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Die Erfindung geht aus von einer Schaltschrankanordnung mit mindestens einem Schaltschrankgehäuse und einem Kühlgerät, wobei das Kühlgerät einen ein brennbares Kältemittel aufweisenden Kältemittelkreislauf aufweist. Der Kältemittelkreislauf weist einen Verdampfer auf, der in einem Luftinnenkreis des Kühlgeräts angeordnet ist und von in dem Schaltschrankgehäuse aufgenommener Luft durchströmt ist. Eine derartige Schaltschrankanordnung ist in der
DE 10 2018 109 604 A1 beschrieben. Eine ähnliche Anordnung beschreibt auch die
DE 199 17 641 A1 .
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Die
DE 20 2008 014 474 U1 beschreibt eine Anordnung mit einer Zwangsbelüftung, die aktiviert wird, wenn ein Gasniveau-Sensor eine Grenzwertüberschreitungen meldet. In diesem Falle wird eine Drosselklappe zwischen dem Luftinnenkreis und dem Luftaußenkreis derart verschwenkt, dass Umgebungsluft unmittelbar aus dem Luftaußenkreis in den Luftinnenkreis und das Schaltschrankgehäuse eintreten kann. Gleichermaßen kann Luft aus dem Schaltschrankgehäuse durch den Luftaußenkreis und den Luftinnenkreis in die Umgebung austreten.
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Die
DE 10 2009 029 392 A1 beschreibt eine weitere Anordnung, bei der innerhalb einer Umhausung ein Schaltschrank angeordnet ist, über den sämtliche Kreislaufkomponenten einer Kälteanlage mit Strom versorgt werden, der zur Regelung der Gesamtanlage dient und räumlich sowie gasdicht vollständig vom Kältemittelkreislauf der Kälteanlage getrennt ist.
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Die Richtlinie 2006/42/EG (Maschinenrichtlinie) fordert, dass von in einer Maschine verwendeten Gasen keine Explosions- und Brandgefahr ausgeht, wobei davon auszugehen ist, dass einzelne Bauteile versagen. Hat daher bei einem Schaltschrankkühlgerät ein Kältemittel führendes Teil eine anzunehmende Leckage, ist davon auszugehen, dass brennbares Gas (Kältemittel) in den Schaltschrank gelangt und sich dort an Einbauten, die im Betrieb Lichtbögen zünden, entzünden kann. Ohne Sicherheitsfunktion, die dies zuverlässig verhindert, können Schaltschrankkühlgeräte, die brennbare Kältemittel verwenden, nicht die Maschinenrichtlinie erfüllen bzw. mit der notwendigen Sicherheit für den Endanwender betrieben werden.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Schaltschrankanordnungen haben den Nachteil, dass sie vergleichsweise aufwändig in der Umsetzung sind, da beispielsweise verschiedene, aktiv angetriebene Schließorgane erforderlich sind und bei einer detektierten Leckage sowie bei Eintritt eines brennbaren Kältemittels in den Innenraum des Schaltschranks angesteuert werden müssen.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die eingangs beschriebene Schaltschrankanordnung derart weiterzuentwickeln, dass sie mit einfachen technischen Mitteln umgesetzt werden kann und demgemäß preiswert in der Bereitstellung ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schaltschrankanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Demgemäß ist bei einer Schaltschrankanordnung der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, dass sie eine Zwangsbelüftung des Schaltschrankgehäuses aufweist, die unabhängig von sowohl dem Luftinnenkreis als auch einem Luftaußenkreis des Kühlgeräts ausgebildet ist, und die bei einer detektierten Leckage des Kältemittelkreises des Kühlgeräts einen aktivierten Zustand und im Übrigen einen deaktivierten Zustand aufweist. In dem aktivierten Zustand soll Umgebungsluft der Schaltschrankanordnung in das Schaltschrankgehäuse hineingefördert und/oder die in dem Schaltschrankgehäuse aufgenommene Luft aus dem Schaltschrankgehäuse herausgefördert werden.
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Der Kältemittelkreis kann beispielsweise Bestandteil einer Kältemaschine und/oder eines passiven Kältemittelkreislaufs sein, beispielsweise ein Kältemittelkreislauf im Naturumlauf, angetrieben von einer geodätischen Höhendifferenz, beispielsweise eine Heatpipe. Demgemäß kann der Kältemittelkreis als ein aktiver Kältemittelkreis oder als ein passiver Kreis ausgebildet sein. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf die Anwendung bestimmter Verfahren zur Kälteherstellung beschränkt. Insbesondere können sämtlich die erfindungsgemäße Zwangsbelüftung betreffende Mittel unabhängig von dem Kältemittelkreis ausgebildet sein und insbesondere ist es nicht erforderlich, den Kältemittelkreis selbst zu überwachen, um auf eine Leckage dieses zu schließen.
