DE4202204A1 - Klimaanlage, insbesondere fuer einen sicherheits-container und verfahren zu deren betrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage, insbesondere zum Konstant­ halten der Temperatur in einem dicht abschottbaren Container enthal­ tend wärmeabgebende und gegebenenfalls zu sichernde Apparate sowie ein Verfahren zu deren Betrieb.

Bspw. erfordern EDV-Anlagen in der Funktion von zentralen Leitsyste­ men in Banken, Kaufhäusern, Versicherungen, Produktionsstätten, Informationszentren und dergleichen Organisationen ein Höchstmaß an Sicherheitsvorkehrungen gegen Störungen etwa durch unberechtigten Zugriff oder Sabotage, ebenso wie durch Temperatureinflüsse. Ein Ausfall solcher Leit- oder Steuersystem-Einheiten kann zu einem inmensen Störpotential in der angeschlossenen Organisation mit entsprechend hohen Folgekosten führen.

Es ist bereits bekannt, Zentraleinheiten einer EDV-Anlage wie Rechen- oder Speichereinheiten in einem sogenannten Sicherheits- Container unterzubringen. Derartige Container werden in unterschied­ lichen Größen, passend für gängige Hardware-Komponenten hergestellt und auf dem Markt angeboten.

Diese Container bieten für die darin aufbewahrten EDV-Einheiten Sicherheit gegen Einflüsse durch Wasser, Feuer, Brandgase, Magnet­ felder usw. Darüberhinaus verhindern sie einen unberechtigten Zugriff und erschweren die Zerstörung durch Einbruch oder Sabotage.

Weiterhin sind die bekannten Container mit Klimageräten ausgerüstet und verhindern auf diese Weise die Entstehung zu hoher Temperaturen im abgeschotteten Raum des Containers. Ein unzulässiger Temperatur­ anstieg würde nämlich unweigerlich zum Ausfall Beispiel eines Kernspeichers führen und damit die gesamte daran angeschlossene EDV- Anlage für längere Zeit ausfallen lassen. Aus diesem Grunde weisen die bekannten Sicherheits-Container zumindest eine Anzeige der Innentemperatur auf, die bei Überschreitung einer vorgegebenen Temperaturschwelle über Signalgeber einen Alarm auslösen.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die bisher zur Klimatisierung eines Sicherheitscontainers verwendeten herkömmlichen Raumklimagerä­ te bezüglich der erforderlichen Betriebssicherheit verbessert werden müssen. Sie sind nämlich, bedingt durch ihren Einsatz für normale Büro- oder Wohnräume infolge aufwendiger und empfindlicher Rege­ lungseinrichtungen vergleichsweise störanfällig. Für Raumklimatisie­ rung oder im privaten bzw. im gewerblichen Bereich genutzte Kühl­ schränke führt ein Ausfall solcher Anlagen nicht zu größeren Schä­ den, die vielfach durch das Speichervermögen von Kühlmöbeln ohne Schaden überbrückt werden können, insbesondere weil sie auch schnell bemerkt werden. Für eine Klimaanlage zum Konstanthalten der Tempera­ tur von Zentraleinheiten wie Datenträger einer EDV-Anlage in einem Sicherheits-Container muß unter allen Umständen die Möglichkeit eines Ausfalls der Klimaanlage ausgeschlossen werden. Denn im Raum eines solchen Containers werden Soft- und Hardware von großem Wert gelagert und bearbeitet, so daß eine unzulässige Erhöhung der Raumtemperatur zu größten Schäden, vor allen an der gespeicherten Software, führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage zum Konstanthalten der Temperatur in einem Sicherheits-Container für hochwertige wärmeabgebende Apparte anzugeben, welche ein Höchstmaß an Eigensicherheit aufweist und dadurch die Wahrscheinlichkeit eines störungsbedingten Ausfalles gegen Null verringert.

Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einer Klimaanlage der eingangs genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß diese mit zwei zu­ sammenwirkenden, autarken Anlagenteilen ausgebildet ist, von welchen jeder einen Hochdruckteil mit Kältemittelkompressor und Kondensator und einen Niederdruckteil mit Verdampfer und Ventilator aufweist, wobei die beiden Verdampfer in einem Verdampferpaket zu einer Funktionseinheit gebunden sind, daß jeder Anlagenteil in seiner Leistung für den 100%-igen Leistungsbedarf der Klimaanlage ausge­ legt ist und beide Anlagenteile über Steuerungsmittel einer Steuer­ einheit in der Weise funktionell miteinander verknüpft sind, daß jeweils nur ein Anlagenteil wechselweise betreibbar ist, sowie im Falle einer Störung der gestörte Anlagenteil abschaltbar und der störungsfreie Anlagenteil zuschaltbar ist.

