DE19909962A1 - Electrical cabinet has dust-tight air inlet openings arranged between interior and external chamber to generate small overpressure in interior relative to atmospheric pressure - Google Patents

Electrical cabinet has dust-tight air inlet openings arranged between interior and external chamber to generate small overpressure in interior relative to atmospheric pressure

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Abstract

The electrical cabinet (1) has a housing (4) with a water and dust-protected interior (2) and an outer chamber (3) bounding on the interior and separate from it with devices for active flow generation of ambient air, e.g. an external fan (6), for indirect cooling of the interior via a heat exchanger (8). At least one dust-tight air inlet (9) opening is arranged between the interior and the external chamber to generate a small overpressure in the interior relative to atmospheric pressure.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltkasten mit einem Gehäuse mit einem wasser- und staubgeschützten Innenraum und einem an den Innenraum angrenzenden, von diesem getrennten Außenraum mit Einrichtungen zum aktiven Durch­ strömen desselben mit Umgebungsluft, wie einem Außenlüf­ ter, zur indirekten Kühlung des Innenraums über einen Wärmetauscher.The invention relates to a control box with a Housing with a water and dust protected interior and one adjacent to the interior, of this separate outdoor space with facilities for active passage flow with ambient air, such as an outside air ter, for indirect cooling of the interior via a Heat exchanger.

Derartige Schaltkästen oder Schaltschränke sind bekannt. Ihr Innenraum dient z. B. zur Unterbringung elektrischer und/oder elektronischer Schaltelemente, wie Relais oder dergleichen. Um ein Aufheizen des Innenraums aufgrund der sich beim Betrieb erwärmenden Schaltelemente zu verhin­ dern, ist in der Regel ein an den Innenraum angrenzender und von diesem getrennter Außenraum vorgesehen, der von Umgebungsluft durchströmt wird und den Innenraum entweder durch Luftkonvektion entlang einer den Innen- vom Außen­ raum trennenden Wand oder über einen Wärmetauscher - der z. B. mit Kühlrippen ausgestattet sein kann, um eine große Wärmeaustauschfläche zu erzielen - indirekt kühlt. Der Innenraum ist gemäß dem Stand der Technik hermetisch vom Außenraum getrennt, wobei letztgenannter in der Regel Einrichtungen zum aktiven Durchströmen desselben mit Umgebungsluft, z. B. einen Außenlüfter in Form eines Ventilators, aufweist, der für eine erzwungene Luftkon­ vektion durch den Außenraum und somit für eine effektive Kühlung des Innenraums, z. B. über einen Wärmetauscher, sorgt.Such switch boxes or control cabinets are known. Your interior serves z. B. to accommodate electrical and / or electronic switching elements, such as relays or the like. To heat the interior due to the to prevent switching elements that heat up during operation is usually one adjacent to the interior and from this separate outdoor space provided by Ambient air flows through and the interior either by air convection along the inside from the outside  partitioning wall or via a heat exchanger - the e.g. B. can be equipped with cooling fins to a to achieve large heat exchange surface - indirectly cools. The interior is hermetic according to the state of the art separated from the outside, the latter usually Devices for active flow through the same Ambient air, e.g. B. an outdoor fan in the form of a Fan, which for a forced air con vection through the outside space and thus for an effective Cooling the interior, e.g. B. via a heat exchanger, worries.

