DE19709145C1

DE19709145C1 - Zweiteilige Wärmetauschereinrichtung

Info

Publication number: DE19709145C1
Application number: DE19709145A
Authority: DE
Inventors: Klaus Kormos
Original assignee: Autz & Herrmann Maschf
Current assignee: AUTZ & HERRMANN GMBH, 69115 HEIDELBERG, DE
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2017-03-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschereinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Zur staubfreien Kühlung eines Schaltschranks dienen Wärmetauschereinrichtungen, wie sie bspw. aus der DE 30 45 326 A1 bekannt sind. Sie bewirken die Kühlung von Schalt schränken ohne Luftaustausch. Dazu weist die vorbekannte Wärmetauschereinrichtung zwei in einem Gehäuse angeordnete Gebläse auf, zwischen denen ein Wärmetauschermodul an geordnet ist. Der Wärmetauschermodul ist von mehreren Kanälen durchsetzt, die abwechselnd einem Innenluftkreis und einem Außenluftkreis zugeordnet sind. Der Innenluft kreis ist über eines der Gebläse sowie eine schrankseitige Öffnung an den von dem Schaltschrank umschlossenen Innen raum gekoppelt. Das andere Gebläse koppelt die verbleiben den Kanäle mit der Außenluft. Insbesondere, wenn Schalt schränke in Umgebungen mit stärkerer Schmutzbelastung (Staub, Öl oder dergleichen) aufgestellt sind, ist die Anwendung einer solchen Wärmetauschereinrichtung zweckmä ßig, soweit sie in Vergleich zu einer direkten Kühlung mit Frischluft den Schmutzübertritt in den Innenraum des Schaltschranks verhindert. Jedoch neigen die dem Außenluf kreis zugeordneten Kanäle dazu zu verschmutzen. Zweckmäßi gerweise ist der Wärmetauschermodul bei dem vorbekannten Wärmetauscher deshalb austauschbar ausgebildet. Er kann zu Reinigungszwecken aus der Wärmetauschereinrichtung entnom men werden, wobei die beiden in dem Wärmetauschergehäuse angeordneten Gebläse mit dem Wärmetauschergehäuse an dem Schaltschrank verbleiben.

Nach Reinigung oder Ersatz des Wärmetauschermoduls, kann dieser wieder zwischen die Gebläse eingesetzt werden. Jedenfalls aber kommt es auf die Abdichtung zwischen den Innenluftkanälen und den Außenluftkanälen an, um einen Übertritt von Staub oder Schmutz in den Schaltschrank innenraum zu vermeiden.

Aus der FR 2085219 ist ein Wärmetauscher mit ge schlossenem Innenluftkreis und von diesem getrennten Außenluftkreis bekannt. Der Wärmetauscher weist ein Wärme tauschergehäuse auf, in dem ein Rippenwärmetauscher und zwei Gebläse untergebracht sind. Ein Gebläse ist dem Außenluftkreis zugeordnet, während das andere dem Innen luftkreis zugeordnet ist. Der Wärmetauscher dient der Kühlung eines elektrischen Schaltschranks. Dieser weist eine entsprechende Öffnung auf, an der der Wärmetauscher montiert ist. Die Öffnung ist von einer Dichtung umgeben, die zwischen dem Wärmetauscher und dem Schaltschrank angeordnet ist.

Der Austausch des Rippenwärmetauschers, bspw. zu Reinigungszwecken, erfordert die vollständige Montage des Wärmetauschers und ist nicht vorgesehen.

Aus der DE 27 44 664 C3 ist ein staubdichtes Gehäuse zur Aufnahme wärmeabgebender elektrischer Einrichtungen bekannt. Das Gehäuse enthält sowohl einen Wärmetauscher als auch ein Gebläse, das direkt auf den Wärmetauscher arbeitet. Zwei Gebläseräder werden von einem gemeinsamen Motor angetrieben. Die Trennung von Gebläse und Wärmetauscher ist nicht vorgesehen.

Aus der DE 81 33 409 U1 ist ein Schaltschrank mit Wärmeübertrager bekannt, bei dem der Wärmeübertrager als komplette Baueinheit an dem Schaltschrank angesetzt ist. Sofern eine Abdichtung erforderlich ist, erfolgt diese zwischen dem Wärmeübertrager und dem Schaltschrank. Zu einer Demontage, bspw. zu Reinigungszwecken muss der Wärmeübertrager von dem Schaltschrank abgenommen und danach zerlegt werden, was relativ aufwendig ist.

Neben den rein funktionellen Anforderungen hinsicht lich Wärmetausch und Schmutzschutz, stellen sich an Wärme tauschereinrichtungen relativ scharfe Anforderungen hin sichtlich des Produktionsaufwands und des Platzbedarfs. Die Wärmetauschereinrichtungen vergrößern, indem sie außen oder innen an Schaltschränken installiert sind, naturgemäß deren Platzbedarf. Es geht das Bestreben deshalb dahin, leistungsfähige Wärmetauschereinrichtungen möglichst platzsparend auszulegen. Außerdem sollen die Wärmetau schereinrichtungen möglichst handhabungssicher sein. Dies bedeutet, dass ein Tausch oder eine Reinigung von Wärme tauschermodulen möglichst einfach und auf wenig fehler trächtige Weise durchführbar ist. Bei einfacher Montage des Wärmetauschermoduls soll dessen dicher Sitz sicherge stellt sein.

