DE2712017B2 - Kühl- und Heizsystem für ein mit elektrischen Geräten bestücktes Gehäuse - Google Patents
Kühl- und Heizsystem für ein mit elektrischen Geräten bestücktes GehäuseInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühl- und Heizsystem für ein mit Geräten der elektrischen
Nachrichten- und/oder Meßtechnik bestücktes, gegen die Umgebung isoliertes Gehäuse mit einem Flüssigkeitstank
und einem mit der Flüssigkeit und der Behälterkift im Flüssigkeits- und Luftkreislauf befindlichen
Wärmetauscher.
Geräte der elektrischen Nachrichten- und/oder Meßtechnik sind meist für bestimmte Umgebungstemperaturen
ausgelegt Zum Schutz gegen Umwelteinflüsse werden diese Geräte in Behältern, beispielsweise
Gehäusen, Kabinen und Sheltern untergebracht Da die Behälter gegen von außen eindringende Wärme isoliert
sind und somit auch der Wärmefluß von innen nach außen behindert ist, steigt durch die Verlustleistung der
Geräte die Temperatur im Behälterinneren an. Um Schäden durch Überhitzung zu vermeiden, ist eine
zusätzliche Kühlung notwendig. Gegebenenfalls kann aber auch eine Heizung des Innenraums erforderlich
werden, beispielsweise dann, wenn die äußere Temperatur bei Nacht auf sehr niedrige Werte absinkt
Bei der üblichen Behälterkühlung kann die Innentemperatur von Behältern durch Kühlaggregate in zulässigen Grenzen gehalten werden. Zum Betrieb von Kompressor- und Absorbersystemen muß Energie, nämlich Strom, Gas, Treibstoffe oder ähnliches zugeführt werden. Dabei ist zudem eine laufende Wartung
Bei der üblichen Behälterkühlung kann die Innentemperatur von Behältern durch Kühlaggregate in zulässigen Grenzen gehalten werden. Zum Betrieb von Kompressor- und Absorbersystemen muß Energie, nämlich Strom, Gas, Treibstoffe oder ähnliches zugeführt werden. Dabei ist zudem eine laufende Wartung
!? notwendig, und es kann auch eine Umweltverschmutzung
auftreten. Solche Kühlsysteme mit Umwälzpumpe usw. sind z. B. durch die DE-AS 11 40 613 oder durch die
DE-OS 20 56 699 bekannt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für ein Kühl- und Heizsystem für bestückte Behälter in Freiluftklimaten anzugeben, mit dem die vorstehend beschriebenen Probleme in einfacher Weise gelöst werden können, d. h. daß ein Zwangsumlauf im obigen Sinne vermieden wird und die Wartung erheblich vereinfacht ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für ein Kühl- und Heizsystem für bestückte Behälter in Freiluftklimaten anzugeben, mit dem die vorstehend beschriebenen Probleme in einfacher Weise gelöst werden können, d. h. daß ein Zwangsumlauf im obigen Sinne vermieden wird und die Wartung erheblich vereinfacht ist
Bei einem Kühl- und Heizsystem der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß der Wärmetauscher in seiner Lage zu dem oberhalb und/oder unterhalb der Geräte im
Gehäuse angebrachten Flüssigkeitstank so angeordnet ist daß Luft- und Flüssigkeitskreislauf allein infolge
Temperatur-/Dichteunterschieden Zustandekommen und daß mehrere nebeneinander angeordnete, mit der
Flüssigkeit des Flüssigkeitstanks und der Umgebung außerhalb des Gehäuses im Wärmekreislauf befindliche
Wärmerohre vorgesehen sind.
Bei diesem System, das völlig wartungsfrei arbeitet und außer Wärme nichts an die Umwelt abgibt, also sehr
umweltfreundlich ist, werden dir Tag-Nachtunterschiede
der Außentemperatur zur Behälter-Kühlung bzw. auch Heizung ausgenützt Aufbau und Funktion sind
hierbei besonders einfach. Pumpen oder sonstige Zusatzaggregate sind nicht nötig. Der Wärmetauscher
ist nämlich so vorteilhaft angeordnet, daß Luft- und Flüssigkeitskreislauf allein infolge Temperatur-/Dichteunterschieden
Zustandekommen.