Gemäß der Schutzklasse IP54 der DIN VDE 0470 (EN 60529), die eine spritzwasser- und staubgeschützte Unterbringung elektrischer bzw. elektronischer Schaltelemente defi­ niert, ist der Innenraum von Schaltkästen bzw. -schränken oft aufwendig und teuer gegenüber Atmosphärenluft abge­ dichtet. Bei Schaltkästen aus Blech ist es z. B. bekannt, die Fugen zwischen den den Innenraum umschließenden Wänden zu verkleben oder mit Dichtmasse, wie Silikon, auszufugen und darüber hinaus die Wände zu versteifen, um bei mechanischer Beanspruchung ein Verbiegen der Wände zu verhindern und somit eine dauerhafte Dichtigkeit zu gewährleisten. Insbesondere erweist sich die Abdichtung des Innenraums gegenüber einer Tür zum Öffnen des Schalt­ schranks als schwierig, da z. B. an einem Türrahmen angeordnete Dichtlippen, z. B. aus einem elastomeren Kunststoff, Gummi oder dergleichen, altern und brüchig werden und bei häufigem Öffnen und Schließen des Schalt­ schranks oft beschädigt werden.According to protection class IP54 of DIN VDE 0470 (EN 60529), which is a splash-proof and dust-proof accommodation electrical or electronic switching elements defi niert, is the interior of switch boxes or cabinets often complex and expensive compared to atmospheric air seals. For switch boxes made of sheet metal, it is e.g. B. known the joints between those enclosing the interior Glue walls or with sealing compound, such as silicone, joint and also stiffen the walls to bending of the walls due to mechanical stress prevent and thus a permanent seal guarantee. In particular, the seal proves to be of the interior opposite a door to open the switch closets as difficult because z. B. on a door frame arranged sealing lips, for. B. from an elastomer Plastic, rubber or the like, age and become brittle become and with frequent opening and closing of the switching cupboards are often damaged.

Weiterhin ist es bekannt, im Innenraum des Schaltschranks eine zusätzliche Einrichtung zur Erzeugung eines Über­ drucks anzuordnen, so daß bei Undichtigkeiten des Innen­ raums ein Eindringen von Staub und/oder Wasser von außen verhindert wird.Furthermore, it is known in the interior of the control cabinet an additional device for generating an over to arrange pressure so that if there are leaks on the inside  penetration of dust and / or water from the outside is prevented.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalt­ schrank der eingangs genannten Art vorzuschlagen, dessen Innenraum auf einfache und kostengünstige Weise sowohl spritzwasser- als auch staubgeschützt ausgebildet ist.The invention has for its object a switching propose cabinet of the type mentioned, whose Interior space both simple and inexpensive splash-proof and dust-proof.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Schaltkasten der eingangs genannten Art durch eine staubdichte Luft­ durchtrittsöffnung zwischen Innen- und Außenraum zur Erzeugung eines geringen Überdrucks im Innenraum bezüg­ lich des Atmosphärendrucks gelöst.According to the invention, this task is carried out with a control box of the type mentioned at the outset due to dust-proof air passage opening between inside and outside for Generation of a slight excess pressure in the interior Lich the atmospheric pressure solved.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird ein gerin­ ger Teil der mittels des Außenlüfters erzeugten konvekti­ ven Luftströmung vom Außenraum durch die staubdichte Luftdurchtrittsöffnung in den Innenraum geleitet und somit im Innenraum des Schaltkastens ein geringer Über­ druck gegenüber dem Atmosphärendruck erzeugt. Der Über­ druck sorgt bei Undichtigkeiten des Innenraums stets für eine nach außen gerichtete Luftströmung und gewährleistet dadurch eine dauerhafte Staubdichtigkeit. Die Erfindung stellt insbesondere eine kostengünstige Alternative zu solchen bekannten Schaltkästen dar, deren Innenraum mit einer zusätzlichen Einrichtung zur Erzeugung eines Über­ drucks, beispielsweise einer Pumpe, ausgestattet ist, indem er einen Teil der Luftströmung des ohnehin zur Kühlung erforderlichen Außenlüfters zur Druckbeaufschla­ gung des Innenraums verwendet. Gegenüber einem Schalt­ kasten mit rein mechanischer Abdichtung des Innenraums weist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Schaltkasten den zusätzlichen Vorteil eines gewissen Schutzes vor Feuch­ tigkeit bzw. eindringendem Staub auf, wenn seine Tür, z. B. aufgrund Unachtsamkeit des Wartungspersonals, nicht vollständig geschlossen ist.Due to the configuration according to the invention, a clot ger part of the convecti generated by the external fan ven air flow from the outside through the dustproof Air passage opening directed into the interior and thus a slight excess in the interior of the switch box pressure generated against atmospheric pressure. The About pressure always provides for leaks in the interior an outward airflow and ensures thereby permanent dustproofness. The invention provides a cost-effective alternative known switch boxes, the interior of which an additional device for generating an over pressure, for example a pump, by cutting off some of the air flow to the Cooling required external fan for pressurization tion of the interior used. Opposite a switch box with purely mechanical sealing of the interior has a switch box designed according to the invention additional advantage of a certain protection against moisture action or ingress of dust when its door, e.g. B.  due to carelessness of the maintenance personnel, not is completely closed.

