlvorrichtung fuer klimaanlagen
DE19805394A1 (de) Kühleinrichtung für Werkzeugmaschinen o. dgl.
DE19904667A1 (de) Klimagerät zur Temperaturregulierung
WO2003106898A1 (de) Vorrichtung zum trocknen von luft in gebäuden insbesondere in schwimmhallen
DE102015200347A1 (de) Windkraftanlage
DE2905884A1 (de) Belueftungsanlage
DE112009000657B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kühlgeräts sowie Kühlgerät zum Durchführen eines solchen Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

8120 Willingness to grant licences paragraph 23
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F24F0011020000

Ipc: F24F0011890000

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHINEERS AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, MUENCHEN, DE