DE202018106277U1 - Air conditioning arrangement for a control cabinet and control cabinet - Google Patents
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Abstract
Klimatisierungsanordnung (100) für einen Schaltschrank (10), umfassend einen ersten Wärmetauscher (13) zur Übertragung von Wärme auf einen Wärmeträger und bevorzugt umfassend einen zweiten Wärmetauscher (14) zur Abgabe der mittels des ersten Wärmetauschers (13) auf den Wärmeträger übertragenen Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungsanordnung (100) eine Zerstäubungseinrichtung (24) aufweist, wobei die Zerstäubungseinrichtung (24) außerhalb des Schaltschranks (10) anordbar ist, wobei die Zerstäubungseinrichtung (24) zum Zerstäuben eines an dem ersten Wärmetauscher (13) entstehenden Kondensats (19) ausgebildet ist. Air conditioning arrangement (100) for a control cabinet (10), comprising a first heat exchanger (13) for transferring heat to a heat transfer medium and preferably comprising a second heat exchanger (14) for releasing the heat transferred to the heat transfer medium by means of the first heat exchanger (13), characterized in that the air-conditioning arrangement (100) has an atomizing device (24), the atomizing device (24) being able to be arranged outside the control cabinet (10), the atomizing device (24) for atomizing a condensate formed on the first heat exchanger (13) 19) is formed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimatisierungsanordnung für einen Schaltschrank, umfassend einen ersten Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme auf einen Wärmeträger und bevorzugt umfassend einen zweiten Wärmetauscher zur Abgabe der mittels des ersten Wärmetauschers auf den Wärmeträger übertragenen Wärme.The present invention relates to an air conditioning system for a control cabinet, comprising a first heat exchanger for transferring heat to a heat transfer medium and preferably comprising a second heat exchanger for releasing the heat transferred to the heat transfer medium by means of the first heat exchanger.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Schaltschrank mit einer Klimatisierungsanordnung sowie eine Zerstäubungseinrichtung für eine Klimatisierungsanordnung.Furthermore, the present invention relates to a control cabinet with an air conditioning arrangement and an atomizing device for an air conditioning arrangement.
Technologischer HintergrundTechnological background
Bei Gehäusen mit Abwärme erzeugenden Bauteilen, wie Elektronikschränke, Schaltschränke, Gehäusesysteme oder Computersysteme, erfolgt eine Kühlung der Abwärme erzeugenden Bauteile im Stand der Technik durch Klimatisierungsanordnungen, welche einen ersten im Inneren des Gehäuses angeordneten Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme auf einen Wärmeträger und einen zweiten außerhalb des Gehäuses angeordneten Wärmetauscher zur Abgabe der Wärme aufweisen.In the case of housings with components that generate waste heat, such as electronic cabinets, switch cabinets, housing systems or computer systems, the components that produce waste heat are cooled in the prior art by air conditioning arrangements which have a first heat exchanger arranged inside the housing for transferring heat to a heat transfer medium and a second outside of the housing arranged heat exchanger for dissipating the heat.
Die
Aus der
Aus der
Aufgrund der Absenkung der Lufttemperatur im Gehäuse kann in der Luft enthaltener Wasserdampf insbesondere am ersten Wärmetauscher auskondensieren. Das entstandene Kondensat muss dann zum Schutz der Bauteile im Gehäuse abgeführt werden.Due to the lowering of the air temperature in the housing, water vapor contained in the air can condense out in particular on the first heat exchanger. The resulting condensate must then be removed to protect the components in the housing.
Im Stand der Technik sind zu diesem Zweck Systeme bekannt, mit denen das entstandene Kondensat verdampft wird. Hierfür kann ein heißes, in einem Verdampfer einer Kompressionskältemaschine verdampftes Kältemittel an einem Kondensatauffangbehälter vorbeigeführt werden, um die Wärmeenergie des erhitzten Kältemittels zum Verdampfen des Kondensats zu nutzen. Bei diesen Systemen kann das Kondensat nur dann verdampft werden, wenn die Kältemaschine betrieben wird.For this purpose, systems are known in the prior art with which the condensate formed is evaporated. For this purpose, a hot refrigerant evaporated in an evaporator of a compression refrigeration machine can be guided past a condensate collection container in order to use the thermal energy of the heated refrigerant to evaporate the condensate. With these systems, the condensate can only be evaporated when the chiller is in operation.
Eine weitere im Stand der Technik bekannte Lösung besteht darin, eine elektrische Heizvorrichtung in einem Kondensatauffangbehälter anzuordnen, mit welcher das Kondensat verdampft wird. Der Bedarf an elektrischer Energie ist bei dieser Lösung jedoch sehr hoch.Another solution known in the prior art consists in arranging an electrical heating device in a condensate collecting container with which the condensate is evaporated. With this solution, however, the need for electrical energy is very high.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, VorteilePresentation of the invention: task, solution, advantages
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimatisierungsanordnung für einen Schaltschrank bereitzustellen, bei dem ein an einem Wärmetauscher entstehendes Kondensat mit einem gegenüber bekannten Lösungen niedrigeren Energiebedarf und unabhängig von dem Betriebszustand der Klimatisierungsanordnung abgeführt werden kann. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schaltschrank sowie eine Zerstäubungseinrichtung für eine Klimatisierungsanordnung bereitzustellen, mit denen die vorgenannten Vorteile erzielt werden.The present invention has for its object to provide an air conditioning arrangement for a control cabinet, in which a condensate arising at a heat exchanger can be discharged with a lower energy requirement than known solutions and regardless of the operating state of the air conditioning arrangement. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a control cabinet and an atomizing device for an air conditioning arrangement with which the aforementioned advantages are achieved.
Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird eine Klimatisierungsanordnung für einen Schaltschrank vorgeschlagen, umfassend einen ersten Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme auf einen Wärmeträger und bevorzugt umfassend einen zweiten Wärmetauscher zur Abgabe der mittels des ersten Wärmetauschers auf den Wärmeträger übertragenen Wärme, wobei die Klimatisierungsanordnung eine Zerstäubungseinrichtung aufweist, wobei die Zerstäubungseinrichtung außerhalb des Schaltschranks anordbar ist, wobei die Zerstäubungseinrichtung zum Zerstäuben eines an dem ersten Wärmetauscher entstehenden Kondensats ausgebildet ist.To achieve the object on which the invention is based, an air conditioning arrangement for a switchgear cabinet is proposed, comprising a first heat exchanger for the transmission of Heat to a heat transfer medium and preferably comprising a second heat exchanger for releasing the heat transferred to the heat transfer medium by means of the first heat exchanger, the air-conditioning arrangement having an atomization device, the atomization device being able to be arranged outside the control cabinet, the atomization device for atomizing an emerging on the first heat exchanger Condensate is formed.
Der Schaltschrank kann als Elektronikschrank, Gehäusesystem oder Gehäuse für ein Computersystem ausgebildet sein.The control cabinet can be designed as an electronics cabinet, housing system or housing for a computer system.
Der Schaltschrank weist bevorzugt einen Innenraum auf, wobei in dem Innenraum Abwärme erzeugende, insbesondere elektronische oder elektrische, Komponenten anordbar oder angeordnet sind. Der erste Wärmetauscher ist bevorzugt dem Innenraum zugewandt, und/oder im Innenraum des Schaltschranks angeordnet, und ausgebildet, Wärme der Luft im Innenraum des Schaltschranks aufzunehmen und auf einen Wärmeträger bzw. auf ein Wärmeträgermedium zu übertragen. Der bevorzugt vorgesehene zweite Wärmetauscher ist insbesondere bevorzugt der Außenumgebung des Schaltschranks zugewandt, und/oder außerhalb des Schaltschranks in der Umgebungsluft des Schaltschranks angeordnet, und ausgebildet, die mittels des ersten Wärmetauschers auf den Wärmeträger übertragene Wärme an die Umgebungsluft abzugeben. Hierfür können der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher in einem Wärmeträgerkreislauf umfassend eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung angeordnet sein, sodass der Wärmeträger durch den ersten Wärmetauscher und den zweiten Wärmetauscher zirkulieren kann. Bei der Klimatisierungsanordnung kann es sich ferner um eine passive oder um eine aktive Klimatisierungsanordnung handeln.The control cabinet preferably has an interior, components, in particular electronic or electrical components, which generate waste heat can be arranged or arranged in the interior. The first heat exchanger preferably faces the interior and / or is arranged in the interior of the control cabinet, and is designed to absorb heat from the air in the interior of the control cabinet and to transfer it to a heat transfer medium or to a heat transfer medium. The second heat exchanger, which is preferably provided, particularly preferably faces the external environment of the control cabinet and / or is arranged outside the control cabinet in the ambient air of the control cabinet, and is designed to emit the heat transferred to the heat transfer medium to the ambient air by means of the first heat exchanger. For this purpose, the first heat exchanger and the second heat exchanger can be arranged in a heat transfer circuit comprising a flow line and a return line, so that the heat transfer medium can circulate through the first heat exchanger and the second heat exchanger. The air conditioning arrangement can furthermore be a passive or an active air conditioning arrangement.
Ist nur ein erster Wärmetauscher vorgesehen, wobei der erste Wärmetauscher bevorzugt dem Innenraum zugewandt ist und/oder im Innenraum des Schaltschranks angeordnet ist, und ausgebildet ist, Wärme der Luft im Innenraum des Schaltschranks aufzunehmen und auf einen Wärmeträger bzw. auf ein Wärmeträgermedium zu übertragen, so kann vorgesehen sein, dass dem einzigen ersten Wärmetauscher der Wärmeträger bzw. das Wärmeträgermedium, bevorzugt Wasser, von einer externen Quelle zugeführt wird. Das Wärmeträgermedium wird nach Durchlaufen des ersten Wärmetauschers abgeführt und insbesondere nicht erneut dem ersten Wärmetauscher zugeführt.If only a first heat exchanger is provided, the first heat exchanger preferably facing the interior and / or being arranged in the interior of the control cabinet, and being designed to absorb heat from the air in the interior of the control cabinet and to transfer it to a heat transfer medium or to a heat transfer medium, it can be provided that the heat transfer medium or the heat transfer medium, preferably water, is supplied to the single first heat exchanger from an external source. The heat transfer medium is removed after passing through the first heat exchanger and in particular is not fed back to the first heat exchanger.
Eine Klimatisierungsanordnung, welche nur einen ersten Wärmetauscher umfasst, kann insbesondere als Luft-/Wasser-Wärmetauscheranordnung bezeichnet werden bzw. ausgebildet sein.An air conditioning arrangement, which comprises only a first heat exchanger, can in particular be referred to or designed as an air / water heat exchanger arrangement.
Die Klimatisierungsanordnung kann als Klimagerät ausgebildet sein, insbesondere umfasst das Klimagerät dann die Zerstäubungseinrichtung. Auch ist es denkbar, dass die Klimatisierungsanordnung als Kombination einer Zerstäubungseinrichtung und eines Klimageräts ausgebildet ist, wobei das Klimagerät einen ersten Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme auf einen Wärmeträger und bevorzugt einen zweiten Wärmetauscher zur Abgabe der mittels des ersten Wärmetauschers auf den Wärmeträger übertragenen Wärme umfasst.The air conditioning arrangement can be designed as an air conditioning device, in particular the air conditioning device then comprises the atomizing device. It is also conceivable that the air conditioning arrangement is designed as a combination of an atomizing device and an air conditioning device, the air conditioning device comprising a first heat exchanger for transferring heat to a heat transfer medium and preferably a second heat exchanger for releasing the heat transferred to the heat transfer medium by means of the first heat exchanger.
