DE2556329A1 - Kastenfoermiger, an einen schaltschrank vorzugsweise ansetzbarer kuehler - Google Patents

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Bruno Kümmerle * ^" 27. November 1975

7441 UJolfschlugen Aniualtsakte 2036

Kastenförmiger, an einen Schaltschrank vorzugsweise ansetzbarer Kühler.

Die Erfindung betrifft einen kastenförmigen, an einen Schaltschrank vorzugsweise ansetzbaren Kühler mit zwei in Wärmeaustausch miteinander stehenden jeweils einen Einlaß und einen AuslaQ aufweisenden Kammern, von denen die erste Kammer als Schaltschrankluftkammer mit ihrem Einlaß und Auslaß einerseits mit einem zugeordneten Einlaß bzw. Auslaß des Schaltschrankes und die zweite Kammer über ihren Einlaß und Auslaß mit einem Kühlmittel— reservoir verbindbar ist, mit einem Innenluftventilator zur Erzeugung einer Innenluftströmung durch die erste Kammer und mit einem Förderaggregat zur Erzeugung einer der Innenluftströmung entgegengerichteten Kühlmittelströmung durch die zujsite Kammer.

Ein Schaltschrankkühler dieser Art ist bekannt. Der bekannte Schaltschrankkühler weist zwei jeweils mit einem eigenen Antriebsaggregat versehene Ventilatoren auf, von denen der eine die Innenluft aus dem Schaltschrank an einem Einlaß am oberen Ende der ersten Kammer ansaugt und von denen der zweite die Außenluft aus der Umgebung als Kühlmittel durch einen Einlaß am unteren Ende der zweiten Kammer ansaugt. Die beiden Kammern stehen dabei

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über ein mäanderfärmig gefaltetes Blech od. dgl. im Wärmeaustausch miteinander.

Nachteilig an dem bekannten SchaltschrankkUhler ist es, daß für jeden der Ventilatoren ein besonderes Antriebsaggregat benötigt wird, wobei die Verlustwärme des Antriebsaggregats für den der ersten Kammer zugeordneten Ventilator die abzuführende Wärmemenge noch erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltschrankkühler zu schaffen , der einfacher und billiger aufgebaut ist und bei geringem Leistungsbedarf eine hohe Kühlleistung gewährleistet. Diese Aufgabe ist bei dem kastenförmigen, an einen Schaltschrank vorzugsweise ansetzbaren Kühler der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Innenluftventilator und das Förderaggregat auf einer gemeinsamen Welle sitzen und durch einen einzigen lYlotor antreibbar sind.

Gemäß der Erfindung lassen sich insbesondere die folgenden Vorteile erreichen

- der Kühler wird insgesamt billiger, da nur ein einziger fflotor benötigt mird,

- der Kühler benötigt eine geringere Leistung, da der stärkere fflotor für den gleichzeitigen Antrieb des Innenluftventilators und des Förderaggregats mit einem gegenüber zwei einzelnen Γ/lotoren verbesserten Wirkungsgrad arbeitet,

- eine zusätzliche Erwärmung der Innenluft durch den fflotor für den" Innenluftventilator kann vermieden werden,

- dar Uiartungsaufuiand für den Kühler verringert sich, da statt zwei Motoren nur noch ein einziger Motor gewartet werden muß, der zudem wegen seiner höheren Leistung im allgemeinen robuster ist,

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— durch die Verwendung nur eines einzigen lYlotors kann Platz eingespart werden und

- der eine Γ/lotor kann ohne weiteres so angebracht werden, daß er leicht und bequem zugänglich ist.

Als günstig hat es sich erwiesen, wenn der Einlaß der ersten Kammer einerseits und der Auslaß der zweiten Kammer andererseits und/oder der Auslaß der ersten Kammer einerseits und der Einlaß der zweiten Kammer andererseits jeweils auf gleicher Höhe angeordnet sind. Dies ermöglicht nämlich die Verwendung von zumindest weibgehend gleichen Bauteilen für zwei Seitenwände des Kühlers.

Worteilhaft ist es ferner, wenn der Innenluftventilator im Bereich des Einlasses der ersten Kammer und das Förderaggregat angrenzend an den Auslaß der zweiten Kammer angeordnet ist, da sich auf diese Weise die Gegenstromkühlung besonders einfach verwirklichen läßt, obwohl dBr Innenluftventilator und das Förderaggregat auf einer gemeinsamen Antriebswelle sitzen.

Es ist auch vorteilhaft, wenn dar Motor innerhalb der zweiten Kammer angeordnet ist, da hier die von ihm abgegebene l/erlust— wärme wesentlich leichter abgeführt werden kann als aus der ersten Kammer.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die zweite Kammer als von dem flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel durchflossener Wärmeaustauscher ausgebildet ist. In diesem Fall ergibt sich nämlich ein besonders günstiger Wärmeübergang von der ersten in die zweite Kammer.

