DE2416471C3 - Wärmeaustauscher für die staubfreie Abfuhr von Wärme aus elektrische Einrichtungen enthaltenden Gehäusen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher für die staubfreie Abfuhr von Wärme aus elektrische Einrichtungen enthaltenden Gehäusen, mit einem an einer mit öffnungen versehenen Tür oder Wand des Gehäuses befestigten, mäanderförmig gebogenen Metallblech, das mit an seinen beiden Enden etwa senkrecht zu ihm angeordneten Verschlußelementen flache Strömungskanäle für die zu kühlende Innenluft sowie dazwischenliegende flache Strömungskanäle für die als Kühlmedium verwendete Außenluft bildet.

Solche Wärmeaustauscher werden beispielsweise für die Wärmeabfuhr aus Schaltschränken, insbesondere aus solchen, die elektronische Bauteile enthalten, verwendet Die im Innern des Schaltschrankes als Wärme auftretende Verlustleistung muß abgeführt werden, dies kann aber nicht durch direktes Hindurchblasen von Außenluft erfolgen, da die mitgeführten Verunreinigungen bald zu Störungen der empfindlichen elektrischen und elektronischen Bauteile führen würden. Im Innern des staubdicht verschlossenen Gehäuses oder Schaltschrankes wird deshalb die warme Luft durch den Wärmetauscher hindurch umgewälzt und gibt in diesem die Wärme an die durchströmende Außenluft ab.

Es ist ein derartiger Wärmeaustauscher bekannt (DT-OS 20 06 759), der als geschlossene Baueinheit ausgebildet ist, die entweder im Innern des Gehäuses angeordnet oder an einer Tür oder Wand des Gehäuses von innen befestigt ist Die als Kühlmedium dienende Außenluft ist keineswegs staubfrei, sie enthält häufig sogar ganz beachtliche Mengen Staub und sonstige Verunreinigungen. Die von ihr durchströmten Kanäle müssen deshalb von Zeit zu Zeit gereinigt werden. Der bekannte Wärmeaustauscher muß aber für die Reinigung ausgebaut und aus dem Gehäuse entnommen werden. Dies erfordert einen beachtlichen Arbeitsaufwand, zumal darauf geachtet werden muß, daß der Wärmeaustauscher beim Wiedereinbau in das Gehäuse staubdicht eingesetzt wird. Der bei jeder Reinigung erforderliche Ein- und Ausbau des Wärmeaustauschers birgt außerdem die Gefahr in sich, daß in der Zwischenzeit ungehindert Fremdkörper in das Gehäuse

is eindringen können und hinterher zu Störungen der empfindlichen Bauteile führen.

Bei einem anderen bekannten Wärmeaustauscher (DT-OS 17 90 054) sind die Strömungskanäle für die Außenluft durch längsprofilierte Kühlkörper und durch eine seitliche Abdeckhaube begrenzt, an der die Kühlkörper befestigt sind. Die Abdeckhaube ist ihrerseits von innen an einer Außenwand des Gehäuses festgeschraubt Um die Strömungskanäle für die Außenluft reinigen zu können, muß entweder die Außenwand von dem Gehäuse abgenommen und danach die Abdeckhaube von der Außenwand abgeschraubt werden, oder es muß die Abdeckhaube von der Außenwand gelöst und samt der Kühlkörper aus dem Gehäuse herausgenommen werden. Beide Möglichkei ten des Ausbaues sind zeitraubend und schließen ebenfalls die Gefahr in sich, daß Fremdkörper in das Gehäuse eindringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, der ohne jeglichen Eingriff in das zu kühlende Gehäuse und ohne dieses öffnen zu müssen, von außen leicht gereinigt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das außerhalb der Tür oder Wand angeordnete Metallblech von einer, die Strömungskanäle für die Außenluft seitlich begrenzenden, abnehmbaren Abdeckhaube umschlossen ist, die lediglich durch die Wirkung der Schwerkraft abdichtend an der Tür oder Wand in Anlage gehalten ist

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den UnteranspriJchen 2 bis 4 gekennzeichnet.

Die Abdeckhaube kann durch einfaches Anheben von dem Wärmeaustauscher entfernt werden, wonach die Strömungskanäle für die Außenluft frei zugänglich sind.

