DE29815962U1

DE29815962U1 - Air conditioning or ventilation device

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Publication number: DE29815962U1
Application number: DE29815962U
Authority: DE
Original assignee: Nickel Heinrich GmbH
Current assignee: Nickel Heinrich GmbH
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 1998-11-19
Anticipated expiration: 2008-09-09

Description

PATENTANWÄLTE · HEMMERICH · MÜ&.LE«■ GR*0S*SB»POLtMEIER · VALENTIN · GIHSKEPATENT ATTORNEYS · HEMMERICH · MÜ&.LE«■ GR*0S*SB»POLtMEIER · VALENTIN · GIHSKE

I & Sep, 1998 . Gi.fu 78 330I & Sep, 1998 . Gi.fu 78 330

Heinrich Nickel GmbH, Siegstraße 28 - 34, 57518 Betzdorf
Klima- bzw. LüftungsgerätHeinrich Nickel GmbH, Siegstrasse 28 - 34, 57518 Betzdorf
Air conditioning or ventilation unit

Die Erfindung betrifft ein Klima- bzw. Lüftungsgerät, insbesondere Umluftkühl-Schrankgerät, umfassend mindestens zwei Ventilatoren, das eine Einhausung und Anschlüsse zur Zu- bzw. Abfuhr von kalter bzw. warmer Luft aufweist.The invention relates to an air conditioning or ventilation device, in particular a circulating air cooling cabinet device, comprising at least two fans, which has a housing and connections for the supply and removal of cold or warm air.

Das Zusammenwirken von mehreren Ventilatoren ist grundsätzlich bekannt (vgl. z. B. &ldquor;Lehrbuch für Klimatechnik", Seite 400/401) und wird ausgenutzt, um den Volumenstrom und die Druckerhöhung zu vergrößern, wobei sich in einer Anlage mehrere Ventilatoren parallel oder hintereinander anordnen bzw. schalten lassen. Bei der Parallelschaltung von Ventilatoren fördern mehrere Ventilatoren parallel in die gleiche druck- und saugseitige Anlage, während die Hintereinanderschaltung von Ventilatoren bedeutet, daß mehrere Ventilatoren hintereinander angeordnet in die gleiche druck- und saugseitige Anlage fördern. Der Einsatz von mehreren Ventilatoren bringt Vorteile mit sich, insbesondere beim Ausfall eines Ventilators den verbleibenden Ventilator im Notbetrieb mit höherer Drehzahl zu betreiben.The interaction of several fans is generally known (see, for example, "Textbook for Air Conditioning Technology", page 400/401) and is used to increase the volume flow and the pressure increase, whereby several fans can be arranged or connected in parallel or one after the other in a system. When fans are connected in parallel, several fans feed in parallel into the same pressure and suction side system, while when fans are connected in series, several fans are arranged one after the other into the same pressure and suction side system. The use of several fans has advantages, especially if one fan fails, the remaining fan can be operated at a higher speed in emergency mode.

In Räumen mit großen thermischen Lasten bzw. Wärmebelastungen, die z. B. in Rundfunk- und Fernsehanstalten sowie Betrieben der Telekommunikation aufgrund der dort in genormten, modulmäßig zusammengesetzten Sendegestellen angeordneten zahlreichen elektrischen und/oder elektronischen Bausteine auftreten, werden zur Kühlung der Raumtemperatur Klimageräte in Form von Umluftkühl-Schrankgeräten eingesetzt. Deren Funktionselemente müssen auf engem Raum untergebracht werden, um einen Einbau zwischen den Sendegestellen zu ermöglichen. Dies bereitet große Schwierigkeiten, weil trotz der gedrängten Einbausituation die erforderliche Kühlwirkung erzielt werden muß, was nur mit einem entsprechenden Geräteaufwand gewährleistet werden kann, der dannIn rooms with high thermal loads or heat stresses, which occur, for example, in radio and television stations and telecommunications companies due to the numerous electrical and/or electronic components arranged in standardized, modular transmission frames, air conditioning units in the form of circulating air cooling cabinet units are used to cool the room temperature. Their functional elements must be accommodated in a small space to enable installation between the transmission frames. This causes great difficulties because the required cooling effect must be achieved despite the cramped installation situation, which can only be guaranteed with a corresponding amount of equipment, which then

