DE202005021077U1 - Klimagerät zur Raumklimatisierung in explosionsgefährdeten Bereichen - Google Patents

Klimagerät zur Raumklimatisierung in explosionsgefährdeten Bereichen Download PDF

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Abstract

Klimagerät zur Raumklimatisierung in explosionsgefährdeten Bereichen, insbesondere zur Klimatisierung von Kleinräumen wie Schränken, Containern oder Gehäusen, mit einem Verdampfer (1), einem Verdichter (9), einem Verflüssiger (2) und einem Expansionsventil (14) zur Änderung der Aggregatszustände eines in einem geschlossenen Kältekreislauf zirkulierenden Kältemittels, wobei der Verdampfer (1) dem zu kühlenden Raum (30) zugeordnet ist und der Verflüssiger (2) außerhalb des zu kühlenden Raums (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (1), der Verdichter (9) und der Verflüssiger (2) jeweils derart explosionssicher ausgeführt sind, dass das Klimagerät insgesamt explosionsgeschützt und in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 1 und der Zone 2 einsetzbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Klimagerät zur Raumklimatisierung in explosionsgefährdeten Bereichen, insbesondere zur Klimatisierung von industriell eingesetzten Kleinräumen wie Schränken, Containern oder Gehäusen.
  • In Industrieanlagen der Bereiche Chemie, Petrochemie, Raffinerie, Pharmazie, Umweltschutz, Energie, Anlagenbau, Nahrungsmittelindustrie und dergleichen werden unterschiedlichste Arten von Kleinräumen in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt. Explosionsgefahr kann in diesen Umgebungen beispielsweise durch austretende Gase und Dämpfe gegeben sein, die durch Funkenbildung bzw. heiße Oberflächen im Bereich elektrischer und/oder mechanischer Geräte zündfähig, brennbar und insbesondere explosionsfähig sind. Zur Vermeidung einer Explosionsgefahr sind jeweils geeignete, den einschlägigen Vorschriften entsprechende Explosionsschutzmaßnahmen zu ergreifen und zu beachten.
  • Bei Kleinräumen wie Geräteschränken, Containern oder Gehäusen, die in industriellen Umgebungen, teilweise im Freien, verwendet werden, besteht grundsätzlich das Problem der Klimatisierung des Innenraums. Beispielsweise können bei Schaltschränken, Analysen- oder Probenschränken oder Kleincontainern mit E/MSR-Einrichtungen im Innenraum hohe Temperaturen aufgrund von starken Wärmeverlustleistungen der einzelnen Geräte und Komponenten und/oder aufgrund von hohen Umgebungstemperaturen entstehen. Zu hohe Temperaturen sind jedoch für eine ordnungsgemäße Funktion des Systems problematisch. Beispielsweise bei Prozess-Analysensystemen, die in geschlossenen Schranksystemen im Freien aufgestellt sind und/oder bei denen nur kleine Messbereiche relevant sind, treten häufig unzulässige Messwertschwankungen auf, die durch hohe Unterschiede in der Umgebungstemperatur bedingt sind (z.B. Tag/Nacht- oder Sommer/Winter-Temperaturdifferenzen). Daneben kann es zu einem Ausfall der Elektronik und zu weiteren Fehlereffekten kommen.
  • Derartige Fehler müssen jedoch verhindert werden, weshalb eine möglichst genaue und stabile Temperierung des Innenraums solcher Schranksysteme erforderlich ist. Der Innenraum des Schranks muss daher mittels geeigneter Kühl- oder Klimaeinrichtungen klimatisiert, d.h. gekühlt werden, und die anfallende Wärme muss abgeführt werden. Sofern das Schranksystem sich nicht in einem explosionsgefährdeten Bereich befindet, können hierfür handelsübliche Standard-Kleinklimageräte verwendet werden, wie sie im Stand der Technik zur Kühlung von Gehäusen, Schränken und anderen Kleinräumen bekannt sind und von verschiedenen Herstellern am Markt angeboten werden. In Betracht kommen hierfür auch sogenannte Vortex-Kühler oder Wasserwärmetauscher oder andere bekannte Kühlsysteme.
