DE4107229A1 - Luft-wasser-waermetauscher fuer einen schaltschrank - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Luft-Wasser-Wärmetauscher mit einer Tauschereinheit und einem Gebläse die in einem Gehäuse untergebracht sind, der auf die Deckwand eines Schaltschrankes aufsetzbar ist und in der der Deckwand zugekehrten Seite mit Öffnungen versehen ist, welche mit korrespondierenden Öffnungen in der Deckwand des Schaltschrankes zur Deckung bringbar sind.

Gerade beim Aufbau eines Luft-Wasser-Wärmetauschers auf einem Schaltschrank besteht die Gefahr, daß bei einer Leckage der Tauschereinheit über die Öffnungen in der Deckwand des Schaltschrankes Wasser in den Schaltschrank gelangen und dort zu Kurzschlüssen oder Zerstörungen der eingebauten elektrischen Einrichtungen führen kann.

Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art sind aus der DE-OS 20 06 759 bekannt. Die Warmluft im Schaltschrank wird über das Gebläse abgesaugt und über die Tauschereinheit geleitet, wodurch sie abgekühlt und über das Gebläse wieder dem Schaltschrank zugeführt wird. Die Kühlung erfolgt durch die kältere Außenluft, die durch den Wärmetauscher geleitet wird. Der Wirkungsgrad der Tauschereinheit ist dabei jedoch gering.

Aus der DE 37 14 727 A1 ist es bekannt, das Kondenswasser eines Klimagerätes mittels einer Auffangwanne aufzufangen und abzuleiten.

Die DE 37 10 566 C2 zeigt eine Wärmetauschereinheit mit einer Eingangsöffnung und einer davon getrennten Ausgangsöffnung, die von einem Kragen umschlossen ist, in den ein Ausgangsstutzen eingeführt ist.

Es ist auch bekannt, bei einem Klimagerät eines Schaltschrankes eine Überwachungseinrichtung zum Feststellen von Leckagen vorzusehen, wie der DE 36 02 489 A1 zu entnehmen ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Luft-Wasser-Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß selbst bei Spritzwaser, das aus der Tauschereinheit austritt, kein Wasser in den Schaltschrank gelangen kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Tauschereinheit in eine Auffangwanne eingesetzt ist, in der ein Füllstands- und/oder Temperatursensor angeordnet ist, daß im Bereich über der Tauschereinheit eine Trennwand im Gehäuse eine Eingangs- und eine Ausgangskammer abteilt, daß die Eingangskammer einen von einer Eingangsöffnung ausgehenden Eingangskanal aufweist, der mittels eines ersten Umlenkbleches von der Eingangsseite der Tauschereinheit getrennt ist und nur über eine über der Tauschereinheit liegende Einlaßöffnung mit der Eingangsseite der Tauschereinheit in Verbindung steht, daß in der Ausgangskammer zweite und dritte Umlenkbleche einen von der Ausgangsseite der Tauschereinheit ausgehenden Ausgangskanal abteilen, der über der Tauschereinheit über eine Auslaßöffnung mit dem restlichen Raum der Ausgangskammer in Verbindung steht und daß das Gebläse in dem restlichen Raum der Ausgangskammer angeordnet ist und mit seinem Ausgangsstutzen in eine Ausgangsöffnung übergeht.

Die Umlenkbleche decken in Verbindung mit dem Trennblech die Tauschereinheit so ab, daß die Eingangs- und die Ausgangsseite der Tauschereinheit nur über die Einlaß- und Auslaßöffnungen mit der Eingangs- und der Ausgangskammer in Verbindung stehen. Da diese aber über der Tauschereinheit liegen, wird selbst Spritzwasser, das aus der defekten Tauschereinheit austreten könnte, in die Auffangwanne unter der Tauschereinheit zurückgeführt. Die Auffangwanne ist mit dem Sensor versehen, der auf erhöhte Temperatur und/oder auf einen vorgegebenen Wasserstand in der Auffangwanne ansprechen kann. Das Signal des Sensors kann zur Alarmgabe und zur Abschaltung des Gebläses sowie zur Abschaltung der Wasserzufuhr ausgenützt werden. Der so ausgelegte Luft-Wasser-Wärmetauscher bietet eine ausreichende Sicherheit dafür, daß Wasser nicht über die Eingangs- und die Ausgangsöffnung austreten und zum Schaltschrank oder dgl. gelangen kann. Der Luft-Wasser-Wärmetauscher dieser Art kann daher ohne Bedenken auf einem Schaltschrank oder dgl. aufgesetzt werden.