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aber auch einen größeren Platzbedarf voraussetzt. Im Betrieb dieser stehenden Klimageräte wird von der einen Seite - oben oder unten - kalte Luft in die Gehäuse eingeblasen und an der anderen Seite Warmluft abgesaugt.but also requires more space. When these upright air conditioners are in operation, cold air is blown into the housing from one side - top or bottom - and warm air is sucked out from the other side.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klima- bzw. Lüftungsgerät der eingangs genannten Art mit optimierter Wirkung und dennoch kleiner Bauweise zu schaffen.The invention is based on the object of creating an air conditioning or ventilation device of the type mentioned at the beginning with optimized efficiency and yet a small design.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die als Ventilatoren eingesetzten freilaufenden Lüftungsräder hintereinander geschaltet sind und zwischen den beiden Lüftungsrädern als Gleichrichter ein Wärmetauscher angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Kombination von freilaufenden Lüftungsrädern mit einem Wärmetauscher wird einerseits der gewünscht hohe Volumenstrom bei dennoch platzsparender Unterbringung von zwei Ventilatoren auf engem Raum erreicht, weil die Belüftungsräder keine einen zusätzlichen Platzbedarf beanspruchenden Einbaugehäuse (z. B. Trommeln oder Kammern) besitzen. Die Erfindung macht sich hierbei die Erkenntnis zunutze, daß die ohnehin vorhandene Einhausung (z.B. ein Schrankgehäuse) als Druckraum genutzt werden kann, so daß potentielle Energie zurückgewonnen wird, wobei insbesondere aufgrund des zwischengeschalteten Wärmetauschers in seiner Wirkung als Gleichrichter das Anströmverhalten des zweiten Ventilators bzw. Lüftungsrades optimiert wird.This object is achieved according to the invention in that the free-running ventilation wheels used as fans are connected in series and a heat exchanger is arranged between the two ventilation wheels as a rectifier. The inventive combination of free-running ventilation wheels with a heat exchanger achieves the desired high volume flow while still saving space in a small space for two fans, because the ventilation wheels do not have any built-in housings (e.g. drums or chambers) that take up additional space. The invention makes use of the knowledge that the housing that is already there (e.g. a cabinet housing) can be used as a pressure chamber, so that potential energy is recovered, whereby the flow behavior of the second fan or ventilation wheel is optimized, particularly due to the heat exchanger that is connected in between and its effect as a rectifier.

Andererseits läßt sich der Wärmetauscher erfindungsgemäß in einer Doppelfunktion nutzen, nämlich nicht nur, um den Volumenstrom des ersten Ventilators gezielt auf den nachgeschalteten, zweiten Ventilator auszurichten, sondern gleichzeitig auch zum Abkühlen der erwärmten Luft. Es kann somit eine Einbau-Komponente gespart werden, was die kompakte Bauweise begünstigt.On the other hand, the heat exchanger can be used in a dual function according to the invention, namely not only to direct the volume flow of the first fan specifically to the downstream second fan, but also to cool the heated air at the same time. This means that an installation component can be saved, which favors the compact design.

Wenn das Klimagerät vorzugsweise in Modulbauweise ausgebildet ist, z. B. an die Modulabmessungen der schaltschrankartigen Sendegestelle angepaßt ist, läßt es sich diesen problemlos zuordnen.If the air conditioning unit is preferably designed in a modular design, e.g. adapted to the module dimensions of the switch cabinet-like transmission frames, it can be easily assigned to these.

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert ist. Es zeigen:Further details and advantages of the invention emerge from the claims and the following description, in which an embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail. Shown are:

Figur 1 im Längsschnitt ein Umluftkühl-Schrankgerät; undFigure 1 shows a longitudinal section of a circulating air cooling cabinet unit; and

Figur 2 als Einzelheit des Gerätes nach Fig. 1 in schematischer Form dasFigure 2 shows a detail of the device according to Fig. 1 in schematic form.

Strömungsverhalten und die Wirkungsweise von zwei hintereinander geschalteten Lüftungsrädern mit zwischen diesen angeordnetem Wärmetauscher. Flow behavior and the mode of operation of two ventilation wheels connected in series with a heat exchanger arranged between them.

