DE102013108974A1

DE102013108974A1 - Anordnung zum Klimatisieren eines Raums

Info

Publication number: DE102013108974A1
Application number: DE102013108974.7A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Weiss Klimatechnik GmbH
Current assignee: Weiss Klimatechnik GmbH
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2015-02-26
Also published as: EP3036483A1; WO2015024704A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Klimatisieren eines Raumes (10) umfassend zumindest einen Wärmetauscherflächen aufweisenden Wärmetauscher (14), der den Raum begrenzt, und zumindest eine Luft durch den Wärmetauscher fördernde Ventilatoreinrichtung (26, 28). Um mit konstruktiv einfachen Maßnahmen im gewünschten Umfang eine Kühlung zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die zumindest eine Ventilatoreinrichtung ein Axialverdichter (26, 28) ist, der von einer die Wärmetauscherflächen des Wärmetauschers verschließenden Abdeckung (24) ausgeht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Klimatisieren eines Raumes mit ggfs. einen Hohlraum begrenzender Bodenwandung, umfassend zumindest einen Wärmetauscherflächen aufweisenden Wärmetauscher, der den Raum als ersten Raum oder zumindest eine in dem Raum angeordnete Einrichtung begrenzt, wobei bei den Raum begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher dieser den ersten Raum von einem zweiten Raum trennt, der strömungstechnisch mit dem Hohlraum verbunden ist, und wobei bei die Einrichtung begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher die Einrichtung ein in dem Raum aufgestelltes Gehäuse ist, und zumindest eine Luft durch den Wärmetauscher fördernde Ventilatoreinrichtung.
Der EP 2 278 231 A2 ist eine Anordnung zum Klimatisieren eines Raums zu entnehmen. Dabei ist ein Wärmetauscher als Raumbegrenzung bzw. Abschnitt einer Raumbegrenzung ausgebildet. Auf diese Weise ist der Raum energetisch günstig zu kühlen. Gleichzeitig kann eine problemlose Wartung des Wärmetauschers erfolgen, da dieser auf einer Seite von dem wärmeerzeugende Geräte enthaltenden Raum und auf raumabgewandter Seite von einem Wartungsgang begrenzt ist.
Der DE 10 2009 030 214 A1 und der DE 200 23 882 U1 sind Klimatisierungsanordnungen zu entnehmen, bei denen über Öffnungen eines Hohlbodens Luft in einen zu klimatisierenden Raum strömt, um im reinen Umluftbetrieb in dem Raum vorhandene wärmeerzeugende Geräte zu kühlen.
Aus der US 6 672 955 B1 ist ein Rechenzentraum bekannt, in dem in Reihen angeordnete elektronische Geräte Warm- und Kaltgänge begrenzen. Die Kaltgänge sind eingehaust, um in diese über einen Zwischenboden gekühlte Luft zuzuführen. Die die elektrischen Geräte durchströmende Luft wird sodann im Deckenbereich abgesaugt, die anschließend ein Wärmetauscher durchsetzt, der von einem Kühlfluid durchströmt wird.
Um Rechner zu kühlen, werden diese nach der DE 20 2004 003 309 U1 in einem doppelwandigen zylinderförmig geformten Rechnergehäuse angeordnet, das Lufteinlassöffnungen aufweist, durch die Kühlluft hindurch strömt, um die Rechner zu kühlen. Die erwärmte Luft wird sodann über einen Luftkanal abgeführt, in dem ein Ventilator angeordnet ist. Die Abluft kann wahlweise als Fortluft abgeführt werden oder in Kreislaufströmen, um nach Durchströmen einer Kühleinrichtung dem Raum erneut zugeführt zu werden, in dem sich das Rechnergehäuse befindet.
Nach der EP 1 488 305 B1 wird in einem Schrank angeordneten wärmeerzeugenden Geräten gekühlte Luft zugeführt, die über einen in einem Klimagerät angeordneten Ventilator abgesaugt wird. Im Strömungsweg zum Ventilator ist in dem Klimagerät ein Wärmetauscher angeordnet.
Um einen Raum zu kühlen, in dem Rechner in Reihen angeordnet sind, sieht die DE 200 23 882 U1 einen in dem Raum angeordneten Klimaschrank und einen in einem Hohlbodenraum angeordneten Ventilator vor, über den die Abluft durch den Klimaschrank gesaugt wird, um sodann die Zuluft über eine Bodenöffnung dem Raum wieder zuzuführen.
Der DE 20 2004 003 309 U1 ist eine Cluster-Kühlung zu entnehmen, wobei Abluft aus einem von Rechnern umgebenden zylindrischen Raum wahlweise als Fortluft abgeführt oder einem Klimagerät zugeführt wird.