Der Wärmetauscher besteht dabei aus zwei in unterschiedlichem Abstand zum Flüssigkeitstank angeordneten
Längsrohren, an deren mittleren Bereich jeweils wenigstens ein unterschiedlich tief in den
Flüssigkeitstank eintauchendes Rohr angebracht ist sowie aus zwischen den Längsrohren angeordneten,
schräg zum Flüssigkeitsspiegel verlaufenden Querrohren. Die Querrohre sind in vorteilhafter Weise längs
ihres Umfanges mit Kühlrippen versehen.
In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes
ist ferner vorgesehen, daß im Bereich zwischen dem Wärmetauscher und den Geräten ein Luftleitblech
angeordnet ist und daß vor den Kühlrippen der schräg liegenden Querrohre des Wärmetauschers ein bimetallgesteuertes
Klappensystem angeordnet ist, das aus in ihrer Lage einstellbaren Blenden besteht
Die Wärmerohre bestehen in vorteilhafter Weise aus jeweils einem in sich geschlossenen, dampf- bzw.
flüssigkeitsgefüllten Rohr, die in dem in den Flüssigkeitstank eintauchenden und dem außerhalb des
Gehäuses befindlichen Bereich Kühlrippen aufweisen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt
Fig.2 in einem Meßdiagramm den Verlauf der
Innentemperatur einer Versuchkabine mit dem Kühlsy- s stern bei extremer Außentemperatur.
Das wärmeisolierte Gehäuse 1 ist in einer geschnittenen Darstellung gezeichnet, so daß die in ihm
angeordneten Geräte 2 sowie das Kühlsystem sichtbar sind. Das Kühlsystem besteht aus einem im oberen ι ο
Bereich des Gehäuses 1 angeordneten Flüssigkeitstank 3 sowie aus einem Wärmetauscher 4 und Wärmerohren
11 (Heatpipe). Der Wärmetauscher 4 besteht aus zwei
nebeneinander geführten, in unterschiedlichem Abstand zum Flüssigkeitstank angeordneten Längsrohren 6,8, an ι s
deren Mitten jeweils ein senkrecht in den Flüssigkeitstank eintauchendes Rohr 5 bzw. 7 angebracht ist Diese
senkrechten Rohre 5, 7 tauchen unterschiedlich weit in den Füissigkeitstank 3 hinein; das Rohr S des in einem
größeren Abstand zum Flüssigkeitstank 3 geführten Längsrohrcs 6 taucht weniger tief hinein als das Rohr 7
des näher am Flüssigkeitstank gelegenen Ldngsrohres 8. Zwischen den Längsrohren 6,8 sind mehrere nebeneinander
angeordnete, schräg zum Flüssigkeitsspiegel verlaufende Querrohre 9 angeordnet Die Querrohre 9
weisen längs ihres Umfanges Kühlrippen 10 in Form von Platten auf. Im Bereich dieser Querrohre 9 mit den
Kühlrippen 10, in dem der Flüssigkeitskreislauf — die Pfeile innerhalb der senkrechten Rohre 5, 7 zeigen die
Richtung des Flüssigkeitskreislaufes an — und der Luftkreislauf der Kühl-Luftströmung K im Behälter —
in F i g. 1 mit einem großen Pfeil eingezeichnet — ineinandergreifen, erfolgt der eigentliche Wärmetausch.
Der Wärmetauscher ist dabei so eingebaut, daß Luft- und Flüssigkeitskreislauf allein infolge Temperatur-/
Dichteunterschieden Zustandekommen. Entlang des mit größerem Abstand zum Flüssigkeitstank 3 geführten
Längsrohres 6 ist ein Lufüeitblech 13 unter einem annähernd rechten Winkel zur Ebene der Querrohre 9
angeordn.t, durch das die Kühl-Luftströmung K vom Wärmetauscher 4 zum Gerät 2 geleitet wird.