Wärme aus der Luft im Innenraum des Schaltschranks kann mittels des ersten Wärmetauschers auf den Wärmeträger übertragen werden. Dabei kühlt die Luft im Innenraum des Schaltschranks und insbesondere in unmittelbarer Nähe des ersten Wärmetauschers soweit ab, dass die Taupunkttemperatur von in der Luft enthaltenem Wasserdampf unterschritten werden kann. Der Wasserdampf kondensiert dann in der Nähe und insbesondere auf einer Oberfläche des ersten Wärmetauschers aus. Das hierbei entstehende Kondensat schlägt sich auf dem ersten Wärmtauscher bzw. auf den Innenseiten des Schaltschranks nieder.Heat from the air in the interior of the control cabinet can be transferred to the heat transfer medium by means of the first heat exchanger. The air in the interior of the control cabinet and in particular in the immediate vicinity of the first heat exchanger cools down so far that the dew point temperature of water vapor contained in the air can be fallen below. The water vapor then condenses in the vicinity and in particular on a surface of the first heat exchanger. The resulting condensate is deposited on the first heat exchanger or on the inside of the control cabinet.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass das an dem ersten Wärmetauscher entstehende Kondensat mittels einer Zerstäubungseinrichtung der Klimatisierungsanordnung zerstäubt wird. Die Zerstäubungseinrichtung kann auch „Verneblungseinrichtung“ genannt werden.According to the invention, it is now proposed that the condensate formed on the first heat exchanger is atomized by means of an atomizing device of the air conditioning arrangement. The atomizing device can also be called a “nebulizing device”.
Unter einem Zerstäuben des Kondensats wird ein Zerteilen des Kondensats in feinste Tröpfchen als Aerosol in der Luft verstanden. Das Aerosol kann auch als Nebel oder Spray bezeichnet werden. Das Aerosol kann aus Tropfen bestehen, welche alle denselben Durchmesser aufweisen, oder es kann verschieden große Tropfen enthalten.Atomizing the condensate is understood to mean breaking the condensate down into very fine droplets as an aerosol in the air. The aerosol can also be called a mist or spray. The aerosol can consist of drops, all of which have the same diameter, or it can contain drops of different sizes.
Vorteilhafterweise wird für das Zerstäuben des Kondensats mittels der Zerstäubungseinrichtung wesentlich weniger Energie benötigt als bei aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, bei denen das Kondensat mittels einer elektrischen Heizvorrichtung oder durch Verwendung der Wärme eines Kältemittels verdampft wird. Ferner kann das Kondensat auch dann zerstäubt und abgeführt werden, wenn die Klimatisierungsanordnung nicht betrieben wird.Advantageously, much less energy is required for atomizing the condensate by means of the atomizing device than in the case of solutions known from the prior art, in which the condensate is evaporated by means of an electrical heating device or by using the heat of a refrigerant. Furthermore, the condensate can also be atomized and removed when the air conditioning arrangement is not in operation.
Bevorzugt ist die Zerstäubungseinrichtung außerhalb des Schaltschranks, das heißt außerhalb eines Innenraums des Schaltschranks, anordbar oder angeordnet.The atomization device can preferably be arranged or arranged outside the control cabinet, that is to say outside of an interior of the control cabinet.
Weiter bevorzugt wird das mittels der Zerstäubungseinrichtung zu zerstäubende Kondensat an die Umgebungsluft des Schaltschranks abgeführt. Hierfür können entsprechende Abführeinrichtungen wie beispielsweise eine Ablaufleitung vorgesehen sein. Beispielsweise kann das am ersten Wärmetauscher entstandene Kondensat vor dem Zerstäuben mittels einer Ablaufleitung aus dem Schaltschrank befördert werde, sodass das Zerstäuben des Kondensats außerhalb des Schaltschranks stattfindet. Bevorzugt ist dann die Zerstäubungseinrichtung außerhalb des Schaltschranks angeordnet. The condensate to be atomized by means of the atomizing device is further preferably discharged to the ambient air of the control cabinet. Appropriate discharge devices can be used for this such as a drain line. For example, the condensate formed on the first heat exchanger can be conveyed out of the control cabinet by means of a drain line before atomization, so that the condensate is atomized outside the control cabinet. The atomization device is then preferably arranged outside the control cabinet.
Bevorzugt ist die Zerstäubungseinrichtung derart angeordnet, dass das am ersten Wärmetauscher anfallende Kondensat ausschließlich mittels der Schwerkraft zur Zerstäubungseinrichtung fließen kann. Hierfür ist die Zerstäubungseinrichtung in Bezug auf eine Vertikalrichtung zumindest teilweise oder vollständig unterhalb des ersten Wärmetauschers angeordnet, wobei die Zerstäubungseinrichtung in Bezug auf eine Horizontalrichtung nicht genau unterhalb des ersten Wärmetauschers angeordnet sein muss und vielmehr in der Regel in Bezug auf eine Horizontalrichtung neben dem ersten Wärmetauscher angeordnet sein wird. Besonders bevorzugt ist die Zerstäubungseinrichtung außerhalb des Schaltschranks und in Bezug auf eine Vertikalrichtung teilweise oder vollständig unterhalb des ersten Wärmetauschers angeordnet.The atomizing device is preferably arranged such that the condensate obtained at the first heat exchanger can flow to the atomizing device exclusively by means of gravity. For this purpose, the atomization device is arranged at least partially or completely below the first heat exchanger in relation to a vertical direction, the atomization device not having to be arranged exactly below the first heat exchanger in relation to a horizontal direction and rather generally in relation to a horizontal direction next to the first heat exchanger will be arranged. The atomization device is particularly preferably arranged outside the control cabinet and partially or completely below the first heat exchanger in relation to a vertical direction.