Gegenstand der WO 2006/124240 A1 ist eine Kühlanordnung für Rechner, wobei in einem Zwischenraum ein Wärmetauscher angeordnet ist.
Nach der US 2004/0099747 A1 ist in einem Rechnerraum ein gesondertes Klimagerät angeordnet.
Aus der DE 20 2009 002 033 A ist eine Anordnung zum Klimatisieren eines Raums bekannt. An einer Wand ist ein Klimagerät angeordnet, dem Außenluft und/oder Abluft zuführbar ist.
Gegenstand der DE 10 2011 117 908 B4 ist eine Kühlanordnung zum Kühlen von in einem Raum in Schaltschränken angeordneten elektronischen Geräten. In dem die Geräte enthaltenden Raum befinden sich zwei quaderförmige turmartige Wärmetauscherschränke, die an mindestens zwei vertikalen Seitenflächen Wärmetauscher aufweisen. Der Schrank ist auf einem Öffnungen aufweisenden Doppelboden angeordnet, dem aus dem Wärmetauscherschrank austretende gekühlte Luft dem Raum zugeführt wird. Unterhalb des Schranks im Doppelboden kann ein Radiallüfter angeordnet sein, um die gekühlte Luft zu fördern. Alternativ besteht die Möglichkeit, den Radiallüfter oberhalb des Schrankes oder innerhalb von diesem nahe dessen Oberseite anzuordnen.
Der vorliegenden Erfindung liegt u. a. die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zum Klimatisieren eines Raums der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit konstruktiv einfachen Maßnahmen im gewünschten Umfang eine Kühlung möglich ist. Nach einem weiteren Aspekt soll die Möglichkeit bestehen, problemlos gezielt gewünschten Bereichen des Raumes Kühlluft zuzuführen, ohne dass besondere Vorkehrungen im Bodenbereich erfolgen müssen. Ferner soll eine individuelle Anpassung an Kühlaufgaben mit konstruktiv einfachen Maßnahmen ermöglicht werden.
Zur Lösung eines oder mehrerer Aspekte der Erfindung sieht die Erfindung vor, dass bei den Raum begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher die zumindest eine Ventilatoreinrichtung ein Axialventilator ist, der von einer die Wärmetauscherflächen des Wärmetauschers verschließenden Abdeckung ausgeht, oder dass bei die Einrichtung begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher diese ein in dem Raum aufstellbares Gehäuse aufweist, dass zumindest eine Wandung des Gehäuses zumindest abschnittsweise durch den Wärmetauscher gebildet ist, dass eine Wärmetauscherfläche des Wärmetauschers mit einer diese verschließenden Abdeckung versehen ist, von der die zumindest eine Ventilatoreinrichtung ausgeht, oder dass in einem bodenseitig und/oder kopfseitig verlaufenden Bereich des Gehäuses zumindest eine Ventilatoreinrichtung in Form eines Radialverdichters angeordnet ist, dessen Saugseite gehäuseinnenseitig ausgerichtet ist, und wobei zumindest eine Begrenzungswandung des Gehäuses im druckseitigen Bereich des Radialverdichters Luftaustrittsöffnungen aufweist.
Nach der ersten Alternative der erfindungsgemäßen Lehre nutzt man den Gedanken, dass der Wärmetauscher den wärmeerzeugende Geräte enthaltenden Raum als ersten Raum von einem weiteren Raum als zweiten Raum abtrennt bzw. dass der Wärmetauscher ein Abschnitt einer entsprechenden Trennwand ist. Um problemlos erwärmte Luft, insbesondere aus den Warmgängen von in Reihen angeordneten elektronischen Geräten anzusaugen, durch den Wärmetauscher zu fördern und sodann dem Raum als gekühlte Luft wieder zuzuführen, werden eine oder mehrere Axialventilatoren benutzt, wobei der bzw. diese von einer eine Wärmetauscherfläche abdeckenden Abdeckung ausgehen. Soll von dem ersten Raum angesaugte Luft unmittelbar ohne Durchströmen des Bodens oder Zwischenbodens dem Wärmetauscher zugeführt werden, verläuft die Abdeckung entlang der dem zweiten Raum zugewandten Fläche. Durchströmt die Warmluft zunächst den Hohlboden, so ist die dem ersten Raum zugewandte Fläche des Wärmetauschers abgedeckt und weist die Axialventilatoren auf. Mit den diesbezüglichen konstruktiven Maßnahmen besteht auf einfache Weise die Möglichkeit, einen Raum zu kühlen, ohne dass in dem Zwischenboden ein Radialventilator angeordnet sein muss, wie dies der Stand der Technik vorsieht. Auch Radialventilatoren in dem zweiten Raum sind nicht notwendig, so dass dieser flächenmäßig relativ klein ausgebildet sein kann. Der Bodenbereich ist frei. Somit kann eine problemlose Wartung der von der Abdeckung des Wärmetauschers ausgehenden Axialventilatoren erfolgen.