Die Luftdurchtrittsöffnung zwischen Außen- und Innenraum weist in bevorzugter Ausgestaltung ein Luftfilter auf, welches zweckmäßig derart dimensioniert ist, daß es unter Zugrundelegung des bei normalen Betriebsbedingungen - d. h. bei einem im wesentlichen dichten Schaltkastens mit geschlossener Tür - sehr geringen Luftdurchsatzes weitge­ hend wartungsfrei ist oder zumindest nur sehr lange Wartungsintervalle erfordert.The air passage opening between outside and inside in a preferred embodiment has an air filter, which is appropriately dimensioned such that it is under Based on normal operating conditions - d. H. with a substantially sealed control box closed door - very low air flow is maintenance-free or at least only for a very long time Maintenance intervals required.

In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Außenlüfter mit einer Kontrolleinrichtung zur Überwachung seiner Funktionsfähigkeit verbunden ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß ein mangelnder Staubschutz sofort erkannt und durch Austausch des Außenlüfters behoben werden kann. Bei einer rein mechanischen Abdichtung hingegen sind auftretende Undichtigkeiten in der Regel erst an den Folgen, z. B. an einem Versagen der im Innen­ raum des Schaltkastens untergebrachten Schaltelemente, erkennbar.In a preferred embodiment it is provided that the External fan with a control device for monitoring its functionality is connected. This will ensured that a lack of dust protection immediately recognized and remedied by replacing the external fan can be. With a purely mechanical seal however, leaks that occur are usually only on the consequences, e.g. B. failure of the inside switching element housed in the space of the switch box, recognizable.

Im Außenraum können Luftleitbleche in der Nähe des Fil­ ters angeordnet werden, um einen Teil des Luftstroms des Außenlüfters zum Filter hin gezielt abzuzweigen. Der Innenraum des Schaltkastens kann Einrichtungen zur Luft­ zirkulation aufweisen, so daß beispielsweise ein zwischen Innen- und Außenraum angeordneter Wärmetauscher konvektiv angeströmt und die Wärmeübertragung dadurch erhöht wird. Hierbei ist die Luftzirkulation im Innenraum vorzugsweise entgegen der konvektiven Aasströmung des Wärmetauschers im Außenraum gerichtet, so daß der Wärmetauscher im Gegen­ strom betrieben wird. Outside, air baffles near the fil ters are arranged to part of the air flow of the Branch off the external fan towards the filter. The Interior of the control box can air facilities have circulation, so that for example a between Heat exchanger arranged convectively inside and outside flowed to and the heat transfer is thereby increased. Here, the air circulation in the interior is preferred against the convective Aas flow of the heat exchanger in the Exterior directed so that the heat exchanger in the counter electricity is operated.  

Auch im Innenraum können Luftleitbleche vorgesehen sein, die über die Luftdurchtrittsöffnung bzw. das Luftfilter vom Außen- in den Innenraum eintretende Luft umlenken und für eine Luftzirkulation im Innenraum sorgen. Der Innen­ raum kann zusätzlich einen Innenlüfter aufweisen, der die Luftzirkulation und insbesondere die konvektive Anströ­ mung der Wärmeaustauschfläche mit dem Außenraum erhöht.Air baffles can also be provided in the interior, via the air passage opening or the air filter redirect air entering the interior and ensure air circulation in the interior. The inside space can also have an internal fan that the Air circulation and especially the convective flows tion of the heat exchange surface with the outside space increased.