In der Ablaufleitung kann ein Ventil vorgesehen sein, durch welches ein Zurücklaufen des Kondensats und ein Eintreten von Umgebungsluft in den Innenraum des Schaltschranks verhindert werden kann. Durch diese Maßnahme kann ein im Wesentlichen hermetischer Abschluss des Schaltschranks gegenüber der Umgebungsluft gewährleistet werden.A valve can be provided in the drain line, by means of which the condensate can be prevented from flowing back and ambient air from entering the interior of the control cabinet. This measure ensures that the control cabinet is essentially hermetically sealed from the ambient air.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Klimatisierungsanordnung eine Kältemaschine, insbesondere eine Kompressionskältemaschine, ist, wobei der erste Wärmetauscher ein Verdampfer ist, und wobei der zweite Wärmetauscher ein Kondensator ist, und/oder dass der Wärmeträger ein Kältemittel ist.It is preferably provided that the air-conditioning arrangement is a refrigeration machine, in particular a compression refrigeration machine, the first heat exchanger being an evaporator, and the second heat exchanger being a condenser, and / or the heat transfer medium being a refrigerant.
In einer Kompressionskältemaschine wird ein Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf bewegt und erfährt nacheinander verschiedene Aggregatzustandsänderungen. Gasförmiges Kältemittel wird durch einen Kompressor komprimiert und kondensiert unter Wärmeabgabe in dem nachfolgenden Kondensator. Das kondensierte Kältemittel wird durch eine Drossel entspannt und unter Wärmeaufnahme in dem Verdampfer verdampft.In a compression refrigeration machine, a refrigerant is moved in a closed circuit and successively experiences various changes in the state of matter. Gaseous refrigerant is compressed by a compressor and condenses with the release of heat in the subsequent condenser. The condensed refrigerant is expanded by a throttle and evaporated in the evaporator while absorbing heat.
Durch das Zerstäuben des Kondensats mittels der Zerstäubungseinrichtung kann das Kondensat auch dann abgeführt werden, wenn die Klimatisierungsanordnung nicht betrieben wird, das heißt im Falle einer als Kältemaschine, insbesondere als Kompressionskältemaschine, ausgebildeten Klimatisierungsanordnung, wenn der Kompressor nicht in Betrieb ist und somit kein verdichtetes und überhitztes Kältemittel zum Verdampfen des Kondensats erzeugt wird.By atomizing the condensate by means of the atomizing device, the condensate can also be discharged when the air conditioning arrangement is not being operated, i.e. in the case of an air conditioning arrangement designed as a refrigeration machine, in particular as a compression refrigeration machine, when the compressor is not in operation and therefore is not compressed and overheated refrigerant is generated to evaporate the condensate.
Alternativ kann die Klimatisierungsanordnung aber auch als Absorptionskältemaschine, Adsorptionskältemaschine, Diffusionsabsorptionskältemaschine, Joule-Thomson-Kältemaschine oder jede andere geeignete Kältemaschine ausgebildet sein.Alternatively, the air conditioning arrangement can also be designed as an absorption refrigerator, adsorption refrigerator, diffusion absorption refrigerator, Joule-Thomson refrigerator or any other suitable refrigerator.
Ferner kann die Klimatisierungsanordnung als Heatpipe oder als Wärmerohr ausgebildet sein. Der erste Wärmetauscher wird durch die Heizzone der Heatpipe bzw. des Wärmerohrs und der zweite Wärmetauscher durch die Kühlzone der Heatpipe bzw. des Wärmerohrs gebildet.Furthermore, the air conditioning arrangement can be designed as a heat pipe or as a heat pipe. The first heat exchanger is formed by the heating zone of the heat pipe or the heat pipe and the second heat exchanger by the cooling zone of the heat pipe or the heat pipe.
Zudem ist es möglich, dass die Klimatisierungsanordnung als Luft-Wasser-Wärmetauscher ausgebildet ist. Insbesondere bei einem Luft-Wasser-Wärmetauscher kann sehr viel Kondensat anfallen. In der Regel fällt das Kondensat unterhalb des ersten Wärmetauschers an. Bevorzugt wird das Kondensat mittels einer Abführeinrichtung wie einer Abflussleitung zu einer Außenseite des Schaltschranks geleitet. Die Zerstäubungseinrichtung ist dann bevorzugt ebenfalls außerhalb des Schaltschranks und insbesondere bevorzugt unterhalb des ersten Wärmetauschers in Vertikalrichtung betrachtet angeordnet, sodass das Zerstäuben des Kondensats außerhalb des Schaltschrankes und bevorzugt unterhalb des ersten Wärmetauschers in Vertikalrichtung betrachtet stattfindet.In addition, it is possible for the air conditioning arrangement to be designed as an air-water heat exchanger. A lot of condensate can accumulate, especially in an air-water heat exchanger. As a rule, the condensate accumulates below the first heat exchanger. The condensate is preferably conducted to an outside of the control cabinet by means of a discharge device such as a drain line. The atomization device is then preferably also arranged outside the control cabinet and particularly preferably viewed below the first heat exchanger in the vertical direction, so that the condensate is atomized outside the control cabinet and preferably below the first heat exchanger viewed in the vertical direction.
