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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung thermisch
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hochbelasteter Räume, insbesondere solchen mit elektrischen und/oder
elektronischen Schalteinrichtungen, Datenverarbeitungsanlagen od.dgl. und eine Anordnung
zur Durchführung des Verfahrens.
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Für derartige Räume, in denen sich die elektrischen oder elektronischen
Geräte, Schaltschränke und sonstige Einrichtungen aus Gründen der optimalen Raumausnutzung
regelmäßig in Schränken oder Regalen mit zwischen diesen angeordneten Gängen für
Wartung und Montage bzw. Demontage befinden, ist es bekannt, eine Luftführung im
Einkreis- oder Zweikreissystem vorzusehen. Beim Einkreissystem wird die zur Kühlung
dienende Luft nur dem Raum zugeführt, entweder durch eine luftführende Decke oder
durch einen Doppelboden. Durch Ventilatoren wird die Luft dann aus dem Raum gesaugt.
Bei dem Zweikreissystem wird den zu kühlenden Einrichtungen aus dem Raum und getrennt
von diesem Kühlluft zugeführt. ueblich ist es bei Räumen der genannten Art, die
Kühlluft im Einkreissystem über einen Doppelboden zuzuführen und unmittelbar über
den zu kühlenden Einrichtungen abzusaugen. Die Verwendung von Doppelböden hat jedoch
den Nachteil, daß der konstruktive Aufwand hinsichtlich der bautechnischen und lüftungstechnischen
Einrichtungen relativ hoch ist. Bei der Verwendung von luft führenden Decken ist
es demgegenüber von Nachteil, daß regelmäßig im Deckenbereich angeordnete Versorgungsleitungen,
insbesondere Kabelstränge, einer Wartung oder einer Montage biw. Demontage nur schwer
zugänglich sind.
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Da bei den bekannten Systemen die zuzuführende Kühlluft sowohl den
Raum wie auch die Schrank- oder Regalreihen mit gleicher Zulufttemperatur durchströmt,
ist ein hoher Volumenstrom erforderlich. Dieses wird noch dadurch verstärkt, daß
die zur Kühlung zur Verfügung stehende Temperaturdifferenz zwischen Zulufttemperatur
und Ablufttemperatur nur gering ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Anordnung
zur Durchführung des Verfahrens aufzuzeigen, die eine Zufuhr der Kühlluft vom Deckenbereich
ermöglicht, wobei die dort befindlichen Versorgungsleitungen weiterhin frei zugänglich
bleiben und der Volumenstrom durch Vergrößerung der Temperaturdifferenz zwischen
Zuluft und Abluft vergrößert wird.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß die gegenüber
der Raumlufttemperatur im Bereich der zu kühlenden Raumzone temperierte Zuluft der
zu kühlenden Raumzone so von oben zugeführt wird, daß zwischen den Schrank- oder
Regalreihen eine sich über die jeweilige Gangbreite und -länge erstreckende nach
unten gerichtete kolbenartige Verdrängungsströmung ausgebildet wird, die im unteren
Bereich der Schrank- oder Regalreihen in diese einströmt, dort unter Kühlung der
elektrischen und/oder elektronischen Einrichtungen erwärmt wird und hierbei durch
die Schrank- oder Regalreihen nach oben steigt, im oberen Bereich der Schrank- oder
Regalreihen aus diese austritt, bis unter die Decke des Raumes strömt und dort abgesaugt
wird.
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In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich der
Gänge zwischen den Schrank- oder Regalreihen in Höhe von deren oberen Begrenzungsflächen
jeweils ein Zuluftkanal mit vertikal und schiefwinklig zur Vertikalen nach unten
gerichteten und gegebenenfalls horizontal gerichteten Luftaustrittsöffnungen angeordnet
und über den Zuluftkanälen im Abstand von diesen mindestens ein Abluftkanal mit
Lufteintrittsöffnungen vorgesehen.
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Durch die besonders ausgebildeten Luftaustrittsflächen der Zuluftkanäle
wird die Zuluft fein verteilt und gleichmäßig über eine relativ große Ausblasfläche
ausgeblasen. Diese Strömung ist induktionsarm, so daß von den zu kühlenden Einrichtungen
abgeführte erwärmte Luft der Zuluft nicht oder nur in sehr geringem Umfang beigemischt
wird. Für reine
Räume können zusätzliche Filter in den Zuluftkanälen
vorgesehen werden, die gleichzeitig zur Vergleichmäßigung des Drucks in den Zuluftkanälen
dienen. Durch die kolbenartige nach unten gerichtete Strömung der Zuluft wird dem
in den Gängen befindlichen Personal in ausreichendem Umfang Frischluft zugeführt.