Wie bereits erwähnt, ist zwischen Innen- und Außenraum ein Wärmetauscher vorgesehen, der beispielsweise im wesentlichen in Strömungsrichtung angeordnete Rippen aufweisen kann, um eine große Wärmeaustauschfläche zur Verfügung zu stellen. Alternativ kann zwischen Innen- und Außenraum auch lediglich eine Wand vorgesehen sein, die aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, bei­ spielsweise aus Metall, besteht.As already mentioned, is between indoor and outdoor space a heat exchanger is provided, for example in ribs arranged essentially in the direction of flow may have to a large heat exchange surface To make available. Alternatively, you can choose between indoor and outdoor Outside only a wall can be provided, the made of a material with high thermal conductivity, at for example made of metal.

Nachstehend ist die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. Hierbei zeigt die einzige Figur einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schaltkasten.The invention is based on a preferred one Embodiment with reference to the drawing in individual explained. Here shows the only figure a cross section through an inventive Control box.

Der dargestellte Schaltkasten 1 weist ein Gehäuse 4 mit einem wasser- und staubgeschützten Innenraum 2 und einem an den Innenraum 2 angrenzenden, von diesem über eine Innenwand 5 bzw. einen Wärmetauscher 8 getrennten Außen­ raum 3 auf. Zum aktiven Durchströmen des Außenraums 3 mit Umgebungsluft bzw. zum konvektiven Anströmen des Wärme­ tauschers 8, der in der gezeigten Ausführungsform in Strömungsrichtung angeordnete Kühlrippen 8a aufweist, ist im Bereich des Außenraums 3 am Gehäuse 4 ein Außenlüfter 6, z. B. ein Ventilator, angeordnet. Mittels des Außen­ lüfters 6 wird ein Außenluftstrom 20 entlang den Kühlrip­ pen 8a des Wärmetauschers 8 erzeugt, der aus dem Außen­ raum 3 über einen Luftauslaß 7 austritt.The switch box 1 shown has a housing 4 with a water and dust-protected interior 2 and an adjacent to the interior 2 , separated from the latter by an inner wall 5 or a heat exchanger 8 on the outer space 3 . For active flows through the outer chamber 3 with the ambient air or to the convective flow against the heat exchanger 8, which is arranged in the embodiment shown in the flow direction of the cooling fins 8 a having, in the region of the outer chamber 3 to the housing 4 is an outdoor fan 6, z. B. a fan arranged. By means of the external fan 6 , an outside air flow 20 is generated along the cooling ribs 8 a of the heat exchanger 8 , which emerges from the outside space 3 via an air outlet 7 .

Erfindungsgemäß weist die den Innen- 2 vom Außenraum 3 trennende Innenwand 5 des Gehäuses 4 eine Luftdurch­ trittsöffnung 9 auf, so daß ein geringer Anteil 22 des vom Außenlüfter 6 in den Innenraum 3 geförderten Außen­ luftstroms 20 in den Innenraum 2 gelangt und dadurch in diesem ein geringer Überdruck bezüglich des Atmosphären­ drucks erzeugt wird. In der Luftdurchtrittsöffnung 9 ist ein Luftfilter 10 angeordnet, welches für eine staub­ dichte Verbindung zwischen Innenraum 2 und Außenraum 3 sorgt. Der Außenlüfter 6 kann mit einer (nicht gezeigten) Kontrolleinrichtung zur Überwachung dessen Funktionsfä­ higkeit verbunden sein.According to the invention, the one indoor 2 from the outer chamber 3 separated inner wall 5 of the housing 4, an air passage opening 9, so that a small portion of air flow 22 of the sponsored by the outdoor fan 6 into the interior 3 outside passes into the interior 2 of 20 and characterized in that low pressure is generated with respect to the atmospheric pressure. An air filter 10 is arranged in the air passage opening 9 , which ensures a dust-tight connection between the interior 2 and the exterior 3 . The external fan 6 can be connected to a control device (not shown) for monitoring its functionality.