Insbesondere beim Aufstellen von Schaltschränken in feuchter Umgebung stellt die Wärmetauschereinrichtung eine Barriere in den Schaltschrankinnenraum dar, die einer möglichst hohen Schutzart genügen soll, d. h. es wird eine möglichst hohe elektrische Sicherheit angestrebt. Diese ist nur durch einen dichten Abschluß des Schaltschrankin nenraums zu erreichen, was eine entsprechende Anforderung an die Wärmetauschereinrichtung darstellt.

Daraus leitet sich, die der Erfindung zugrundliegen den Aufgabe ab, eine Wärmetauschereinrichtung mit abnehm baren Wärmetauschermodul zu schaffen, die bei kostengün stiger Herstellung und einfacherer sowie sicherer Handha bung eine hohe Schutzart ermöglicht.

Diese Aufgabe wir mit einer Wärmetauschereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder des Patent anspruchs 18 gelöst.

Die erfindungsgemäße Wärmetauschereinrichtung wird im wesentlichen durch den Wärmetauschermodul und eine Geblä seeinheit gebildet und ist somit zweiteilig aufgebaut. Der Gebläsekasten enthält sowohl ein Gebläse für den Innen luftkreislauf als auch ein Gebläse für den Außenluftkreis lauf, wobei beide Gebläse vorzugsweise von einem einzigen Elektromotor angetrieben sind. Dieser ist zur Verbesserung der Schutzart, vorzugsweise in dem Innenluftkreislauf angeordnet und gegen den Außenluftkreislauf abgedichtet. Die einfache Bauart der Wärmetauschereinrichtung mit lediglich zwei Hauptbestandteilen (Wärmetauschermodul und Gebläsekasten) ermöglicht eine platzsparende Auslegung. Während bislang zumindest bei Wärmetauschereinrichtungen mit wechselbarem Wärmetauschermodul zwei zu beiden Schmal seiten der Wärmetauschermodule angeordnete Gebläsekästen erforderlich waren, kann nun der Raum für einen Gebläseka sten eingespart werden.

Der einfache Grundaufbau und die Integration von Inneluftgebläse und Außenluftgebläse in einer Gebläsee inheit (Gebläsekasten) mit möglichst lediglich einem ein zigen Elektromotor ermöglicht darüberhinaus die Senkung der Herstellungskosten. Dies ist nicht nur auf den ver minderten Materialeinsatz, sondern auch auf aufgrund der geringeren Teilezahl- und/oder Größe verminderte Monta gekosten zurückzuführen.

Hautpvorteil der zweiteiligen Bauweise der erfin dungsgemäßen Wärmetauschereinrichtung ist, dass auf ein fache Weise eine zuverlässige Trennung von Innenluftkreis und Außenluftkreis erreichbar ist. Es können eindeutige Dichtungsverhältnisse zwischen Wärmetauschermodul und Gebläseeinheit erreicht werden, indem der Wärmetauschermo dul gegen die Gebläseeinheit gespannt wird. Gleichzeitig kann der Wärmetauschermodul gegen die Schaltschrankwand gespannt werden, die parallel oder im rechten Winkel zu der entsprechenden Anschlußfläche der Gebläseeinheit steht. Die sich ergebende Spannrichtung ist rechtwinklig oder schräg zu der Schaltschrankwand gerichtet und führt unter Ausgleich von Herstellungstoleranzen mit grosser Sicherheit zu einer guten Abdichtung. Die Spannrichtung kann an dem Gebläsekasten parallel zu der Wand und an dem von dem Gebläsekasten abliegenden Ende des Wärmetauscher moduls senkrecht zu der Wand gewählt sein, was an beiden Luftübertritten eine gute Abdichtung ergibt. Das Ansetzen des Wärmetauschermoduls an dem Gebläsekasten und die Schaltschrankwand ist relativ problemlos möglich.

Außerdem kann die Wärmetauschereinrichtung gewis sermaßen gehäuselos ausgeführt sein, so dass zum Wechseln des Wärmetauschermoduls weder Abdeckungen, noch Gehäuse teile entfernt werden müssen.

Der Wärmetauschermodul kann sowohl oberhalb als auch unterhalb der vorzugsweise fest an dem Schaltschrank montierten Gebläseeinheit angeordnet sein. Bei Anordnung des Wärmetauschermoduls oberhalb der Gebläseeinheit arbei tet der Innenluftkanal des Wärmetauschermoduls aus Sicht des Gebläsekastens im Saugbetrieb und der Außenluftkanal im Druckbetrieb. Der Wärmetauschermodul sitzt zunächst mit seinem Eigengewicht auf dem Gebläsekasten und bewirkt über eine entsprechende Abdichtung wenigstens im Bereich des Innenluftkanals somit schon eine ausreichende Dichtwir kung. Zusätzlich können Spannmittel diesen Druck verstär ken und die Abdichtung noch verbessern oder sicherer machen.