Der Wärmeträger ist bevorzugt als Kältemittel ausgebildet. Alternativ kann der Wärmeträger auch als Kühlmittel, wie beispielsweise Kühlwasser, ausgebildet sein.The heat transfer medium is preferably designed as a refrigerant. Alternatively, the heat transfer medium can also be designed as a coolant, such as cooling water.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zerstäubungseinrichtung ein Ultraschallzerstäuber ist.It is preferably provided that the atomizing device is an ultrasonic atomizer.
Ein Ultraschallzerstäuber kann auch als Ultraschallvernebler bezeichnet werden. Die Zerstäubung des Kondensats bzw. die Erzeugung eines Nebels aus dem Kondensat erfolgt, indem der Ultraschallzerstäuber mechanische Schwingungen auf das Kondensat überträgt. Durch die Schwingungen können an der Oberfläche des Kondensats Kapillarwellen entstehen, die sich mit steigender Anregungsfrequenz exponentiell aufrichten. Erreicht die Anregungsfrequenz einen bestimmten Wert, können sich Tropfen eines bestimmten Durchmessers ausbilden und als Nebel, Spray oder Aerosol von dem Kondensat lösen.An ultrasonic atomizer can also be called an ultrasonic nebulizer. The atomization of the condensate or the generation of a mist from the condensate takes place in that the ultrasonic atomizer transmits mechanical vibrations to the condensate. The vibrations can cause capillary waves on the surface of the condensate, which rise exponentially with increasing excitation frequency. If the excitation frequency reaches a certain value, drops of a certain diameter can form and detach from the condensate as a mist, spray or aerosol.
Die Ausbildung der Zerstäubungseinrichtung als Ultraschallzerstäuber ist besonders vorteilhaft, da für das Zerstäuben des Kondensats mittels eines Ultraschallzerstäubers im Vergleich zu einem Verdampfen des Kondensats ein wesentlich geringerer Energiebedarf benötigt wird.The design of the atomizing device as an ultrasonic atomizer is particularly advantageous, since for atomizing the condensate by means of an ultrasonic atomizer in comparison to one Evaporation of the condensate requires a much lower energy requirement.
Ferner kann ein Ultraschallzerstäuber auch dann betrieben werden, wenn die Klimatisierungsanordnung selbst nicht in Betrieb ist.Furthermore, an ultrasonic atomizer can also be operated when the air conditioning arrangement itself is not in operation.
Die Ausgestaltung der Zerstäubungseinrichtung ist jedoch nicht auf einen Ultraschallzerstäuber eingeschränkt. So kann die Zerstäubungseinrichtung auch als Rotationszerstäuber oder Druckluftzerstäuber oder als jede andere geeignete Vorrichtung zum Zerstäuben eines Kondensats ausgebildet sein. Bei einem Rotationszerstäuber wird das Kondensat von einem Rand einer schnell rotierenden Scheibe gegen ein feines Sieb geschleudert und der dabei entstehende Nebel in den Raum geblasen. Bei einem Druckluftzerstäuber wird Druckluft mit feinen Düsen in das Kondensat eingebracht, um dieses zu winzigen Tröpfchen zu zerstäuben.However, the design of the atomizing device is not restricted to an ultrasonic atomizer. The atomizing device can also be designed as a rotary atomizer or compressed air atomizer or as any other suitable device for atomizing a condensate. In the case of a rotary atomizer, the condensate is thrown from the edge of a rapidly rotating disc against a fine sieve and the resulting mist is blown into the room. In a compressed air atomizer, compressed air is introduced into the condensate with fine nozzles in order to atomize it into tiny droplets.
Bevorzugt umfasst die Klimatisierungsanordnung einen Ventilator.The air conditioning arrangement preferably comprises a fan.
Mittels des Ventilators kann das zu einem Spray, Aerosol oder Nebel zerstäubte Kondensat in die Umgebungsluft des Schaltschranks geblasen werden. Es kann so dafür gesorgt werden, dass das zerstäubte Kondensat zum Schutz des Schaltschranks und der darin angeordneten Elektronikkomponenten nicht wieder in den Schaltschrank eindringt.The condensate atomized into a spray, aerosol or mist can be blown into the ambient air of the control cabinet by means of the fan. In this way, it can be ensured that the atomized condensate does not re-enter the control cabinet to protect the control cabinet and the electronic components arranged therein.
Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die Klimatisierungsanordnung eine Kondensatauffangeinrichtung zum Auffangen des am ersten Wärmetauscher entstehenden Kondensats aufweist, wobei die Zerstäubungseinrichtung ausgebildet ist, das in der Kondensatauffangeinrichtung aufgefangene Kondensat zu zerstäuben.It is further preferably provided that the air conditioning system has a condensate collecting device for collecting the condensate formed on the first heat exchanger, the atomizing device being designed to atomize the condensate collected in the condensate collecting device.
Die Kondensatauffangeinrichtung ist bevorzugt als ein Kondensatauffangbehälter ausgebildet.The condensate collecting device is preferably designed as a condensate collecting container.
Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass der Ultraschallzerstäuber ausgebildet ist, Ultraschallwellen direkt in das Kondensat einzubringen und/oder dass ein Schallerzeuger, insbesondere eine Membran und/oder ein Schwingungselement wie eine piezoelektrische Keramik, des Ultraschallzerstäubers in physischem Kontakt mit dem Kondensat angeordnet ist.It is further preferably provided that the ultrasonic atomizer is designed to introduce ultrasonic waves directly into the condensate and / or that a sound generator, in particular a membrane and / or a vibration element such as a piezoelectric ceramic, of the ultrasonic atomizer is arranged in physical contact with the condensate.
