DE3714727A1 - Klimageraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimagerät gemäß Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Klimagerät ist aus der DE-PS 33 05 126 bekannt. Dieses Klimagerät hat sich bewährt. Bei der Umlenkung der Luft erfolgt bereits eine überwiegende Wasserabscheidung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, die Umlenkung der Luft und die dabei erfolgte Abscheidung des Kondenswassers zu vervollkommnen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 1, zunächst in den Merkmalen des Kennzei­ chens des Anspruches 1 gesehen. Durch diese Diffusorwir­ kung erfolgt mittels Schwerkraft eine Abscheidung des kondensierten Wassers, wobei praktisch alle vorhandene Feuchtigkeit ausgeschieden wird.

Sollte doch noch ein Rest an Feuchtigkeit vorhanden sein, so bewirkt die dritte Umlenkung gemäß Anspruch 2 eine Ab­ scheidung auch dieses Restes an Kondenswasser aus der die zweite Umlenkschale verlassenden Luft. Es hat sich gezeigt, daß mit der Erfindung eine praktisch 100%ige Kondenswasserabscheidung erreicht wird. Während bei dem Klimagerät nach DE-PS 33 05 126 eine mit Prallab­ scheidung arbeitende Tropfschale verwendet wurde, ist hier ein Diffusor, d.h. ein sich erweiternder Raum geschaffen, in dem die Strömungsgeschwindigkeit sich verlangsamt, wobei das Kondenswasser durch Schwer­ kraftabscheidung aus der Luft ausgeschieden wird. Hier­ zu sind die Merkmale des Anspruches 5 weiter von Vorteil.

Außerdem wird mit der Erfindung erheblich, in der Höhe des Klimagerätes betrachtet, an Platz gespart.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist In­ halt weiterer, die Umlenkschalen und ihrer Ausgestaltung betreffender Ansprüche. Diese Umlenkschalen sind in ein­ facher Weise aus Kunststoff herstellbar (spritzbar). Im Bedarfsfall sind sie leicht zu reinigen. Die Luft wird gewissermaßen im Zickzack herumgeführt, wobei sie sowohl beim Übergang von der ersten zur zweiten Umlenkschale, als auch beim Übergang von der zweiten Umlenkschale zum Austritt jeweils ihre Strömungsrichtung um etwa 180° ändert. In Strömungsrichtung betrachtet hat das Ende der jeweiligen Umlenkschale vom Gehäuse genügend Ab­ stand, um einen hinreichend großen Durchtrittsquerschnitt für die Strömung der Luft zu erhalten.

Die Merkmale des Anspruches 8 sichern, daß das anfallende Kondenswasser nicht außerhalb der Umlenkschalen abgelei­ tet wird, sondern mit Hilfe der Umlenkschalen vollständig erfasst und dem warmen Zweitbereich zugeleitet wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind der nach­ stehenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung einer Ausführungsform der Erfindung zu entnehmen. In der im wesentlichen schematischen Zeichnung zeigt:

Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Klimagerätes nach der Erfindung, wobei die Gesamtheit der Luftumlenk­ mittel nur strichpunktiert umrissen ist,

Fig. 2 den Bereich der Luftumlenkmittel in einem Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1 im vergrößerten Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2.

Das Klimagerät besitzt ein Gehäuse mit einem Erstbereich 14 und einem Zweitbereich 15, die durch eine Trennwand 13 gegen den Durchtritt der nachstehend noch zu schildernden Luftströme abgedichtet sind. Der mit den kühlenden Mit­ teln, insbesondere elektronischen Bauelementen versehene Schrank 25 ist strichpunktiert hinter dem Klimagerät (sol­ che Geräte werden neuerdings Schaltschrankkühlgeräte genannt) angedeutet. Durch eine ebenfalls nur strichpunktiert ange­ deutete Zuleitung 9 wird die im Schrank 25 erwärmte Luft dem Lüfter 7 des Erstbereiches zugeführt und dann aus dem in Fig. 1 unteren Abschnitt des Erstbereiches gekühlt über eine strichpunktiert angedeutete Leitung 10 wieder in den Schrank 25 rückgeführt. Innerhalb des Erstbereiches 13 wird die warme, abzukühlende Schrankluft vom Ventilator 7 durch oder entlang einem Verdampfer 2 geführt, in dem hierdurch das Kühlmittel erwärmt wird. Die am Aus­ gang 2′ des Verdampfers 2 kühle Luft durchströmt die nachstehend näher zu erläuternden, hier allgemein mit 27 bezeichneten Luftumlenk- und Wassersammel­ mittel. Sie gelangt dann in einen Raum 26, in dem sich schmutzempfindliche Teile oder Aggregate, wie ein Trockner 5, ein Kompressor 1 und eine Kapillar­ drossel 6 befinden. Ferner wird der mit der Umgebung nicht in Berührung kommende und damit staubfreie Luft­ strom über den Kompressor 1 geleitet und kühlt diesen ebenfalls. Die Rückleitung in den Schrank 25 erfolgt dann über die bereits erwähnte Leitung 10.