Bei Anordnung des Wärmetauschermoduls unterhalb der Gebläseeinheit sind entsprechende Spannmittel vorzusehen, die den Wärmetauchermodul hebend gegen die Gebläseeinheit drücken.

An dem Wärmetauschermodul kann auch eine Haube vor gesehen sein, die das Doppelgebläse der Gebläseeinheit übergreift und somit die Außenwandung des Gebläsekastens definiert. Fest an dem Schaltschrank montiert verbleibt hier nur die Zwischenwand des Gebläsekastens, die den Gebläsemotor mit seinen Lüfterrädern trägt und die gegebe nenfalls über Luftleitbleche mit der Schaltschrankwand verbunden ist. Die Wärmetauschereinrichtung besteht somit nur aus zwei Modulen, dem wechselbaren Wärmetauschermodul und dem festen Gebläsemodul (Gebläseeinheit).

Bei vorteilhaften Ausführungsformen sind der Auß enluftkreis und der Innenluftkreis im Gegenstrom betrie ben, was einen guten Wärmeaustausch zwischen Innenluft und Außenluft sicherstellt. Gegenstrombetrieb wird erreicht, indem eins der Gebläse im Saugbetrieb und das jweils andere Gebläse im Druckbetrieb arbeiten.

Es genügt, wenn an dem Gebläsemodul eine den Innen luftkreis und den Außenluftkreis voneinander trennende Dichtung angeordnet ist. Ist die Wärmetauschereinrichtung bspw. an einem Schaltschrank außen montiert und ist der Innenluftkreis an dem Übergang zwischen dem Wärmetauscher modul und dem Gebläsemodul gegen die Außenluft abgedich tet, ist eine hohe Schutzart sichergestellt. In den Außen luftkreis eindringende Nebenluft kann die Schutzart nicht verschlechtern. Dies gilt umgekehrt bei innerhalb des Schaltschranks angeordneten Wärmetauschern für die Ab dichtung des Außenluftkreislaufs. Nebenluft, die der Innenluftkreis zieht, hat keinen Einfluß auf die Schutzart weil kein Übertritt von Außenluft in das Innere des Schaltschranks ermöglicht wird. Damit wird die geforderte Schutzart, bspw. IP 64 erreicht, wenn die beim Spannen des Wärmetauschermoduls gegen den Gebläsekasten ausgeübte Kraft im wesentlichen von den den Innenluftkreis von dem Außenluftkreis trennenden Dichtungen aufgenommen wird. Ist der Wärmetauschermodul außerhalb des Schalt schranks angeordnet, wird diese Dichtung von dem Innen luftkreislauf durchströmt. Ist der Wärmetauschermodul in dem Schaltschrankinnenraum angeordnet, umschließt diese Dichtung den Außenluftkreislauf.

Zusätzlich weist der Wärmetauschermodul wenigstens eine Luftübertrittsöffnung auf, die im montierten Zustand an einer entsprechenden Öffnung der Schaltschrankwand anliegt, wobei hier eine Dichtung an dem Wärmetauschermo dul vorgesehen ist. Dies ermöglicht ein Verschieben des Wärmetauschermoduls parallel zu der Schaltschrankwand, ohne dass die Dichtwirkung beeinträchtigt ist. Dadurch kann der Wärmetauschermodul, wenn er gegen den Gebläsemo dul gespannt wird, eine Bewegung parallel zu der Schalt schrankwand ausführen. Toleranzen, hinsichtlich der Posi tionierung der Öffnung in der Schaltschrankwank bzw. hinsichtlich der Position des Gebläsekastens werden leicht ausgeglichen.

Ist der Wärmetauschermodul an dem Schaltschrank außen angeordnet ist die entsprechende Luftübertrittsöffnung dem Innnluftkreis zugeordnet, womit dieser mit insgesamt zwei Dichtungen eine an dem Gebläsekasten und eine zu der Schaltschrankwand vollständig abgedichtet ist.

Ist der Wärmetauschermodul in dem Schaltschrankinnen raum angeordnet, dient die an der Luftübertrittsöffnung vorgesehene Dichtung der Abdichtung des Außenluftkreises. Dieser ist somit ebenfalls mit insgesamt zwei Dichtungen, der Dichtung zu dem Gebläsekasten und der Dichtung zu der Schaltschrankwand vollständig abgedichtet.