  • Wenn sich die zu klimatisierenden Kleinräume jedoch in explosionsgefährdeten Bereichen befinden, können die bekannten Standard-Kleinklimageräte nicht verwendet werden, da diese nicht für einen derartigen Einsatz geeignet sind, da sie insbesondere nicht über die hierfür notwendigen Schutzeinrichtungen verfügen und nicht die einschlägigen Vorschriften für einen Explosionsschutz erfüllen.
  • Maßgeblich für den Explosionsschutz sind die Europäischen Richtlinien 94/9/EG (sog. ATEX-Richtlinie) und 1999/92/EG, die die Anforderungen an elektrische und nichtelektrische Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen für den Raum der Europäischen Union regeln. Ergänzend gibt es eine Vielzahl nationaler und europäischer Normen, die die diversen Aspekte des Explosionsschutzes regeln.
  • Die bekannten handelsüblichen Standard-Kleinklimageräte erfüllen diese Vorschriften nicht, und daher sind am Markt bisher keine geeigneten explosionssicheren Klimageräte verfügbar, die zur Klimatisierung von industriellen Kleinräumen, wie Schalt- oder Geräteschränken, Containern und Gehäusen, in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden können. Insbesondere gibt es kein Klimagerät, das zum Einsatz in Verbindung mit Geräte- oder Analyseschränken oder ähnlichen Gehäusen geeignet ist, die sich in explosionsgefährdeten Bereichen befinden und/oder über eine Zündschutzart der Kennzeichnung "EEx p" (Überdruckkapselung) nach Norm EN 50016 oder eine Zündschutzart der Kennzeichnung "EEx np" (vereinfachte Überdruckkapselung) nach Norm EN 50021 verfügen.
  • Bei der Klimatisierung von Schalt- oder Geräteschränken, Containern und Gehäusen in explosionsgefährdeten Bereichen besteht darüber hinaus das Problem, dass an dem Verdampfer anfallendes Kondensat aus dem zu kühlenden Raum abgeleitet werden muss, wenn dieser in der Zündschutzart "EEx p" ausgeführt ist, ohne dass es zu einem Druckabfall oder sogar einem vollständigen Zusammenbruch des Drucks kommt. Sofern das Kondensat mittels elektrisch betriebener Einrichtungen, z.B. einer Pumpe oder dergleichen, abgeführt wird, besteht hierbei wiederum das Problem des Explosionsschutzes.
  • Des weiteren sind die Materialien bekannter Gehäuse oder Abdeckungen für Kleinklimageräte aufgrund einer mangelhaften oder fehlenden elektrostatischen Ableitfähigkeit häufig nicht für einen Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen geeignet, und sie weisen häufig auch nicht die für einen Einsatz in Industrieatmosphären erforderliche Korrosionsbeständigkeit auf.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Klimagerät zu schaffen, das zur Klimatisierung bzw. Kühlung von industriell eingesetzten Kleinräumen, wie Geräte-, Analysen- oder Schaltschränken, Containern und Gehäusen in explosionsgefährdeten Bereichen geeignet ist, also ein insgesamt explosionsgeschütztes Klimagerät zu schaffen, das die oben genannten gesetzlichen Vorschriften erfüllt und die erforderlichen amtlichen Zulassungen besitzt oder erhalten kann. Ein derartiges Klimagerät soll so konzipiert sein, dass es sowohl für überdruckgekapselte Schränke und Gehäuse als auch für Schränke und Gehäuse geeignet ist, in deren Innenraum selbst ein explosionsfähiger Bereich vorhanden ist. Vorteilhafterweise soll außerdem bei derartigen Klimageräten möglicherweise anfallendes Kondensat aus dem überdruckgekapselten Bereich in den atmosphärischen Bereich abgeleitet werden, ohne dass es zu einem Druckabfall oder Druckzusammenbruch kommt.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Klimagerät gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Demnach wird ein Klimagerät zur Raumklimatisierung in explosionsgefährdeten Bereichen geschaffen, insbesondere zur Klimatisierung von Kleinräumen wie Schränken, Containern oder Gehäusen, mit einem Verdampfer, einem Verdichter, einem Verflüssiger und einem Expansionsventil zur Änderung der Aggregatszustände eines in einem geschlossenen Kältekreislauf zirkulierenden Kältemittels, wobei der Verdampfer dem zu kühlenden Raum zugeordnet ist und der Verflüssiger außerhalb des zu kühlenden Raums angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Klimagerät ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer, der Verdichter und der Verflüssiger jeweils derart explosionssicher ausgeführt sind, dass das Klimagerät insgesamt explosionsgeschützt und in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 1 und der Zone 2 einsetzbar ist.
