DE202020002915U1 - Einrichtung einer Kabelkanalkühlung ohne externen Energieverbrauch - Google Patents
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Abstract
Einrichtung einer Kabelkanalkühlung ohne externen Energieverbrauch dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem flexiblen, rohrförmigen Kunststoffmantel (1) mit integrierten zweistufigen, getrennten Latentwärmespeicher Kühlsystem (2, 3, 6, 7) und mit längsförmigem Öffnungsschlitz (5), zum Einlegen oder Herausnehmen der Stromkabel, besteht.
Description
- Kabel aus metallischen Leitern, zur elektrischen Stromversorgung, wie bei Rechenzentren oder Batterie Ladestationen, oder um elektrischen Strom abzuführen, wie bei Windkraftanlagen oder PV-Anlagen, erwärmen sich durch starken Stromfluss. Durch diese Erwärmung erhöht sich der Elektrische Widerstand und es kommt zu ungewollten Energieverlusten und einer sinkenden Effizienz der Anlagen. Bei bestimmten, materialabhängigen Temperaturen kann es sogar zu verfrühter Materialermüdung der Kabelisolation kommen. Deshalb werden Rechenzentren oder Serverräume mit handelsüblichen Kühlsystemen klimatisiert. Alle diese Kühlsysteme verbrauchen selbst auch Energie aus elektrischem Strom oder anderen Energieträgern und bedürfen einer Steuerung und regelmäßigen Wartung.
- Der in Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass die Kühlung von elektrischen Strom leitenden Metallkabeln selbst beträchtliche Energie benötigt, und je höher die ausgelegte Kühlkapazität ist umso höher sind Kosten und Ressourcenverbrauch.
- Dieses Problem wird durch eine zweistufige latente Stromkabel Grundkühlung mit selbsttätiger Wärmeabfuhr mit den im Schutzanspruch 1 ff. aufgeführten Merkmalen gelöst. Mit der Erfindung wird erreicht, dass die Stromkabel durch eine ständige ressourcenschonende Grundkühlung einen erheblich geringeren Bedarf an konventionellen Kühlsystemen benötigen.
- Dies wird durch eine Einbettung des Stromkabels (
4 ) in eine Wärmesenke erreicht. Die Wärmesenke besteht aus einem Latentwärmespeichermaterial (2 ), welches bei Raumtemperatur und Normalbedingungen im Festzustand ist. - Das Latentwärmespeichermaterial (
2 ) ist durch ein flexibles Kunststoffgehäuse (1 ) ummantelt und dies hat eine längsseitige Öffnung durch die das Kabel eingelegt und entnommen werden kann. Innerhalb dieses ersten Latentwärmespeichers befindet sich ein Kupferrohrsystem (3 ), welches teilweise mit einem zweiten Latentwärmespeichermaterial gefüllt ist, das zusätzlich noch die Funktion des Wärmetransports übernimmt. - Dieses zweite Latentwärmespeichermaterial (
6 ) ist bei Raumtemperatur und Normalbedingungen im Flüssigzustand. Der Siedepunkt des zweiten Latentwärmespeichermaterials (6 ) ist niedriger als der Schmelzpunkt des ersten Latentwärmespeichermaterials (2 ). - Das Rohrsystem (
3 ) mit dem flüssigen Latentwärmespeichermaterial (6 ) ist hermetisch mit einem Thermosiphon (5 ) verbunden. Der Thermosiphon (5 ) wird außerhalb des Raumes, in dem sich das zu kühlende Kabel befindet, installiert und dient als Wärmetauscher. Die Wärme wird an die Umgebungsluft abgegeben. Prinzipiell funktioniert die Wärmeabfuhr wie folgend. - Die Abwärme aus den stromführenden Kabeln wird von dem ersten Latentwärmespeichermaterial (
2 ) aufgenommen und zum zweiten Latentwärmespeichermaterial (6 ) weitergeleitet. Bei Erreichen der Siedetemperatur verdampft das zweite Latentwärmespeichermaterial (6 ), das Material wird durch den Dampfdruck im Gasraum des Kupferrohrsystems (3 ) verteilt und kondensiert im Thermosiphon (5 ) und wird durch die Schwerkraft wieder in die niedriger liegenden Kupferrohre zurückfließen. - Durch die Materialwahl und Menge des ersten Latentwärmespeichermaterial (