In beiden Fällen können die dem jeweiligen Luftkreis zugeordneten Dichtungen in zueinander im wesentlichen rechtwinkligen Ebenen angeordnet sein, was eine toler anzunempflindliche Abdichtung gestattet. Zusätzlich zu den Möglichkeiten, den Gebläsemodul innerhalb des Schalt schranks und außerhalb desselben vorzusehen gibt es auch die Möglichkeit, dass die Schaltschrankwand durch den Gebläsemodul verläuft. Dies ist bspw. zweckmäßig, wenn ein relativ flacher Wärmetauschermodul angeschlossen werden soll. Bei dieser Bauart wird der zur Verfügung stehende Bauraum besonders gut ausgenutzt. Der Wärmetauschermodul steht nur wenig über die Schaltschrankwand über, wobei er zum Ausgleich eine entsprechend grössere Fläche einnehmen kann. Diese steht an Schaltschränken jedoch in der Regel zur Verfügung.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen sowie der sich anschließenden Beschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schaltschrank mit einer erfindungsgemäßen Wärmetauschereinrichtung zur Kühlung des Innen raums ohne Außenluftzufuhr in den Innenraum, in einer schematisierten Seitenansicht,

Fig. 2 die Wärmetauschereinrichtung nach Fig. 1 in einer schematisierten Schnittdarstellung,

Fig. 3 einen Schaltschrank mit einer in seinem Innen raum angeordneten erfindungsgemäßen Wärmetau schereinrichtung, in einer schematisierten Schnittdarstellung,

Fig. 4 die Wärmetauschereinrichtung nach Fig. 3 in schematisierter längsgeschnittener Darstellung,

Fig. 5 die Wärmetauschereinrichtung nach Fig. 4 in einer perspektivischen, teilweise schematisier ten Explosionsdarstellung,

Fig. 6 eine an einer Schaltschrankwand montierte Wärme tauschereinrichtung mit besonders flachem Wärme tauschermodul, in schematisierter Längsschnitt darstellung,

Fig. 7 die Wärmetauschereinrichtung nach Fig. 6 in perspektivischer Eplosionsdarstellung,

Fig. 8 einen Wärmetauschermodul der Wärmetauscherein richtung nach Fig. 9 und 10 in einer perspekti vischen Darstellung,

Fig. 9 eine außerhalb eines Schaltschrankes angeordnete Wärmetauschereinrichtung mit oberhalb des Wärme tauschermoduls montiertem Gebläsekasten, in einer schematisierten Längsschnittdarstellung und

Fig. 10 eine in einem Schaltschrankinnenraum angeordnete Wärmetauschereinrichtung mit oberhalb des Wärme tauschermoduls angeordnetem Gebläsekasten, in schematisierter Längsschnittdarstellung.

Beschreibung

In Fig. 1 ist ein mit einer Wärmetauschereinrichtung 1 versehener Schaltschrank 2 veranschaulicht, dessen Innenraum 3 wärmeerzeugende elektrische Bauelemente ent hält, die zu kühlen sind. Dazu dient die an einer Seiten wand 4 angeordnete Wärmetauschereinrichtung 1, die die in dem Innenraum 3 befindliche Luft mit der Außenluft in Wärmeaustausch bringt, ohne die Innenluft und die Außen luft miteinander zu vermischen. Wie durch entsprechende Pfeile angedeutet, saugt die Wärmetauschereinrichtung 1 aus einem oberen Bereich des Innnraums 3 erwärmte Innen luft 6 ab und gibt sie in einem unteren Bereich als abge kühlte Innenluft 7 an den Innenraum 3 zurück. Die Innen luft wird im Gegenstrom mit Außenluft 8 gekühlt, die in einem unteren Bereich in die Wärmetauschereinrichtung 1 eintritt und diese in einem oberen Bereich als erwärmte Außenluft 9 verlässt.

Wie Fig. 2 zeigt, weist die Wärmetauschereinrichtung 1 einen Gebläsekasten 11 und einen Wärmetauschermodul auf, der einen Innenluftkanal 14 und einen Außenluftkanal 15 definiert. Sowohl der Innenluftkanal 14 als auch der Außenluftkanal 15 werden jeweils durch eine Gruppe im Querschnitt jeweils rechteckiger Kanäle gebildet, die strömungsmäßig parallel angeordnet sind. Die Kanäle des Außenluftkanals 15 sind abwechselnd mit Kanälen des Innen luftkanals 14 angeordnet, so dass sich ein intensiver Wärmeaustasch ergibt.

An dem Wärmetauschermodul 12 ist an seinem oberen Ende an der zu der Seitenwand 4 des Schaltschranks 2 gewandten Seite eine Luftübertrittsöffnung 17 ausgebildet, die mit dem Innenluftkanal 14 in Verbindung steht und von einer Dichtung 18 umgeben ist. An seiner dem Gebläsekasten 11 zugewandten Schmalseite weist der kassettenartig ausge bildete und in Draufsicht rechteckige Wärmetauschermodul 12 eine ebenfalls dem Innenluftkanal 14 zugeordnete Luft übertrittsöffnung 19 auf, die sich im wesentlichen über die gesamte Breite des Wärmetauschermoduls 12, von der Seitenwand 4 aus gesehen jedoch nur bis zu einem etwa mittig angeordneten Steg 21 erstreckt. Dieser trennt die Luftübertrittsöffnung 19 von einer dem Außenluftkanal 15 zugeordneten Luftübertrittsöffnung 22, die sich ebenfalls über die gesamte Breite des Wärmetauschermoduls 12 er streckt. Der Außenluftkanal 15 mündet an der oberen Stirn seite des Wärmetauschermoduls 12 und/oder an seiner Flach seite bei Luftübertrittsöffnungen 23, 24.