Die Anzahl der Axialventilatoren hängt von der Kühlfläche und der erforderlichen Kühlleistung ab, so dass die Erfindung auf eine bestimmte Anzahl von Axialventilatoren nicht beschränkt ist.
Muss nach der ersten Alternativen der Raum einen Zwischenboden aufweisen, um die gewünschte Kühlung durchzuführen, um also einen ersten von einem zweiten Raum abzutrennen, so ist in hervorzuhebender Ausgestaltung der Erfindung nach der zweiten Alternative vorgesehen, dass der Wärmetauscher eine Wandung oder Abschnitt einer Wandung eines Gehäuses ist, das in dem zu kühlenden Raum aufstellbar ist. Dabei besteht allerdings auch die Möglichkeit, dass über das Gehäuse einem Zwischenboden Kaltluft zugeführt oder aus diesem Warmluft abgesaugt wird, ohne dass dies zwingend ist. Vielmehr kann das Gehäuse einen Bodenbereich aufweisen, über den Kaltluft unmittelbar an den Raum abgegeben wird, ohne dass es eines Hohlbodens bedarf. Dabei gelangt insbesondere ein Radialventilator als Ventilatoreinrichtung zum Einsatz.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, am Kopfbereich des Gehäuses einen entsprechenden Ventilator wie Radialventilator anzuordnen, über den die den Wärmetauscher durchsetzende Luft angesaugt und dem Raum zugeführt wird.
Nach einem weiteren Vorschlag besteht die Möglichkeit, zumindest zwei gegenüberliegende Wandungen eines insbesondere quaderförmigen Gehäuses als Kühlflächen auszubilden, d. h, dass diese Wärmetauscherflächen aufweisen, deren eine Fläche abgedeckt ist und von der Ventilatoreinrichtungen wie insbesondere Axial- oder Radialventilatoren ausgehen.
Die freie Wärmetauscherfläche sollte mit einem Filter abgedeckt sein, ohne dass dies zwingend erforderlich ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wärmetauscherflächen von einem Berührungsschutzgitter abgedeckt sind, um zum einen ein Beschädigen der Lamellen des Wärmetauschers zu verhindern und zum anderen eine Verletzungsgefahr auszuschließen.
Bei den Wärmetauschern selbst handelt es sich insbesondere um Kupfer-Aluminium- Wärmetauscher, d. h., von einem Kühlfluid durchströmte Kupferrohre sind mit aus Aluminium bestehenden Lamellen verbunden. Als Kühlfluid kommt insbesondere kaltes Wasser mit einer Vorlauftemperatur zwischen 5 °C bis 30 °C in Frage.
Alternativ kann als Kühlfluid ein Kältemittel verwendet werden, das in den Kupferrohren verdampft. Außerhalb des Raumes ist sodann eine Verdichter-Verflüssiger-Einheit angeordnet, die mit den Kupferrohren verbunden ist.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventilatoreinrichtung von einer Zwischenwandung des Gehäuses ausgeht, die das Innere des Gehäuses unterteilt, wobei die Zwischenwandung für jede Ventilatoreinrichtung eine Öffnung aufweist, die mit der Saugseite des Ventilators verbunden ist.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass ohne einen zusätzlichen Ventilator der Raum gekühlt wird. So kann die Luftzirkulation durch Thermik und Lüfter, die in den zu kühlenden elektronischen Geräten wie Servern vorhanden sind, erfolgen, um den Transport der Luft durch die Wärmetauscherflächen sicherzustellen.
Aus zuvor erfolgten Erläuterungen ergibt sich, dass sich die Erfindung auch dadurch auszeichnet, dass dem zweiten Raum zugewandte Wärmetauscherfläche mit der Abdeckung versehen ist, von der zumindest ein Axialventilator, vorzugsweise zumindest zwei Axialventilatoren ausgehen, der bzw. die druckseitig mit dem zweiten Raum verbunden sind.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass dem ersten Raum zugewandte Wärmetauscherfläche mit der Abdeckung versehen ist, von der zumindest ein Axialventilator, vorzugsweise zumindest zwei Axialventilatoren ausgehen, der bzw. die saugseitig mit dem ersten Raum verbunden sind.