Mit Vorteil weist die erfindungsgemäß verbesserte Klimaanlage ein Höchstmaß an Eigensicherheit auf, weil nach der Lebenserfahrung der gleichzeitige Eintritt eines Störfalles bei zwei parallelen autarken Anlagenteilen nach der statistischen Wahrscheinlichkeit unendlich gering ist. Dies um so mehr, weil bei der Auslegung jedes Anlagen­ teiles für den 100%-igen Leistungsbedarf der Klimaanlage jeweils nur ein Anlagenteil in Betrieb ist, während der andere Anlagenteil abgeschaltet ist, und bei der stillgesetzten Anlage eine zu einer Störung führende Veränderung eines Aggregates nicht zu erwarten ist. Eine Ausgestaltung sieht vor, daß beide Anlagenteile in ihren Aggregaten für jeweils die gleiche Leistung ausgelegt sind. Hier­ durch wird sowohl Herstellung als auch Wartung und Bereitstellung von Ersatzteilen wesentlich vereinfacht und damit verbilligt.

Eine Ausgestaltung sieht vor, daß jedem Anlagenteil separate Regel­ organe zugeordnet sind, die im Störungsfalle über eine Steuereinheit akustische und/oder optische Signalgeber auslösen. Weitere Ausge­ staltungen sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.

Ein Verfahren zum Betrieb der Klimaanlage ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur einer der beiden Anlagen­ teile in Betrieb gehalten wird und sich beide Anlagenteile in einem vorgegebenen Zeittakt abwechseln. Vorzugsweise kann die Abwechslung in einem Zeittakt von drei Stunden erfolgen.

Eine Ausgestaltung sieht vor, daß im Falle einer Störungsmeldung der gestörte Anlagenteil abgeschaltet und der störungsfreie Anlagen­ teil eingeschaltet wird.

Eine zweckmäßige Betriebsweise sieht vor, daß jeder Anlagenteil zur Vermeidung von Tauwasseranfall mit vergleichsweise hoher Verdampfer­ temperatur und mit Umluft-Wärmeaustausch betrieben wird.

Die Betriebssicherheit wird weiterhin dadurch erhöht, daß die im Container befindliche erwärmte Luft jeweils mit beiden Ventilatoren der Anlagenteile über das Verdampferpaket geführt wird. Und schließ­ lich ist beim Verfahren zum Betrieb der Klimaanlage in weiterer Erhöhung der Betriebssicherheit vorgesehen, daß bei Stillstand der Anlage z. B. durch Stromausfall oder bei deren willkürlicher Still­ setzung die EDV-Anlage selbsttätig mit ausgeschaltet wird. Hierdurch wird auch das letzte Risiko einer Störung der hochwertigen Apparate bspw. der EDV-Anlage durch unzulässigen Temperaturanstieg mit absoluter Sicherheit vermieden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in der Darstellung eines Anlagenstammbaumes schematisch gezeigten Anlagenbeispieles.

Der in der Zeichnung dargestellte Anlagenstammbaum zeigt, daß die Anlage aus zwei Kälteaggregaten mit gleichen Leistungen besteht. Diese können entsprechend ihrer jeweiligen Funktion als Vorrang- und Folgegerät bezeichnet werden. Vorrang und Folge wechseln bspw. im Drei-Stundentakt. Hierdurch ist eine gleichmäßige Standzeit beider Anlagenteile gewährleistet. Jeder Anlagenteil weist in gleicher Ausführung und Größenordnung einen Hochdruckteil mit einem Verdichter 1 und der Heißgasleitung 2 auf. Das mit der Kompression erwärmte Gas strömt in den Verflüssiger 3, der in bekannter Weise als Wärmeaustauscher ausgebildet ist und von außen durch die Lüfter 4 gekühlt wird. Darin kondensiert das abgekühlte Gas zur Kälteflüs­ sigkeit, die sich in den Kältemittelsammlern 5 sammelt. Von da gelangt die Flüssigkeit durch die Leitung 6 über das im Betrieb nicht absperrbare Absperrventil 8 und den Filtertrockner 9 über das Expansionsventil 10 mit innerem Druckausgleich in den Verdampfer 12.

An die Flüssigkeitsleitung 6 ist ein Hochdruckwächter 7 angeschlos­ sen, der im Falle von Druckabfall innerhalb eines Frühwarnsystemes eine Störmeldung signalisiert.

Der Niederdruckteil der beiden Anlagen umfaßt die beiden Verdampfer 12. Diese sind in einem Verdampferpaket 12a mit zwei Einspritzventi­ len zu einer Einheit zusammengefaßt. Zur Umluftförderung sind zwei Querstromlüfter 11 vorhanden, die parallel geschaltet sind und mit Nachlaufzeit bei Anforderung Kälte Aus abschalten, wodurch ein Abtropfen von Wasser verhindert wird. Die Lüfter sind so angeordnet und ausgebildet, daß sie bei Ausfall problemlos gewechselt werden können. Der Ausfall eines Lüfters wird über einen Doppeldruckpres­ sostat 13 gemeldet. Mittels bekannter Thermoelemente wird zusätzlich bei Über- bzw. Untertemperatur ein akustisches oder optisches Signal 16, 17 durch die Steuereinheit 15 gemeldet.