Alle Elemente, die durch Staub, Feuchtigkeit und sonstige Luftverunreinigungen nicht beeinträchtigt werden können, befinden sich im Zweitbereich 15. Dies ist zunächst der Kondensator 3. Das im Verdampfer 2 erwärmte Kühlmittel wird durch den Kompressor 1 wieder auf höheren Druck gebracht und nach Überleitung in den Zweitbereich 15 im Kondensator 3 wieder verflüssigt. Zu diesem Zweck wird im Zweitbereich 15 dem Kondensator über einen Luftein­ tritt 11 und einen Lüfter bzw. Ventilator 8 die Umge­ bungsluft des Schrankes zwecks Kühlung zugeführt, die dann erwärmt bei 12 auftritt. Dieser Ventilator 8 ist schmutzunempfindlich. Dies gilt ferner für den Konden­ sator 3 mit seinen hier nicht näher erläuterten Kühl­ flächen.

Das verflüssigte, gekühlte Kühlmittel fließt über den Trockner 5 im Erstbereich 14 und die Entspannungskapil­ lare 6 in den Verdampfer 2 zurück. Die Elektronik 17 steuert über Temperaturfühler 19 und 20 sowohl die Lüfterdrehzahl des Lüfters bzw. Ventilators 7, als auch die Einschaltdauer des Kompressors 1. Hier­ durch kann - sofern erforderlich bzw. gewünscht - durch Regelung der Luftgeschwindigkeit im Erstbereich 14 die Temperatur im Schrank 25 so angepaßt werden, daß sie nicht niedriger wird als die Außentemperatur. Der Kühlmittelkreislauf 24 ist rein schematisch in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet.

Die Luftströmung gemäß der Erfindung ist im einzelnen Fig. 2 zu entnehmen. Aus dem Ausgang bzw. unteren Ende 2′ des Verdampfers 2 strömt die Luft 28 aus und wird in die erste Strömungsrichtung 29 umgelenkt, und zwar mit Hilfe einer ersten Umlenkschale 30. Diese Umlenkschale 30 beginnt funktionell an einer (ersten) Seite 31 des Verdampfers und erstreckt sich über einen größeren Teil der Breite b des Verdampfers. Sie endet damit im Abstand a vor der anderen (zweiten) Seite 32 des Verdampfers, so daß dieser Abstand a der Umlenkung 33 der Luft um etwa 180° in eine zweite Strömungsrich­ tung 33′ dient, und zwar mit Hilfe der darunter befind­ lichen zweiten Umlenkschale 34. Diese zweite Umlenkscha­ le beginnt senkrecht unterhalb der zweiten Seite 32 des Verdampfers und endet im Abstand a 1 vor der ersten Sei­ te 31 des Verdampfers, bzw. der zugehörigen Innenfläche 35 der Gehäusewand 36. Am in Strömungsrichtung gelegen­ en Ende der zweiten Umlenkschale 34 befindet sich eine Prallwand 37, deren Oberkante 37′ sich im Abstand a 3 von der ersten Umlenkschale 30 befindet. Um diese Prall­ wand herum wird der Luftstrom 38 wieder um ca. 180° in die dritte Strömungsrichtung 38′ umgelenkt, an deren Ende sich der Übergang bzw. Durchtritt 10 zum Eingang des Schrankes 25 befindet. Die zweite Umlenkschale 34 hat einen Sammelraum, z.B. eine Rinne 39 für das abge­ schiedene Wasser, von der es über ein Rohr 40 und einem Auslass 41 dem Lüfter 8 des zweiten Warmbereiches 15 zugeführt wird (siehe hierzu Fig. 3).

