DE3717540C2 - - Google Patents
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- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20536—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
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Description
Die Erfindung betrifft einen innen oder außen an einer
Wand oder Tür eines Schaltschrankes anzuordnenden Wär
metauscher
nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Bekannte Wärmetauscher dieser Bauart, wie sie bspw. in
der DE-PS 34 35 422 oder DE-OS 22 31 469 beschrieben sind, dienen der Küh
lung von in dem Schaltschrank befindlichen elektrischen
oder elektronischen Baugruppen.
Einzelheiten, den
Aufbau des Wärmetauscheraggregates betreffend, können
bspw. der DE-OS 34 35 422 entnommen werden.
Werden diese Baugruppen abgeschaltet, kann beim Absin
ken der Temperatur in dem Schaltschrank Kondens- und
Schwitzwasser entstehen. Dieses Wasser schlägt sich auf
der Oberfläche der Baugruppen nieder und kann dort
Kriechströme verursachen. Auf Metallteilen besteht
außerdem Korrosionsgefahr.
Um Kondens- und Schwitzwasserbildung zu verhindern, ist
es bekannt (Katalog der Fa. Rittal, Herborn, "Hitze, Kälte,
Staub, Nässe", Rittal Schaltschrank-Klimatisierung"
(1985)), in dem Schaltschrank getrennte Konvektions
heizungen verteilt anzuordnen, die ggf. zur besseren
Verteilung der Wärme mit Ventilatoren versehen sind.
Diese Installation ist platzaufwendig und teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, diesen Problemen
der Kondens- und Schwitzwasserbildung kostengünstig,
einfach und ohne nennenswerten Mehraufwand an Platzbe
darf im Innern des Schaltschrankes abzuhelfen.
Zur Lösung der Aufgabe ist der Wärmetauscher durch die
Merkmale des Hauptanspruches gekennzeichnet.
Die Heizvorrichtung kann bei in die Nähe des Taupunktes
abfallender Temperatur im Innern des Schaltschrankes
die umgewälzte Luft so erwärmen, daß eine Kondens- oder
Schwitzwasserbildung unmöglich ist. Im Normalbetrieb
wird ein Ansteigen der Temperatur auf unzulässig hohe
Werte durch die Kühlfunktion des Wärmetauschers bei ab
geschalteter Heizvorrichtung verhindert.
Da die Heizvorrichtung unmittelbar Teil des Wärme
tauschers ist und in dem inneren Luftkreislauf liegt,
wird bei laufender Gebläseeinheit des inneren Luft
kreislaufes die Luft im Schaltschrank gleichmäßig tem
periert. Aufwendige Zusatzheizelemente mit eigenen Ven
tilatoren können daher entfallen. Außerdem können be
stehende Anlagen mit der Heizvorrichtung auf einfache
Weise nachgerüstet werden.
Zweckmäßigerweise kommt eine elektrische Heizvorrich
tung zum Einsatz, aber auch mit wärmeabgebenden Fluiden
durchströmte Rohrleitungs- oder Kammersysteme sind
denkbar.
Die Heizvorrichtung mit dem Wärmetauscher lösbar zu
verbinden hat u. a. den Vorteil, daß eine einfache
Nachrüstung bestehender Anlagen problemlos möglich ist.
Durch die Anordnung der Heizvorrichtung an einer, die
Luftauslaßöffnung oder Öffnungen des inneren Luft
kreislaufes aufweisenden, dem Schaltschrank zugewandten
Gehäusewand wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß
die Heizvorrichtung für Montage und Wartung gut zugäng
lich ist, außerdem eine ggf. auftretende Erwärmung der
Gehäusewand ebenfalls an das Innere des Schaltschrankes
weitergeleitet wird.
Ein Anbringen der Heizvorrichtung im Innern des Gehäu
ses kann bei Ausführungsformen vorteilhaft sein, bei
denen auf ein besonders kompaktes Äußeres Wert gelegt
ist.