Alternativ sieht die Erfindung vor, dass der Wärmetauscher zumindest eine Wandung oder ein Abschnitt einer Wandung des Gehäuses ist, vorzugsweise zwei gegenüberliegende Wandungen oder Abschnitte dieser als Wärmetauscher ausgebildet sind, wobei innere Wärmetauscherfläche bzw. -flächen mit einer Abdeckung versehen ist bzw. sind, von denen jeweils zumindest eine Ventilatoreinrichtung in Form eines Axial- oder Radialverdichters ausgeht. Alternativ ist äußere Wärmetauscherfläche bzw. sind äußere Wärmetauscherflächen jeweils mit einer Abdeckung versehen, von der zumindest eine Ventilatoreinrichtung in Form eines Axialverdichters ausgeht, dessen Saugseite wärmetauscherseitig verläuft.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Wärmetauscher, der eine Wandung oder zumindest einen Abschnitt einer Wandung des Gehäuses bildet, gehäuselos ausgebildet ist, wobei im Inneren des Gehäuses entlang der Wärmetauscherfläche und beabstandet zu dieser eine Trennwand verläuft, von der insbesondere zumindest ein Radialverdichter ausgeht.
Die Trennwand kann einen Zwischenraum begrenzen, wobei die Trennwand zumindest eine mit der Saugseite eines Radialverdichters verbundene Öffnung aufweist. Ferner besteht die Möglichkeit, dass der Zwischenraum boden- und/oder kopfseitig mit dem Raum und/oder einem unterhalb des Raums verlaufendem Hohlraum verbunden ist, der seinerseits strömungstechnisch mit dem Raum zum Kühlen der in diesem angeordneten wärmeerzeugenden Geräten verbunden ist.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachstehenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,
2 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,
3 eine Prinzipdarstellung einer dritten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,
4 eine Prinzipdarstellung einer vierten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,
5 eine Prinzipdarstellung einer fünften Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,
6 eine Prinzipdarstellung einer sechsten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,
7 eine Prinzipdarstellung einer siebten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,
8 eine Prinzipdarstellung einer achten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,
9 eine Prinzipdarstellung einer neunten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums und
10 eine Prinzipdarstellung einer zehnten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums.
In den Figuren, in denen grundsätzlich gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind Prinzipdarstellungen von Anordnungen wiedergegeben, um einen Raum zu kühlen, in dem insbesondere in Reihen wärmeerzeugende Geräte angeordnet sind, die Kalt- und Warmgänge begrenzen, ohne dass dies ein zwingendes Merkmal ist. Bei der Kühlung nutzt man die Technik, dass Begrenzungen – seien es Begrenzungen eines Raumes, seien es Begrenzungen eines in dem Raum aufgestellten Gehäuses – als Wärmetauscher ausgebildet werden, um Warmluft, die dem Raum entnommen wird, zu kühlen. Dies schließt jedoch nicht aus, dass zusätzlich Außenluft dem Raum zugeführt wird. Entsprechend wird Fortluft aus dem Raum abgeführt.
Die Anordnungen gemäß der 1 und 2 stellen Weiterbildungen einer Anordnung gemäß z. B. der EP 2 278 231 A2 dar. So ist im Ausschnitt ein erster Raum 10 dargestellt, in dem die erwähntermaßen zu kühlenden wärmeerzeugenden Geräte vorzugsweise in Reihen angeordnet sind, die Kalt- und Warmgänge trennen. Der Raum 10 wird von einem zweiten Raum 12 über einen Wärmetauscher 14 abgetrennt, über den aus dem ersten Raum 10 stammende erwärmte Luft geführt und sodann gekühlt wird. Im Ausführungsbeispiel der 4 wird die erwärmte Luft entsprechend dem Pfeil 18 unter Umgehung eines unterhalb des Bodens 20 des ersten und zweiten Raums 10, 12 verlaufenden Zwischen- oder Hohlbodens 22 unmittelbar dem Wärmetauscher 14 zugeführt. Um die erwärmte Luft anzusaugen, weist der Wärmetauscher 14 auf der dem ersten Raum 10 abgewandten Seite ganzflächig eine Abdeckung 24 auf, von der im Ausführungsbeispiel zwei Axialventilatoren 26, 28 ausgehen. Mit anderen Worten weist die Abdeckung 24 im Bereich der Ventilatoren 26, 28 Öffnungen auf, die mit der Saugseite der Ventilatoren 26, 28 verbunden sind. Von den Axialventilatoren 26, 28 strömt die abgekühlte Luft in den zweiten Raum 12, um in dem Boden 20 vorhandene Öffnungen 30 zu durchsetzen, so dass die gekühlte Luft über den Zwischenboden 22 den Bereichen zugeführt wird, in denen sich bei in Reihen angeordneten wärmeerzeugenden Geräten Kaltgänge in dem Raum 10 befinden. Die von den Ventiltoren 26, 28 angesaugte Luft stammt von in dem Raum 10 vorhandenen Warmgängen.