Vor den Kühlrippen 10 der schräg liegenden Querrohre 9 des Wärmetauschers läßt sich unter
geringem Abstand zu diesen ein in der Figur strichliert eingezeichnetes bimetallgesteuertes Klappensystem 14
anbringen, das beispielsweise aus in ihrer Lage einstellbaren Blenden besteht und durch das die
Temperatur konstant gehalten werden kann.
Die Wärmerohre des Kühlsystems bestehen aus mehreren nebeneinander bzw. hintereinander angeordneteil,
jeweils in sich geschlossenen Rohren 11, die mit einer Längsseite in den Flüssigkeitstank 3 eintauchen
und mit ihrer gegenüberliegenden Längsseite sich außerhalb des Gehäuses 1 befinden. Die Wärmerohre 11
(Heatpipe) sind in dem in den Flüssigkeitstank 3 v-, eintauchenden Bereich und in dem außerhalb des
Gehäuses 1 liegenden Bereich längs ihres Umfanges mit Kühlrippen 12 in Form von Platten versehen zur
Vergrößerung der für den Wärmeaustausch wirksamen Flächen. Die Wärmerohre Vi sind dampf- bzw.
flüssigkeitsgefüllt, beispielsweise mit Freon. Von den Wärmerohren ist in der Fig. 1, ebenso wie bei den
Querrohren 9, jeweils nur das in der Zeichenebene gelegene dargestellt Die weiteren Wärmerohre bzw.
Querrohre des Wärmetauschers sind dahinterliegend angeordnet
Die Kühlung des Gehäuseinneren geschieht auf folgende Weise: Die Flüssigkeit z. B. Wasser, des im
oberen Teil des Gehäuses 1 angebrachten Flüssigkeitstanks 3 nimmt über den Wärmetauscher 4 die im
Gehäuse 1 am Tag entstehende Wärme auf. Der Wärmetauscher ist dabei so aufgebaut daß Luft- und
Flüssigkeitskreislauf allein infolge Temperatur-/Dichteunterschieden
Zustandekommen. Bei Nacht wird über die Wärmerohre 11 die entstehende Verlustwärme und
die im Flüssigkeitstank 3 gespeicherte Wärme nach außen geführt und die Flüssigkeit wieder auf ihre
Anfangstemperatur gebracht
Das in F i g. 1 dargestellte und vorstehend beschriebene Kühlsystem läßt sich dadurch zu einem Heizsystem
ergänzen, daß in spiegelbildlicher Anordnung zum Flüssigkeitstank 3 im oberen Bereich des Gehäuses 1
und zum Wärmetauscher 4 eine entsprechende Anordnung im unteren Bereich des Gehäuses vorgesehen
wird, also unterhalb der Geräte. Damit ist bei Bedarf auch eine Heizung bei Nacht möglich, indem die im
Flüssigkeitstank im unteren Bereich des Gehäuses gespeicherte Wärme an den Innenraum des Gehäuses
abgegeben wird. Eine solche Heizung ist kombiniert mit einem Kühlsystem möglich oder kann für sich allein im
Gehäuse angeordnet werden.
F i g. 2 zeigt in einem Meßdiagramm den Verlauf der Innentemperatur einer Versuchskabine mit dem Kühlsystem
gemäß Fig.2 bei extremer Außentemperatur. Dabei ist die Temperatur & in Abhängigkeit von der
Zeit t über einen Zeitabschnitt von 24 Stunden fjfgetragen. Für die Nachtstunden von 0 bis 6 Uhr und
von 19 bis 24 Uhr beträgt die Außentemperatur etwa 28°C, für die Tagstunden von 7 bis 18 Uhr etwa 500C.
Der Übergang von der Nachttemperatur zur Tagtemperatur erfolgt sehr rasch, nämlich innerhalb etwa einer
Stunde. Der Temperaturgang der Außentemperatur ist mit I, der der Innentemperatur ist mit II bezeichnet.