  • Erfindungsgemäß ist somit ein Klimagerät vorgesehen, das im wesentlichen nach einem konventionellen Kompressionskälteverfahren arbeitet, wobei jedoch alle wesentlichen Komponenten und Bauteile dieses Kältekreislaufs jeweils für sich genommen explosionssicher ausgeführt sind und damit ein insgesamt explosionssicheres Gesamtgerät bilden. Alle Einzelkomponenten des Klimageräts haben kleine Abmessungen, so dass das erfindungsgemäße Klimagerät insgesamt eine kompakte Bauform aufweist und kleine Gesamtabmessungen hat. Das erfindungsgemäße Klimagerät kann somit als "Kleinklimagerät" bezeichnet werden, womit es für einen Einsatz in Verbindung mit den oben genannten industriellen Schränken besonders geeignet ist. Vorteilhafterweise wird es direkt an einer Seitenwand eines solchen industriellen Schranks oder Gehäuses montiert.
  • Das erfindungsgemäße Kleinklimagerät entspricht insgesamt den Anforderungen der oben genannten ATEX-Richtlinie und es besitzt die erforderlichen amtlichen Prüfbescheinigungen oder kann diese ohne Weiteres erhalten. Gleiches gilt für seine Einzelkomponenten und -bauteile. Das Klimagerät wird mit der amtlichen Kennzeichnung "II 2G EEx pdqem IIB + H2T4" versehen. Es ist vollständig geeignet zur Aufstellung und zum Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 1 und der Zone 2. Das erfindungsgemäße Klimagerät kann zur Klimatisierung von überdruckgekapselten Schutzschränken, die in der Zündschutzart "Überdruckkapselung" (Kennzeichnung "EEx p") ausgeführt sind, sowie von nicht-überdruckgekapselten Schutzschränken dienen. Das Klimagerät stellt somit sowohl mechanisch als auch elektrisch lokal im explosionsgefährdeten Bereich ein individuelles, autarkes explosionsgeschütztes System dar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Verdampfer und der Verflüssiger des Klimageräts jeweils mit einem Lüftermotor gekoppelt, der jeweils ein Lüfterrad zur Durchleitung von Luft durch den Verdampfer und den Verflüssiger antreibt, wobei die Lüftermotoren und die Lüfterräder jeweils explosionssicher ausgeführt sind. Die Lüftermotoren sind dabei vorzugsweise Elektromotoren, insbesondere Drehstrommotoren, in der Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit" (Kennzeichnung "EEx e").
  • Für die Zwecke der Erfindung kommen vorzugsweise Lüftermotoren und Lüfterräder zum Einsatz, die von der Firma Ziehl-Abegg AG, 74653 Künzelsau, Deutschland, unter der Typenreihe MK 106-D hergestellt und geliefert werden. Diese kleinaufbauenden und platzsparenden, leistungsstarken Außenlüftermotoren mit Radiallüfterrädern sind jeweils durch eine EG-Baumusterprüfbescheinigung zertifiziert und sind explosionsgeschützte Komponenten im Sinne der ATEX-Richtlinie. Andere gleichwertige Komponenten können aber alternativ ebenfalls eingesetzt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Verdichter des Klimageräts außerhalb des zu kühlenden Raums angeordnet, wobei der Verdichter hermetisch überdruckgekapselt ist und einen explosionssicheren, vergossenen elektrischen Anschluß in der Zündschutzart "Vergusskapselung" (Kennzeichnung "EEx m") aufweist.
  • Des weiteren kann der dem Verdampfer zugeordnete zu kühlende Raum (Innenraum) von dem dem Verflüssiger zugeordneten Raum (Außenraum) getrennt ausgeführt werden, insbesondere hermetisch getrennt. Der Verdampfer kann räumlich von dem zu kühlenden Raum getrennt sein, wobei der Verdampfer in einem separaten druckfesten Raum angeordnet werden kann. Der zu kühlende Raum kann in der Zündschutzart "Überdruckkapselung" (Kennzeichnung "EEx p") ausgeführt sein, d.h. er kann unter einen leichten Überdruck gesetzt werden (siehe unten). Letzteres wird insbesondere durch eine hermetische Trennung der Innen- und Außenraumventilationskanäle erreicht.