Nicht dargestellt ist in der 1, dass die Wärmetauscherflächen unmittelbar von Berührungsschutzgittern abgedeckt sein können, um einerseits eine Beschädigung der Lamellen zu vermeiden und andererseits eine Verletzungsgefahr auszuschließen. Die Schutzgitter sind flächenmäßig derart ausgebildet, dass über diese ein merklicher Druckabfall nicht erfolgt.
Das Ausführungsbeispiel der 2 unterscheidet sich von dem der 1 dahingehend, dass über den Zwischenboden 22 Warmluft angesaugt wird, um sodann über den Filter 16 den Wärmetauscher 14 zu durchströmen, dessen dem ersten Raum 10 zugewandte Wärmetauscherfläche die Abdeckung 24 mit den Öffnungen für die Axialventilatoren 26, 28 aufweist.
Zu dem zweiten Raum 12 ist anzumerken, dass in diesem der Elektrikteil der Kühlanlage angeordnet sein kann. Dies wird prinzipiell durch den Kasten 32 symbolisiert.
Ist nach dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 neben dem die wärmeerzeugenden Geräte enthaltenden Raum 10 der zweite Raum 12 vorhanden, der über den Wärmetauscher 14 mit dem ersten Raum 10 bzw. über den Zwischen- oder Hohlboden 22 mit diesem verbunden ist, so sehen die weiteren Ausführungsbeispiele eine Konstruktion vor, bei der in gewünschten Bereichen des ersten Raums 10 eine erfindungsgemäße Kühlanordnung positioniert werden kann, ohne dass eine Unterteilung des Raums erforderlich ist. Hierzu wird in den Raum 10 ein schrankartiges Gehäuse 34 angeordnet, das eine Quaderform aufweisen kann. Entsprechend den Ausführungsbeispielen der 3 bis 7 ist eine Wandung des Gehäuses 34 durch einen Wärmetauscher ausgebildet, der gleichfalls mit dem Bezugszeichen 14 gekennzeichnet ist, wie dies im Zusammenhang mit den 1 und 2 erfolgte. Selbstverständlich braucht der Wärmetauscher 14 nicht eine gesamte Wandung des Gehäuses 34 sein. Vielmehr genügt ein Abschnitt. Um jedoch eine hinreichende Kühlleistung zu erzielen, ist insbesondere eine Wandung insgesamt vollflächig als Wärmetauscherfläche ausgebildet.
In dem Ausführungsbeispiel der 3 ist die raumseitige Fläche des Wärmetauschers 14 mit dem Filter 16 abgedeckt. Die Innenseite des Wärmetauschers 14 weist die Abdeckung 24 mit Öffnungen auf, die in die Saugseiten der Axialventilatoren 26, 28 übergehen. In dem Schrank bzw. Gehäuse 34 ist die Elektrik vorhanden (Bezugszeichen 32).
Um den Raum 10 zu kühlen, wird folglich die erwärmte Luft aus dem Raum 10 über die Axialventilatoren 26, 28 angesaugt, so dass die erwärmte Luft mittels des Wärmetauschers 14 gekühlt wird. Sodann kann die gekühlte Luft zumindest über den Bodenbereich des Gehäuses 34 dem Raum 10 wieder zugeführt werden, sofern der Schrank bzw. das Gehäuse 34 auf einem Doppelboden mit Hohlraum 22 angeordnet ist, wobei der Boden des Gehäuses 34 in einem Umfang geöffnet ist, dass in dem Boden 20 vorhandene Öffnungen 30 von der gekühlten Luft durchsetzt werden können. Dies wird durch die Pfeile 36, 38, 40 symbolisiert. Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Kopfwandung 42 des Gehäuses 34 gleichfalls Luftaustrittsöffnungen 42 aufweist, um über diese gekühlte Luft in den Raum 10 strömen zu lassen (Pfeil 44).
Nach dem Ausführungsbeispiel der 4 wird erwärmte Luft über den Doppelboden 22 in das Innere 46 des Schranks oder Gehäuses 34 angesaugt (Pfeile 48, 50, 52), um sodann nach Durchsetzen des Filters 16 mittels des Wärmetauschers 14 gekühlt zu werden und schließlich dem Raum 10 zugeführt zu werden, um wärmeerzeugende Geräte zu kühlen. Um die erwärmte Luft anzusaugen, weist der Wärmetauscher 14 raumseitig die Abdeckung 24 mit den Öffnungen auf, auf die die Ansaugöffnungen der Axialventilatoren 26, 28 ausgerichtet sind.
Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 können die Lamellen der Wärmetauscher mit gelochten Schutzblechen abgedeckt sein.
Das Ausführungsbeispiel der 5 unterscheidet sich von dem der 3 und 4 dahingehend, dass der Schrank bzw. das Gehäuse 34 eine Zwischenwandung 54 aufweist, die parallel zu dem Wärmetauscher 14 verläuft. Somit ist der Innenraum 46 in Teilräume 56, 58 unterteilt. In dem in Bezug auf den Wärmetauscher 14 fernliegenden Teilraum 58 sind Radialventilatoren 60, 62 angeordnet, dessen Saugseiten auf Öffnungen in der Zwischenwandung 56 ausgerichtet und mit diesen verbunden sind. Somit kann über den Wärmetauscher 14, der raumseitig mit einem Filter 16 abgedeckt ist, erwärmte Luft (Pfeil 64) angesaugt werden, wobei die sodann gekühlte Luft (Pfeile 66, 68) nach Durchsetzen der Radialventilatoren 60, 62 entsprechend der Pfeile 70, 72 dem Raum zugeführt wird. Hierzu sind insbesondere kopfseitig und/oder bodenseitig Öffnungen in dem Gehäuse 34 vorgesehen. Somit ergibt sich ein Up- und Downflow-Kühlsystem, wobei selbstverständlich die Möglichkeit besteht, dass die Anordnung entweder nur im Upflow- Betrieb oder nur im Downflow-Betrieb betätigt wird.
Hervorzuhebende Varianten ergeben sich auch aus den 6 und 7. Dabei unterscheidet sich die Ausführungsform der 6 und 7 von denen der 3 und 4 dadurch, dass der eine Wandung des Gehäuses 34 bildende Wärmetauscher 114 gehäuselos ausgebildet ist, d. h., der Wärmetauscher ist ausschließlich von einem Rahmen aufgenommen, ohne dass die Wärmetauscherflächen abgedeckt sind. Einzig und allein die raumseitig verlaufende Fläche weist das Filter 16 auf.
Um durch den Wärmetauscher 114 Warmluft anzusaugen (Pfeil 18), befindet sich beim Ausführungsbeispiel der 6 im Bodenbereich des Gehäuses 34 ein Radialventilator 160, über den gekühlte Luft dem Raum zuführbar ist. Hierzu weist das Gehäuse 34 in dem Bereich, in dem der Radialventilator 160 angeordnet ist, in zumindest einer der Umfangswandungen entsprechende Öffnungen auf, die nicht näher gekennzeichnet sind. Durch diese Anordnung ergibt sich ein autarkes Kühlsystem, das an gewünschten Orten eines Raumes aufstellbar ist, ohne dass es eines Doppelbodens bedarf.
Das Ausführungsbeispiel 7 unterscheidet sich von dem der 6 dahingehend, dass der Radialventilator 160 nicht im Bodenbereich, sondern im Kopfbereich des Gehäuses 34 angeordnet ist. Eine Umfangswandung des den Radialventilator 116 aufnehmenden Gehäuseabschnitts oder die Kopfwandung 162 des Gehäuses 34 kann sodann erforderliche Luftaustrittsöffnungen aufweisen, damit gekühlte Luft in den Raum strömen kann.
Die Anordnung der 6 entspricht einem Downflow-Betrieb und die der 7 einem Upflow-Betrieb.
Die Ausführungsformen der 8 und 9 stellen eine Anordnung dar, bei der zwei gegenüberliegende Wandungen des Gehäuses 34 als Wärmetauscherflächen ausgebildet sind, d. h., die Wandungen werden durch die Wärmetauscher 14 mit raumseitig verlaufenden Filtern 16 gebildet. Innenseitig weisen die Wärmetauscher 14 Abdeckungen 24 mit Öffnungen auf, die mit den Saugseiten der Axialventilatoren 26, 28, 126, 128 verbunden sind. Über die Druckseiten der Axialventilatoren 26, 28, 126, 128 strömt sodann die gekühlte Luft in den Raum.
Beim Ausführungsbeispiel der 8 und 9 ist das Gehäuse 34 auf Öffnungen 30 des Doppelbodens 20 angeordnet, um über den Hohlraum dem Raum 10 Kühlluft zuzuführen. Ferner ist die Kopfwandung 42 mit entsprechenden Öffnungen versehen, um gleichfalls gekühlte Luft dem Raum zuführen zu können.