Befindet sich dagegen die Heizvorrichtung außerhalb des
Gehäuses, ist sie besonders leicht zugänglich und hat
u. U. ein noch besseres Wärmeabstrahlverhalten.
Weist der Wärmetauscher an seinem Gehäuse im inneren
Luftkreislauf eine Luftleiteinrichtung auf, so kann die
Heizvorrichtung so beschaffen sein, daß sie an der
Luftleiteinrichtung raumsparend angeordnet ist.
Wenn sich die Heizvorrichtung über die gleiche Fläche
wie die Luftleiteinrichtung erstreckt, hat dies den
Vorteil, eine große Wärmeabstrahlfläche zur Verfügung
zu haben.
Die Verwendung einer flexiblen Siliconheizplatte hat
mehrere Vorteile: Sie ist auf einer Trägerplatte ein
fach zu befestigen und kann die bei den auftretenden
Temperaturschwankungen entstehenden Eigenspannungen
durch ihre Elastizität selbst ausgleichen.
Wegen des flachen Aufbaus der Siliconheizplatte ist der
zusätzliche Raumbedarf im Innern des Schaltschrankes
vernachlässigbar.
Zweckmäßig ist wenigstes eine die Heizvorrichtung tra
gende, die Luftleiteinrichtung bildende und mit einer
wärmeabgebenden und oberflächenvergrößernden Struktur
versehene Trägerplatte vorhanden, wobei die wärmeabge
bende und oberflächenvergrößernde Struktur von der Luft
des inneren Luftkreislaufes angeströmt ist. Diese wärme
abgebende und oberflächenvergrößernde Struktur kann an
die Trägerplatte ein- oder mehrstückig angeformt
sein. Rippen aus wärmeleitendem Material wären
eine mögliche Ausführungsform dieser Struktur. Aber
auch eine Anordnung aus wabenförmigen Lamellen o. ä.
ist denkbar. Es kommt lediglich darauf an, die Kontakt
fläche zwischen der Luft des inneren Luftkreislaufes
und der Heizvorrichtung auf kleinstem Raum so groß wie
möglich zu machen.
Daher ist es auch im Hinblick auf eine möglichst große
Wärmeabstrahlung günstig, die Rippen oder Lamellen,
d.h. die wärmeabgebende und oberflächenvergrößernde
Struktur über die ganze Fläche der Trägerplatte ver
teilt anzuordnen.
Eine Steuer- oder Regeleinrichtung, die einen Temperatur
fühler im Innern des Schaltschrankes aufweist, kann vor
gesehen sein, um die Heizvorrichtung abhängig von der Luft
temperatur im Schaltschrankinnern ein- und auszuschalten.
Vorteilhaft ist es dabei, während des Betriebes der
Heizvorrichtung eine Gebläseeinheit im äußeren Luft
kreislauf abzuschalten, da sonst ein Teil der Hei
zenergie unnötigerweise an die Umgebung abgegeben wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Wärmetauscher in einer
perspektivischen Explosionszeichnung,
Fig. 2 den Wärmetauscher nach Fig. 1, in einer
Teilseitenansicht, geschnitten längs der Linie
II-II der Fig. 1 in einem anderen Maßstab,
Fig. 3 die Heizvorrichtung des Wärmetauschers nach Fig.
1, in einer perspektivischen Darstellung, in einer
Ansicht von hinten und in einem anderen Maßstab,
Fig. 4 die Heizvorrichtung nach Fig. 3, in einer
perspektivischen Darstellung von vorne,
Fig. 5 den Wärmetauscher nach Fig. 1 und einen zuge
hörigen Schaltschrank im Querschnitt und in sche
matischer Darstellung, und
Fig. 6 den Wärmetauscher nach Fig. 5 ohne Heizvor
richtung, in einer entsprechenden Querschnitts
darstellung.
