DE102011050323B3

DE102011050323B3 - Kühlvorrichtung zur Klimatisierung einer Datenverarbeitungsanlage

Info

Publication number: DE102011050323B3
Application number: DE201110050323
Authority: DE
Inventors: Helmut Nonn
Original assignee: Rittal GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2031-05-13

Abstract

Kühlvorrichtung (20) zur Klimatisierung einer Datenverarbeitungsanlage, mit einem Gehäuse (10), in dem ein Wärmetauscher (20) und eine Lüfteranordnung (40) angeordnet ist, zum Erzeugen einer Luftströmung, bei der die Lüferanordnung (40) wenigstens einen Lüfter (31) aufweist und in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher (20) angeordnet ist, und bei der das Gehäuse (10) mit einem Luftauslass (14.1, 15.1) zum Ausblasen gekühlter Luft in Richtung der zu klimatisierenden Anlage versehen ist, wobei der Luftauslass (14.1, 15.1) im Boden (15) und/oder einer Frontwand (14) des Gehäuses (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfteranordnung (40) in einer im Gehäuse (10) angeordneten Druckkammer (30) angeordnet ist, die mit dem Luftauslass (14.1, 15.1) in räumlicher Verbindung steht, wobei die Druckkammer (30) mittels einer Begrenzungswand (33) von dem den Wärmetauscher (20) aufnehmenden Teil des Gehäuses (10) abgeteilt ist, derart, dass sich im Betrieb der Lüfteranordnung (40) in der Druckkammer (30) ein Überdruck ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zur Klimatisierung einer Datenverarbeitungsanlage, mit einem Gehäuse, in dem ein Wärmetauscher und eine Lüfteranordnung angeordnet ist, zum Erzeugen einer Luftströmung, bei der die Lüfteranordnung wenigstens einen Lüfter aufweist und in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher angeordnet ist, und bei der das Gehäuse mit einem Luftauslass zum Ausblasen gekühlter Luft in Richtung der zu klimatisierenden Anlage versehen ist, wobei der Luftauslass im Boden und/oder einer Frontwand des Gehäuses angeordnet ist. Eine derartige Kühlvorrichtung ist aus der EP 0 874 443 A1 bekannt.
Aus der DE 10 2009 011 006 B4 ist eine Kühlvorrichtung zur Klimatisierung einer Datenverarbeitungsanlage bekannt, bei der eine Vielzahl von Schaltschränken nebeneinander angeordnet Reihen bilden. Dabei sind die Reihen jeweils zueinander parallel beabstandet angeordnet und begrenzen einen Kaltgang. Der Kaltgang ist gegenüber der Umgebung abgeschottet. In die Reihe von Schaltschränken sind ein oder mehrere Kühlgeräte integriert. Die Kühlgeräte nehmen die erwärmte Abluft aus den Schaltschränken auf, kühlen diese und führen sie anschließend wieder in den Kaltgang zurück. Im Kaltgang steht dann die gekühlte Luft den Schaltschränken wieder zu Kühlzwecken zur Verfügung. Dabei wird die gekühlte Luft aus dem Kaltgang durch perforierte Frontseiten der Schaltschränke eingesaugt.
Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Doppelbodenkühlung vorgesehen sein, wie dies die DE 10 2009 011 006 B4 veranschaulicht. Dabei sind die Schaltschränke auf einem Doppelboden aufgestellt, der sowohl mit den Schaltschrankinnenräumen als auch mit dem Kaltgang in räumlicher Verbindung steht. Die Kühlgeräte in den Reihen der Schaltschränke sind mit Gebläsen ausgestattet, die Kühlluft sowohl in den Doppelboden als auch in den Kaltgang einblasen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kühlvorrichtung zur Klimatisierung einer Datenverarbeitungsanlage bereitzustellen, bei der eine optimierte Kühlluftausblasung in den Kaltgang bzw. einen Doppelboden erfolgen kann.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Lüfteranordnung in einer im Gehäuse angeordneten Druckkammer angeordnet ist, die mit dem Luftauslass in räumlicher Verbindung steht, wobei die Druckkammer mittels einer Begrenzungswand von dem den Wärmetauscher aufnehmenden Teil des Gehäuses abgeteilt ist, derart, dass sich im Betrieb der Lüfteranordnung in der Druckkammer ein Überdruck ergibt.
In der Druckkammer kann über die Lüfter ein Überdruck aufgebaut werden, der eine vergleichmäßigte Ausströmung der Kühlluft durch die Kühlluftausblasung ermöglicht. Insbesondere lassen sich in der Druckkammer Lüfter positionieren, die mit großen Lüfterraddurchmessern einen Betrieb mit niedrigen Drehzahlen energiesparend ermöglichen.
Dabei kann die Begrenzungswand unmittelbar die Einströmöffnungen für den Lüfter bilden.
Besonders bevorzugt sind die Lüfter innerhalb der Druckkammer als freilaufende Lüfterräder ausgebildet. Hierdurch werden keine Strömungsverluste an Lüfterradgehäusen erzeugt, sodass eine weitere Steigerung der Leistungsausbeute möglich ist.
Dadurch, dass die Druckkammer dann gleichzeitig auch die Umhausung für die Lüfterräder bildet, wird der Teileaufwand weiter reduziert.
Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Lüfter innerhalb der Druckkammer zueinander versetzt angeordnet sind und/oder dass die Einströmöffnungen der Lüfter zueinander versetzt angeordnet sind. Bei einer solchen Gestaltung werden die Luftströmungen der verschiedenen Lüfter ebenfalls zueinander versetzt und beeinflussen sich damit nicht leistungsmindernd.
Wenn vorgesehen ist, dass im Bereich des frontseitigen Luftauslasses eine frontseitige Perforationsfläche des Gehäuses die Druckkammer abdeckt, dann können hier große Luftaustrittsquerschnitte realisiert werden. Dies führt zu geringen Ausströmgeschwindigkeiten, wodurch eine Verbesserung der Luftverteilung möglich wird.