Durch die luftströmungsmäßige Hintereinanderschaltung der Gangzone und der Zonen
der Schrank-oder Regalreihen kann unter Ausnutzung einer relativ hohen Temperaturdifferenz
der zur Kühlung erforderliche Volumenstrom vermindert werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt
die nachstehend näher erläutert werden. Es zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung
einer lufttechnischen Anlage in einem thermisch belasteten Raum in einer Ansicht
auf eine Schrank- oder Regalreihe, Fig. 2 die Anordnung der lufttechnischen Anlage
nach Fig. 1 in einer Ansicht A-A, Fig. 3 eine weitere Ausbildung einer Anordnung
einer lufttechnischen Anlage in einem thermisch belasteten Raum in einer Ansicht
auf eine Schrank- oder Regalreihe, Fig. 4 die Anordnung der lufttechnischen Anlage
nach Fig. 1 in einer Ansicht B-B, Fig. 5 eine Detailansicht einer weiteren Ausbildung
der erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 6 den Zuluftkanal für die
Anordnung nach Fig. 1 bis 4 in einer schematischen vergrößerten Seitenansicht, Fig.
7a eine Ausführungsform des Zuluftkanals nach Fig.
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5 in einer schematischen Seitenansicht, Fig. 7b Ausführungsformen
des Zuluftkanals nach Fig. 6 und 7c in schematischen Seitenansichten.
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In Fig. 1 und 2 ist ein Raum 1 dargestellt in dem unter Ausbildung
von Gängen 5 sich nicht bis zur Decke 2 erstreckende Schrankreihen 4 angeordnet
sind. In den Schrankreihen 4 können sich zu kühlende elektrische oder elektronische
Einrichtungen befinden. An der Decke 2 ist ein Abluftkanal 9 angeordnet, in dessen
vertikalen Seitenflächen durch Lamellengitter 11 gebildete Lufteintrittsöffnungen
10 ausgebildet sind. Im Bereich der oberen Begrenzungsflächen 6 der Schrankreihen
4 ist jedem Gang 5 zugeordnet jeweils ein sich über die Länge des Ganges 5 erstreckender
Zuluftkanal 7 ausgebildet, der an einem Endabschnitt mit einem Primärluftkanal 13
verbunden ist. DarPrimärluftkanal 13 ist im Abstand von der Decke 2 an einer Wand
des Raumes 1 befestigt. Durch diese Anordnung der Zuluftkanäle 7 ist sichergestellt,
daß der oberhalb der Schrankreihe 4 befindliche Freiraum 25 für nicht näher dargestellte
Versorgungsleitungen frei zugänglich ist.
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Jeder Zuluftkanal 7 ist im Bereich eines oberen Eckabschnitts einer
Schrankreihe 4 angeordnet und weist eine konvex ausgebildete Luftaustrittsfläche
14 auf. Die Luftaustrittsfläche 14 kann beispielsweise als Lochblech 21 mit Durchbrechungen
15 ausgebildet sein. Durch die konvexe Wölbung der Luftaustrittsfläche 14 wird die
aus dem jeweiligen Zuluftkanal 7 austretende Zuluft horizontal, schiefwinklig nach
unten und senkrecht nach unten ausgeblasen und bildet in der Gangzone eine nach
unten gerichtete kolbenartige Verdrängungsströmung.
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Die Bodenflächen 19 der Schrankreihen 4 sind luftdurchlässig ausgebildet
und befinden sich in einem offenen Abstand von dem Boden 3. Hierdurch dringt die
in den Gängen 5 nach unten strömende Luft durch die Bodenflächen 19 in die Schrankreihen
4 ein. In den Schrankreihen 4 wird die Luft durch Wärmeabgabe der nicht näher dargestellten
zu kühlenden elektrischen oder elektronischen Einrichtungen erwärmt.
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Hierdurch wird in den Schrankreihen 4 eine thermische Auftriebsströmung
der Luft erzielt, die aus den oberen Begrenzungsflächen 6 der Schrankreihen 4 austritt
und unter der Decke 2 ein Warmluftpolster bildet. Die unter der Decke 2 befindliche
Warmluft wird über den Abluftkanal 9 abgesaugt.
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In den Fig. 3 und 4 ist eine weitere Anordnung zur lufttechnischen
Behandlung eines Raumes 1 mit in Schrankreihen 4 befindlichen wärmeerzeugenden elektrischen
oder elektronischen Einrichtungen dargestellt. Der Abluftkanal 9 ist unter der Decke
2 in einem Eckbereich des Raumes 1 angeordnet. In einer vertikalen Seitenwand des
Abluftkanals 9 sind durch Lamellengitter 11 Lufteintrittsöffnungen 10 ausgebildet.