2 ) und des zweiten Latentwärmespeichermaterial (6 ) wird die Temperatur der stromführenden Kabel dauerhaft unter einer Temperaturschwelle gehalten, die hohe Effizienzverluste oder gar vorzeitige Materialermüdung verhindert. - Die Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe bei Latentwärmespeichermaterialien benötigt keine externe Energie oder operative Betriebskosten. Es tritt weder Materialverbrauch noch Effizienzverringerung über die Zeit ein. Die Materialeigenschaften im Sinne der Einrichtung bleiben konstant und es ist keine Wartung notwendig.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der
1 bis4 erläutert. Es zeigen: -
1 . Querschnitt Flexible Kunststoffhülle offen -
2 . Querschnitt Flexible Kunststoffhülle geschlossen -
3 . Verdampfer -
4 . Schematische Gesamtansicht - Es gibt keine Kosten durch Steuerung, Wartung oder Materialersatz für sich verbrauchende Betriebsstoffe und die zusätzliche Investition in die herkömmliche Kühlung ist geringer.
Claims (5)
- Einrichtung einer Kabelkanalkühlung ohne externen Energieverbrauch dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem flexiblen, rohrförmigen Kunststoffmantel (1) mit integrierten zweistufigen, getrennten Latentwärmespeicher Kühlsystem (2, 3, 6, 7) und mit längsförmigem Öffnungsschlitz (5), zum Einlegen oder Herausnehmen der Stromkabel, besteht.
- nach
Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Latentwärmespeichermaterial (2) im Innenraum des Kunststoffmantels (1) befindet mit einem Schmelzpunkt zwischen 50°C und 60°C unter Normalbedingungen. - nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sich im Latentwärmespeichermaterial (2) des Innenraums des Kunststoffmantels (1) ein Kupferrohrsystem (3) befindet, welches teilweise mit einem anderen Latentwärmespeichermaterial (6) gefüllt ist. Dieses andere Latentwärmespeichermaterial (6) ist flüssig und hat einen Siedepunkt zwischen 30°C bis 48°C unter Normalbedingungen.
- nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das innenbefindliche Kupferrohrsystem (3) mit dem anderen, unter Normalbedingungen flüssigen, Latentwärmespeichermaterial (6) hermetisch mit einem Gravitationswärmerohr (7) (Thermosiphon) verbunden ist.
- nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Gravitationswärmerohr (7) sich außerhalb des zu kühlenden Raumes befindet und die Abwärme an die Außenumluft abgibt.
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Publications (1)
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| DE202020002915U1 true DE202020002915U1 (de) | 2020-07-24 |
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| DE202020002915.7U Expired - Lifetime DE202020002915U1 (de) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | Einrichtung einer Kabelkanalkühlung ohne externen Energieverbrauch |
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| DE (1) | DE202020002915U1 (de) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| DE102021105190A1 (de) | 2021-03-04 | 2022-09-08 | Phoenix Contact E-Mobility Gmbh | Kühleinrichtung zum Kühlen zumindest einer mit einem Steckverbinderteil verbundenen elektrischen Leitung |
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2020
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| WO2022184489A1 (de) | 2021-03-04 | 2022-09-09 | Phoenix Contact E-Mobility Gmbh | Kühleinrichtung zum kühlen zumindest einer mit einem steckverbinderteil verbundenen elektrischen leitung |
| BE1029163A1 (de) | 2021-03-04 | 2022-09-27 | Phoenix Contact E Mobility Gmbh | Kühleinrichtung zum Kühlen zumindest einer mit einem Steckverbinderteil verbundenen elektrischen Leitung |
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