Zusätzlich oder alternativ kann es zu diesem Zweck auch vorgesehen sein, dass der Boden des Gehäuses den Luftauslass bildet. Dann wird auch hier ein großer Austrittsquerschnitt geschaffen, der zu einer verbesserten Luftverteilung im Doppelboden beiträgt.
Dies macht sich insbesondere bei Doppelböden mit geringen Konstruktionshöhen positiv bemerkbar.
Eine weitere Erfindungsausgestaltung kann derart sein, dass ein Boden des Gehäuses die Druckkammer bodenseitig zumindest bereichsweise abdeckt und/oder dass die Seitenwände des Gehäuses die Druckkammer seitlich zumindest bereichsweise abdecken. Dann werden Bauteile des Gehäuses zur Bildung der Druckkammer verwendet, sodass hier keine zusätzlichen baulichen Maßnahmen erforderlich werden.
Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen sein, dass mittels einer Stellvorrichtung der Luftaustritt wahlweise boden- oder frontseitig oder boden- und frontseitig regulierbar ist. Hierbei kann dann anwenderseitig die gewünschte Luftaustrittsmenge reguliert werden. Insbesondere ist es dann auch denkbar, dass wahlweise der bodenseitige oder der frontseitige Luftaustritt vollständig blockierbar ist.
Denkbar ist es, dass die Stellvorrichtung zur Regulierung des Luftaustrittes ein Schlitzschieber oder eine Jalousieklappe ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 in Prinzipdarstellung und in Seitenansicht die geschnittene Darstellung einer Kühlvorrichtung zur Klimatisierung einer Datenverarbeitungsanlage; und
2 die Darstellung gemäß 1 in Ansicht von rechts.
Wie 1 und 2 zeigen, umfasst die Kühlvorrichtung zur Klimatisierung einer Datenverarbeitungsanlage ein Gehäuse 10, das allseitig geschlossen ist und eine Deckwand 11 und daran anschließende vertikale Seitenwände 13, eine Rückwand 12 und eine Frontwand 14 aufweist. Bodenseitig ist das Gehäuse 10 mit einem Boden 15 verschlossen. In dem von dem Gehäuse 10 umschlossenen Innenraum ist ein Wärmetauscher 20 angeordnet. Dieser Wärmetauscher 20 ist vorliegend als Luft-Wasser-Wärmetauscher ausgeführt, der im Gehäuse 10 eine Ansaugseite 16 und abgangsseitig einen Luftführungsbereich 17 gegeneinander abtrennt. Der Wärmetauscher 20 wird von einer externen Rückkühlanlage mit Wasser gespeist. Dabei wird das Wasser über einen Verteilerkanal 23 dem Wärmetauscher 20 zugeleitet. Nachdem das Wasser den Wärmetauscher 20 passiert hat, strömt es durch einen Sammelkanal 22 aus und wird wieder der Rückkühlanlage zugeführt.
Im Innenraum des Gehäuses 10 ist mittels einer Begrenzungswand 33 eine Druckkammer 30 abgeteilt. Dabei wird die Druckkammer 30 zum einen von der Begrenzungswand 33 und zum anderen von einem Bereich des Bodens 15, einem Bereich der Frontwand 14 sowie Bereichen der Seitenwände 13 begrenzt und gegenüber dem verbleibenden Innenraum des Gehäuses 10 abgeschottet. An der Begrenzungswand 33 sind Lüfter 31 befestigt. Die Lüfter 31 sind als EC-Radial-Ventilatoren ausgebildet und weisen freilaufende Lüfterräder auf. Sie sind dementsprechend in der Druckkammer 30 nicht von einzelnen Lüftergehäusen begrenzt. Die Lüfter 31 saugen in Richtung ihrer Drehachse Luft aus dem Luftführungsbereich 17 durch Eintrittsöffnungen 32 der Begrenzungswand 33 an. Diese Luft wird von den Lüftern 31 radial nach außen in die Druckkammer 30 eingefördert. Hierdurch ergibt sich in der Druckkammer 30 ein Überdruck. Der Bereich der Frontwand 14, der die Druckkammer 30 begrenzt, ist als perforierte Oberfläche ausgeführt und diese perforierte Oberfläche ist vom Bereich der Druckkammer 30 her mit einem Filter 14.2 überdeckt. Die perforierte Oberfläche bildet einen Luftauslass 14.1 Weiterhin bildet der Boden 15 im Überdeckungsbereich mit der Druckkammer 30 einen Luftauslass 15.1. Der in der Druckkammer 30 erzeugte Überdruck bewirkt somit eine Kaltluftausblasung durch die Luftauslässe 14.1 und 15.1.
Üblicherweise ist die in den 1 und 2 gezeigte Anordnung auf einem Doppelboden aufgestellt und in eine Reihe von Schaltschränken integriert. Dabei ist die Frontwand 14 einem Kaltgang zugeordnet. Während des Betriebseinsatzes wird von elektronischen Einbauten in den Schaltschränken Abwärme erzeugt. Diese wird mit einem Kühlluftstrom abgefördert. Hierzu wird Kühlluft aus dem Kaltgang durch die Schaltschrankinnenräume gefördert. Die erwärmte Abluft wird der Ansaugseite 16, beispielsweise durch die Deckwand 11 und/oder die Rückwand 12 hindurch in das Gehäuse 10 eingeleitet. Die Lüfter 31 saugen diese Abluft durch ein dem Wärmetauscher 20 zugeordnetes Filterelement 21 hindurch. Beim Durchtritt durch den Wärmetauscher 20 wird die Abluft gekühlt und gelangt in den Luftführungsbereich 17. Die gekühlte Luft strömt dann durch die Einströmöffnungen 32 zu den Lüftern 31 und wird dann unter Aufbau eines Überdruckes, wie oben beschrieben, in die Druckkammer 30 eingefördert. Aus der Druckkammer 30 verlässt die Kühlluft die Druckkammer 30 frontseitig durch den Luftauslass 14.1 in den Kaltgang und durch den Luftauslass 15.1 in den Doppelboden.
Dem Luftauslass 14.1 und/oder dem Luftauslass 15.1 kann jeweils eine Stellvorrichtung mit einer Luftströmungsmengenregulierung zugeordnet sein. Damit lässt sich der Volumenstrom, der jeweils durch die Luftauslässe 14.1 und 15.1 gefördert wird, variieren oder bedarfsweise vollständig unterbrechen. Denkbar ist es, dass beispielsweise der Luftauslass 14.1 mittels einer als Schlitzschieber ausgebildeten Stellvorrichtung ausgestattet ist und dem Luftauslass 15.1 eine Jalousieklappe, wie sie herkömmlich aus der Lüftungstechnik bekannt ist, zugeordnet ist.