Die Abteilung der beiden Kammern im Gehäuse ist nach einer Ausgestaltung dadurch erreicht, daß die Trennwand etwa im mittleren Bereich der Oberseite der Tauschereinheit mit derselben verbunden ist und sich bis zu dem als Abdeckhaube ausgebildeten Gehäuse abstützt.

Die Abdeckung der Eingangsseite der Tauschereinheit ist nach einer Ausgestaltung so gelöst, daß das erste Umlenkblech im Abstand und etwa parallel zur Eingangsseite der Tauschereinheit angeordnet ist, die Oberseite der Tauschereinheit überragt und unter Freilassung der Einlaßöffnung durch Abkantungen im Abstand zur Tauschereinheit in Richtung zur Trennwand herangeführt ist, und daß das erste Umlenkblech mit der zugekehrten Seitenwand des Gehäuses den Eingangskanal zur Eingangskammer bildet. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Eingangsöffnung mittels eines umlaufenden, in das Gehäuse ragenden Kragens der Auffangwanne begrenzt ist, daß eine Tropfschale der Auffangwanne mit zum Gebläse hin ansteigendem Boden mit einer Seitenwand den Kragen der Eingangsöffnung vervollständigt und daß das erste Umlenkblech in die in das Gehäuse hochgezogene Tropfschale unter der Tauschereinheit eingeführt und mit der Seitenwand des Kragens verbunden ist. Mit dem ansteigenden Boden der Tropfschale wird verhindert, daß bei dem in diesem Bereich entstehenden Unterdruck kein Wasser zum Ausgangskanal gelangen kann.

Die Auffangwanne kann nach einer Ausgestaltung so ausgeführt sein, daß die Auffangwanne die offene Seite des kappenartigen Gehäuses bis auf die Eingangs- und die Ausgangsöffnung verschließt. Damit werden auch die Zuleitungen und Ableitungen zu der und von der Tauschereinheit mit in die Sicherung einbezogen, so daß auch Leckagen in diesen Teilen aufgefangen werden.

Die Abdeckung der Ausgangsseite der Tauschereinheit ist nach einer Ausgestaltung so gelöst, daß das zweite Umlenkblech im Abstand und etwa parallel zur Ausgangsseite der Tauschereinheit in der Auffangwanne angeordnet ist, die Oberseite der Tauschereinheit überragt und unter Freilassung der Auslaßöffnung durch Abkantungen im Abstand zur Tauschereinheit in Richtung zur Trennwand herangeführt ist, daß der obere Bereich der Ausgangsseite der Tauschereinheit mittels des dritten, schräg abstehenden Umlenkbleches teilweise abgedeckt ist und daß das dritte Umlenkblech mit einem Abschnitt des zweiten Umlenkbleches den Ausgangskanal in die Ausgangskammer bildet. Dabei ist zudem vorgesehen, daß das dritte Umlenkblech im Abstand zum zweiten Umlenkblech endet und eine Eintrittsöffnung in den Ausgangskanal freiläßt.

Zur Erhöhung der Sicherheit ist zusätzlich vorgesehen, daß die Auffangwanne mit einem von einem umlaufenden Rand der Auffangwanne ausgehenden und aus dem Gehäuse herausgeführten Ablaufstutzen versehen ist, um das von der gesamten Auffangwanne gesammelte Wasser abführen zu können.