Der in den Fig. 1, 5 und 6 dargestellte Wärmetauscher
dient zur staubfreien Kühlung eines in den Fig. 5, 6
nur angedeuteten Schaltschrankes 2, der Verlustwärme
abgebende elektrische oder elektronische Baugruppen und
dergl. enthält. Er weist ein im wesentlichen kasten
artiges rechteckiges, aus Blech gefertigtes Gehäuse 4
auf, das aus zwei parallelen Seitenwänden 6, einer obe
ren und unteren (Fig. 1) Wand 8, 10 und einer Bodenwand
12 besteht, sowie mit einer lösbar aufgesetzten Haube
14 verschlossen ist, die die Seitenwände 6 und die Wän
de 8, 10 deckelartig übergreifend ausgebildet ist.
In der Bodenwand 12 sind oben eine durch ein Gitter 16
abgedeckte kreisrunde Lufteinlaßöffnung 18 und im unte
ren Bereich eine, sich über die ganze Breite des Gehäu
ses 4 erstreckende rechteckige Luftauslaßöffnung 20
vorgesehen, die bei auf eine Schaltschrankwand oder
-tür aufgesetztem Wärmetauscher mit entsprechenden
Luftdurchlaßöffnungen 22 (Fig. 5, 6) der Schaltschrank
wand oder -tür abgedichtet verbunden sind und durch die
die in dem Schaltschrank 2 befindliche Luft in einem
inneren Luftkreislauf 24 umgewälzt wird.
Eine auf die Bodenwand 12 aufgesetzte Luftleitein
richtung 26 steht von dieser im wesentlichen nach unten
schräg ab und gestattet es, die aus der Luftauslaßöff
nung 20 austretende gekühlte Innenluft auf besonders
aktive Wärmequellen im Schaltschrank 2 zu richten.
Im Innern des Gehäuses 4 befindet sich ein in der Fig.
1 durch die Luftauslaßöffnung 20 teilweise sichtbares
Wärmetauscheraggregat 40, das den inneren Luftkreislauf
24 von einem äußeren Luftkreislauf 32 hermetisch trennt
und in den Fig. 5, 6 lediglich schematisch mit seiner
Wärmeaustauschfläche angedeutet ist.
In dem Gehäuse 4 sind stirnseitig benachbart zu dem
Wärmetauscheraggregat 40 zwei Gebläseeinheiten 42, 44
angeordnet.
Die untere der beiden gleichen, elektrisch betriebenen
Gebläseeinheiten 42, 44 fördert die Luft des äußeren Luft
kreislaufes 32 durch eine in der Haube 14 vorgesehene
und durch ein Gitter abgedeckte äußere Lufteinlaß
öffnung 46 (Fig. 5). Nach Durchströmen des Wärmetau
scheraggregates 40 tritt die Luft durch eine äußere
Luftauslaßöffnung 30 in der Haube 14 wieder in die Um
gebung aus.
Die obere Gebläseeinheit 44 fördert die Luft des in
neren Luftkreislaufes 24 durch die innere Lufteinlaß
öffnung 18, das Wärmetauscheraggregat 40 und die mit
der Luftleiteinrichtung 26 versehene innere Luftauslaß
öffnung 20 durch den Schaltschrank 2.
Die Luftleiteinrichtung 26 weist eine rechteckige Trä
gerplatte 50 auf, eine identische Luftleiteinrichtung
28 (Fig. 6) dient auf der Luftauslaßöffnung 30 an der
Außenseite des Gehäuses 4 dazu, die warme Abluft des
äußeren Luftkreislaufes 32 nach oben in die Umgebung zu
lenken.
Auf der wärmeleitfähigen Trägerplatte 50 der Luftleit
einrichtung 26 ist eine Heizvorrichtung 48 befestigt.
Sie trägt an ihren beiden Schmalseiten Befestigungs
laschen 52 mit je vier Bohrungen 54, und an ihrer oberen
Breitseite 56 ist sie mit einem der Abdichtung gegen die
Bodenwand 12 dienenden, auf der ganzen Länge gleich brei
ten abgewinkelten Steg 58 versehen.
Die Heizvorrichtung 48 ist durch eine im wesentlichen recht
eckige flexible Silikon-Heizplatte 60 gebildet, die auf der dem
Steg 58 abgewandten Seite der Trägerplatte 50 angeord
net ist und eine Anschlußvorrichtung 62 für ein strom
zuführendes Kabel 64 aufweist.