Durch vergleichsweise hohe Verdampfungstemperatur und Umluftbetrieb wird ein Tauwasseranfall verhindert, weshalb auf eine nach außen geführte Tauwasserleitung verzichtet werden kann. Mit 14 sind Absperrventile bezeichnet, die jedoch im Betrieb nicht absperrbar sind. In der Steuereinheit 15 sind Regel- und Überwachungsorgane integriert, die bei Störung einer Anlage, vorzugsweise vor Eintritt der eigentlichen Störung infolge Warnung durch das Frühwarnsystem die gestörte oder in eine Störung laufende Anlage abschalten und die Folgeanlage anschalten.

Bei einer sehr übersichtlichen und unkomplizierten Auslegung aller Aggregate und Elemente bietet die mit zwei zusammenwirkenden autar­ ken Anlagenteilen ausgebildete Klimaanlage nach der Erfindung ein absolutes Maß an Betriebssicherheit, ist übersichtlich und unkom­ pliziert und mit wirtschaftlichen Mitteln erstellbar.

Insofern erfüllt die Anlage in optimaler Weise die eingangs gestell­ te Aufgabe, wobei hervorzuheben ist, daß die erfindungsgemäß gestal­ tete Anlage auch anderweitig eingesetzt werden kann, wo hohe Si­ cherheitsanforderungen an das Kühlsystem eines dicht abschottbaren bzw. abschließbaren Containers gestellt werden, bspw. in medizini­ schen oder chemischen Laboratorien und überall dort, wo Betriebs­ wärme abgebende Apparate zur Einhaltung bestimmter Prozeßbedingungen über längere Zeit bei konstanten Temperaturen arbeiten müssen.

Claims (11)

1. Klimaanlage, insbesondere zum Konstanthalten der Temperatur in einem dicht abschottbaren Container enthaltend wärmeabgeben­ de und gegebenenfalls zu sicherende Apparate, dadurch gekennzeichnet, daß die Klimaanlage mit zwei zusammenwirkenden, autarken Anlagenteilen ausgebildet ist, von welchen jeder einen Hoch­ druckteil mit Kältemittelkompressor (1) und Kondensator (3) und einen Niederdruckteil mit Verdampfer (12) und Ventilator (11) aufweist, wobei die beiden Verdampfer (12, 12) in einem Verdampferpaket (12a) zu einer Funktionseinheit verbunden sind, daß jeder Anlagenteil in seiner Leistung für den 100%-igen Leistungsbedarf der Klimaanlage ausgelegt ist und beide An­ lagenteile über Steuerungsmittel einer Steuereinheit (15) in der Weise funktionell miteinander verknüpft sind, daß jeweils nur ein Anlagenteil wechselweise betreibbar, sowie im Falle einer Störung der gestörte Anlagenteil abschaltbar und der störungsfreie Anlagenteil zuschaltbar ist.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Anlagenteile in ihren Aggregaten (1, 3, 11, 12) für jeweils die gleiche Leistung ausgelegt sind.

3. Klimaanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Anlagenteil separate Regelorgane (7, 10, 13) zugeord­ net sind, die im Störungsfalle über eine Steuereinheit (15) akustische (16) und/oder optische Signalgeber (17) auslösen.

4. Klimaanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anlagenteil ein mit einem Pressostaten (13) ausge­ stattetes, sowohl auf Druckanstieg (HP) als auch auf Druck­ abfall (NP) im Verdampferkreislauf ansprechendes Frühwarnsystem aufweist.

5. Klimaanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anlagenteil im Hochdruckteil zur Drucküberwachung einen Hochdruckwächter (7) aufweist.

6. Klimaanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Anlagenteil gesonderte Signaleinrichtungen (16, 17) zur Störungsmeldung zugeordnet sind.

7. Verfahren zum Betrieb der Klimaanlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur einer der beiden Anlagenteile in Betrieb gehalten wird und sich beide Anlagenteile in einem vorgegebenen Zeittakt abwechseln.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer Störungsmeldung inbesondere durch das Frühwarnsystem der gestörte Anlagenteil abgeschaltet und der störungsfreie Anlagenteil eingeschaltet wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anlagenteil zur Vermeidung von Tauwasseranfall mit vergleichsweise hoher Verdampfertemperatur und mit Umluft- Wärmeaustausch betrieben wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die im Container befindliche erwärmte Luft jeweils mit den beiden Ventilatoren der Anlagenteile über das Verdampferpaket gegebenenfalls mit einer Nachlaufzeit geführt wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stillstand der Anlage z. B. durch Stromausfall oder bei deren willkürlicher Stillsetzung die im Container befindli­ chen Apparate bspw. eine EDV-Anlage selbsttätig mit ausgeschal­ tet wird.