Dabei ist der Übergang zwischen der Ausgangsöffnung zum Gehäuseinnenraum so gelöst, daß ein an der Auffangwanne hochgezogener, in das Gehäuse ragender Kragen die Ausgangsöffnung begrenzt und daß der Ausgangsstutzen des Gebläses in den Kragen eingeführt ist.

Der dichte Abschluß zwischen dem Gehäuse und der Auffangwanne wird nach einer Ausgestaltung dadurch erreicht, daß die Auffangwanne über den umlaufenden Rand hinaus verlängert ist und mit einem hochgekanteten Abschlußrand eine Aufnahme für ein Dichtungselement bildet, auf dem sich die Stirnseite des kappenartigen Gehäuses dicht abstützt.

Damit das von der Auffangwanne außerhalb der Tropfschale aufgefangene Wasser zum Ablaufstutzen gelangen kann, ist vorgesehen, daß die Tropfschale der Auffangwanne nur unterhalb der Tauschereinheit angeordnet ist, so daß zu beiden Seiten zum Rand der Auffangwanne hin Ablaufkanäle entstehen, die außerhalb der Kragen für die Eingangs- und Ausgangsöffnung mit dem Ablaufstutzen in Verbindung stehen.

Ist weiterhin vorgesehen, daß das erste und zweite Umlenkblech im Abstand zu den Seitenwänden des Gehäuses angeordnet sind und zumindest im Bereich der Ablaufkanäle nicht bis zur Auffangwanne reichen, dann behindern auch diese Umlenkbleche den Ablauf des Wassers aus der Auffangwanne nicht.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 im schematischen Längsschnitt den Aufbau des Luft-Wasser-Wärmetauschers nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die dem Gehäuse zugekehrte Seite der Auffangwanne, die die offene Seite des kappenartigen Gehäuses verschließt.

Der Luft-Wasser-Wärmetauscher 10 nach Fig. 1 hat ein kappenartiges Gehäuse 19, dessen offene Unterseite mittels der Auffangwanne 14 abgedeckt ist. Diese Auffangwanne 14 läßt die Eingangsöffnung 20 und die Ausgangsöffnung 25 frei, wobei diese Öffnungen mittels hochgezogener Kragen 35 und 38 begrenzt sind. Die Auffangwanne 14 hat eine hochgezogene Tropfschale 16 mit zum Gebläse 26 hin ansteigendem Boden, die die Tauschereinheit 12 aufnimmt, wobei die Eingangsseite 27 und die Ausgangsseite 28 der Tauschereinheit 12 einander gegenüberliegen. Die Tauschereinheit 12 wird mit einer Zuleitung und einer Ableitung in bekannter Weise angeschlossen und mit Wasser versorgt. Die zu kühlende Luft wird der Eingangsseite 27 zugeführt und gekühlt an der Ausgangsseite 28 abgegeben, wobei das Gebläse 26 die Luftumwälzung beschleunigt.