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Der Kältemittelkreis kann einen Verflüssiger in einem von dem Luftinnenkreis fluidisch getrennten Luftaußenkreis des Kühlgeräts aufweisen, wobei der Verflüssiger von durch den Luftaußenkreis geleiteter Umgebungsluft durchströmt ist.
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Die Zwangsbelüftung kann in dem deaktivierten Zustand über ein verstellbares Schließorgan fluidisch verschlossen sein. Dabei kann der Innenraum des Schaltschrankgehäuses von der Umgebungsluft des Schaltschrankgehäuses fluidisch abgetrennt sein. Insbesondere soll kein Luftaustausch zwischen dem Luftinnenkreis und dem Luftaußenkreis vorliegen.
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Die Zwangsbelüftung kann mindestens einen Lüfter aufweisen, mit dem in dem aktivierten Zustand der Zwangsbelüftung Umgebungsluft in den Innenraum des Schaltschrankgehäuses transportiert ist. Alternativ kann der Lüfter dazu eingerichtet sein, die in dem Schaltschrankgehäuse aufgenommene Luft in die Umgebung auszublasen.
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Die Zwangsbelüftung kann mindestens einen Luftführungskanal zwischen der Umgebung des Schaltschrankgehäuses und dem Innenraum des Schaltschrankgehäuses aufweisen. Der Luftführungskanal kann über ein Schließorgan, vorzugsweise eine Rückschlagklappe, in dem deaktivierten Zustand der Zwangsbelüftung verschlossen sein. Die Rückschlagklappe kann dazu in ihre Schließstellung vorgespannt sein, sodass bei deaktiviertem Lüfter ein die Rückschlagklappe öffnender Luftvolumenstrom ausbleibt.
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Der mindestens eine Luftführungskanal kann Bestandteil des Kühlgeräts sein oder unabhängig von dem Kühlgerät ausgebildet sein. Wenn der Luftführungskanal Bestandteil des Kühlgeräts ist, kann mindestens ein weiterer Luftführungskanal ebenfalls Bestandteil des Kühlgeräts oder Bestandteil des Schaltschrankgehäuses sein. Die beiden Luftführungskanäle können demgemäß dazu eingerichtet sein, eine Luftzufuhr in den Innenraum des Schaltschrankgehäuses und eine Luftabführung aus dem Innenraum in die Umgebung des Schaltschrankgehäuses bereitzustellen. Mindestens einer der Luftführungskanäle kann demgemäß einen Lüfter aufweisen.
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Das Kühlgerät kann zwei Luftführungskanäle aufweisen, von denen mindestens ein Luftführungskanal einen Lüfter aufweist. Dabei kann mindestens einer der Luftführungskanäle ein Schließorgan, vorzugsweise eine Rückschlagklappe aufweisen. Das Schließorgan kann nur in einer von dem Lüfter erzeugten Luftströmungsrichtung durchlässig sein. Das Schließorgan kann insbesondere in eine Schließstellung vorgespannt sein, in welcher es den betreffenden Luftführungskanal verschließt, wenn der Lüfter deaktiviert ist. Demgemäß öffnet das Schließorgan, wenn der Lüfter aktiviert wird. Somit kann das Schließorgan in der von dem Lüfter erzeugten Strömungsrichtung öffenbar sein und in der entgegengesetzten Richtung den Luftführungskanal verschließen. In der durchlässigen Richtung kann das Schließorgan, etwa eine Rückschlagklappe, aufgrund des bei Aktivierung des Lüfters erzeugten Staudrucks öffnen.
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Die Schaltschrankanordnung kann mindestens einen Kältemittelsensor für die Detektion eines brennbaren Kältemittels in der im Innenraum des Schaltschrankgehäuses aufgenommenen Luft aufweisen. Der Kältemittelsensor kann grundsätzlich an einer beliebigen Stelle der Schaltschrankanordnung angeordnet sein, an welcher der Sensor im Leckagefall des Kältemittelkreises der mit dem verdampfenden Kältemittel beaufschlagten Luft im Innenraum des Schaltschrankgehäuses ausgesetzt ist. Dies kann an einer beliebigen dem Innenraum zugewandten Seite des Schaltschrankgehäuses sein. Alternativ kann der Kältemittelsensor auch an einer dem Innenraum zugewandten Außenseite des Kühlgeräts angeordnet sein. Weiterhin kann der Kältemittelsensor beispielsweise im Kühlgerät, etwa im Luftinnenkreis des Kühlgeräts angeordnet sein. Weiterhin alternativ kann der Kältemittelsensor Bestandteil eines Filterlüfters der Schaltschrankanordnung sein und entweder einer dem Innenraum zugewandten Seite des Filterlüfters oder in einem innenliegenden Bereich des Filterlüfters angeordnet sein, der von der in dem Innenraum des Schaltschrankgehäuses aufgenommenen Luft beaufschlagt ist. Insbesondere können zum Zwecke der Redundanz mehrere der zuvor genannten Kältemittelsensoren vorgesehen sein, wobei vorzugsweise mindestens zwei der redundanten Kältemittelsensoren an unterschiedlichen der zuvor genannten Montagepositionen der Schaltschrankanordnung angeordnet sind.