Zur Erzeugung einer Zirkulation 21 der Innenluft bzw. einer konvektiven Anströmung des Wärmetauschers 8 weist der Innenraum 2 Luftleitbleche 13 sowie einen Innenlüfter 12 auf. Die Innenluftzirkulation 21 ist so gerichtet, daß der Wärmetauscher 8 im Gegenstrom betrieben wird. Der Innenlüfter 12 kann in Analogie zum Außenlüfter 6 als Ventilator ausgebildet sein.In order to generate a circulation 21 of the interior air or a convective flow to the heat exchanger 8 , the interior 2 has air baffles 13 and an interior fan 12 . The indoor air circulation 21 is directed so that the heat exchanger 8 is operated in counterflow. The internal fan 12 can be designed as a fan in analogy to the external fan 6 .

Der Luftdurchtritt 22 von dem Außen- 3 in den Innenraum 2 des Schaltkastens 1 sorgt für einen geringen Überdruck im Innenraum 2 bezüglich des Atmosphärendrucks, so daß bei Undichtigkeiten des Innenraums 2 stets eine nach außen gerichtete Luftströmung erzeugt wird und somit eine dauerhafte Staubdichtigkeit des Schaltkastens 1 gewähr­ leistet ist. The air passage 22 from the outside 3 into the interior 2 of the control box 1 ensures a slight overpressure in the interior 2 with respect to the atmospheric pressure, so that in the event of leaks in the interior 2 an outward air flow is always generated and thus permanent dustproofness of the control box 1 is guaranteed.

BezugszeichenlisteReference list

11

Schaltkasten
Control box

22nd

Innenraum
inner space

33rd

Außenraum
Outside space

44th

Gehäuse
casing

55

Innenwand
Interior wall

66

Außenlüfter
External fan

77

Luftauslaß
Air outlet

88th

Wärmetauscher
Heat exchanger

88th

a Kuhlrippe
a cooling rib

99

Luftdurchtrittsöffnung
Air passage opening

1010th

Luftfilter
Air filter

1212th

Innenlüfter
Internal fan

1313

Luftleitblech
Air baffle

2020th

Außenluftstrom
Outside airflow

2121

Innenluftzirkulation
Indoor air circulation

2222

Luftdurchtritt
Air passage

Claims (4)

1. Schaltkasten (1), mit einem Gehäuse (4) mit einem wasser- und staubgeschützten Innenraum (2) und einem an den Innenraum angrenzenden, von diesem getrennten Außenraum (3) mit Einrichtungen zum aktiven Durch­ strömen desselben mit Umgebungsluft, wie einem Außenlüfter (6), zur indirekten Kühlung des Innenraums (2) über einen Wärmetauscher (8), gekennzeichnet durch wenigstens eine staubdichte Luftdurchtritts­ öffnung (9) zwischen Innen- (2) und Außenraum zur Erzeugung eines geringen Überdrucks im Innenraum (2) bezüglich des Atmosphärendrucks.1. Switch box ( 1 ), with a housing ( 4 ) with a water and dust-protected interior ( 2 ) and an adjacent to the interior, separated from this outside space ( 3 ) with devices for active flow of the same with ambient air, such as an external fan ( 6 ), for indirect cooling of the interior ( 2 ) via a heat exchanger ( 8 ), characterized by at least one dust-tight air passage opening ( 9 ) between the interior ( 2 ) and the exterior to produce a slight excess pressure in the interior ( 2 ) with respect to the atmospheric pressure . 2. Schaltkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Luftdurchtrittsöffnung (9) ein Luft­ filter (10) aufweist. 2. Switch box according to claim 1, characterized in that the air passage opening ( 9 ) has an air filter ( 10 ). 3. Schaltkasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Außenlüfter (6) mit einer Kon­ trolleinrichtung zur Überwachung seiner Funktions­ fähigkeit verbunden ist.3. Switch box according to claim 1 or 2, characterized in that the external fan ( 6 ) is connected to a control device for monitoring its ability to function. 4. Schaltkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Luftleitbleche im Außen­ raum in der Nähe des Filters angeordnet sind, um einen Teilluftstrom abzuzweigen und durch das Filter zu leiten.4. Switch box according to one of claims 1 to 3, characterized in that air baffles in the outside space near the filter are arranged to to branch off a partial air flow and through the filter to lead.
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