Claims

Kühlvorrichtung (20) zur Klimatisierung einer Datenverarbeitungsanlage, mit einem Gehäuse (10), in dem ein Wärmetauscher (20) und eine Lüfteranordnung (40) angeordnet ist, zum Erzeugen einer Luftströmung, bei der die Lüferanordnung (40) wenigstens einen Lüfter (31) aufweist und in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher (20) angeordnet ist, und bei der das Gehäuse (10) mit einem Luftauslass (14.1, 15.1) zum Ausblasen gekühlter Luft in Richtung der zu klimatisierenden Anlage versehen ist, wobei der Luftauslass (14.1, 15.1) im Boden (15) und/oder einer Frontwand (14) des Gehäuses (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfteranordnung (40) in einer im Gehäuse (10) angeordneten Druckkammer (30) angeordnet ist, die mit dem Luftauslass (14.1, 15.1) in räumlicher Verbindung steht, wobei die Druckkammer (30) mittels einer Begrenzungswand (33) von dem den Wärmetauscher (20) aufnehmenden Teil des Gehäuses (10) abgeteilt ist, derart, dass sich im Betrieb der Lüfteranordnung (40) in der Druckkammer (30) ein Überdruck ergibt.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswand (33) Einströmöffnungen (32) für den Lüfter (31) bildet.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (31) als innerhalb der Druckkammer (30) freilaufende Lüfterräder ausgebildet ist.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Lüfter (31) innerhalb der Druckkammer (30) zueinander versetzt angeordnet sind und/oder dass die Einströmöffnungen (32) der Lüfter (31) zueinander versetzt angeordnet sind.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des frontseifigen Luftauslasses (15.1) eine frontseitige Perforationsfläche des Gehäuses (10) die Druckkammer (30) abdeckt.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden (15) des Gehäuses (10) die Druckkammer (30) bodenseitig zumindest bereichsweise abdeckt, und/oder dass die Seitenwände (13) des Gehäuses (10) die Druckkammer (30) seitlich zumindest bereichsweise abdecken.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (15) des Gehäuses (10) den Luftauslass (15.1) bildet.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Stellvorrichtung der Luftaustritt wahlweise boden- oder frontseitig oder boden- und frontseitig regulierbar ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steilvorrichtung eine Luftströmungs-Mengenregulierung umfasst.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung ein Schlitzschieber oder eine Jalousieklappe ist.