Die Auffangwanne 14 nimmt umfangsseitig zwischen dem hochgezogenen Rand 40 und dem kürzeren Abschlußrand 39 in der Aufnahme 41 das Dichtungselement 42 auf, auf dem sich die Stirnseite des kappenartigen Gehäuses 19 dicht abstützt. Die Warmluft wird über die Eingangsöffnung 20 aus dem Schaltschrank oder dgl. angesaugt. Dabei ist die Eingangsöffnung 20 mittels des Kragens 35 der Auffangwanne 14 begrenzt. Auf der Oberseite der Tauschereinheit 12 ist das Trennblech 15 befestigt, dessen freies Ende bis zu der Innenseite des Gehäuses 19 reicht. Das Trennblech 15 teilt den Innenraum des Gehäuses 19 über der Tauschereinheit 12 in die Eingangskammer EK und in die Ausgangskammer AK ab. Wie die Luftführung 11 in der Eingangskammer EK zeigt, wird die angesaugte Warmluft nicht direkt der Eingangsseite 27 der Tauschereinheit 12 zugeführt, sondern über den Eingangskanal 21 hochgeführt und erst über der Tauschereinheit 12 über die Einlaßöffnung 22 wieder nach unten zur Eingangsseite 27 geführt. Der Eingangskanal 21 wird durch das erste Umlenkblech 13 abgeteilt, das im Abstand und etwa parallel zur Eingangsseite 27 der Tauschereinheit 12 angeordnet und mit der Seitenwand 36 des Kragens 35 der Auffangwanne verbunden ist. Das erste Umlenkblech 13 reicht über die Oberseite der Tauschereinheit 12 hinaus, ist im Abstand zu dieser in Richtung zur Trennwand 15 abgekantet und läßt zur Trennwand 15 hin die Einlaßöffnung 22 frei. Die Eingangsseite 27 der Tauschereinheit 12 ist daher so abgedeckt, daß selbst Spritzwasser, das bei einer Leckage der Tauschereinheit 12 im Bereich der Eingangskammer EK austritt, sicher in die Tropfschale 16 der Auffangwanne 14 geleitet wird. In der Tropfschale 16 der Auffangwanne 14 ist der Füllstands- und/oder Temperatursensor 17 angeordnet, der bei zu hohem Füllstand und/oder bei zu hoher Temperatur im Luft-Wasser-Wärmetauscher 10 anspricht und ein Alarmsignal auslöst bzw. Schaltvorgänge zum Abschalten des Gebläses 26 oder der Wasserzufuhr einleitet.

Ähnlich ist auch die Ausgangsseite 28 der Tauschereinheit 12 geschützt. Das zweite Umlenkblech 18 steht im Abstand und etwa parallel zur Ausgangsseite 28 der Tauschereinheit 12, ist über die Oberseite der Tauschereinheit 12 geführt und im Abstand zu derselben in Richtung zur Trennwand 15 abgekantet. Dabei bleibt zur Trennwand 15 die Auslaßöffnung 23 frei. An der Oberseite der Ausgangsseite 28 der Tauschereinheit 12 ist das dritte Umlenkblech 29 schräg nach unten abstehend angebracht, so daß der obere Bereich der Ausgangsseite 28 teilweise überdeckt ist.

Das dritte Umlenkblech 29 bildet mit dem zweiten Umlenkblech 18 die Eintrittsöffnung 30 zu dem Ausgangskanal 31 und zusammen mit dem zweiten Umlenkblech 18 den Ausgangskanal 31 selbst.

Zwischen dem zweiten Umlenkblech 18 und dem Gehäuse 19 entsteht der Übergang 24 in den restlichen Raum der Ausgangskammer AK, in dem das Gebläse 26 angeordnet ist. Der Ausgangsstutzen 32 des Gebläses 26 ist dabei in den Kragen 38 eingeführt, der die Ausgangsöffnung 25 des Luft-Wasser-Wärmetauschers 10 begrenzt. Tritt im Bereich der Ausgangskammer AK eine Leckage an der Tauschereinheit 12 auf, dann kann kein Wasser über die höher liegende Auslaßöffnung 23 in den Raum mit dem Gebläse 26 und darüber zur Ausgangsöffnung 25 gelangen.

Die Auffangwanne 14 ist außerhalb des Kragens 35 mit dem Ablaufstutzen 33 versehen, der vom Rand 40 ausgeht und vorzugsweise aus dem Gehäuse 19 herausgeführt ist. Er kann zum Anschluß einer Ablaufleitung verwendet werden. Das sich in der Tropfschale 16 der Auffangwanne 14 normal anfallende Kondensat wird über den Ablaufstutzen 33 abgeführt.