Besonders bevorzugt ist die Zerstäubungseinrichtung in die Kondensatauffangeinrichtung, insbesondere in den Kondensatauffangbehälter, integriert.The atomization device is particularly preferably integrated into the condensate collecting device, in particular into the condensate collecting container.
So kann vorgesehen sein, dass die Zerstäubungseinrichtung, insbesondere der Ultraschallzerstäuber, an einem Boden oder an einer Seitenwand des Kondensatauffangbehälters angeordnet oder in diese integriert ist. Die Anordnung an den Boden oder an die Seitenwand kann auf einer Außenseite oder einer Innenseite des Kondensatauffangbehälters erfolgen.Thus, it can be provided that the atomizing device, in particular the ultrasonic atomizer, is arranged on a bottom or on a side wall of the condensate collecting container or is integrated therein. The arrangement on the bottom or on the side wall can take place on an outside or an inside of the condensate collecting container.
Wenn die Zerstäubungseinrichtung in einem physischen Kontakt mit dem Kondensat angeordnet ist, beispielsweise durch integrierte Anordnung in den Kondensatauffangbehälter, wird die Schallenergie besonders effektiv in das Kondensat eingeleitet.If the atomizing device is arranged in physical contact with the condensate, for example by an integrated arrangement in the condensate collecting container, the sound energy is introduced into the condensate particularly effectively.
Jedoch ist es auch möglich, dass die Zerstäubungseinrichtung nicht in direktem physischem Kontakt mit dem Kondensat angeordnet ist. So ist es möglich, dass bei der Ausgestaltung der Zerstäubungseinrichtung als Ultraschallerzeuger von dem Ultraschallzerstäuber erzeugte Ultraschallwellen zunächst auf die Luft und dann von der Luft auf das Kondensat übertragen werden.However, it is also possible that the atomizing device is not arranged in direct physical contact with the condensate. It is thus possible that when the atomization device is configured as an ultrasound generator, ultrasound waves generated by the ultrasound atomizer are first transmitted to the air and then from the air to the condensate.
Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zerstäubungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass beim Zerstäuben des Kondensats mindestens 95 %, bevorzugt mindestens 98 %, insbesondere bevorzugt mindestens 99 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,5 %, des aufgefangenen Kondensats in der flüssigen Phase verbleibt. Ferner kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Zerstäubungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass beim Zerstäuben des Kondensats weniger als 5 %, bevorzugt weniger als 2 %, insbesondere bevorzugt weniger als 1 %, ganz besonders bevorzugt weniger als 0,5 %, des aufgefangenen Kondensats von der flüssigen in die gasförmige Phase übergeht.It is further preferably provided that the atomizing device is designed such that when the condensate is atomized, at least 95%, preferably at least 98%, particularly preferably at least 99%, very particularly preferably at least 99.5%, of the collected condensate remains in the liquid phase. Furthermore, it can preferably be provided that the atomizing device is designed such that when the condensate is atomized less than 5%, preferably less than 2%, particularly preferably less than 1%, very particularly preferably less than 0.5%, of the collected condensate the liquid phase changes into the gaseous phase.
Grundsätzlich kann neben dem Zerstäuben auch ein Verdunsten des Kondensats stattfinden, um das Kondensat abzuführen. Jedoch ist es bevorzugt, dass ein Großteil des Kondensats durch das Zerstäuben abgeführt wird, sodass nur ein geringer Anteil des Kondensats von der flüssigen in die gasförmige Phase übergeht.In addition to atomization, the condensate can also evaporate to remove the condensate. However, it is preferred that a large part of the condensate is removed by atomization, so that only a small part of the condensate changes from the liquid to the gaseous phase.
Vorteilhafterweise wird durch diese Maßnahme der Energiebedarf der Klimatisierungsanordnung, insbesondere der Zerstäubungseinrichtung, weiter reduziert. Besonders bevorzugt umfasst der Ultraschallzerstäuber einen, insbesondere piezoelektrischen, Schallerzeuger, weiter insbesondere eine piezoelektrische Keramik.This measure advantageously further reduces the energy requirement of the air conditioning arrangement, in particular of the atomizing device. The ultrasonic atomizer particularly preferably comprises a, in particular piezoelectric, sound generator, furthermore in particular a piezoelectric ceramic.
Ein piezoelektrischer Schallerzeuger bzw. eine piezoelektrische Keramik gewährleistet eine besonders effektive Umwandlung von elektrischer Energie in Schallenergie und somit eine besonders energieeffiziente Zerstäubung des Kondensats.A piezoelectric sound generator or a piezoelectric ceramic ensures a particularly effective conversion of electrical energy into sound energy and thus a particularly energy-efficient atomization of the condensate.
Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass der Ultraschallzerstäuber mechanische Schwingungen in das Kondensat einbringt, wobei die Schwingungen bevorzugt eine Frequenz von mehr als 30 kHz, weiter bevorzugt mehr als 50 kHz, noch weiter bevorzugt mehr als 150 kHz, insbesondere bevorzugt mehr als 1 MHz, besonders bevorzugt mehr als 2 MHz, ganz besonders bevorzugt mehr als 3 MHz, weiter ganz besonders bevorzugt von mehr als 4 MHz, aufweisen.It is further preferably provided that the ultrasonic atomizer has mechanical vibrations introduces the condensate, the vibrations preferably having a frequency of more than 30 kHz, more preferably more than 50 kHz, even more preferably more than 150 kHz, particularly preferably more than 1 MHz, particularly preferably more than 2 MHz, very particularly preferably more than 3 MHz, more particularly preferably of more than 4 MHz.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Zerstäubungseinrichtung ausgebildet ist, Tropfen des Kondensat zu erzeugen, wobei die mittlere Tropfengröße weniger als 10 µm, bevorzugt weniger als 5 µm, weiter bevorzugt weniger als 3 µm, insbesondere bevorzugt weniger als 2 µm, beträgt.It can further preferably be provided that the atomization device is designed to generate drops of the condensate, the mean drop size being less than 10 μm, preferably less than 5 μm, more preferably less than 3 μm, particularly preferably less than 2 μm.
