DE4307061A1

DE4307061A1 - Vorrichtung zur Abführung der Verlustwärme aus gerätebestückten Gehäusen

Info

Publication number: DE4307061A1
Application number: DE19934307061
Authority: DE
Inventors: Martin Gabler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-03-06
Filing date: 1993-03-06
Publication date: 1993-10-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Vorrichtungen dieser Gattung sind aus Firmenveröffentlichungen bekannt.

Bei den bekannten Vorrichtungen erfolgt der Entzug der Verlustwärme entweder durch aktive Kühlanlagen, durch mechanische Belüftung der Geräteräume mit Außenluft, oder eine Belüftung über Luft-/ Wasser-Wärmetauscher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmeentzug aus Geräteräumen gegenüber der vorbeschriebenen Art zu verbessern.

Ein wesentlicher Fortschritt bei der erfindungsgemäßen Entwärmungsvorrichtung ist die Reduzierung des Wartungs aufwands durch die vollkommene Abkapselung der Geräte räume von der Umgebungsluft, sowie der sparsamere Energie aufwand bei Zusatzkühlung. Wegen der meist schmutz- und feuchtigkeitsempfindlichen Geräteausstattung ist bei me chanischer Belüftung die Installation von wartungsaufwen digen Luftfilter- bzw. Entfeuchtungselementen unerläßlich. Bei Entwärmung durch aktive Kühlgeräte ist der Energie aufwand wegen meist hoher Wärmelasten beträchtlich, Luft-/ Wasser-Wärmetauscher erfordern wegen der notwendigen Rückkühlung einen hohen Kapitaleinsatz sowie gesonderte Stellflächen.

Die Vorrichtung ist äußerst platzsparend und sogar in seitlichen Außenwänden integrierbar, so daß im Nutzraum die Gerätemontage bzw. deren Wartung nicht behindert wird. Größe und Leistung der Wärmetauscher sowie deren Belüftung wird nach der jeweils abzuführenden Wärmelast ausgelegt, wobei die Raumtemperatur ohne Zusatzkühlung in einem propor tionalen Verhältnis zur Umgebungstemperatur steht.

Falls die Umgebungs- bzw. Raumtemperatur unter den Gefrier punkt absinkt, und keine oder nur sehr geringe Wärmeverlust leistung anfällt, wird der Geräteraum durch ein elektrisches, thermostatisch gesteuertes Heizgerät erwärmt.

Bei nicht ausreichender Entwärmung wegen zu hoher Umgebungs temperaturen, wird in das Vorlauf-Steigrohr des inneren Wärmetauschers ein Flüßgikeits-Wärmetauscher eingesetzt, der im Gegenstrom die Wärmeträgerflüssigkeit auf die erfor derliche Vorlauftemperatur z. B. mittels Kühlwasser abkühlt. Ersatzweise kann die Umlaufflüssigkeit mittels separater Wärmetauscher nach Verlassen des äußeren Wärmetauschers mit relativ geringem Energieaufwand zusätzlich abgekühlt werden, wobei ein Direktanschluß an ein Kühlaggregat möglich ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Ausführung der Vorrichtung im horizontalen Schnitt entlang der Schnittlinie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 im vertikalen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig 1 und 2 im vertikalen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 im vertikalen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV in Fig. 1.

Fig. 5 eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für kleinere Schrankanlagen mit geteilten inneren Wärmetauscher im Vertikalschnitt entlang der Schnitt linie VII-VII in Fig. 7.

Fig. 6 die Vorrichtung nach Fig. 5 und 7 mit Vertikal schnitt durch den äußeren Wärmetauscher entlang der Schnittlinie VI in Fig. 7.

Fig. 7 die Vorrichtung nach Fig. 5 und 6 im horizontalen Schnitt entlang der Schnittlinie V-V in Fig. 5 u. 6.

Fig. 8 eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für rechteckige Gehäuse mit geteilten inneren Wärmetauschern im Horizontalschnitt entlang der Schnittlinie XI-XI und IX-IX in Fig. 9 und 10.

Fig. 9 die Vorrichtung nach Fig. 8 bis 11 im Vertikal schnitt des inneren Wärmetauschers entlang der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 8.

Fig. 10 die Vorrichtung nach Fig. 8 bis 11 im Vertikal schnitt des äußeren Wärmetauschers entlang der Schnittlinie XII-XII in Fig. 11.

Fig. 11 die Vorrichtung nach Fig. 8 bis 11 im Vertikal schnitt des äußeren Wärmetauschers entlang der Schnittlinie X-X in Fig. 8.

Im Zusammenhang mit der Fig. 1 bis 4 dargestellten Aus führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in diesen Figuren lediglich ein Wandbereich eines Gehäuses dargestellt. Die Fig. 5 bis 11 umfaßt jeweils ein kom plettes Gehäuse.