Damit das im gesamten Bereich der Auffangwanne 14 anfallende Wasser zum Ablaufstutzen 33 gelangt, ist die Tropfschale 16 unter der Tauschereinheit 12 nicht bis an den Rand 40 herangeführt. Es verbleiben dann zu beiden Seiten der Tauschereinheit 12 Ablaufkanäle 34, wie Fig. 2 erkennen läßt. Diese Ablaufkanäle 34 liegen auf dem Niveau der Auffangwanne 14, so daß auch bei Leckagen an Leitungen im Bereich der Zuleitung und Ableitung des Wassers kein Wasser in die durch die Kragen 35 und 38 geschützten Eingangs- und Ausgangsöffnungen 20 und 25 gelangen kann. Die Umlenkbleche 13 und 18 reichen nicht bis an die Seitenwände des Gehäuses 19 und den Boden der Auffangwanne 14 heran, so daß sie gerade in den Bereichen der Ablaufkanäle 34 den Ablauf des Wassers nicht behindern.

Die Tropfschale 16 und die Kragen 35 und 38 können einstückig mit der Auffangwanne 14 ausgebildet sein oder als getrennte Teile mit der Auffangwanne 14 verbunden werden. Dasselbe gilt auch für den Kragen 37, der eine Wand mit dem Kragen 38 gemeinsam hat und unter dem Gebläse 26 angeordnet ist.

Fig. 2 läßt auch erkennen, daß neben der Tropfschale 16 und den Kragen 35, 37 und 38 genügend Raum für die Führung von Leitungen verbleibt. Außerdem zeigt Fig. 1, daß die der Eingangsöffnung 20 zugekehrte Seite der Tropfschale 16 in den Boden der Auffangwanne 14 übergeht, so daß sich in der Tropfschale 16 kein Wasser ansammeln kann. Fig. 1 läßt auch den dichten Verschluß des Luft-Wasser-Wärmetauschers 10 zwischen dem Gehäuse 19 und der Auffangwanne 14 erkennen. Die Stirnseite des Gehäuses 19 stützt sich dicht auf dem umlaufenden Dichtungselement 42 ab, das außerhalb des umlaufenden Randes 40 in die Aufnahme 41 eingebracht ist, die nach außen hin durch den Abschlußrand 39 begrenzt ist.

Claims (12)

1. Luft-Wasser-Wärmetauscher mit einer Tauschereinheit und einem Gebläse, die in einem Gehäuse untergebracht sind, der auf die Deckwand eines Schaltschrankes aufsetzbar ist und in der der Deckwand zugekehrten Seite mit Öffnungen versehen ist, welche mit korrespondierenden Öffnungen in der Deckwand des Schaltschrankes zur Deckung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Tauschereinheit (12) in eine Auffangwanne (14) eingesetzt ist, in der ein Füllstands- und/oder Temperatursensor (17) angeordnet ist,
daß im Bereich über der Tauschereinheit (12) eine Trennwand (15) im Gehäuse (19) eine Eingangs- und eine Ausgangskammer (EK, AK) abteilt,
daß die Eingangskammer (EK) einen von einer Eingangsöffnung (20) ausgehenden Eingangskanal (21) aufweist, der mittels eines ersten Umlenkbleches (13) von der Eingangsseite (27) der Tauschereinheit (12) getrennt ist und nur über eine über der Tauschereinheit (12) liegende Einlaßöffnung (22) mit der Eingangsseite (27) der Tauschereinheit (12) in Verbindung steht,
daß in der Ausgangskammer (AK) zweite und dritte Umlenkbleche (18, 29) einen von der Ausgangsseite (28) der Tauschereinheit (12) ausgehenden Ausgangskanal (31) abteilen, der über der Tauschereinheit (12) über eine Auslaßöffnung (23) mit dem restlichen Raum der Ausgangskammer (AK) in Verbindung steht und
daß das Gebläse (26) in dem restlichen Raum der Ausgangskammer (AK) angeordnet ist und mit seinem Ausgangsstutzen (32) in eine Ausgangsöffnung (25) übergeht.

2. Luft-Wasser-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (15) etwa im mittleren Bereich der Oberseite der Tauschereinheit (12) mit derselben verbunden ist und sich bis zu dem als Abdeckhaube ausgebildeten Gehäuse (19) erstreckt.