Werden nach dem Ausführungsbeispiel der 8 Axialventilatoren 26, 28, 126, 128 benutzt, um die Warmluft aus dem Raum 10 anzusaugen und durch die Wärmetauscher 14 zu fördern, so werden nach dem Ausführungsbeispiel der 9 Radialventilatoren 60, 62, 160, 162 verwendet. Ansonsten liegen konstruktiv gleiche Gegebenheiten wie bei dem Ausführungsbeispiel der 8 vor, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird.
Bei den Anordnungen gemäß der 8 und 9 befinden sich die Ventilatoren 26, 28, 60, 62, 126, 128, 160, 162 in dem Gehäuse 34. Demgegenüber sieht das Ausführungsbeispiel der 10 eine Anordnung vor, bei der die Ventilatoren - und zwar im Ausführungsbeispiel die Axialventilatoren 26, 28, 126, 128 - von der Außenseite der Wärmetauscher 14 ausgehen, so dass infolgedessen in das Innere 46 des Gehäuses 34 über den Zwischenboden 22 Warmluft angesaugt wird, die nach Durchströmen der Wärmetauscher 14 als Kühlluft dem Raum 10 wieder zugeführt wird. Konstruktiv finden sich in Bezug auf die Ausbildung der Abdeckungen, der Filter, der Berührungsschutzgitter etc. gleiche konstruktive Lösungen wie bei den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen.
Anzumerken ist, dass es nicht zwingend erforderlich ist, dass die Gehäuse entsprechend der Ausführungsbeispiele der 8 bis 9 auf einem Doppelboden 20 angeordnet werden. Vielmehr bestünde die Möglichkeit, das Gehäuse 34 aufzuständern oder einen Bodenabschnitt derart auszubilden, dass umfangsflächenseitig unterhalb oder im Bereich der Wärmetauscher 14 Luftaustrittsöffnungen vorgesehen sind, um die Kaltluft dem Raum zuzuführen.
Ist die erfindungsgemäße Lehre anhand von Anordnungen erläutert worden, die jeweils zumindest einen Ventilator aufweisen, um im gewünschten Umfang Warmluft anzusaugen, um diese sodann über die Wärmetauscher strömen zu lassen, so bestünde auch die Möglichkeit, eine Luftzirkulation durch Thermik und die Lüfter sicherzustellen, die in den wärmeabgebenden Geräten integriert sind, wie Serverlüfter. In diesem Fall ist es nicht zwingend erforderlich, dass gesonderte Ventilatoren zum Einsatz gelangen.
Werden die Wärmetaucher 14 vorzugsweise von gekühltem Wasser mit einer Vorlauftemperatur zwischen z. B. 5 °C und 30 °C durchströmt, so bestünde auch die Möglichkeit, ein Kältemittel zu benutzen, das in den Rohren des Wärmetauschers verdampft. Außerhalb des Raumes ist sodann eine Verdichter-Verflüssiger-Einheit angeordnet, um das verdampfte Kühlmittel zu kondensieren und dem Wärmetauscher wieder zuzuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2278231 A2 [0002, 0044]
DE 102009030214 A1 [0003]
DE 20023882 U1 [0003, 0007]
US 6672955 B1 [0004]
DE 202004003309 U1 [0005, 0008]
EP 1488305 B1 [0006]
WO 2006124240 A1 [0009]
US 20040099747 A1 [0010]
DE 202009002033 A [0011]
DE 102011117908 B4 [0012]

Claims

Anordnung zum Klimatisieren eines Raumes (10) mit ggfs. einen Hohlraum (22) begrenzender Bodenwandung (20), umfassend – zumindest einen Wärmetauscherflächen aufweisenden Wärmetauscher (14, 114), der den Raum als ersten Raum oder zumindest eine in dem Raum angeordnete Einrichtung begrenzt, wobei bei den Raum begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher dieser den ersten Raum von einem zweiten Raum (12) trennt, der strömungstechnisch mit dem Hohlraum (22) verbunden ist, und wobei bei die Einrichtung begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher die Einrichtung ein in dem Raum aufgestelltes Gehäuse (34) ist, und – zumindest eine Luft durch den Wärmetauscher fördernde Ventilatoreinrichtung (26, 28, 80, 62, 126, 128, 160, 162), dadurch gekennzeichnet, dass bei den Raum (10) begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher (14) die zumindest eine Ventilatoreinrichtung ein Axialverdichter (26, 28) ist, der von einer die Wärmetauscherflächen des Wärmetauschers verschließenden Abdeckung (24) ausgeht oder dass bei die Einrichtung begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher (14) diese ein Gehäuse (34) aufweist, dass zumindest eine Wandung des Gehäuses zumindest abschnittsweise durch den Wärmetauscher gebildet ist, dass eine Wärmetauscherfläche