Ein in Fig. 1 gezeigtes Umluftkühl-Schrankgerät 1 ist am oberen und am unteren Ende seines Schrankgehäuses 2 mit Anschlußstutzen 3, 4 ausgebildet, über die oben warme Luft einströmt bzw. unten gekühlte Luft abströmt. In Strömungsrichtung von oben nach unten sind in dem Schrankgehäuse 2 ein Luftfilter 5, ein Schaltschrank 6 und anschließend zwei Ventilatoren in Form von freilaufenden Lüftungsrädern 7 bzw. 8 mit einem zwischen diesen angeordneten, als Wärmetauscher 9 ausgebildeten Gleichrichter angeordnet. Das Schrankgehäuse 2 ist über Türen 10, 11, 12, von seiner vorderen Stirnseite her zugänglich.A circulating air cooling cabinet unit 1 shown in Fig. 1 is designed with connection pieces 3, 4 at the top and bottom of its cabinet housing 2, through which warm air flows in at the top and cooled air flows out at the bottom. In the direction of flow from top to bottom, an air filter 5, a control cabinet 6 and then two fans in the form of free-running ventilation wheels 7 and 8 with a rectifier arranged between them, designed as a heat exchanger 9, are arranged in the cabinet housing 2. The cabinet housing 2 is accessible from its front end via doors 10, 11, 12.

Die Wirkungs- bzw. Funktionsweise der beiden mit einem zwischengeschalteten Wärmetauscher 9 hintereinander angeordneten freilaufenden Lüftungsräder 7, 8 in dem Klimagerät 1 wird aus dem in Figur 2 dargestellten Prinzip deutlich. Die von oben gemäß den Pfeilen 13 einströmende Luft wird von dem in Strömungsrichtung ersten Lüftungsrad 7 erfaßt, im wesentlichen radial nach außen geschleudert (vgl. die Pfeile 14) und von den Wänden des als Druckraum wirkenden Schrankgehäuses 2 entsprechend den schematisch eingezeichneten Verwirbelungen 15 nach unten hin konzentriert in den Wärmetauscher geleitet, dort abgekühlt und gemäß den Strömungspfeilen 16 gleichzeitig mit einem gerichteten Volumenstrom dem nachgeschalteten Ventilator bzw. freilaufendem Lüftungsrad 8 mit somit optimiertem Anströmverhalten zugeführt. Im Anschluß daran verläßt die gekühlte Luft mit einem der Strömungssituation im ersten Lüftungsrad 7 entsprechendem Verhalten das Schrankgehäuse 2 über den unteren Anschlußstutzen 4.The effect or function of the two free-running ventilation wheels 7, 8 in the air conditioning unit 1, which are arranged one behind the other with an intermediate heat exchanger 9, is clear from the principle shown in Figure 2. The air flowing in from above according to the arrows 13 is captured by the first ventilation wheel 7 in the flow direction, is thrown essentially radially outwards (see the arrows 14) and is directed downwards in a concentrated manner by the walls of the cabinet housing 2, which acts as a pressure chamber, according to the schematically drawn turbulence 15, into the heat exchanger, where it is cooled and, according to the flow arrows 16, is simultaneously fed with a directed volume flow to the downstream fan or free-running ventilation wheel 8 with thus optimized flow behavior. The cooled air then leaves the cabinet housing 2 via the lower connection piece 4 with a behavior corresponding to the flow situation in the first ventilation wheel 7.

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Die Verwendung von zwei hintereinander geschalteten freilaufenden Lüftungsrädern 7, 8 als Ventilatoren ermöglicht eine kompakte Unterbringung in dem begrenzten, engen Raum des Schrankgehäuses 2, und der zwischengeschaltete Wärmetauscher in seiner Funktion gleichzeitig auch als Gleichrichter 9 sorgt nicht nur für einen Temperaturausgleich, sondern richtet den weitestgehend unkontrolliert verwirbelten Luftstrom aus dem ersten Lüftungsrad 7 gezielt auf das nachgeordnete zweite Lüftungsrad 8 aus.The use of two free-running ventilation wheels 7, 8 connected in series as fans enables compact accommodation in the limited, narrow space of the cabinet housing 2, and the intermediate heat exchanger, which also functions as a rectifier 9, not only ensures temperature equalization, but also directs the largely uncontrolled swirling air flow from the first ventilation wheel 7 specifically to the downstream second ventilation wheel 8.

Claims

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1. Air conditioning or ventilation device, in particular a circulating air cooling cabinet device, comprising at least two fans, which has a housing and connection options for the supply or removal of cold or warm air, characterized in that free-running ventilation wheels (7, 8) are connected one behind the other as fans and a heat exchanger (9) is arranged between the ventilation wheels (7, 8) as a rectifier.

2. Air conditioning or ventilation device according to claim 1, characterized in that it is designed in modular construction