Auf der anderen, dem Steg 58 zugewandten Seite trägt
die Trägerplatte 50 auf der ganzen Länge eine Vielzahl
gleicher, in gleichem Abstand voneinander parallel an
geordneter, im wesentlichen dreieckiger Rippen 66, die
von der Trägerplatte 50 im wesentlichen rechtwinklig
abstehen. Diese Rippen 66 ragen in den inneren Luft
kreislauf 24 hinein, sind von dessen Luft angeströmt
und dienen der Vergrößerung der wärmeabgebenden Fläche
der Heizvorrichtung 48.
An der Trägerplatte 50 sind mittels Schrauben 68, die
in den Bohrungen 54 der beiden Befestigungslaschen 52
stecken, zwei Halterungen 70 befestigt. Diese bestehen
jeweils aus einem gewinkelten Blechstück, das an einer
von der Trägerplatte 50 abstehenden Seitenfläche 72 un
ten einen schmalen Schlitz 74 aufweist, mit dem die
Halterung 70 in die Luftauslaßöffnung 20 eingehängt ist
(Fig. 2). Die Seitenfläche 72 ist an einer Deckfläche
76 der Halterung 70 rechtwinklig angeformt und trapez
förmig so gestaltet, daß ihre obere Kante 78 (siehe
Fig. 2) kürzer als ihre untere Kante 80 ist.
Obere Schrauben 68, (siehe Fig. 2) die länger sind als
untere Schrauben 68, dienen der Befestigung der Halte
rungen 70 an der Bodenwand 12.
Die von den im Innern des Schaltschrankes 2 befind
lichen elektrischen oder elektronischen Baugruppen wäh
rend ihres Betriebes abgegebene Verlustwärme wird in
der oben beschriebenen Weise durch das Wärmetau
scheraggregat 40 über den inneren Luftkreislauf 24 und
den äußeren Luftkreislauf 32 abgeführt.
Wenn die Baugruppen abgeschaltet werden, sinkt die Tem
peratur im Innern des Schaltschrankes ab. Dabei kann
Kondens- oder Schwitzwasser entstehen.
Um das zu vermeiden, wird sobald die Temperatur unter
einen vorbestimmten Wert absinkt, die elektrische Ener
gieversorgung der Heizvorrichtung 48 durch eine Steue
rungs- oder Regelungseinrichtung eingeschaltet. Diese
Steuerungs- oder Regelungseinrichtung ist mit einem im
Innern des Schaltschrankes 2 befindlichen Temperatur
fühler 86 ausgestattet.
Gleichzeitig ist die Gebläseeinheit 44 des inneren
Luftkreislaufes 24 in Betrieb, während die Gebläseein
heit 42 des äußeren Luftkreislaufes 32 abgeschaltet
ist.
Auf diese Weise ist gewährleistbar, daß die Temperatur
im Innern des Schaltschrankes 2 überall und immer über
dem Taupunkt liegt.
Die Überschreitung einer Maximaltemperatur kann durch
Abschalten der Heizvorrichtung 48 und Kühlung durch das
Wärmetauscheraggregat 40 in der oben beschriebenen
Weise verhindert werden.
Die Luftleiteinrichtung 26 ist an dem Gehäuse 4 an der
inneren Luftauslaßöffnung 20 lösbar befestigt. Sie ist
derart gestaltet, daß sie die Nachrüstung eines her
kömmlichen Wärmetauschers ohne zusätzlichen Umbauauf
wand ermöglicht. Zu diesem Zweck wird nämlich nur eine
in Fig. 6 dargestellte Luftleiteinrichtung 88 ohne
Heizvorrichtung 48 eines herkömmlichen Wärmetauschers
von der Luftauslaßöffnung 20 abgenommen und durch die
beschriebene Luftleiteinrichtung 26 mit der Heizvor
richtung 48 ersetzt.