  • Überdruckgekapselte Schränke und Analysenhäuser können im Betrieb beispielsweise einen Überdruck im Bereich von 0,8 bis 30 mbar haben. Sofern der Verdampfer- und der Verflüssigerraum des Klimageräts hermetisch getrennt sind und der Verdampferraum druckfest ist, und wenn der Verdampferraum sich im Innenraum eines überdruckgekapselten Schranks oder Gehäuses befindet oder mit diesem Innenraum verbunden ist, fällt an dem Verdampfer Kondensat an. Das Kondensat muß jedoch aus dem unter Überdruck stehenden Raum nach außen abgeleitet werden, wobei kein Druckverlust in dem "EEx p"-Gehäuse auftreten darf.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dafür ein Kondensatabscheider vorgesehen, der an dem Verdampfer anfallendes Kondensat aus dem zu kühlenden (überdruckgekapselten) Raum ableitet. Der Kondensatabscheider weist dabei insbesondere einen abdichtenden Kugelschwimmer auf, der einen Druckverlust in dem unter Überdruck stehenden Raum verhindert. Dieses System arbeitet stromlos und rein mechanisch. Alternativ kann für die Kondensatabscheidung eine explosionssichere Pumpe in Verbindung mit einer Füllstandsregelung vorgesehen sein.
  • Zur Überwachung seines Betriebsdrucks weist das Klimagerät einen Hochdruckschalter auf der Hochdruckseite des Verdichters und zwei redundant arbeitende Niederdruckschalter auf der Niederdruckseite des Verdichters auf. Schließlich umfasst das Klimagerät erfindungs gemäß ein Gehäuse, das aus einem Kunststoff besteht, der korrosionsbeständig gegenüber den meisten zu erwartenden Industrieatmosphären ist und eine erhöhte elektrostatische Ableitfähigkeit aufweist.
  • Die elektrische Steuerung des Klimageräts, insbesondere ihre Bauteile, kann in einem druckfest gekapselten Gehäuse untergebracht sein (Kennzeichnung "EEx de") oder im explosionsfreien Raum installiert werden (z.B. bei "EEx p"-Schränken). Im Übrigen werden ausschließlich elektrische Betriebsmittel verwendet, die für einen Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zugelassen und geeignet sind.
  • In einer konkreten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Klimagerät beispielsweise kleine Abmessungen von ca. 1630 mm × 450 mm × 321 mm (Höhe × Breite × Tiefe) und/oder eine Nutzkühlleistung von ca. 2 kW haben, wobei es für Umgebungstemperaturen von –35°C bis +55°C geeignet sein kann. Diese Angaben verstehen sich allerdings nur beispielhaft, und andere in der Praxis brauchbare Werte können ebenfalls möglich sein.
  • Entscheidend für eine von einer Prüf- oder Zertifizierungsstelle bescheinigte Betriebserlaubnis eines explosionsgeschützten Klimageräts ist in der Regel auch immer eine elektrische und spülführungstechnische Miteinbindung in das von einem anderen Hersteller gelieferte und verbaute, überdruckgekapselte Gehäuse mit elektrischer Steuereinheit. Ein Ergänzen und Vervollständigen einer "EEx p"-Schrankeinheit mit einem nur teilweise zertifizierten Kleinklimagerät darf gemäß der ATEX-Richtlinie auch nur von entsprechend dieser Richtlinie zertifizierten Unternehmen durchgeführt werden. Selbst für den Zusammenbau muß in der Regel ein Zertifikat vorliegen und/oder die Gesamtanlage muß nach ihrer Fertigstellung von einer amtlichen Prüfstelle (benannte Stelle) geprüft und freigegeben werden. Alles dieses entfällt für das erfindungsgemäße Kleinklimagerät, da es insgesamt den Anforderungen der ATEX-Richtlinie entspricht und die erforderlichen amtlichen Prüfbescheinigungen besitzt.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kleinklimageräts in Kombination mit einem "EEx p"-Gehäuse besteht in der permanenten Betriebsbereitschaft des Klimageräts, unabhängig davon, ob das "EEx p"-System in Betrieb ist oder nicht. Denn schon in der Vorspülphase des "EEx p"-Systems unterstützt der zugeschaltete explosionssichere Verdampferlüfter die Frischluftzirkulation und senkt die Verdünnungskonzentration sowie die untere Explosionsgrenze (UEG), womit auch die Spülzeit verkürzt wird.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen.