Es ist auch günstig, wenn ein eine Trennwand zwischen der ersten und zweiten Kammer bildender Wandbareich die UJärmeaustauscharoberfläche vergrößernde Vorsprünge, Rippen od. dgl., aufweist. Hierdurch wird der Wärmeübergang von der ersten in die zwaits Kammer gefördert.

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Weiterhin ist es v/ortailhaft, wenn die Trennwand als ein mit einem gasförmigen oder flüssigen llJärmeaustauschermedium gefüllter Hohlkörper ausgebildet ist. Durch die Verwendung eines solchen Uiärmeaustauscher-Hflediums lassen sich nämlich verbesserte UJärmeübergangseigenschaften der Trennwand erreichen. Als besonders günstiges UJärmeaustauscher-flfledium hat sich dabei eine eutektische Lösung erwiesen. Im übrigen wird die Trennwand vorzugsweise als nietallteil,insbesondere als Aluminiumteil,mit Kühlrippen ausgebildet.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn als Kühlmittel Außenluft aus der Umgebung des Schaltschrankkühlers vorgesehen ist und wenn das Förderaggregat als AuOenluftventilator ausgebildet ist, da in diesem Fall auf einen besonderen Kühlmittelkreislauf verzichtet werden kann.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen eines erfindungsgemäBen Kühlers näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Kühler gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Kühlers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht des Kühlers in Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht einer Trennwand für einen « Kühler gemäß Fig. 1 — 3,und

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch einen Kühler gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

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Der nachstehend anhand der Fig. 1 — 4 zu erläuternde Kühler gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel besitzt ein im wesentlichen allseitig geschlossenes quaderförmiges Gehäuse 10, das mittels geeigneter Verbindungseinrichtungen (nicht dargestellt) an einen Schaltschrank ansetzbar ist. Das Gehäuse 10 kann beispielsweise aus Stahlblech bestehen. Im Inneren des Gehäuses sind zwei Kammern 12 und 14 vorgesehen, die über θϊπθ Trennwand 16 miteinander in wärmeleitender Verbindung stehen. Die erste Kammer 12 besitzt einen Einlaß 18, der mit einem Auslaß des Schaltschrankes (nicht dargestellt) verbindbar ist, sowie einen Auslaß 20, der mit einem Einlaß des Schaltschrankes verbindbar ist. Die Innenluft aus dem Schaltschrank wird im Betrieb durch einen Innenluftventilator 22 in die erste Kammer 12 gesaugt und verläßt die erste Kammer 12 über den Auslaß 20, von wo sie wieder in den Schaltschrank zurückgeleitet wird. Der Innenluftventilator 22 befindet sich in der Nähe des Einlasses 18 an dem im Betrieb oberen Ende des Gehäuses 10 des Kühlers. Vorteilhafterweise ist der Einlaß 18 im Betrieb mit einem im Bereich des oberen-Ende des Schaltschrankes gelegenen Auslaß desselben verbunden, so daß jeweils die am stärksten erwärmte Luft aus dem Schaltschrank in die erste Kammer 12 abgesaugt wird, um dort abgekühlt zu werden.

Auf der der ersten Kammer 12 abgewandten Seite der Trennwand 16 befindet sich die zweite Kammer 14, die ebenfalls Binen Einlaß 24 und einen Auslaß 26 aufweist. Anders als bei der ersten Kammer 12 befindet sich jedoch der Einlaß 24 der zweiten Kammer am unteren Ende derselben, während der Auslaß 26 am oberen Ende vorgesehen ist. Angrenzend an den Auslaß 26 ist ein Förderaggregat in Form eines zweiten Ventilators 28 vorgesehen, welcher das Kühlmittel aus der zweiten Kammer 14 ansaugt und zum Auslaß 26 fördert. Beim Ausf ührung-sbeispiel wird als Kühlmittel AuÖenluft verwendet, welche am Einlaß 24 in die zweite Kammer 14 eintritt und diese über den Auslaß 26 wieder verläßt, wobei sie einfach in die Umgebung des Kühlars abgeblasen wird. Die Strörnungsrichtung der Innenluft und der AußBnluft ist an den Einlassen 18, 24 und

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dan Auslässen 20, 26 sowib im Inneren dar Kammern 12 und 14 durch Pfeile angedeutet und man erkannt, daß es sich bei dem Kühler gemäß dar Erfindung um einen Kühler handelt, der nach dem Gegenstromprinzip arbeitet.

Gemäß der Erfindung sitzen die beiden Ventilatoren 22, 28 auf einer gemeinsamen U/elle 30, die durch einen einzigen Motor 32 angetrieben wird, u/elcher beim Ausführungsbeispiel dichtend in eine Öffnung der Trennwand 16 eingesetzt ist.

Die Trennwand 16 besteht, u/ie dies insbesondere aus Fig. 4 deutlich wird, aus einem Hohlkörper 34 in Form eines Flachkastans,

dessen einander gegenüberliegende Außenflächen mit U-förmigen Kühlrippen 36 besetzt sind. Der Hohlkörper 34 und die Kühlrippen bestehen vorzugsweise aus einem gut warms— leitenden Material, insbesondere aus Aluminium. Das Innere des Hohlkörpers 34 ist zur Verbesserung der Wärmeübertragung mit einem UJärmeaustauscher-Medium, insbesondere einer eutektische Lösung 38 gefüllt. Die Trennwand 16 könnte aber auch ohne Hohlraum als einstückiges Aluminium—Gußteil ausgebildet sein.