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Die Schaltschrankanordnung kann mindestens einen einkanaligen Kältemittelsensor aufweisen, der empfindlich auf mindestens ein brennbares Kältemittel ist, beispielsweise R32, R1234yf, r1234ze, Propan, oder Butan.
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Wenn die Schaltschrankanordnung mindestens zwei der zuvor genannten Kältemittelsensoren aufweist, kann vorgesehen sein, dass die zumindest zwei Kältemittelsensoren empfindlich auf mindestens ein identisches brennbares Kältemittel sind und dabei können die beiden Kältemittelsensoren dazu eingerichtet sein, ihr jeweiliges Sensorsignal einkanalig, vorzugsweise über denselben Kanal, auszugeben.
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Der mindestens eine Kältemittelsensor kann dazu eingerichtet sein, die Detektion eines Kältemittels in der im Innenraum des Schaltschrankgehäuses aufgenommenen Luft an eine Steuer- und Regeleinheit zur Einleitung einer Sicherheitsmaßnahme zur Absenkung einer Konzentration des Kältemittels in der im Innenraum des Schaltschranks aufgenommenen Luft weiterzuleiten. Dabei kann die Steuer- und Regeleinheit außerhalb oder innerhalb der Schaltschrankanordnung, beispielsweise außerhalb des Schaltschrankgehäuses und außerhalb des Kühlgeräts, angeordnet und über eine Signalschnittstelle mit dem mindestens einen Kältemittelsensor für die Signalübertragung verbunden sein. Die Steuer- und Regeleinheit kann dazu eingerichtet sein, die Zwangsbelüftung des Schaltschrankgehäuses aus dem deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand zu überführen.
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Der mindestens eine Kältemittelsensor kann dazu eingerichtet sein, die Detektion eines Kältemittels in der im Innenraum des Schaltschrankgehäuses aufgenommenen Luft an eine in dem Kühlgerät angeordnete Steuer- und Regeleinheit weiterzuleiten. Dabei kann das Kühlgerät dazu eingerichtet sein, eine Sicherheitsmaßnahme zur Absenkung einer Konzentration des Kältemittels in der im Innenraum des Schaltschranks aufgenommenen Luft einzuleiten, vorzugsweise die Zwangsbelüftung des Schaltschrankgehäuses aus dem deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand zu überführen.
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Der mindestens eine Kältemittelsensor kann in einem Luftauslassstrom des Luftinnenkreises von dem Kühlgerät in den Innenraum des Schaltschrankgehäuses oder in einem Lufteinlassstrom des Luftaußenkreises aus der Umgebung des Schaltschrankgehäuses in das Kühlgerät hinein angeordnet sein.
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Das Kühlgerät kann mindestens einen Zusatzlüfter aufweisen, von dem Umgebungsluft aus der Umgebung der Schaltschrankanordnung in ein Gehäuse des Kühlgeräts eingesogen und in den Innenraum des Schaltschrankgehäuses eingeblasen ist.
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Das Kühlgerät kann dazu eingerichtet sein, bei Detektion eines brennbaren Kältemittels durch den mindestens einen Kältemittelsensor deaktiviert zu werden, sodass zumindest ein Verdichter des Kühlgeräts deaktiviert ist. Die Schaltschrankanordnung kann weiterhin eine Sicherheitseinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, ein versehentliches Wiederanlaufen des Verdichters zu vermeiden. Der mindestens eine Lüfter kann einen Kältemittelsensor aufweisen, der mit der in dem Schaltschrankgehäuse aufgenommenen Luft beaufschlagt ist, wobei der mindestens eine Lüfter für die Be- oder Entlüftung des Schaltschrankgehäuses eingerichtet ist.
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Mit mindestens einem Lüfter kann die in dem Schaltschrankgehäuse aufgenommene Luft in die Umgebung des Schaltschrankgehäuses ausblasen und aus der Umgebung des Schaltschrankgehäuses Luft in das Schaltschrankgehäuses eingeblasen sein.