  • 1 zeigt den Kältemittelkreislauf eines erfindungsgemäßen Kleinklimageräts als Funktionsschema.
  • 2 zeigt das erfindungsgemäße Kleinklimagerät in einer schematischen Seitenansicht.
  • 3 zeigt das erfindungsgemäße Kleinklimagerät in einer schematischen Vorderansicht.
  • 4 zeigt den Kondensatabscheider des erfindungsgemäßen Kleinklimageräts in einer Schnittansicht.
  • Das erfindungsgemäße explosionsgeschützte Klimagerät arbeitet im wesentlichen nach einem konventionellen Kompressionskälteverfahren. Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst es als wesentliche Komponenten einen Verdampfer 1, einen Verdichter 9, einen Verflüssiger 2 und ein Expansionsventil 14 zur Änderung der Aggregatszustände des in dem Kältekreislauf zirkulierenden Kältemittels. Der Kältemittelkreislauf des Kühlsystems ist hermetisch geschlossen. Als Kältemittel werden beispielsweise die nicht brennbaren Kältemittel R134a oder R407C eingesetzt.
  • Der Verdampfer 1 ist dem zu kühlenden Raum 30 zugeordnet, d.h. beispielsweise mit dem (überdruckgekapselten) Innenraum eines Analysencontainers, eines Geräteschranks, eines "EEx p"-Gehäuses oder dergleichen verbunden. Der Verflüssiger 2 und der Verdichter 9 sind außerhalb des zu kühlenden Raums 30 angeordnet.
  • Das in der gasförmigen Phase vorliegende Kältemittel wird im Verdichter 9 komprimiert, d.h. es erfolgt eine Druckerhöhung von einem niedrigen auf einen hohen Gasdruck (vgl. Symbole ND und HD in 1). Im nachfolgenden Verflüssiger 2 erfolgt die Kondensation, bei der das gasförmige Kältemittel verflüssigt wird. Hier erfolgt also eine Änderung des Aggregatszustands des Kältemittels von der gasförmigen in die flüssige Phase. Zu diesem Zweck wird mittels eines Ventilators 3, 4 kalte Frischluft durch den Verflüssiger 2 geleitet, wobei die durch die Kondensation vom Kältemittel abgegebene Wärme als warme Luft an die Umgebung abgeführt wird.
  • Das nach wie vor unter hohem Druck stehende, flüssige Kältemittel wird anschließend im Expansionsventil 14 entspannt, d.h. hier erfolgt eine Druckerniedrigung im Kältemittel. Das Kältemittel wird sodann dem Verdampfer 1 zugeleitet, in dem das flüssige Kältemittel verdampft. Hier erfolgt also eine Änderung des Aggregatszustands des Kältemittels von der flüssigen in die gasförmige Phase. Zu diesem Zweck wird mittels eines Ventilators 15, 16 warme Luft aus dem Innenraum 30 durch den Verdampfer 1 geleitet, die von dem im Expansionsventil 14 entspannten Kältemittel aufgenommen wird, wodurch die Verdampfung des Kältemittels erfolgt. Die durchgeleitete Luft wird folglich abgekühlt und als kalte Luft an den Innenraum 30 abgegeben. Die Kälteerzeugung erfolgt somit durch Entspannung des Kältemittels im Expansionsventil 14 und Verdampfung des Kältemittels im Verdampfer 1, wobei der Druck des Kältemittels absinkt. Diese Vorgänge wiederholen sich ständig und zyklisch im Rahmen des Kältemittelkreislaufs.
  • Der Verdampfer 1, der Verdichter 9 und der Verflüssiger 2 sind jeweils derart explosionssicher ausgeführt, dass das Klimagerät insgesamt explosionsgeschützt und in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 1 und der Zone 2 einsetzbar ist. Dazu sind der Verdampfer 1 und der Verflüssiger 2 insbesondere jeweils mit einem explosionsgeschützten Ventilator- oder Lüftermotor 16 bzw. 4 gekoppelt, insbesondere einem sogenannten Außenläufermotor. Die Lüftermotoren 16 und 4 treiben jeweils ein ebenfalls explosionsgeschütztes Ventilator- oder Lüfterrad 15 bzw. 3 an, insbesondere ein sogenanntes Radialmotorlüfterrad. Mittels dieser Ventilatorkombinationen wird die Luft durch den Verdampfer 1 bzw. den Verflüssiger 2 geleitet.