Der Kühler gemäß Fig. 5 unterscheidet sich v/on dam Kühler gemäß Fig. 1-4 dadurch, daß der Motor 32 vollständig im Inneren der zweiten Kammer 14 angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daß die von dem Motor 32 abgegebene Verlustwärme unmittelbar in das Kühlmittel bzw. die Außenluft übertragen wird,und zwar bei der gewählten Strömungsrichtung in unmittelbarer Nähe des Auslasses 26 der zweiten Kammer, wo die zugeführta Verlustwärme den Kühlvorgang für die Innanluft aus dam Schaltschrank praktisch nicht mehr beeinträchtigen kann. Im übrigen unterscheidet sich das Ausführungsbeispial gem. Fig. 5 nicht von dam anhand der Fig, 1—4 erläuterten ersten Ausführungsbaispiel.

Bai den beiden vorstehend hatrachtotan Ausführungsbeispialan wird dia Außanluft aus der Umgehung des Kühlers als Kühlmittel

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verwendet und das Förderaggregat zur Erzeugung einer Kühlmittelströmung durch die zweite Kammer 14 ist als Ventilator ausgebildet, Oe nach den Gegebenheiten kann aber als Kühlmittel auch eine Flüssigkeit verwendet werden, insbesondere dort, wo günstige Möglichkeiten für das Anschließen der zweiten Kammer 14 an einen entsprechenden flüssigen Kühlmittelvorrat gegeben sind. In diesem Fall kann dann das Förderaggregat als Pumpe geeigneter Bauart ausgebildet werden.

Bei beiden Ausführungsbeispielen ist es günstig, wenn der frei zugängliche Auslaß 26 der zweiten Kammer 14 durch ein Schutzgitter 40 oder dgl. abgedeckt ist, wie dies die Fig. 1, 2 und zeigen. Das Schutzgitter 40 verhindert ein Hineingreifen und damit eine l/erletzungsgefahr durch den Ventilator 28.

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Claims (10)

Patentansprüche

1. Kastenförmiger, an einen Schaltschrank vorzugsweise ansetzbarer Kühler mit ziuei in Wärmeaustausch miteinander stehenden, voneinander getrennten, jeweils einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Kammern, von denen die erste Kammer als Schaltschrankluftkammer mit ihrem Einlaß und Auslaß jeweils mit einem zugeordneten Einlaß bzw. Auslaß des Schaltschrankes und die zweite über ihren Einlaß und Auslaß mit einem Kühlmittelreseruoir verbindbar ist, mit einem Innenluftventilator zur Erzeugung einer Innenluftströmung durch die erste Kammer und mit einem Förderaggregat zur Erzeugung einer der Innenluftströmung entgegengerichteten Kühlmittelströmung durch die zweite Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenluftventilator (22) und das Förderaggregat (28) auf einer gemeinsamen Welle (30) sitzen und durch einen einzigen Motor (32) antreibbar sind.

2. Kühler nach "Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (1O) der ersten Kammer (12) einerseits und der Auslaß (26) der zweiten Kammer (14) andererseits und/ oder der Auslaß (20) der ersten Kammer (12) einerseits und der Einlaß (24) der zweiten Kammer (14) andererseits jeweils auf einer Höhe angeordnet sind.

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3. Kühler nach Anspruch 1 odßr 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenluftventilatar (22) im Bereich des Einlasses (iß) der ersten Kammer (12) und das Förderaggrsgat (28) angrenzend an den Auslaß (26) der zweiten Kammer (14) angeordnet ist.

4. Kühler nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet , daß der lYlotor (32) innerhalb der zuzeiten Kammer (14) angeordnet ist.

5. Kühler nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (14) als von dem flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel durch— flossener Wärmeaustauscher ausgebildet ist.

6. Kühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Trennwand (16) zwischen der ersten Kammer (12) und der zweiten Kammer (14) bildender Uiandbereich die Uiärmeaustauscheroberfläche vergrößernde Vorsprünge, Rippen (36) od. dgl. aufweist«

7. Kühler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Trennwand (16) als ein mit einem gasförmigen oder flüssigen Wärmeaustauscher-Medium (38) gefüllter Hohlkörper (34) ausgebildet ist.

8. Kühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß als Wärmeaustauscher-Medium (38) eine eutektische Lösung vorgesehen ist.

9. Kühler nach-einem der Ansprüche 6 — 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Trennwand (16) als Ffletallteil, insbesondere Aluminiumteil, mit Kühlrippen (36) ausgebildet ist.

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10. Kühler nach einem der Ansprüche 1—9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Außenluft aus der Umgebung des Kühlers vorgesehen ist und daß das Förderaggregat als zweiter Ventilator (28) ausgebildet ist.

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