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Die Schaltschrankanordnung kann mindestens einen weiteren Lüfter aufweisen, der als Eintritts- oder Austrittsfilterlüfter ausgebildet ist. Vorzugsweise sind der mindestens eine Lüfter und der mindestens eine weitere Lüfter als Lüfter mit entgegengesetzter Strömungsrichtung in Bezug auf den Innenraum des Schaltschrankgehäuses ausgebildet.
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Der mindestens eine Lüfter kann in einem Durchbruch in einer vertikalen oder horizontalen Wand des Schaltschrankgehäuses angeordnet und insbesondere getrennt von dem Kühlgerät ausgebildet sein.
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Der Kältemittelsensor kann entweder in einem Gehäuse des mindestens einen Lüfters auf einer Platine einer Steuerung des Lüfters oder an einer Außenseite des mindestens einen Lüfters angeordnet und drahtgebunden oder drahtlos mit einer Steuerung des Lüfters verbunden sein. Alternativ kann der Kältemittelsensor im Inneren des Schaltschrankgehäuses an dem Schaltschrankgehäuse befestigt und über eine drahtlose oder drahtgebundene Signalschnittstelle mit der Steuerung des Lüfters verbunden sein.
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Der Lüfter kann einen Alarmausgang aufweisen, der dazu eingerichtet ist, ein Alarmsignal auszugeben, wenn der Lüfter aus dem deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand überführt ist. Das über den Alarmausgang bereitgestellte Alarmsignal kann beispielsweise für die kaskadierende Ansteuerung mindestens eines weiteren Lüfters verwendet werden.
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Der Lüfter kann einen Alarmeingang aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei einem eingehenden Alarmsignal die Zwangsbelüftung auszulösen. Der Alarmeingang kann drahtlos oder drahtgebunden mit einem Alarmausgang eines weiteren Lüfters der Schaltschrankanordnung für die Übertragung des Alarmsignals verbunden sein.
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Die Zwangsbelüftung kann eine Luftführung in einem Sockel des Schaltschrankgehäuses aufweisen, über die der Innenraum des Schaltschrankgehäuses über den Sockel des Schaltschrankgehäuses mit der Umgebung des Schaltschrankgehäuses fluidisch verbunden ist.
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Die Luftführung im Sockel kann mindestens einen Lüfter aufweisen, mit dem in dem aktivierten Zustand der Zwangsbelüftung Umgebungsluft in den Innenraum des Schaltschrankgehäuses hineintransportiert oder die in dem Innenraum des Schaltschrankgehäuses aufgenommene Luft aus dem Innenraum in die Umgebung heraustransportiert ist.
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Der Sockel kann über mindestens ein Bodenblech von dem Innenraum des Sachaltschrankgehäuses getrennt sein. Dazu kann das mindestens eine Bodenblech zumindest abschnittsweise luftdurchlässig, beispielsweise perforiert ist. Das Bodenblech kann demgemäß einen fluidischen Übergang zwischen dem Innenraum des Schaltschrankgehäuses und der Luftführung im Sockel ausbilden. Alternativ oder zusätzlich können mindestens zwei Bodenbleche massiv, d. h. ohne Durchbrüche ausgebildet und unter einem Abstand zueinander angeordnet sein, beispielsweise mit einer zwischen den Bodenblechen ausgebildeten und luftdurchlässigen Kabeldurchführung, welche in die Luftführung im Sockel mündet.
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Der fluidische Übergang kann ein Ausbruch in einem Bodenblech sein, in welchem vorzugsweise, jedoch nicht zwingend, ein Lüfter montiert ist. Mit dem Lüfter kann entweder die in dem Innenraum des Schaltschrankgehäuses aufgenommene Luft durch die Luftführung in die Umgebung abgeleitet oder Umgebungsluft in den Innenraum des Schaltschrankgehäuses eingeleitet sein.
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Das luftdurchlässige Bodenblech kann zumindest abschnittsweise als eine Kabeldurchführung durch das Bodenblech und/oder als ein luftdurchlässiges Flies, beispielsweise ein Filtersubstrat, ausgebildet sein.
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Ein Lüfter kann in einem Ausbruch in einem Flachteil des Schaltschrankgehäuses angeordnet sein, mit dem entweder Umgebungsluft in den Innenraum des Schaltschrankgehäuses eingeblasen oder die in den Innenraum aufgenommenen Luft in die Umgebung der Schaltschrankanordnung abgeführt ist. Dabei kann über die Luftführung ein Druckausgleich bereitgestellt sein, wobei entweder Umgebungsluft in den Innenraum nachgeführt oder die in dem Innenraum aufgenommene Luft in die Umgebung abgeführt ist.