  • Die Lüftermotoren 16, 4 sind Elektromotoren, insbesondere Drehstrommotoren, in der Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit" (Kennzeichnung "EEx e"). Der Außenläufermotor 4 des Verflüssigers 2 kann über die Raumtemperaturregelung zusammen mit dem Verdichter 9 zyklisch ein- und ausgeschaltet werden. Der Außenläufermotor 16 des Verdampfers 1 kann sofort nach dem Betätigen des zentralen Hauptschalters starten.
  • Der Verdichter 9 ist außerhalb des zu kühlenden Raums 30 angeordnet, wobei er hermetisch überdruckgekapselt ist. Der Verdichter 9 weist einen explosionssicheren, mit Gießharz oder einer anderen geeigneten Vergußmasse vergossenen elektrischen Anschluß in der Zündschutzart "Vergusskapselung" (Kennzeichnung "EEx m") auf.
  • Der dem Verdampfer 1 zugeordnete zu kühlende Innenraum 30 des Schranks oder Containers ist von dem dem Verflüssiger 2 zugeordneten Außenraum getrennt, wobei die Trennung insbesondere hermetisch ausgeführt sein kann. Der zu kühlende Innenraum 30 kann überdruckgekapselt sein, insbesondere kann er in der Zündschutzart "Überdruckkapselung" (Kennzeichnung "EEx p") ausgeführt sein. Der Verdampfer 1 ist in der Regel nicht direkt in dem gekühlten Innenraum 30 angeordnet, sondern räumlich von diesem abgetrennt. Insbesondere kann der Verdampfer 1 in einem separaten Raum 32 untergebracht sein, beispielsweise in einer hermetischen druckfesten Verdampferkammer 32 (siehe 2). In einer besonderen Ausführungsform kann dieser Verdampferraum 32 in der Zündschutzart "Druckfeste Kapselung" (Kennzeichnung "EEx d") ausgeführt sein.
  • 4 zeigt einen Kondensatabscheider 5, der an dem Verdampfer 1 anfallendes Kondensat aus dem zu kühlenden Raum 30 ableitet, wie oben schon beschrieben wurde (siehe auch 1 und 2). Der Kondensatabscheider 5 besteht dabei aus einem Kugelschwimmer 5a, der eine abdichtende Wirkung gegen einen Kugelsitz 5b hat, wenn der Kondensatfüllstand zu niedrig wird oder wenn kein Kondensat vorhanden ist. Bei Anwesenheit von Kondensat schwimmt die Kugel nach oben und gibt einen Durchlaß 5c für einen Austritt von Kondensat frei. Das anfallende Kondensat wird von dem Kondensatabscheider 5 unterhalb des Verdampfers 1 aufgefangen und somit automatisch nach außen abgeleitet. Auf diese Weise wird ein Druckverlust in dem unter Überdruck stehenden Raum 30 verhindert.
  • Der maximal zulässige Betriebsdruck des Klimageräts wird durch einen Hochdruckschalter 7 (B2) auf der Hochdruckseite des Verdichters 9 und zwei redundant arbeitende Niederdruckschalter 8 (B3) und 8.1 (B3.1) auf der Niederdruckseite des Verdichters 9 überwacht. Wenn im Kältemittelkeis normale Druckbedingungen herrschen, sind die beschalteten Kontakte der Druckschalter 7, 8 und 8.1 geschlossen. Bei normaler betriebsmäßiger Belastung darf auf der Hochdruckseite des Verdichters 9 kein unzulässiger Hochdruck und auf der Niederdruck- oder Saugseite des Verdichters 9 kein Druck von beispielsweise kleiner als 1,8 bar entstehen. Treten im Kältekreislauf jedoch Störungen durch Druckverluste oder Druckerhöhungen auf, wird das Klimagerät sofort elektrisch abgeschaltet. Die eingestellten Druckwerte der Druckschalter 7, 8 und 8.1 sind für den explosionssicheren Betrieb des Klimageräts relevant. Um unsachgemäße Einstellungen zu verhindern, sind die Druckschalter daher verplombt und/oder versiegelt. Die redundante Bereitstellung der beiden Niederdruckschalter 8 und 8.1 erfolgt aus Sicherheitsgründen. Bei dieser Ausführungsform darf der Kältekreislauf des Klimageräts nicht im Nieder- oder Unterdruckbereich betrieben werden, da sonst die Zündschutzart "EEx p" ("Überdruckkapselung") für das gesamte Kühlsystem aufgehoben ist.