Der o.g. Abstand a und auch der Abstand a 2 von der oberen, ersten Umlenkschale 30 zur unteren, zweiten Umlenkschale 34 sind, in ihrem Mittel, so groß gewählt, daß sich die Strö­ mungsgeschwindigkeit der Luft in ihrer Strömungsrichtung verlangsamt. Damit wird im Bereich der eingezeichneten Ab­ stände a und a 2 ein Diffusorraum geschaffen, in dem eine Schwerkraftabscheidung des Kondenswassers erfolgt. Im übri­ gen kann sich aber aufgrund der Erweiterung des Strömungs­ querschnittes zwischen Unterseite 2′′ des Verdampfers und der ersten Umlenkschale 30 bereits dort eine gewisse Dif­ fusorwirkung und damit Wasserabscheidung ergeben, wobei dieses Wasser dann auf diese zweite Umlenkschale abfließen würde. Die Drosselverluste der Luftströmung sind mit der vorgenannten Anordnung sehr gering. In dem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn der vorstehend genannte Abstand a 2 größer ist als der Abstand zwischen Verdampferausgang 2′ und erster Troßfschale 30 und wenn ferner dieser Abstand a 2 sich vom Bereich der zweiten Umlenkung 33 in der Luft­ strömungsrichtung bis zur Prallwand 37 vergrößert. Hiermit wird weiter für den o.g. Diffusorraum gesorgt, d.h. für eine Verlangsamung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft und die o.g. Schwerkraftabscheidung des Kondenswassers auf die Umlenkschale 34. Danach kann der Luftdurchtritts­ querschnitt gemäß a 3 und a 1 etwa wieder auf den Querschnitt a reduziert werden. Die dritte Umlenkung 38 und die dritte Strömungsrichtung 38′ dient dazu, evtl. noch in der strö­ menden Luft verbliebene, an sich sehr geringe Feuchtig­ keitsmengen bzw. Wassertröpfchen auszuscheiden.

Um zu erreichen, daß alle mit dem Luftstrom 28, 29 aus dem Verdampferausgang 2′ austretende Kondenswasser­ teile erfasst werden, liegt die obere Umlenkschale 30 mit ihrem oberen Rand 42 dicht an den Innenwänden 35 der Gehäusewandungen 36 an; bzw. ist dort mit der Gehäuse­ wandung unter Dichtwirkung verbunden (siehe Fig. 2). Die gleiche dichte Anlage besteht gemäß Ziffer 42 in Fig. 3 zu den Wänden 13, 13′ in dem dort gezeichneten Schnitt. Ein solcher, absolut dichter Wasserabschluß gewährt mit Sicherheit, daß alles gesammelte Wasser nicht in den er­ läuterten Raum 26 der Luftströmung gelangt, sondern über den Abfluß 39 bis 41 aus dem Erstbereich abgeführt wird.

Die Umlenkschalen 30, 34 mit Wandungen, Strömungsrinne 39, Auslaß 40, Prallwand 37 und einer die zweite Umlenkung in Fig. 2 rechts begrenzenden Wand 43 können in einer be­ vorzugten Ausführungsform der Erfindung ein in sich ein­ stückiger, aus Kunststoff gespritzer Teil sein. Hierdurch ergibt sich eine erhebliche Reduzierung der Herstellungs­ kosten. Dieser Teil besitzt die in Fig. 2, 3 dargestellten, bei 42 dichtend an den Wänden anliegenden Randkanten.

Alle dargestellten und beschriebenen Merkmale, sowie ihre Kombinationen untereinander, sind erfindungswesentlich.

Claims (9)