Bevorzugt ist die Kondensatauffangeinrichtung, insbesondere der Kondensatauffangbehälter, außerhalb des Schaltschranks angeordnet. Dafür kann ferner eine Abflussleitung vorgesehen sein, welche das im Innenraum des Schaltschranks an dem ersten Wärmetauscher entstehende Kondensat, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Ventilen, zu einer Außenseite des Schaltschranks und in die außerhalb des Schaltschranks angeordnete Kondensatauffangeinrichtung leitet.The condensate collecting device, in particular the condensate collecting container, is preferably arranged outside the control cabinet. For this purpose, a drain line can also be provided, which conducts the condensate formed in the interior of the control cabinet on the first heat exchanger, possibly with the aid of valves, to an outside of the control cabinet and into the condensate collecting device arranged outside the control cabinet.
Die Kondensatauffangeinrichtung kann in unmittelbarer Nähe des Schaltschranks, bzw. am Schaltschrank angeordnet sein. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass die Kondensatauffangeinrichtung in einer Entfernung, beispielsweise von mindestens 1 m, bevorzugt von mindestens 5 m, von dem Schaltschrank entfernt angeordnet ist. Das Kondensat wird dann mittels der Abflussleitung in die entfernt angeordnete Kondensatauffangeinrichtung geleitet.The condensate collecting device can be arranged in the immediate vicinity of the control cabinet or on the control cabinet. In addition, it is also possible for the condensate collecting device to be arranged at a distance, for example at least 1 m, preferably at least 5 m, from the control cabinet. The condensate is then directed into the remote condensate trap by means of the drain line.
Zudem können Kondensate mehrerer Klimatisierungsanordnungen in die, bevorzugt in einer Entfernung vom Schaltschrank angeordnete, Kondensatauffangeinrichtung geleitet werden. Mittels der Zerstäubungseinrichtung kann dann das Kondensat mehrerer Schaltschränke bzw. mehrerer Klimatisierungsanordnungen zerstäubt werden.In addition, condensates from several air conditioning systems can be directed into the condensate collecting device, which is preferably arranged at a distance from the control cabinet. The condensate of a number of switch cabinets or a number of air conditioning arrangements can then be atomized by means of the atomization device.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Schaltschranks mit einer vorbeschriebenen Klimatisierungsanordnung.Another solution to the problem on which the invention is based is to provide a control cabinet with a previously described air conditioning arrangement.
Eine noch weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Zerstäubungseinrichtung für eine vorbeschriebene Klimatisierungsanordnung.A still further solution to the object on which the invention is based is to provide an atomizing device for a previously described air conditioning arrangement.
Die Zerstäubungseinrichtung kann entsprechend den für die vorbeschriebene Klimatisierungsanordnung erläuterten Ausgestaltungen ausgebildet sein.The atomizing device can be designed in accordance with the configurations explained for the above-described air conditioning arrangement.
Zudem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch eine Zerstäubungseinrichtung gelöst, wobei die Zerstäubungseinrichtung ausgebildet ist, bei einem/einer, insbesondere vorbeschriebenen, Schaltschrank und/oder Klimatisierungsanordnung nachgerüstet zu werden.In addition, the object on which the invention is based is achieved by an atomization device, the atomization device being designed to be retrofitted to a control cabinet and / or air conditioning arrangement, in particular the one described above.
Die Zerstäubungseinrichtung kann entsprechend den für die vorbeschriebene Klimatisierungsanordnung erläuterten Ausgestaltungen ausgebildet sein.The atomizing device can be designed in accordance with the configurations explained for the above-described air conditioning arrangement.
Insbesondere bevorzugt ist die Zerstäubungseinrichtung nicht in der Klimatisierungsanordnung integriert.The atomizing device is particularly preferably not integrated in the air conditioning arrangement.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in einem System umfassend einen Schaltschrank und eine Klimatisierungsanordnung mit einer Zerstäubungsvorrichtung.A further solution to the problem on which the invention is based consists in a system comprising a control cabinet and an air conditioning arrangement with an atomizing device.
Der Schaltschrank und/oder die Klimatisierungsanordnung und/oder die Zerstäubungseinrichtung können entsprechend einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen ausgebildet sein.The control cabinet and / or the air conditioning arrangement and / or the atomizing device can be designed in accordance with one of the above-described configurations.
Bevorzugt sind mehrere Schaltschränke und/oder Klimatisierungsanordnungen vorgesehen und die Zerstäubungseinrichtung ist ausgebildet, das Kondensat der mehreren Schaltschränke und/oder Klimatisierungsanordnungen zu zerstäuben. Insbesondere umfasst das System nur eine Zerstäubungseinrichtung.A plurality of control cabinets and / or air conditioning arrangements are preferably provided, and the atomizing device is designed to atomize the condensate of the plurality of control cabinets and / or air conditioning arrangements. In particular, the system comprises only one atomization device.