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Das Schaltschrankgehäuse kann mindestens einen Lufteintritt oder einen Luftaustritt aufweisen, wobei der Lufteintritt oder Luftaustritt vorzugsweise als ein Ausbruch in mindestens einem Flachteil ausgebildet ist. Das Flachteil kann beispielsweise eine Seitenwand, eine Rückwand, ein Türelement oder ein Dachelement des Schaltschrankgehäuses sein.
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Bei einer Ausführungsform ist mindestens ein Lüfter in dem Ausbruch angeordnet, wobei das Schaltschrankgehäuse oder der Sockel mindestens einen weiteren Lufteintritt oder Luftaustritt aufweist, vorzugsweise mindestens einen weiteren Ausbruch.
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Mindestens ein Kältemittelsensor kann für die Detektion eines brennbaren Kältemittels in dem Sockel, beispielsweise in einem Gehäuse eines Lüfter der Zwangsbelüftung und/oder in der Luftführung, oder an einer dem Schaltschrankinnenraum zugewandten Oberseite des Sockels, beispielsweise an einem Bodenblech des Sockels, oder oberhalb des Sockels in dem Schaltschrankgehäuse angeordnet sein.
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Die Schaltschrankanordnung kann weiterhin mindestens einen Kältemittelsensor aufweisen, welcher in der Luftführung angeordnet ist oder von der Luftführung mit der durch die Luftführung geleiteten Luft beaufschlagt ist. Dabei kann vorzugsweise die in dem Innenraum des Schaltschrankgehäuses aufgenommene Luft über die Luftführung in die Umgebung des Schaltschrankanordnung abgeführt sein.
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Der mindestens eine Kältemittelsensor kann Bestandteil des Lüfters und an einer dem Innenraum des Schaltschrankgehäuses zugewandten Seite eines Gehäuses des Lüfters exponiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Kältemittelsensor oder ein weitere Kältemittelsensor im Innenraum des Schaltschrankgehäuses angeordnet und über eine drahtgebundene oder drahtlose Signalschnittstelle mit einer Steuer- und Regeleinheit zur Überführung der Zwangsbelüftung von dem deaktivierten Zustand in den aktvierten Zustand verbunden sein. Die Steuer- und Regeleinheit kann Bestandteil des Lüfter oder unabhängig von dem Lüfter ausgebildet sein.
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Der mindestens eine Lüfter kann in einem Ausbruch im Dach des Schaltschrankgehäuses angeordnet sein, wobei der Lüfter dazu eingerichtet ist, die im Innenraum des Schaltschrankgehäuses aufgenommene Luft aus dem Schaltschrankgehäuse herauszutransportieren. Dabei kann das Schaltschrankgehäuse vorzugsweise in einem unteren Bereich des Schaltschrankgehäuses mindestens einen Lufteintritt aufweisen, vorzugsweise einen Ausbruch in einem Flachteil des Schaltschrankgehäuses.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Dabei zeigt
- 1 eine schematische Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltschrankanordnung;
- 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltschrankanordnung;
- 3 eine schematische Darstellung noch einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltschrankanordnung;
- 4 eine schematische Darstellung noch einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltschrankanordnung;
- 5 eine schematische Darstellung noch einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltschrankanordnung;
- 6 eine schematische Darstellung noch einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltschrankanordnung;
- 7 in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform eines Filterlüfters;
- 8 noch eine weitere Ausführungsform eine Filterlüfters; und
- 9 noch eine weitere Ausführungsform eine Filterlüfters.
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Die in 1 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltschrankanordnung 1 zeichnet sich dadurch aus, dass sämtliche die erfindungsgemäße Zwangsbelüftung betreffenden Mittel in das Kühlgerät 2 integriert sind, insbesondere ein erster und ein zweiter Luftführungskanal 12, 13, die jeweils eine Rückschlagklappe 14 aufweisen sowie in den ersten Luftführungskanal 12 integriert einen Lüfter 10. Hierbei ist vorgesehen, dass die Zwangsbelüftung 6 unabhängig von sowohl dem Luftinnenkreis 9 als auch dem Luftaußenkreis 8 des Kühlgeräts 3 ausgebildet ist. Insbesondere bestehen keine fluidischen Übergänge zwischen der Zwangsbelüftung 6, insbesondere den Luftführungskanälen 12, 13 und dem Luftinnenkreis 9 und dem Luftaußenkreis 8.