3. Luft-Wasser-Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Umlenkblech (13) im Abstand und etwa parallel zur Eingangsseite (27) der Tauschereinheit (12) angeordnet ist, die Oberseite der Tauschereinheit (12) überragt und unter Freilassung der Einlaßöffnung (22) durch Abkantungen im Abstand zur Tauschereinheit (12) in Richtung zur Trennwand (15) herangeführt ist, und
daß das erste Umlenkblech (13) mit der zugekehrten Seitenwand des Gehäuses (19) den Eingangskanal (21) zur Eingangskammer (EK) bildet.

4. Luft-Wasser-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Eingangsöffnung (20) mittels eines umlaufenden, in das Gehäuse (19) ragenden Kragens (35) der Auffangwanne (14) begrenzt ist,
daß eine Tropfschale (16) der Auffangwanne (14) mit zum Gebläse (26) hin ansteigendem Boden mit einer Seitenwand (36) den Kragen (35) der Eingangsöffnung (20) vervollständigt und
daß das erste Umlenkblech (13) in die in das Gehäuse (19) hochgezogene Tropfschale (16) unter der Tauschereinheit (12) eingeführt und mit der Seitenwand (36) des Kragens (35) verbunden ist.

5. Luft-Wasser-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangwanne (14) die offene Seite des kappenartigen Gehäuses (19) bis auf die Eingangs- und die Ausgangsöffnung (20, 25) verschließt.

6. Luft-Wasser-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Umlenkblech (18) im Abstand und etwa parallel zur Ausgangsseite (28) der Tauschereinheit (12) in der Auffangwanne (14) angeordnet ist, die Oberseite der Tauschereinheit (12) überragt und unter Freilassung der Auslaßöffnung (23) durch Abkantungen im Abstand zur Tauschereinheit (12) in Richtung zur Trennwand (15) herangeführt ist,
daß der obere Bereich der Ausgangsseite (28) der Tauschereinheit (12) mittels des dritten, schräg abstehenden Umlenkbleches (29) teilweise abgedeckt ist und
daß das dritte Umlenkblech (29) mit einem Abschnitt des zweiten Umlenkbleches (18) den Ausgangskanal (31) in die Ausgangskammer (AK) bildet.

7. Luft-Wasser-Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Umlenkblech (29) im Abstand zum zweiten Umlenkblech (18) endet und eine Eintrittsöffnung (30) in den Ausgangskanal (31) freiläßt.

8. Luft-Wasser-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangwanne (14) mit einem aus dem Gehäuse (19) herausgeführten Ablaufstutzen (33) versehen ist.

9. Luft-Wasser-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein an der Auffangwanne (14) hochgezogener, in das Gehäuse (19) ragender Kragen (38) die Ausgangsöffnung (25) begrenzt und
daß der Ausgangsstutzen (32) des Gebläses (26) in den Kragen (38) eingeführt ist.

10. Luft-Wasser-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangwanne (14) über den umlaufenden Rand (40) hinaus verlängert ist und mit einem hochgekanteten Abschlußrand (39) eine Aufnahme (41) für ein Dichtungselement (42) bildet, auf dem sich die Stirnseite des kappenartigen Gehäuses (19) dicht abstützt.

11. Luft-Wasser-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfschale (16) der Auffangwanne (14) nur unterhalb der Tauschereinheit (12) angeordnet ist, so daß zu beiden Seiten zum Rand (40) der Auffangwanne (14) hin Ablaufkanäle (34) entstehen, die außerhalb der Kragen (35, 38) für die Eingangs- und die Ausgangsöffnung (20, 25) mit dem Ablaufstutzen (33) in Verbindung stehen.

12. Luft-Wasser-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Umlenkblech (13, 18) im Abstand zu den Seitenwänden des Gehäuses (19) angeordnet sind und zumindest im Bereich der Ablaufkanäle (34) nicht bis zur Auffangwanne (14) reichen.