Ferner kann eine Verwendung einer Zerstäubungseinrichtung für eine Klimatisierungsanordnung eines Schaltschranks vorgesehen sein. Bevorzugt wird die Zerstäubungseinrichtung zum Zerstäuben eines an einem ersten Wärmetauscher der Klimatisierungsanordnung des Schaltschranks entstehenden Kondensats verwendet. Zudem kann die verwendete Zerstäubungseinrichtung entsprechend den für die vorbeschriebene Klimatisierungsanordnung erläuterten Ausgestaltungen ausgebildet sein.Furthermore, the use of an atomization device for an air conditioning arrangement of a control cabinet can be provided. The atomization device is preferably used to atomize a condensate formed on a first heat exchanger of the air conditioning arrangement of the control cabinet. In addition, the atomization device used can be designed in accordance with the configurations explained for the above-described air conditioning arrangement.
Gemäß einem Verfahren zur Kondensatabführung für einen Schaltschrank, insbesondere durchführbar mit einer vorbeschriebenen Klimatisierungsanordnung, wird Kondensat zerstäubt, welches an einem ersten Wärmetauscher einer Klimatisierungsanordnung des Schaltschranks entsteht.According to a method for condensate removal for a control cabinet, in particular feasible with a previously described air conditioning arrangement, condensate is atomized, which is created on a first heat exchanger of an air conditioning arrangement of the control cabinet.
Für das Verfahren können eine vorbeschriebene Zerstäubungseinrichtung bzw. eine vorbeschriebene Klimatisierungsanordnung oder Schaltschrank verwendet werden. Die entsprechende Zerstäubungseinrichtung und die entsprechende Klimatisierungsanordnung können wie vorbeschrieben ausgestaltet sein.A previously described atomizing device or a previously described air conditioning arrangement or control cabinet can be used for the method. The corresponding atomizing device and the corresponding air conditioning arrangement can be configured as described above.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Kondensat durch Einbringen von Ultraschallwellen in das Kondensat zerstäubt wird. It is preferably provided that the condensate is atomized by introducing ultrasonic waves into the condensate.
Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass beim Zerstäuben des Kondensats mindestens 95 %, weiter bevorzugt mindestens 98 %, insbesondere bevorzugt mindestens 99 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,5 %, des aufgefangenen Kondensats in der flüssigen Phase verbleibt. Ferner kann bevorzugt vorgesehen sein, dass beim Zerstäuben des Kondensats weniger als 5 %, bevorzugt weniger als 2 %, insbesondere bevorzugt weniger als 1 %, ganz besonders bevorzugt weniger als 0,5 %, des aufgefangenen Kondensats von der flüssigen in die gasförmige Phase übergeht.It is further preferred that when the condensate is atomized, at least 95%, more preferably at least 98%, particularly preferably at least 99%, very particularly preferably at least 99.5%, of the collected condensate remains in the liquid phase. Furthermore, it can preferably be provided that when the condensate is atomized, less than 5%, preferably less than 2%, particularly preferably less than 1%, very particularly preferably less than 0.5%, of the collected condensate changes from the liquid to the gaseous phase .
FigurenlisteFigure list
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Klimatisierungsanordnung in einem Schaltschrank mit einer Zerstäubungseinrichtung, -
2 eine weitere Klimatisierungsanordnung in einem Schaltschrank mit einer Zerstäubungseinrichtung, -
3 eine Kondensatauffangeinrichtung mit einer Zerstäubungseinrichtung für eine Klimatisierungsanordnung, und -
4 eine weitere Kondensatauffangeinrichtung mit einer Zerstäubungseinrichtung für eine Klimatisierungsanordnung, und -
5 eine weitere Klimatisierungsanordnung in einem Schaltschrank mit einer Zerstäubungseinrichtung.
-
1 an air conditioning arrangement in a control cabinet with an atomizing device, -
2nd another air conditioning arrangement in a control cabinet with an atomizing device, -
3rd a condensate trap with an atomizing device for an air conditioning arrangement, and -
4th a further condensate collecting device with an atomizing device for an air conditioning arrangement, and -
5 a further air conditioning arrangement in a control cabinet with an atomizing device.
Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures
Die Klimatisierungsanordnung
Durch die Übertragung der Wärme aus dem Innenraum
BezugszeichenlisteReference list
- 100100
- Klimatisierungsanordnung Air conditioning arrangement
- 1010th
- Schaltschrankswitch cabinet
- 1111
- Innenrauminner space
- 1212th
- BauteilComponent
- 1313
- Erster WärmetauscherFirst heat exchanger
- 1414
- Zweiter WärmetauscherSecond heat exchanger
- 1515
- VorlaufleitungSupply line
- 1616
- RücklaufleitungReturn line
- 1717th
- KältekompressionsmaschineCold compression machine
- 1818th
- Oberflächesurface
- 1919th
- Kondensat condensate
- 2020th
- AuffangvorrichtungFall arrester
- 2121
- AblaufleitungDrain pipe
- 2222
- KondensatauffangbehälterCondensate trap
- 2323
- KondensatauffangeinrichtungCondensate trap
- 2424th
- ZerstäubungseinrichtungAtomizing device
- 2525th
- Nebelfog
- 2626
- Tropfendrops
- 2727
- UltraschallzerstäuberUltrasonic atomizer
- 2828
- VentilValve
- 2929
- Verdampfer Evaporator
- 3030th
- Kondensatorcapacitor
- 3131
- Kompressorcompressor
- 3232
- Drosselthrottle
- 3333
- Innenrauminner space
- 3434
- Bodenground
- 3535
- Piezoelektrische KeramikPiezoelectric ceramics
- 3636
- Membranmembrane
- 3737
- Oberflächesurface
- 3838
- KapillarwellenCapillary waves
- 3939
- SeitenwandSide wall
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 202009006916 U1 [0006]DE 202009006916 U1 [0006]
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