Sie können mit einem Blick überprüft und bei Bedarf gereinigt werden. Da diese Überprüfung und Reinigung in kurzer Zeit durchzuführen sind und dabei die Gefahr eines unzulässigen Wärmestaues in der Regel nicht besteht, kann der Wärmeaustauscher gereinigt werden, ohne die in dem Gehäuse enthaltenen Einrichtungen außer Betrieb setzen zu müssen. Das Gehäuse bleibt während der ganzen Reinigung der Kühlflächen vollkommen staubdicht verschlossen, es können keine Verunreinigungen eindringen. Auch eine mögliche Beschädigung der Dichtungen zwischen der Gehäusewand und der Abdeckhaube oder ein unsachgemäßes Aufsetzen dieser Haube kann die Dichtheit des Gehäuses nicht beeinträchtigen. Vorteilhaft ist insbesondere auch der einfache Aufbau und damit die wirtschaftliche Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigt

Fig. 1 einen Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung in der Draufsicht und

F i g. 2 den Wärmeaustauscher nach F i g. 1 in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht

An einer Türe 1 (Fig. 1) eines Schaltschi ankes ist ein S Wärmeaustauscher befestigt Er könnte aber auch ohne weiteres an einer Seitenwand des Schaltschrankes befestigt sein, ohne daß sich deshalb in seinem Aufbau etwas ändern würde. Der Schaltschrank selbst ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt ι ο

An der Tür I ist ein mäanderartig gebogenes Metallblech 2 befestigt (vgL auch Fig.2), das im wesentlichen die Kanäle für die Luftströme bildet, zwischen denen der Wärmeaustausch zu erfolgen hat Es sind dies abwechselnd Strömungskanäle 3 für die als '5 Kühlmedium verwendete Außenluft und Strömungskanäle 4 für die zu kühlende Innenluft aus dem Schaltschrank, die diesem nach der Kühlung im Kreislauf wieder zugeführt wird. Die Strömungskanäle 3 und 4 weisen im Ausführungsbeispiel eine./ rechteckigen Querschnitt auf. Die Breitseiten der Strömungskanäle 3 und 4 sind von dem mäanderförmig gebogenen Metallblech 2 begrenzt, das dabei jeweils die Wärmeübergangsschicht zwischen den beiden Luftströmen unterschiedlicher Temperatur bildet Lediglich die beiden äußersten Strömungskanäle 3 sind an ihrer äußeren Breitseite durch je ein ebenfalls an der Tür 1 befestigtes Abschlußblech 5 begrenzt.

An einer Schmalseite sind die Strömungskanäle 3 durch die Wand 1 bzw. durch den an dieser Wand befestigten Teil des Metallblechs 2 begrenzt, während die gegenüberliegende Begrenzung durch eine äußere abnehmbare Abdeckhaube 6 gebildet ist. Eine Schmalseite der Strömungskanäle 4 ist ebenfalls durch das Stahlblech 2 begrenzt, während die Tür 1 die gegenüberliegende Begrenzung darstellt. Ein kleiner fertigungsbedingter Spalt 7 je zwei aufeinanderfolgenden Strömungskanälen 3 im Bereich der Abdeckhaube 6 hat keinen merklichen Einfluß auf die Strömungsverhältnisse, ergibt aber eine zusätzliche Vergrößerung der Wärmeübergangsfläche.

Die Abdeckhaube 6 ist seitlich mit zwei nach innen vorstehenden Zapfen 8 versehen, die, wenn die Abdeckhaube 6 auf den Wärmeaustauscher aufgesetzt ist je auf einer an dem entsprechenden Abschlußblech 5 befestigten Auflageleiste 9 aufliegen. Zur besseren Führung ist der Zapfen 8 mit einem Bund Sa und die Auflageleiste 9 mit einer Aussparung 10 versehen. Die Auflageleisten 9 sind gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet (vgl. F i g. 2) und zwar so, daß sie der mit den Zapfen 8 aufliegenden Abdeckhaube 6 eine Gewichtskraftkomponente in Richtung auf die Tür 1 erteilen. Die Abdeckhaube 6 drückt also mit ihrem Eigengewicht gegen die Tür 1 bzw. gegen Dichtleisten 12 und ergibt somit ohne zusätzliche Befestigungsele- ss mente einen dichten Abschluß. Sie kann andererseits aber durch einfaches Kochheben entfernt werden, wodurch die Reinigungsarbeiten sehr erleichtert werden. Bei abgenommener Abdeckhaube 6 sind die Strömungskanäle 3 für die Außenluft von außen frei zugänglich. Nur diese Strömungskanäle müssen von Zeit zu Zeit gereinigt werden, da die durch die Kanäle 4 strömende Innenluft im Kreislauf geführt wird und praktisch nicht verschmutzt ist

Die Außeniuft wird durch im unteren Bereich des Wärmeaustauschers angeordnete Lüfter oder Gebläse

14 durch den Wärmeaustauscher gefördert und die Innenluft durch seitlich, und zwar zn der Innenseite der Tür oder Wand 1 angeordnete Lüfter oder Gebläse 15. Die Außenluft strömt im Ausführungsbeispiel von oben nach unten durch die Strömungskanäle 3, wie in der Zeichnung durch einen mit strichpunktierten Linien dargestellten Pfeil A angedeutet ist Nach oben, d. h. an der Saugstelle, sind die Strömungskanäle gegen die Umgebung offen, während sie nach unten in einen den Lüftern 14 vorgeschalteten Luftverteilungsraum 16 münden.