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Auch der für die Detektion einer Leckage durch Anreicherung eines brennbaren Kältemittels in der in dem Innenraum 11 des Schaltschrankgehäuses 2 aufgenommenen Luft vorgesehene Kältemittelsensor 15 ist an einer dem Innenraum 11 zugewandten Außenseite des Kühlgeräts 3 angeordnet, über welche das Kühlgerät 2 durch eine vertikale Seitenwand oder eine Rückwand oder ein Türelement in das Schaltschrankgehäuse 2 hineinragt, sodass der Luftinnenkreis 9 mit der in dem Innenraum 11 aufgenommenen Luft fluidisch in Verbindung gebracht ist. Das Kühlgerät 3 weist in der bekannten Weise eine Kältemaschine auf, mit einem Verdampfer 5 im Luftinnenkreis 9, einem Verflüssiger 7 im Luftaußenkreis 8 sowie einem Verdichter 18 und einem Expansionsventil. Alternativ oder zusätzlich kann der Kältemittelsensor 15 oder ein weiterer Kältemittelsensor 15 im Innern des Kühlgeräts 3 angeordnet sein, beispielsweise in einer Luftführung des Luftinnenkreis 9, beispielsweise im Bereich einer Öffnung, über die sich der Luftinnenkreis 9 in den Innenraum 11 des Schaltschrankgehäuses 2 öffnet.
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Wenn über den Kältemittelsensor 15 die Anreicherung des brennbaren Kältemittels in der in dem Innenraum 11 aufgenommenen Luft über einen Schwellwert hinaus detektiert wird, kann ein entsprechendes Sensorsignal von der Steuer- und Regeleinheit 16 aufgenommen, ausgewertet und in ein entsprechendes Steuersignal zur Auslösung der erfindungsgemäßen Zwangsbelüftung verwertet werden. Im vorliegenden Fall würde die Detektion des Überschreitens des Schwellwertes dazu führen, dass der Lüfter 10 anläuft.
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Der Lüfter 10 in dem Luftführungskanal 12 ist dazu eingerichtet, Umgebungsluft aus der Umgebung der Schaltschrankanordnung 1 durch Luftführungskanal 12 in den Innenraum 11 des Schaltschrankgehäuses 2 einzublasen. Das Schließorgan 14 ist vorliegend als eine Rückschlagklappe ausgebildet, welche in der von dem Lüfter 10 erzeugten Strömungsrichtung öffenbar ist. Die Rückschlagklappe weist eine Vorspannung in ihre Schließstellung auf, sodass bei deaktiviertem Lüfter 10 der erste Luftführungskanal 12 verschlossen ist. Analog ist die Rückschlagklappe 14 in dem zweiten Luftführungskanal 13 in ihre Schließstellung vorgespannt. Wenn über den Lüfter 10 unter Öffnung der Rückschlagklappe 14 im ersten Luftführungskanal 12 in dem Schaltschrankinnenraum 11 ein Überdruck erzeugt wird, öffnet die Rückschlagklappe 14 im zweiten Luftführungskanal 13 entgegen ihrer Vorspannung, sodass der Überdruck in dem Schaltschrankgehäuse 2 abgebaut werden kann. Dabei wird die in dem Schaltschrankinnenraum 11 aufgenommene und mit dem brennbaren Kältemittel beaufschlagte Luft über den zweiten Luftführungskanal 13, mithin durch das Gehäuse 17 des Kühlgeräts 3 hindurch in die Umgebung der Schaltschrankanordnung 1 ausgeblasen, sodass das Überschreiten eines aus sicherheitstechnischen Gründen kritischen Schwellwerts für die Konzentration des brennbaren Kältemittels in der Atmosphäre im Innenraum 11 des Schaltschrankgehäuses 2 vermieden wird.
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Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Schaltschrankgehäuse 2 auf einem Sockel 20 aufsteht. Dies kann ein üblicher Schaltschranksockel sein, auf welchem das Rahmengestell des Schaltschrankgehäuses aufgestellt ist. Die Zwangsbelüftung weist vorliegend eine Luftführung 19 in dem Sockel 20 auf, über die der Innenraum 11 des Schaltschrankgehäuses 2 mit der Umgebung der Schaltschrankanordnung 1 fluidisch verbunden ist. Vorliegend sind in dem Sockel 20, insbesondere als Bestandteil der Luftführung 19, drei Lüfter 10 angeordnet. Je nach Ausführungsform kann eine andere Anzahl der Lüfter 10 zweckmäßig sein. Die Lüfter 10 sind dazu eingerichtet, entweder Umgebungsluft in die Luftführung 19 einzusaugen und über Bodenbleche 21 in den Innenraum 11 einzublasen oder in umgekehrter Luftführungsrichtung die in dem Innenraum 11 aufgenommene Luft durch die Bodenbleche 21 und die Luftführung 19 hindurch in die Umgebung auszublasen. Die Lüfter 10 können als Filterlüfter ausgebildet sein und die Luftführung 19 zur Umgebung der Schaltschrankanordnung 1 abschließen. Die Bodenbleche 21 können fluidisch durchlässig, beispielsweise perforiert sein und den zu dem Innenraum 11 gerichteten Abschluss der Luftführung 19 bilden.