des Wärmetauschers mit einer diese verschließenden Abdeckung (24) versehen ist, von der die zumindest eine Ventilatoreinrichtung (26, 28, 80, 62, 126, 128, 160, 162) ausgeht, oder dass in einem bodenseitig und/oder kopfseitig verlaufenden Bereich des Gehäuses zumindest eine Ventilatoreinrichtung in Form eines Radialverdichters (160) angeordnet ist, dessen Saugseite gehäuseinnenseitig ausgerichtet ist, und wobei zumindest eine Begrenzungswandung des Gehäuses im druckseitigen Bereich des Radialverdichters Luftaustrittsöffnungen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Raum (12) zugewandte Wärmetauscherfläche mit der Abdeckung (24) versehen ist, von der zumindest ein Axialventilator (26, 28), vorzugsweise zumindest zwei Axialventilatoren ausgehen, der bzw. die druckseitig mit dem zweiten Raum (12) verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Raum (10) zugewandte Wärmetauscherfläche mit der Abdeckung (24) versehen ist, von der zumindest ein Axialventilator (26, 28), vorzugsweise zumindest zwei Axialventilatoren ausgehen, der bzw. die saugseitig mit dem zweiten Raum (12) verbunden sind.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (14, 114) zumindest eine Wandung oder ein Abschnitt einer Wandung des in dem Raum (10) aufstellbaren Gehäuses (34) ist, vorzugsweise zwei gegenüberliegende Wandungen oder Abschnitte dieser als Wärmetauscher ausgebildet sind, wobei innere Wärmetauscherfläche bzw. -flächen mit der Abdeckung (24) versehen ist bzw. sind, von der jeweils zumindest eine Ventilatoreinrichtung in Form eines Axial- oder Radialventilators (26, 28, 126, 128, 60, 62, 160, 162) ausgeht.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (14) zumindest eine Wandung oder ein Abschnitt einer Wandung des Gehäuses (34) ist, vorzugsweise zwei gegenüberliegende Wandungen oder Abschnitte dieser als Wärmetauscher ausgebildet sind, wobei äußere Wärmetauscherfläche bzw. -flächen mit der Abdeckung (24) versehen ist bzw. sind, von der jeweils zumindest eine Ventilatoreinrichtung in Form eines Axial- oder Radialverdichters (26, 28, 126, 128) ausgeht.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (34) kopf- und/oder bodenseitig Öffnungen aufweist, über die Warmluft bei mit dem Gehäuseinneren (46) verbundenen Saugseiten der Ventilatoreinrichtungen (26, 28, 126, 128) ansaugbar ist oder Kaltluft ausströmt bei druckseitig mit dem Innenraum verbundenen Ventilatoreinrichtungen (60, 62, 162, 164).
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (14) gehäuselos ausgebildet ist, und dass im Inneren des Gehäuses eine entlang der Wärmetauscherfläche und beabstandet zu dieser verlaufende Trennwand (56) vorhanden ist, von der insbesondere ein Radialventilator (60, 62) ausgeht.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Druckseite der zumindest einen Ventilatoreinrichtung (26, 28, 126, 128, 60, 62, 162, 164) mit dem Innenraum (46) des Gehäuses (34) verbunden ist und dass das Gehäuse boden- und/oder kopfseitig mit dem Raum (10) und/oder dem Hohlraum (22) verbunden ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand den Innenraum (46) des Gehäuses (34) in Teilräume (56, 58) unterteilt und dass von wärmetauscherfernliegendem Teilraum (58) zumindest eine Ventilatoreinrichtung, insbesondere zumindest ein Radialventilator (60, 62) ausgeht, dessen Saugseite über die Teilwandung (54) mit dem wärmetauscherseitig verlaufenden Zwischenraum (56) verbunden ist, und dass der die zumindest eine Ventilatoranordnung aufweisende Teilraum kopf- und/oder bodenseitig mit dem Raum (10) und/oder dem Hohlraum (22) verbunden ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher von einem in diesem verdampfenden Kühlmittel oder einem Kühlfluid wie Wasser durchströmbar ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatoreinrichtung ausschließlich durch Lüfter von in dem Raum (10) angeordneten wärmeabgebenden elektrische Geräten wie Servern gebildet ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die abdecklose Wärmetauscherfläche, vorzugsweise jede Wärmetauscherfläche des Wärmetauschers (14, 114) mit einem Schutzgitter versehen ist.