  • Zur Überwachung der Temperatur des Verdichters 9 und insbesondere zur Feststellung einer unzulässig hohen Verdichtertemperatur ist an dem Verdichter ein Temperaturfühler 10 (B4) vorgesehen, beispielsweise in Form eines in die Verdichterkapsel eingeschraubten Pt-100-Temperaturfühlers. Ein Abschalt-Temperaturgrenzwert von beispielsweise 70°C ist in einem Messumformer fest einprogrammiert. Der Pt-100-Temperaturfühler-Stromkreis wird gegen Leitungsbruch und Kurzschluss elektronisch überwacht. Treten im Kältekreislauf Störungen oder Fehler auf, indem die Temperaturen ihre vorgegebenen, überwachten Bereiche verlassen und die Temperaturgrenzwerte überschreiten, so wird, wie bei den durch Druckverluste oder Druckerhöhungen verursachten Störungen (siehe oben), das Klimagerät sofort abgeschaltet.
  • Zur Regelung der Temperatur des Klimageräts ist im Außenraum ein mechanischer Temperaturregler (B1) vorgesehen, der mit einem Temperaturfühler (B5) im Inneraum 30 zusammenwirkt und die Regeltemperatur des Klimageräts bestimmt. Mittels eines Pt-100-Temperaturfühlers (B5) kann die Temperaturregelung auch elektronisch erfolgen.
  • Ein Kältemittelsammler 11 ist als Schutzeinrichtung dafür vorgesehen, dass bei abgeschalteter Kälteanlage kondensiertes Kältemittel nicht in den Verdichter 9 laufen kann. Das Kältemittel wird in einem (Filter-)Trockner 12 gereinigt, der als Schmutz- und Feuchtigkeitsfänger dient. Zur Kontrolle der Füllmenge und der Qualität des Kältemittels kann ein Schauglas 13 vorgesehen sein.
  • In einem, ggfs. explosionsgeschützten, Elektro-Anschlußkasten 20 sind alle eigensicheren und nicht-eigensicheren Stromkreise des Klimageräts angeschlossen.
  • Das Klimagerät ist schließlich in einem Gehäuse oder unter einer Abdeckung untergebracht, das/die aus einem stabilen Kunststoff besteht, der korrosionsbeständig und/oder mineralölbeständig ist und eine erhöhte elektrostatische Ableitfähigkeit aufweist.

Claims (14)

  1. Klimagerät zur Raumklimatisierung in explosionsgefährdeten Bereichen, insbesondere zur Klimatisierung von Kleinräumen wie Schränken, Containern oder Gehäusen, mit einem Verdampfer (1), einem Verdichter (9), einem Verflüssiger (2) und einem Expansionsventil (14) zur Änderung der Aggregatszustände eines in einem geschlossenen Kältekreislauf zirkulierenden Kältemittels, wobei der Verdampfer (1) dem zu kühlenden Raum (30) zugeordnet ist und der Verflüssiger (2) außerhalb des zu kühlenden Raums (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (1), der Verdichter (9) und der Verflüssiger (2) jeweils derart explosionssicher ausgeführt sind, dass das Klimagerät insgesamt explosionsgeschützt und in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 1 und der Zone 2 einsetzbar ist.
  2. Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (1) und der Verflüssiger (2) jeweils mit einem Lüftermotor (16; 4) gekoppelt sind, der jeweils ein Lüfterrad (15; 3) zur Durchleitung von Luft durch den Verdampfer (1) und den Verflüssiger (2) antreibt, wobei die Lüftermotoren (16; 4) und die Lüfterräder (15; 3) jeweils explosionssicher ausgeführt sind.
  3. Klimagerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftermotoren (16; 4) Elektromotoren in der Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit" (Kennzeichnung "EEx e") sind.