Ein zweiter Luftverteilungsraum 17, der durch ein an der Innenseite der Tür 1 befestigtes Gehäuse 18 gebildet ist, ist zwischen die Lüfter 15 und einer gemeinsamen unteren Eintrittsöffnung 19 für die Strömungskanäle 4 geschaltet Im oberen Bereich des Wärmeaustauschers ist die Tür 1 mit einer gemeinsamen oberen Austrittsöffnung 20 für die Strömungskanäle 4 versehen. Die im Schaltschrank erwärmte Innenluft wird durch die Lüfter

15 angesaugt und in den Luftverteilungsraum 17 eingedrückt. Von dort gelangt sie durch die Eintrittsöffnung 19 in die Strömungskanäle 4, strömt in diesen von unten nach oben, wobei sie durch die Wärmeaustauschwände ihre Wärme an die durch die Strömungskanäle 3 in entgegengesetzter Richtung strömende Außenluft abgibt, und tritt dann gekühlt durch die Austrittsöffnung 20 wieder in das Innere des Schaltschranks ein. Der Strömungsweg der Innenluft ist in der Zeichnung mit einem strichpunktiert dargestellten Pfeil B angedeutet. Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich also um einen Gegenstrom-Wärmeaustauscher, der bekanntlich einen sehr intensiven Wärmeübergang bewirkt.

Nach oben und nach unten sind die Strömungskanäle 4 durch etwa senkrecht zu den Mantellinien des Metallblechs 2 angeordnete längliche Verschlußelemente 22 mit etwa quadratischem Querschnitt abgeschlossen. Die Verschlußelemente können als Kunststoff-Gußteil oder als Metallteil ausgebildet sein. Zur leichteren Handhabung ist die Abdeckhaube 6 mit zwei seitlichen Haltegriffen 23 versehen. Mit Hilfe dieser Haltegriffe kann die Abdeckhaube durch einfaches Anheben sehr schnell abgenommen werden, wonach, wie oben bereits erwähnt, die Strömungskanäle 3 für die Reinigung zugänglich sind.

Das mäanderförmig gebogene Metallblech 2, die Abdeckhaube 6 und das Gehäuse 18 sind Metallblechtei-Ie, die sich durch einfaches Umbiegen oder Abkanten herstellen lassen. Mit geringem konstruktivem und fertigungstechnischem Aufwand läßt sich der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher an jede gewünschte Gehäusefonn und -abmessung anpassen. Er kann insbesondere auch in Form einer Platte relativ geringer Dicke ausgebildet werden, womit er überall sehr raumsparend untergebracht werden kann.

Als ein besonders geeigneter Werkstoff für das die Wärmedurchgangsschicht darstellende Metallblech 2 hat sich Aluminium erwiesen.

Die Verschlußelemente 22 können in einfacher und vorteilhafter Weise auch durch ein entsprechendes Verformen des Metallbleches 2 gebildet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Wärmeaustauscher für die staubfreie Abfuhr von Wärme aus elektrische Einrichtungen enthaltenden Gehäusen, mit einem an einer mit öffnungen versehenen Tür oder Wand des Gehäuses befestigten, mäanderförmig gebogenen Metallblech, das mit an seinen beiden Enden etwa senkrecht zu ihm angeordneten Verschlußelementen flache Strömungskanäle für die zu kühlende Innenluft sowie dazwischenliegende, flache Strömungskanäle für die als Kühlmedium verwendete Außenluft bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das außerhalb der Tür oder Wand (1) angeordnete Metallblech (2) von einer die Strömungskanäle (3) für die Außenluft seitlich begrenzenden, abnehmbaren Abdeckhaube (6) umschlossen ist, die lediglich durch die Wirkung der Schwerkraft abdichtend an der Tür oder Wand (1) in Anlage gehalten ist

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Metallblech (2) begrenzten Strömungskanäle (3,4) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Strömungskanäle (3) von den Endstücken des Metallblechs (2), von der Abdeckhaube (6) und von je einem an der Wand oder Tür (1) des Gehäuses befestigten Abschlußblech (5) begrenzt sind.

4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckhaube (6) an ihren beiden seitlichen Innenflächen mit Haltezapfen (8) und die beiden Abschlußbleche (5) an ihren Außenflächen mit Auflageleistsn (9) für die Haltezapfen (8) versehen sind, und daß diese Auflageleisten (9) in Richtung auf die Tür oder Wand (1) schräg abwärts geneigt sind.