Das Gehäuse weist - jeweils aus Isolierplatten luftdicht zusammengebaut - einen Boden (1), Seitenwände (2) und eine Decke (3) auf, und hat die Gestalt eines Quaders oder Würfels. Gewöhnlich wird es so groß ausgeführt, daß die erforderlichen Ausrüstungsgeräte z. B. der nicht darge stellten Fernmeldetechnik, die ihrerseits Verlustwärme abgeben, bedarfsgemäß aufgestellt werden können. Die wärmeisolierenden Bauteile mindern eine zusätzliche Er wärmung durch Dämmung der Einstrahlwärme.

In das Bypassrohr wird ein Rückschlagventil (12) mit öffnungsrichtung zum inneren Wärmetauscher (7) eingebaut, wodurch bei Pumpenbetrieb eine Rückströmung zum äußeren Wärmetauscher (5) verhindert wird.

Falls die Temperatur der Trägerflüssigkeit wegen zu hoher Umgebungstemperaturen für die erforderliche Wärmelastauf nahme nicht ausreichend abkühlt, werden zur weiteren Unter kühlung im Gegenstrom Flüssigkeits-Wärmetauscher der inneren Austauschfläche vorgeschaltet (15 und 15a). Nachdem ein Großteil der Wärmelast über die äußere Aus tauschfläche (5) an die Umwelt abgegeben wird, ist der Energieaufwand zur Nachkühlung der zum inneren Wärmetau scher (7) gelangenden Umlaufflüssigkeit relativ gering. Die Flüssigkeits-Wärmetauscher können ggf. an ein im Ge häuse integriertes Kühlaggregat (16) angeschlossen werden.

Es sei angenommen, daß die aus dem Geräteraum kommende, erwärmte Umlaufflüssigkeit im äußeren Wärmetauscher (5) infolge niedrigerer Umgebungstemperatur abgekühlt wird, und diese mittels einer Pumpe (6) wieder in den oder die inneren Wärmetauscher (7) zurückgeführt wird, wo die Flüssigkeit durch Aufnahme der Wärmelast erneut erwärmt wird. Der Transport erfolgt in geeigneten Leitungen bzw. Übergangsstutzen (9) Vorlauf zum äußeren Wärmetauscher (10) dessen Rücklauf).

Die Zwangsbelüftung der äußeren bzw. inneren Wärmetauscher (5 und 7) erfolgt über Lüftermotoren (13 und 14) mit annä hernd gleichem Volumenstrom. Die inneren Lüftermotoren (14) erzeugen zugleich die Luftzirkulation im Geräteraum, die äußeren Lüfter (13)bewirken den Luftaustausch zur Umgebung.

Wie vor beschrieben wird die Zirkulation der Trägerflüs sigkeit durch die Umwälzpumpe (6) bewirkt, falls diese Pumpe ausfällt, wird zur Sicherstellung eines Notbetrie bes unter Umgehung der Pumpenleitung ein Bypassrohr (11) in den Kreislauf eingefügt, so daß durch den Dichteunter schied der Trägerflüssigkeit im äußeren und inneren Wärme tauscher (5 und 7) eine Schwerkraftzirkulation zustande kommt.

Claims

1. Vorrichtung zum Entwärmen eines gegen die Umgebung wärmeisolierten Gehäuses in dem im Betriebe Verlust wärme abgebende Geräte insbesondere der Nachrichten- und Regeltechnik, untergebracht sind, mit mindestens einem inneren Wärmetauscher (7), der die Geräte-Verlust wärme aufnimmt, und mindestens einem äußeren Wärme tauscher (5) der im Wärmeaustausch zur Umgebungsluft steht, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wärmetauscher mit einer Medienleitung (9 und 10) verbunden sind und beide Wärmetauscher innerhalb von Luftleitkanälen zwangsweise beluftet werden sowie an eine isolierte Trennwand (4) stoßen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Medienfluß in den Wärmetauschern sowohl durch Zuschaltung einer Umwälzpumpe (6) als auch über Schwer kraftbetrieb bewerkstelligt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Schwerkraftbetrieb unter Umgeung der Um wälzpumpe eine Bypassleitung (11) eingefügt wird, in der ein Rückschlagventil (12) eingebaut ist, das sich zum inneren Wärmetauscher hin öffnet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherrohre beiderseits jeweils in ein Sammelrohr (8) münden und mit Mitteln zur Vergrößerung der äußeren Wärmetauschflächen versehen sind, und daß diese Mittel so gestaltet sind, daß sie die Luftströ mung in vertikaler Richtung nicht behindern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Vorlaufsteigrohr (8a) des inneren Wärme tauschers ein Flüssigkeitswärmetauscher (15) einge setzt wird, der z. B. mit einer Kühlwasserleitung verbunden wird. Ersatzweise kann zum vorbeschriebenen Wärmetauscher ein separater Flüssigkeits-Wärmetauscher (15a) eingesetzt werden, der ggf. an ein im Gehäuse integriertes Kühlaggregat (16) angeschlossen wird.