An der dem Abluftkanal 9 gegenüberliegenden Seitenwand des Raumes 1 ist ebenfalls
im oberen Eckbereich unter der Decke 2 ein Primärluftkanal 13 angeordnet. Von dem
Primärluftkanal 13 ist jeweils oberhalb des Bereiches eines Ganges 5 ein Anschlußkanal
20 unter der Decke 2 über die Länge der Schrankreihen 4 geführt. An den Anschlußkanälen
20 sind vertikal nach unten gerichtete Anschlußstutzen 12 ausgebildet, die an ihren
unteren Endabschnitten mit Zuluftkanälen 7 verbunden sind. Auch bei dieser Ausführung
von Primärluftkanal 13, Abluftkanal 9 und Zuluftkanälen 14 wird in den Gängen 5
eine kolbenartige Verdrängungsströmung erzielt, wobei die durch thermischen Auftrieb
aus den Schrankreihen 4 durch deren obere Begrenzungsflächen 6 austretende erwärmte
Luft ohne Beeinträchtigung der Zuluftströmung nach oben unter die Decke 2 steigt.
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In Fig. 5 ist eine Ausführung eines Zuluftkanals 7 dargestellt, der
mittig über einem Gang 5 angeordnet ist. Dieser Zuluftkanal 7 weist ebenfalls eine
konvex gekrümmte Luftaustrittsfläche 14 auf, die als Lochblech 21 mit Durchbrechungen
15 ausgebildet sein kann. Bei diesem Zuluftkanal 7 ist die durch die Luftaustrittsfläche
14 austretende Zuluft generell so nach unten gerichtet, daß ebenfalls eine sich
über die Querschnittsfläche des Ganges 5 erstreckende kolbenartige Verdrängungsströmung
erzielt wird. Durch entsprechende Einstellung der randseitigen Zonen der aus dem
Zuluftkanal 7 ausströmenden Zuluft ist es möglich, eine Induktion von aus den oberen
Begrenzungsflächen 6 der Schrankreihen 4 austretender erwärmter Luft in die Zuluft
zu verhindern, zumindest aber soweit zu vermindern, daß eine Beeinträchtigung der
Zuluftströmung im Bereich der Aufenthaltszone des Ganges 5 nicht erfolgt.
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In Fig. 6 ist ein Zuluftkanal 7 vergrößert schematisch dargestellt.
Er besteht aus einem Winkelstück 23 aus Blech od. dgl., das mittels Befestigungsmitteln
22 mit einem Anschlußstutzen 12 verbunden ist. Der öffnungsseitige Abschnitt des
Winkelstücks 23 ist mittels eines konvex gewölbten Lochblechs 21 od. dgl. verschlossen,
in dem Durchbrechungen 15 ausgebildet sind. Das Lochblech 21 ist mittels Befestigungsmitteln
24 mit dem Winkelstück 23 verbunden, wobei die Befestigungsmittel 24 lösbar ausgebildet
sein können.
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In den Fig. 7a bis 7c sind weitere mögliche Ausgestaltungen von Zuluftkanälen
7 dargestellt . Der in Fig. 7a abgebildete Zuluftkanal 7 kann für eine Anordnung
wie in Fig. 5 dargestellt Anwendung finden. Hierbei ist im Bereich des Anschlußstutzens
12 vor der Luftaustrittsfläche 14 ein ebenfalls konvex gewölbtes Prallblech 16 angeordnet.
Durch dieses Prallblech 16 wird die aus dem Anschlußstutzen 12 austretende Zuluft
umgelenkt, um eine über die Länge des Zuluftskanals 7 vergleichmäßigte Strömungsgeschwindigkeit
der aus dem Zuluftkanal 7 austretenden Zuluft zu erzielen.
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Wie in Fig. 7b dargestellt, kann ein solches Prallblech 16 auch bei
einem ein Winkelstück 23 aufweisenden Zuluftkanal 7 Anwendung finden.
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Der in Fig. 7c dargestellte Zuluftkanal 7 besteht aus einem Winkelstück
23 an dessen freien Endabschnitten aus einem Lochblech 21 eine konvex gewölbte Luftaustrittsfläche
14 gebildet ist. In dem Zuluftkanal 7 ist ein sich zwischen den Endabschnitten des
Winkelstücks 23 erstreckendes Lochblech oder Lochgitter 17 angeordnet, an dem eine
Filtermatte 18 befestigt ist. Durch diese Filtermatte 18 wird in dem Zuluftkanal
7 der Luftaustrittsfläche 14 abgewandt eine Druckkammer 26 ausgebildet die zur Vergleichmäßigung
des Drucks der dem Zuluftkanal 7 über Anschlußstutzen 12 zuströmenden Zuluft dient.
Die Befestigung des Lochblechs 12 und der Filtermatte 18 kann lösbar ausgebildet
sein, so daß gegebenenfalls ein Austausch der Filtermatte 18 durchgeführt werden
kann. Diese Ausbildung eines Zuluftkanals 7 eignet sich insbesondere für Räume 1
mit hohen Reinheitsanforderungen.
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