  4. Klimagerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftermotoren (16; 4) Drehstrommotoren in der Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit" (Kennzeichnung "EEx e") sind.
  5. Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (9) außerhalb des zu kühlenden Raums (30) angeordnet ist, wobei der Verdichter (9) hermetisch überdruckgekapselt ist und einen explosionssicheren, vergossenen elektrischen Anschluß in der Zündschutzart "Vergusskapselung" (Kennzeichnung "EEx m") aufweist.
  6. Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Verdampfer (1) zugeordnete zu kühlende Raum (30) (Innenraum) von dem dem Verflüssiger (2) zugeordneten Raum (Außenraum) getrennt ausgeführt ist.
  7. Klimagerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Verdampfer (1) zugeordnete zu kühlende Raum (30) (Innenraum) hermetisch von dem dem Verflüssiger (2) zugeordneten Raum (Außenraum) getrennt ausgeführt ist.
  8. Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (1) räumlich von dem zu kühlenden Raum (30) getrennt ist, wobei der Verdampfer (1) in einem druckfesten Raum (32) angeordnet ist.
  9. Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (1) räumlich von dem zu kühlenden Raum (30) getrennt ist, wobei der Verdampfer (1) in einem in der Zündschutzart "Druckfeste Kapselung" (Kennzeichnung "EEx d") ausgeführten Raum (32) angeordnet ist.
  10. Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zu kühlende Raum (30) in der Zündschutzart "Überdruckkapselung" (Kennzeichnung "EEx p") ausgeführt ist.
  11. Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensatabscheider (5) vorgesehen ist, der an dem Verdampfer (1) anfallendes Kondensat aus dem zu kühlenden Raum (30) ableitet.
  12. Klimagerät nach Anspruch 10 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensatabscheider (5) einen abdichtenden Kugelschwimmer (5a) aufweist, der einen Druckverlust in dem unter Überdruck stehenden Raum (30) verhindert.
  13. Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Überwachung des Betriebsdrucks einen Hochdruckschalter (7) auf der Hochdruckseite des Verdichters (9) und zwei redundant arbeitende Niederdruckschalter (8, 8.1) auf der Niederdruckseite des Verdichters (9) aufweist.
  14. Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gehäuse aufweist, das aus einem Kunststoff besteht, der korrosionsbeständig ist und eine erhöhte elektrostatische Ableitfähigkeit aufweist.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008009552A1 (de) 2008-02-16 2009-08-27 Rittal Gmbh & Co. Kg Schaltschrankanordnung
WO2011085726A2 (de) 2010-01-13 2011-07-21 Hürner-Funken GmbH Ventilator-filter-einheit
CN102889638A (zh) * 2011-07-18 2013-01-23 珠海格力电器股份有限公司 防爆空调器
CN102889646A (zh) * 2012-10-30 2013-01-23 江苏兆胜空调有限公司 一种顶置式防爆空调器
CN103196184A (zh) * 2013-04-25 2013-07-10 广东志高空调有限公司 一种分体式防爆空调器
CN103216890A (zh) * 2013-04-25 2013-07-24 广东志高空调有限公司 一种整体移动式防爆空调器

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008009552A1 (de) 2008-02-16 2009-08-27 Rittal Gmbh & Co. Kg Schaltschrankanordnung
WO2011085726A2 (de) 2010-01-13 2011-07-21 Hürner-Funken GmbH Ventilator-filter-einheit
CN102889638A (zh) * 2011-07-18 2013-01-23 珠海格力电器股份有限公司 防爆空调器
CN102889638B (zh) * 2011-07-18 2015-03-18 珠海格力电器股份有限公司 防爆空调器
CN102889646A (zh) * 2012-10-30 2013-01-23 江苏兆胜空调有限公司 一种顶置式防爆空调器
CN103196184A (zh) * 2013-04-25 2013-07-10 广东志高空调有限公司 一种分体式防爆空调器
CN103216890A (zh) * 2013-04-25 2013-07-24 广东志高空调有限公司 一种整体移动式防爆空调器
CN103216890B (zh) * 2013-04-25 2015-08-12 广东志高空调有限公司 一种整体移动式防爆空调器
CN103196184B (zh) * 2013-04-25 2016-03-23 广东志高空调有限公司 一种分体式防爆空调器

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