Beim Vergleich beider Diagramme miteinander zeigt sich, daß bei Temperaturschwankungen der Außentemperatur
zwischen Tag und Nacht von über 20° C sich die Innentemperatur lediglich um einen Wert von etwa 5° C
ändert; die Temperatur des Innenraumes steigt oabei während der Tagstunden von etwa 35°C auf etwa 40GC
an und sinkt während der Nachtstunden wieder auf den unteren Wert ab.
Claims (7)
1. Kühl- und Heizsystem für ein mit Geräten der elektrischen Nachrichten- und/oder Meßtechnik
bestücktes, gegen die Umgebung isoliertes Gehäuse mit einem Flüssigkeitstank und einem mit der
Flüssigkeit und der Behälterluft im FlQssigkeits- und Luftkreislauf befindlichen Wärmetauscher, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) in seiner Lage zu dem oberhalb und/oder
unterhalb der Geräte (2) im Gehäuse (1) angebrachten Flüssigkeitstank (3) so angeordnet ist, daß Luft-
und Flüssigkeitskreislauf allein infolge Temperatur-/ Dichteunterschieden Zustandekommen und daß
mehrere nebeneinander angeordnete, mit der Flüssigkeit des Flüssigkeitstanks (3) und der
Umgebung außerhalb des Gehäuses (1) im Wärmekreislauf befindliche Wärmerohre (11) vorgesehen
sind
2. KCh\- und Heizsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) aus zwei in unterschiedlichem Abstand zum
Flüssigkeitstank (3) angeordneten Längsrohren (6,8) besteht, an deren mittlerem Bereich jeweils wenigstens
ein unterschiedlich tief in den Flüssigkeitstank (3) eintauchendes Rohr (5, 7) angebracht ist, sowie
aus zwischen den Längsrohren (6, 8) angeordneten, schräg zum Flüssigkeitsspiegel verlaufenden Querrohren
(9).
3. Kühl- und Heizsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrohre (9) längs
ihres Umfanges mit Kühlrippen (10) versehen sind.
4. Kühl- und Heizsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im
Bereich zwischen dem Warn..-tauscher (4) und den Geräten (2) ein Luftleitblech (13) angeordnet ist.
5. Kühl- und Heizsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor
den Kühlrippen (10) der schräg liegenden Querrohre (9) des Wärmetauschers (4) ein bimetallgesteuertes
Klappensystem (14) angeordnet ist.
6. Kühl- und Heizsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappensystem
(14) aus in ihrer Lage einstellbaren Blenden besteht.
7. Kühl- und Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmerohre (11) aus jeweils einem in sich geschlossenen, dampf- bzw. flüssigkeitsgefüllten
Rohr bestehen, die in dem in den Flüssigkeitstank (3) eintauchenden und dem außerhalb des Gehäuses (1)
befindlichen Bereich Kühlrippen (12) aufweisen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2712017A DE2712017C3 (de) | 1977-03-18 | 1977-03-18 | Kühl- und Heizsystem fur ein mit elektrischen Geräten bestücktes Gehäuse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2712017A DE2712017C3 (de) | 1977-03-18 | 1977-03-18 | Kühl- und Heizsystem fur ein mit elektrischen Geräten bestücktes Gehäuse |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2712017A1 DE2712017A1 (de) | 1978-09-21 |
DE2712017B2 true DE2712017B2 (de) | 1979-05-23 |
DE2712017C3 DE2712017C3 (de) | 1980-02-07 |
Family
ID=6004044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2712017A Expired DE2712017C3 (de) | 1977-03-18 | 1977-03-18 | Kühl- und Heizsystem fur ein mit elektrischen Geräten bestücktes Gehäuse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2712017C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2946226A1 (de) * | 1979-11-16 | 1981-05-27 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Kuehlsystem in einem geraete der elektrischen nachrichtentechnik und/oder messtechnik aufnehmenden gehaeuse |
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- 1977-03-18 DE DE2712017A patent/DE2712017C3/de not_active Expired
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Also Published As
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---|---|
DE2712017A1 (de) | 1978-09-21 |
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