Der Gebläsekasten 11 wird nach außen durch eine Haube 26 abgeschlossen, die fest mit dem Wärmetauschermodul 12 verbunden ist und die einen etwa quaderförmigen Innenraum aufweist. Ihre Seitenwände fluchten mit den Seitenwänden des Wärmetauschermoduls 12. Der Steg 21 setzt sich entlang der Innenseite der Haube 26 über deren gesamten Umfang fort und bildet eine Anlage für eine den Innenluftkreis von dem Außenluftkreis separierenden Trennwand 28. Diese liegt an dem Steg 21 über eine Dichtung 29 an, die den Luftübertritt zwischen Innenluftkreis und Außenluftkreis verhindert. Die Trennwand 28 ist, wie insbesondere auch im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ersichtlich wird, von einer Luftleitanordnung 31 getragen, die eine feste Verbindung zwischen der Seitenwand 4 und der Trennwand 28 herstellt. Die Luftleitanordnung 31 unterteilt den Teil des Innenraums der Haube 26, der sich zwischen der Trennwand 28 und der Seitenwand 4 befindet, nochmals in zwei Abteilungen 32, 33. Während die Abteilung 33 über eine entsprechende Luftübertrittsöffnung 34 mit dem Innenraum 3 des Schaltschranks 2 in Verbindung steht, kommuniziert die Abteilung 32 mit dem Innenluftkanal 14.

Außerdem weist die Luftleitanordnung 31 eine Öffnung 36 auf, die von der Abteilung 32 in die Abteilung 33 führt. In dieser ist ein Innenlüfterrad 38 angeordnet. Dieses wird von einem Motor 39 angetrieben, der in der Abteilung 33 angeordnet und von der Trennwand 28 getragen ist. Der Motor 39 weist außerdem eine Welle auf, die abge dichtete durch die Trennwand 28 geführt ist und an ihrem freien Ende ein Außenlüfterrad 41 trägt. Dieses saugt über eine Ansaugöffnung 42 Außenluft 8 an.

Wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, bilden die Trennwand 28 und die Luftleitanordnung 3 eine miteinander fest verbundene Einheit und somit einen fest mit der Seitenwand 4 verbundenen Gebläsemodul 44. Die Wärmetau schereinrichtung 1 wird somit von dem Wärmetauschermodul 12 und dem Gebläsemodul 44 gebildet.

Zur Abdichtung des Innenluftkanals 14 dienen die Dichtungen 18, 29. Beide werden zwischen entsprechenden Dichtungsflächen gespannt, wenn der Wärmetauschermodul 12 an der Seitenwand 4 befestigt wird. Dazu dienen in Fig. 1 symbolisch veranschaulichte Spann- oder Befestigungsmittel 43.

In den Fig. 3, 4 und 5 ist eine Wärmetauscher einrichtung 1 veranschaulicht, die baulich bis auf die Anordnung des Motors 39 nahezu vollkommen mit der Wärme tauschereinrichtung 1 nach den Fig. 1 und 2 überein stimmt. Deren Beschreibung gilt deshalb entsprechend. Funktionell sind Innenluftkanal 14 und Außenluftkanal 15 miteinander vertauscht. Im Interesse der geforderten Schutzart ist der Motor 39 deshalb, wie in Fig. 4 veran schaulicht, an der von der Seitenwand abgewandten Seite der Trennwand 28 angeordnet. Er liegt somit wiederum im Innenluftkreis. Entsprechend sind die Funktionen der Lüfterräder vertauscht. Über die Ansaugöffnung 42 wird Innenluft 6 zu dem Innenlüfterrad 38 gesaugt und von diesem im Druckbetrieb in den entsprechenden Innenluftka nal 14 gedrückt. Die Luft strömt aus dem Innenluftkanal 14 durch die Luftübertrittsöffnungen 23, 24 in den Innenraum 3 zurück.

Das zwischen der insbesondere aus Fig. 5 ersicht lichen Luftleitanordnung 31 und der Trennwand 28 angeord nete Außenlüfterrad 41 fördert die Außenluft im Saugbe trieb durch den Außenluftkanal 15. Dieser beginnt bei der Luftübertrittsöffnung 17 mit der Dichtung 18, setzt sich wie mit strichpunktierter Linie in Fig. 4 angedeutet durch den Wärmetauschermodul 12 fort, wobei er durch die Luftübertrittsöffnung 19 in die Abteilung 32 mündet, und setzt sich von dort durch die Öffnung 36 und über das Außenlüfterrad 41 in die Abteilung 33 fort, die über die Luftübertrittsöffnung 34 nach außen entlüftet ist.

Die Abdichtung des Außenluftkanals 15 gegen den Innenraum 3 wird durch die Dichtung 18 und die zwischen dem Steg 21 und der Trennwand 28 wirkende Dichtung 29 erbracht, die bspw. an dem Steg 21 gehalten sein kann. Beide Dichtungen 18, 29 liegen in zueinander parallelen Ebenen und werden durch die Befestigungsmittel 43 gespannt und abgedichtet.