1. Klimagerät zum Kühlen von sich in einem Gehäuse, insbesondere einem Schrank befindenden erwärmenden elektrischen Teilen, insbesondere elektronischen Bauelementen, mit einem Kühlmittelkreislauf beste­ hend aus Verdampfer, Kondensator und Kompressor, wobei die durch die elektrischen Teile erwärmte Luft innerhalb des Gehäuses mittels eines Ventila­ tors an dem mit einer entsprechenden Wärmetausch­ fläche versehenen Verdampfer vorbeigeblasen und wieder in den zu kühlenden Schrank oder dergleichen zurückgeblasen wird und wobei ferner ein Kondensator vorhanden ist, um die vom Verdampfer aufgenommene Wärme an die durch einen Ventilator bewegte Außen­ luft abzugeben, wobei das Gehäuse des Klimagerätes durch eine die jeweiligen Luftströme gegeneinander abdichtende Wand in einen Erstbereich und in einen Zweitbereich unterteilt ist und sich im Erstbereich alle gegen Schmutz oder Staub empfindlichen Bauelemente einschließlich des Kompressors des Klimagerätes be­ finden, während der Kondensator mit seinen im wesent­ lichen schmutzanfälligen Wärmetauschflächen und ein Lüfter im Zweitbereich vorgesehen sind, der mittels des Lüfters von der Umgebungsluft durchströmt wird, wobei ferner im Erstbereich in Luftstromrichtung dem Verdampfer nachgeordnet Luftumlenkmittel vorge­ sehen und derart angeordnet sind, daß sie einen Teil des kühlen Luftstromes über den Kompressor leiten und wobei eine Ableitung des Kondenswassers vom Erst­ bereich in den Zweitbereich, bevorzugt auf die Flü­ gel des Lüfters des Zweitbereiches vorgesehen ist, wobei Luftumlenkmittel mit einer Sammelvorrichtung für das Kondenswasser unterhalb des Verdampfers ange­ ordnet sind, die Luftumlenkmittel eine Winkellage zur Strömungsrichtung der vom Verdampfer her kommen­ den Luft besitzen, welche diesen Luftstrom in eine andere erste Strömungsrichtung umlenkt (erste Umlen­ kung), und die Luftströmung nach Durchlaufen der Luft­ umlenkmittel nochmals abgelenkt wird (zweite Umlen­ kung und zweite Strömungsrichtung), dadurch gekenn­ zeichnet, daß unterhalb des Verdampfers (2, 2′) eine erste Umlenkschale (30) vorgesehen ist, daß danach die vorgenannte zweite Umlenkung der Luftströmung etwa in einem Winkel von 180° erfolgt und daß, unter Bildung eines Diffusorraumes, unterhalb der ersten Um­ lenkschale eine zweite Umlenkschale (34) angeordnet ist, daß zumindest die zweite Umlenkschale als Sammel­ vorrichtung für das durch Schwerkraft abgeschiedene, kondensierte Wasser ausgebildet ist, und daß die zweite Umlenkschale eine Ableitung (39 bis 41) des Wassers zum Ventilator (8) des warmen Zweitbereiches (15) aufweist.

2. Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der vorgenannten, zweiten Umlenkung (33) in der Strömungsschicht der Luft eine dritte Umlenkung (38) der Luftströmung ebenfalls um ca. 180° anschließt und daß sich am Ende der auf die dritte Umlenkung (38) folgen­ den Luftströmung (38′) die Austrittsöffnung (10) zum zu kühlenden Schrank (25) befindet.

3. Klimagerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die erste Umlenkschale (30) von einer ersten Seite (31) des Verdampfers (2, 2′) her über den größeren Teil der Verdampferbreite (b) in der ersten Strömungsrichtung (29) der Luft erstreckt.

4. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite Umlenkschale (34) von der anderen, zweiten Seite (32) des Verdampfers her über den größeren Teil der Verdampferbreite (b) in der zweiten Strömungsrichtung (33′) erstreckt.

5. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vergrößerung des Diffusor­ raumes der Abstand (a 2) zwischen der ersten Umlenk­ schale (30) und der zweiten Umlenkschale (34) in der Luftströmungsrichtung kontinuierlich größer wird als der Abstand (a) zwischen der ersten Umlenkschale und dem Luftaustrittsende (2′) des Verdampfers.

6. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Strömungsrichtung der Luft gesehen am Ende der zweiten Strömungsrichtung (33′) eine Prallwand (37) befindet, über deren Oberkante (37′) hin­ weg die Luft zur dritten Luftumlenkung (38) strömt.

7. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Umlenkschalen (30, 34) mit Prallwand (37), Begrenzungs- und Abdichtflächen zu­ sammen eine aus Kunststoff bestehende Einheit sind.

8. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Umlenkschale (30) mit ihrem oberen Rand (42) dicht an den Innenseiten, bzw. Innenflächen der Gehäusewandungen (13, 13′, 36) anliegt.

9. Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserablauf (41) senkrecht zur Luftaustrittsrichtung (38′) verläuft.