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Ein Kältemittelsensor 15 kann im Bereich des Sockels, insbesondere der Bodenbleche vorgesehen sein. Der Kältemittelsensor kann auch in der Luftführung, beispielsweise in einem Luftführungskanal angeordnet sein. Alternativ kann der Kältemittelsensor 15 oberhalb des Sockels im Schaltschrankgehäuse, beispielsweise an einer dem Innenraum zugewandten Innenseite eine Flachteils des Schaltschrankgehäuses 2 angeordnet sein.
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Der Sockel 20 weist weiterhin eine Kabeldurchführung 26 auf, die fluidisch getrennt von der Luftführung 19 ausgebildet ist. Über die Kabeleinführung 26 können Leitungen aus der Umgebung der Schaltschrankanordnung 1 durch den Sockel 19 hindurch in den Innenraum 11 eingeleitet werden.
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Das Schaltschrankgehäuse 2 weist an seinen Flachteilen, insbesondere an seinen Seitenwänden, an seiner Rückwand, an seiner Vorderwand oder Tür, oder an seinem Dach einen Durchbruch 20 auf. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass, wie in 2 dargestellt, sämtliche der Flachteile eine jeweiligen Durchbruch 20 aufweisen. Es sind auch weniger Durchbrücke 20 denkbar. Die Durchbrüche 20 können für eine zusätzliche Frischluftzufuhr oder für eine Ableitung mit Kältemittel beaufschlagter Luft dienen, insbesondere für den Druckausgleich, wenn die Lüfter 10 der Luftführung 19 im Sockel 20 aktiviert sind. Zur Erhöhung des Luftvolumenstroms kann mindestens einer der Ausbrüche 20 einen zusätzlichen Lüfter 27, beispielsweise einen Filterlüfter aufweisen.
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Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform weist die Zwangsbelüftung einen Lüfter 10 im Dach des Schaltschrankgehäuses 2 auf sowie einen Luftein- oder Luftaustritt 23 in einer Seitenwand des Gehäuses 2 auf. Im Innern des Schaltschrankgehäuses ist ein Kältemittelsensor 15 angeordnet, der über eine Signalleitung mit der Steuer- und Regeleinheit 16 verbunden ist. Die Steuer- und Regeleinheit 16 ist dazu eingerichtet, den Lüfter 10 zu aktivieren, wenn von dem Kältemittelsensor 15 das Überschreiten eines Schwellwerts für eine Kältemittelkonzentration in der in dem Innenraum 11 des Schaltschrankgehäuses 2 aufgenommenen Luft. Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann der Lüfter 10 dazu eingerichtet sein, entweder Umgebungsluft in den Innenraum 11 einzublasen, sodass der Luftein- oder Luftaustritt 23 tatsächlich die Funktion eines Luftaustritts aufweist, oder die in dem Innenraum 11 aufgenommen Luft aus dem Schaltschrankgehäuse 2 auszublasen, sodass der Luftein- oder Luftaustritt 23 die Funktion eines Lufteintritts aufweist.
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Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform ist abweichend von der Ausführungsform gemäß 2 für den Luftübergang zwischen der Luftführung 19 im Sockel 20 anstelle perforierter Bodenbleche mindestens ein Ausbruch in einem Bodenblech bereitgestellt, in den mindestens ein Lüfter eingesetzt ist. Der Lüfter 10 weist weiterhin den Kältemittelsensor 15 auf. Abweichend davon kann der Kältemittelsensor 15 jedoch auch nicht Bestandteil des Lüfters 10 sein und beispielsweise in der mit Bezug auf 3 beschriebenen Weise mit dem Lüfter 10 verschaltet sein. Bei der in 4 beschriebenen Ausführungsform ist demgemäß die Steuer- und Regeleinheit (nicht dargestellt) Bestandteil des Lüfters 10 und als eine kompakte Baueinheit mit dem Lüfter 10 realisiert. Demgemäß weist die Luftführung an ihrem zu der Umgebung der Schaltschrankanordnung 1 gewandten Ende wiederrum einen Luftein- oder Luftaustritt 23 auf, der beispielsweise ein von einem Filtereinsatz, beispielsweise einem Filtersubstrat, verschlossener Ausbruch des Sockels 20 sein kann.
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Abweichend von der in 4 gezeigten Ausführungsform ist der Lüfter 10 bei der in 5 gezeigten Ausführungsform in einem Ausbruch in einem Türelement des Schaltschrankgehäuses 2 angeordnet.