Der Wärmetauschermodul 12 wird mitsamt der Haube 26 über den Gebläsemodul 44 gestülpt. Zum Wechseln oder Reinigen des Wärmetauschermoduls 12 wird dieser von dem Schaltschrank 2 entfernt. Dazu werden die Befestigungs mittel 43 gelöst, wonach der Wärmetauschermodul 12 von dem Gebläsemodul 44 abgezogen werden kann. Nach Reinigung des Wärmetauschermoduls 12 erfolgt die Montage in umgekehrter Reihenfolge.

Der Wärmetauschermodul 5 weist eine im zick-zack gefaltete Wandanordnung 46 auf, die durch ein entsprechend gebogenes Aluminiumblech gebildet ist und den Innenluftka nal 14 von dem Außenluftkanal 15 trennt. Die Falten des zick-zackförmigen Blechs definieren die abwechselnd mit einander parallel geschalteten Kanäle, die an die Luft übertrittsöffnungen 17, 19 anschließen. Um eine Luftver mischung zu vermeiden, sind die an der jeweiligen Luft übertrittsöffnung 17, 19 ankommenden Falten, die nicht zu dem betreffenden Luftkanal gehören, jeweils durch ein vorzugsweise aus Kunststoff bestehendes Element verschlos sen. Die bei dem Steg 21 endenden, die jeweilige Falte verschließenden Elemente sind somit entlang des Stegs 21 abwechselnd oder alternierend angeordnet. Somit sind die Lufkanäle in dem Wärmetauschermodul 12 vom Querschnitt her doppelt so groß wie der jeweilige Lufteintritt und sie erstrecken sich über die gesamte Dicke (gemessen von der Seitenwand 4 weg) des Wärmetauschermoduls 12. Die sich einstellende, relativ langsame Luftströmung ermöglicht in Verbindung mit den am Lufteintritt durch die abrupte Ände rung des Strömungsquerschnitts verursachten Turbulenzen einen guten Wärmeübergang.

Eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungs gemäßen Wärmetauschereinrichtung 1 ist aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich. Soweit diese Wärmetauschereinheit mit den vorstehend beschriebenen Wärmetauschereinheiten der Fig. 1 bis 5 übereinstimmt, werden ohne gesonderte Erläuterung die gleichen Bezugszeichen wiederverwendet. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Wärmetauscher einheiten weist die Wärmetauschereinheit 1 nach Fig. 6 einen Gebläsemodul 44 auf, dessen Trennwand 28 direkt an einer entsprechenden Öffnung der Seitenwand 4 angeordnet ist. Außerdem weist der Gebläsemodul 44 eine fest mon tierte Haube 26 auf, die, wie Fig. 7 veranschaulicht, aus zwei Einzelhauben 26a, 26b besteht. Diese sind außen und innen auf die Seitenwand 4 aufgesetzt und mit dieser verschraubt. Die Haube 26b übergreift eine in der Seite 9, 4 vorgesehene schlitzartige Luftübertrittsöffnung 34a, die zu dem Innenluftkanal 14 gehört.

Im Abstand dazu ist eine weitere Luftübertrittsöff nung 34b vorgesehen, die dem Lufteintritt in den Innen luftkanal 14 dient. Der Wärmetauschermodul 12 ist mit zugeordneten Luftübertrittsöffnungen 17, 19 versehen, die jeweils von einer Dichtung 18a, 18b umgeben sind. Ist der Wärmetauschermodul 12 durch die Befestigungsmittel 43 an der Seitenwand 4 montiert, sind die Dichtungen 18a, 18b zwischen dem Wärmetauschermodul 12 und der Seitenwand 4 geklemmt und dichten den Innenluftkanal 14 ab. Dieser erstreckt sich ausgehend von der Öffnung 36 über das in Druckbetrieb arbeitende Innenlüfterrad 38 zu der Luftüber trittsöffnung 34a, von dieser durch den Wärmetauschermodul 12 zu der Luftübertrittsöffnung 34b und durch diese in den Innenraum 3 zurück.

Der Außenluftkanal erstreckt sich gerade durch den Wärmetauschermodul 12, ausgehend von der unterseitigen Luftübertrittsöffnung 22 über die an der Oberseite vor gesehene Luftübertrittsöffnung 24 zu dem in Saugbetrieb arbeitenden Außenlüfterrad 41, das über eine an der Haube vorgesehene Öffnung 49 Außenluft 9 nach außen fördert.

Zwischen der Luftübertrittsöffnung 24 des Wärmetau schermoduls 12 und der Haube 26a ist keine gesonderte Dichtung erforderlich. Geringfügige Undichtigkeiten an dieser Stelle können zwar, wie der Pfeil 51 andeutet, zum Ansaugen von Nebenluft führen. Dies verschlechtert aber die Wirksamkeit des Gebläses nur unwesentlich und beein trächtigt vor allem die Schutzart nicht. Wie bereits bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel genügen zwei Dichtungen 18a, 18b (bzw. 18, 29 bei den Fig. 1 bis 5) um die erforderliche Dichtigkeit und Schutzart herzustellen, entsprechend einfach ist die Handhabung des Wärmetauschermoduls 12 beim An- und Abbauen.