Anordnungen der Heizvorrichtung 48 im Innern des Ge
häuses 4, etwa zwischen dem Wärmetauscheraggregat 40 und der
inneren Luftauslaßöffnung 20, oder eine auf geeignete
Weise innerhalb des Wärmetauscheraggregates 40 unterge
brachte Heizvorrichtung 48, sind ebenfalls möglich.
Auch andere Ausführungsformen der elek
trisch betriebenen Heizvorrichtung 48 in Gestalt von
Heizregistern, Heizschlangen oder Heizpatronen
können
verwendet werden.
Claims (13)
1. Innen oder außen an einer Wand oder Tür eines
Schaltschrankes anzuordnender Wärmetauscher, mit
einem Gehäuse, in dem ein Wärmetauscheraggregat
und, dem Aggregat benachbart, zumindest eine in einem inneren
Luftkreislauf liegende Gebläse
einheit angeordnet ist, wobei dem Wärmetauscher
aggregat Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnungen für die
geförderte Luft zugeordnet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß er eine Heizvorrichtung
(48) aufweist, die im Strömungsweg der
das Wärmetauscheraggregat (40) durchströmenden Luft
des inneren Luftkreislaufes (24) im Bereich des Luftaustrittes
aus dem Wärmetauscheraggregat (40) oder
des Gehäuses (4) angeordnet ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Heizvorrichtung (48) mit elektrischer Energie betreibbar
ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Heizvorrichtung (48) mit dem Wärmetauscher lösbar verbunden
ist.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizvorrichtung (48) an einer die Luftauslaßöffnung
oder -Öffnungen (20) des inneren Luftkreislaufes
(24) aufweisenden, dem Schaltschrank (2) zugewandten
Gehäusewand (12) angeordnet ist.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizvorrichtung (48) im Innern des Gehäuses
(4) angeordnet ist.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizvorrichtung (48) außerhalb des Gehäuses (4)
angeordnet ist.
7. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
er wenigstens eine an dem Gehäuse angeordnete Luftleiteinrichtung
(26) für die austretende Luft des
inneren Luftkreislaufes (24) aufweist und die Heizvorrichtung
(48) an der Luftleiteinrichtung (26)
angeordnet ist.
8. Wärmetauscher nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Heizvorrichtung (48) im wesentlichen über
die gleiche Fläche erstreckt wie die Luftleitein
richtung (26).
9. Wärmetauscher nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizvorrichtung (48) eine flexible Siliconheiz
platte aufweist.
10. Wärmetauscher nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eine die Heizvorrichtung (48) tragende,
die Luftleiteinrichtung (26) bildende und mit einer
wärmeabgebenden und oberflächenvergrößernden Struk
tur (66) versehene Trägerplatte (50) vorhanden ist,
wobei die wärmeabgebende und oberflächenvergrößernde
Struktur (66) von der Luft des inneren Luftkreislaufes
(24) angeströmt ist.
11. Wärmetauscher nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die wärmeabgebende und oberflächenvergrößernde
Struktur (66) über die ganze Fläche der Heizvorrichtung
(48) verteilt an der Trägerplatte (50)
angeordnet ist.
12. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizvorrichtung (48) durch eine Regel- oder
Steuereinrichtung geregelt bzw. gesteuert ist, die
ein im Innern des Schaltschrankes (2) befindliches
Temperaturfühlmittel (86) aufweist.
13. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Gebläseeinheit (42) im äußeren Luftkreislauf
(32) während des Betriebes der Heizvorrichtung (48)
abschaltbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873717540 DE3717540A1 (de) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | An einer wand oder tuer eines schaltschrankes anzuordnender waermetauscher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873717540 DE3717540A1 (de) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | An einer wand oder tuer eines schaltschrankes anzuordnender waermetauscher |
Publications (2)
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DE3717540A1 DE3717540A1 (de) | 1988-12-15 |
DE3717540C2 true DE3717540C2 (de) | 1989-06-15 |
Family
ID=6328337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873717540 Granted DE3717540A1 (de) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | An einer wand oder tuer eines schaltschrankes anzuordnender waermetauscher |
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