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Die 6 zeigt analog zu der Ausführungsform gemäß 3 eine Variante der Erfindung, bei der sämtliche die erfindungsgemäße Zwangsbelüftung betreffenden Komponenten in einen Lüfter 10 sowie von einem zusätzlichen Lufteintritt oder Luftaustritt 23 realisiert sind. Diese Ausführungsform eignet sich damit insbesondere als Nachrüstlösung, wenn das Kühlgerät 3 nicht verändert, insbesondere nicht ausgetauscht werden soll. Insbesondere ist bei der Ausführungsform der Kältemittelsensor Bestandteil des Lüfter 10, der insbesondere als ein Filterlüfter ausgebildet sein kann, der in einem Ausbruch eines Flachteils des Schaltschrankgehäuses eingesetzt ist. Für den Druckausgleich ist ein zusätzlicher Luftein- oder Luftaustritt 23 erforderlich. Auch der Luftein- oder Luftaustritt ist vorzugsweise von einer Filtermatte verschlossen, damit die einschlägigen IP-Schutzklassen eingehalten werden können.
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Die Ausführungsformen 7 bis 9 beschreiben insbesondere einen Lüfter 10, der in einem Gehäuse 28 einschließlich der für die Ansteuerung im Leckagefall erforderliche Steuer- und Regeleinheit 16 in einem einheitlichen Gehäuse 28 aufgenommen ist. Der Lüfter 10 kann beispielsweise als ein Filterlüfter ausgebildet sein, der, wie dargestellt, in einem Ausbruch des Schaltschrankgehäuses 2 montiert ist. Das Schaltschrankgehäuses 2 weist an einer Lufteinlassseite ein Filterelement 30, beispielsweise ein Flies auf, welches den Lufteinlass zu der Umgebung hin verschließt. Der Kältemittelsensor 15 ist bei der Ausführungsform gemäß der 7 Bestandteil der Regle- und Steuereinheit 16, beispielsweise auf einer Platine dieser angeordnet. Für die Kaskadierung des Signals des Sensors 15 ist in dem Gehäuse 28 ein Alarmausgang zur Weiterleitung eines Alarmsignals vorgesehen, welches aus dem Signal des Sensors 15 von der Regel- und Steuereinheit 16 erzeugt worden ist, etwa um weitere Filterlüfter anzusteuern, welche selbst über keinen Sensor 15 und keine diesbezügliche Regel- und Steuerelektronik verfügen. Ebenso kann ein Alarmeingang 25 vorgesehen sein, um den Lüfter 10 anzusteuern, wenn der dem Lüfter 10 zugeordnete Sensor 15 selbst keine Leckage detektiert hat, jedoch bereits ein anderer Sensor (nicht dargestellt) eines anderen Lüfters oder an einer anderen Stelle im Schaltschrankgehäuse angeordneter Senor eine Leckage detektiert hat, beispielsweise weil der andere Sensor näher an dem Ort der Leckage angeordnet ist, als der in 7 dargestellte Sensor 15.
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Bei der in 8 dargestellten Ausführungsform ist abweichend von der Ausführungsform gemäß 7 der Sensor 15 außerhalb des Gehäuses des Eintritts- oder Austrittsfilterlüfters 28 angeordnet, beispielsweise an einer beliebigen Stelle im Innenraum 11 des Schaltschrankgehäuses 2. Eine Anschlussstelle 32 des Eintritts- oder Austrittsfilterlüfters 28 ist drahtgebunden oder drahtlos mit dem Sensor 15 im Innenraum 11 verbunden.
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Die Ausführungsform gemäß 9 zeigt eine Variante, bei der der Sensor 15 mit der Steuer- und Regeleinheit unmittelbar verbunden ist, beispielsweise fest verdrahtet mit einer Platine der Steuer- und Regeleinheit 16.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein, wobei der Schutzumfang durch die Ansprüche bestimmt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltschrankanordnung
- 2
- Schaltschrankgehäuse
- 3
- Kühlgerät
- 4
- Kältemittelkreis
- 5
- Verdampfer
- 6
- Zwangsbelüftung
- 7
- Verflüssiger
- 8
- Luftaußenkreis
- 9
- Luftinnenkreis
- 10
- Lüfter
- 11
- Innenraum
- 12
- Luftführungskanal
- 13
- Luftführungskanal
- 14
- Schließorgan
- 15
- Kältemittelsensor
- 16
- Steuer- und Regeleinheit
- 17
- Gehäuse
- 18
- Verdichter
- 19
- Luftführung
- 20
- Sockel
- 21
- Bodenblech
- 22
- Ausbruch
- 23
- Lufteintritt oder Luftaustritt
- 24
- Alarmausgang
- 25
- Alarmeingang
- 26
- Kabeldurchführung
- 27
- Zusatzlüfter
- 28
- Eintritts- oder Austrittsfilterlüfter
- 29
- Lüftergehäuse
- 30
- Filtersubstrat