Die in Fig. 9 veranschaulichte Wärmetauschereinrich tung 1 weist ebenfalls einen mit fester Haube 26 versehe nen Gebläsekasten 11 auf, der fest an der Seitenwand 4 montiert ist. Der Gebläsekasten saugt über eine Öffnung 42 Innenluft 6 aus dem Inneraum 3 an. Außenluft 9 wird über eine an seine Obereite vorgesehene Öffnung 49 abgegeben. An seiner Unterseite ist der Gebläsekasten mit zwei sich über die gesamte Gehäusebreite erstreckenden Luftüber trittsöffnungen 52, 53 versehen. Die Luftübertrittsöffnung 52 ist dem Außenluftkanal 15 zugeordnet und die Luftüber trittsöffnung 53 ist dem Innenluftkanal 14 zugeordnet. Wie Fig. 8 zeigt, ist der Wärmetauschermodul 12 mit entspre chenden Luftübertrittsöffnungen 19, 22 versehen. Damit geht der Innenkreis 14 von dem Gebläsekasten 11 über die Luftübertrittsöffnung 22 in den Wärmetauschermodul 12. Der Luftaustritt erfolgt über die Luftübertrittsöffnung 17 des Wärmetauschermoduls, der eine entsprechende Schlitzöffnung in der Seitenwand 4 zugeordnet ist. Dieser Luftübertritt ist durch eine Dichtung 18b nach außen hin abgedichtet (Fig. 8).

Eine weitere auf der Oberseite des Wärmetauschermo duls 12 liegende Dichtung dichtet wenigstens die Berandun gen der Luftübertrittsöffnungen 53, 22 gegeneinander ab. Somit ist der Innenluftkanal 14 abgedichtet, was eine hohe Schutzart ermöglicht. Bedarfsweise kann die Dichtung 18a als Doppeldichtung ausgelegt sein und zusätzlich den Außenluftkanal 15 abdichten. Dies ist jedoch nicht zwin gend erforderlich. Somit sind auch bei dieser Ausführungs form lediglich zwei Dichtungen 18a, 18b erforderlich.

Fig. 10 veranschaulicht eine weitere Ausführungs form, bei der der Wärmetauschermodul 12 nach Fig. 8 mit einem entsprechenden Gebläsekasten 11, der den Gebläsemo dul 44 bildet, an der Innenseite der Seitenwand 4 angeord net ist. Auch hier genügen zwei Dichtungen 18a, 18b, dies mal zur Abdichtung des Außerluftkreises, um die geforderte Dichtigkeit herzustellen.

Eine Wärmetauschereinrichtung 1, die insbesondere zur Kühlung oder Klimatisierung von Schaltschränken 2 vor gesehen ist, besteht im wesentlichen aus einem Wärmetau schermodul 12 und einem Gebläsemodul 44 (Gebläseeinheit 11). Eine den Gebläsemodul 44 abdeckende Haube 26 kann Be standteil des Gebläsemoduls 44 oder des Wärmetauscher moduls 12 sein. Der Gebläsemodul 44 enthält ein Gebläse für einen Außenluftkanal 15 und ein Gebläse für den Innenluftkanal 14, die voneinander getrennt sind und über den Wärmetauschermodul 12 in Wärmeaustausch stehen. Durch die lediglich zweiteilige Ausbildung der Wärmetauscher einrichtung 1 wird eine besonders einfache Montage und Demontage bspw. zur Wartungszwecken erreicht. Außerdem sind die Dichtungsverhältnisse übersichtlich und einfach. Es genügen in der Regel zwei Dichtungen 18a, 18b (18, 29) zur Abdichtung des Innenluftkanals 14 (bei Außenmontage) oder des Außenluftkanals 15 (bei Innenmontage). Dies er möglicht bei Unterbringung des Elektromotors in den Innen luftkanal eine hohe Schutzart und eine hohe Sicherheit gegen Fehlmontagen bei geringen Herstellungskosten und geringem Platzbedarf.

Claims

1. Wärmetauschereinrichtung (1), insbesondere zum Kühlen von Schaltschränken (2),
mit einem Wärmetauschermodul (12), der wenigstens einen Außenluftkanal (15) zur Ausbildung eines Außenluft kreises und wenigstens einen gegen den Außenluftkanal abgedichteten Innenluftkanal (14) zur Ausbildung eines Innenluftkreises aufweist, wobei der Außenluftkanal (15) und der Innenluftkanal (14) jeweils einander abwechselnd parallel zueinander verlaufen und miteinander über eine wärmeleitende Wandanordnung (46) in Wärmeaustausch stehen,
mit einer Gebläseeinrichtung, die ein in dem Außen luftkreis angeordnetes Außenluftgebläse (41) und ein in dem Innenkreis angeordnetes Innenluftgebläse (38) auf weist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gebläseeinrichtung von einem einzigen Geblä semodul (44) gebildet ist, der sowohl das Innenluftgebläse als auch das Außenluftgebläse (41) enthält,
dass zwischen dem Gebläsemodul (44) und dem Wärmetau schermodul (12) eine Dichtung (29) angeordnet ist,
dass der abnehmbare Wärmetauschermodul (12) in mon tiertem Zustand unter Einspannung der Dichtung (29) gegen den Gebläsemodul (44) gespannt ist.

2. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenluftkreis (15) und der Innenluftkreis (14) im Gegenstrom betrieben sind.

3. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläsemodul (44) wenigstens einen Elektromotor (39) aufweist, der sowohl das Innen luftgebläse (38) als auch das Außenluftgebläse (41) an treibt und der in dem Innenluftkreis angeordnet ist.

4. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Innenluftkreis und den Außen luftkreis voneinander trennende Dichtung (29) an dem Gebläsemodul (44) angeordnet ist.

5. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläsemodul (44) in einem geson derten Gebläsekasten (11) angeordnet ist.

6. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Spannen des Wärmetauschermo duls (12) gegen den Gebläsekasten (11) ausgeübte Kraft im wesentlichen von der den Innenluftkreis und den Außenluft kreis voneinander trennenden Dichtung (29, 18b) aufgenom men wird.

7. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauschermodul (12) wenig stens eine Luftübertrittsöffnung (17) aufweist, die in montiertem Zustand an einer mit einer Öffnung versehenen Fläche (4) eines zu kühlenden Schaltschranks anliegt, und dass der Wärmetauschermodul (12) mit einer die Luftüber trittsöffnung umgebenden Dichtung (18) versehen ist.

8. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinrichtung (1) zur außenseitigen Montage an dem Schaltschrank (2) eingerich tet ist und dass die Luftübertrittsöffnung (17) dem Innen luftkreis zugeordnet ist.

9. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinrichtung (1) zur innenseitigen Montage in dem Schaltschrank (2) eingerich tet ist und dass die Luftübertrittsöffnung (17) dem Außen luftkreis zugeordnet ist.

10. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauschermodul (12) mit Befestigungsmitteln (43) versehen ist, die dazu eingerich tet sind, den Wärmetauschermodul (12) gegen den Gebläse modul (44) zu spannen.

11. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauschermodul (12) mit Befestigungsmitteln (43) versehen ist, die dazu eingerich tet sind, den Wärmetauschermodul (12) gegen eine Fläche (4) eines Schaltschranks (2) zu spannen.

12. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläsemodul (44) zur festen Montage an einer Wand (4) eines Schaltschranks (2) einge richtet ist.

13. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 12, da durch gekennzeichnet, dass der Gebläsemodul (44) an der Innenseite der Wand (4) zu befestigen ist.

14. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 12, da durch gekennzeichnet, dass der Gebläsemodul (44) an der Außenseite der Wand (4) zu befestigen ist.

15. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläsemodul (44) wenigstens eine den Innenluftkreis von dem Außenluftkreis trennende Trennwand (28) aufweist.

16. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 12, da durch gekennzeichnet, dass der Gebläsemodul (44) die Wand (4) des Schaltschranks (2) enthält, so dass ein das Außen luftgebläse (41) enthaltender Abschnitt außerhalb des Schaltschranks (2) und ein das Innenluftgebläse (38) enthaltender Abschnitt innerhalb des Schaltschranks an geordnet ist.

17. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauschermodul (12) eine im Zickzack gefaltete, durchgehende Wandanordnung (46) auf weist.

18. Wärmetauschereinrichtung (1), insbesondere zum Kühlen von Schaltschränken (2),
mit einem Wärmetauschermodul (12), der wenigstens einen Außenluftkanal (15) zur Aasbildung eines Außenluft kreises und wenigstens einen gegen den Außenluftkanal abgedichteten Innenluftkanal (14) zur Ausbildung eines Innenluftkreises aufweist, wobei der Außenluftkanal (15) und der Innenluftkanal (14) jeweils einander abwechselnd parallel zueinander verlaufen und miteinander über eine wärmeleitende Wandanordnung (46) in Wärmeaustausch stehen,
mit einer Gebläseeinrichtung, die ein in dem Außen luftkreis angeordnetes Außenluftgebläse (41) und ein in dem Innenkreis angeordnetes Innenluftgebläse (38) auf weist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gebläseeinrichtung von einem einzigen Geblä semodul (44) gebildet ist, der sowohl das Innenluftgebläse als auch das Außenluftgebläse (41) enthält,
dass der Gebläsemodul (44) zur festen Montage an einer Wand (4) eines Schaltschranks (2) eingerichtet ist, so dass ein das Außenluftgebläse (41) enthaltender Abschnitt außerhalb des Schaltschranks (2) und ein das Innenluftgebläse (38) enthaltender Ab schnitt innerhalb des Schaltschranks angeordnet ist, und
dass die Wärmetauschereinheit (12) zwei Luftüber trittsöffnungen (17, 19) für den Innenluftkreis aufweist, an denen Dichtungen (18a, 18b) gehalten sind, und dass der Wärmetauschermodul (12) Befestigungsmittel (43) aufweist, mit denen der Wärmetauschermodul (12) mit seinen Dichtun gen (18a, 18b) gegen die Wand (4) des Schaltschranks (4) spannbar ist.