EP1645822A2 - Verfahren und Schnittstelleneinheit zum Zuführen und Abführen eines Kühlmediums zu und von einer Verbrauchereinheit - Google Patents

Verfahren und Schnittstelleneinheit zum Zuführen und Abführen eines Kühlmediums zu und von einer Verbrauchereinheit Download PDF

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EP1645822A2
EP1645822A2 EP05009461A EP05009461A EP1645822A2 EP 1645822 A2 EP1645822 A2 EP 1645822A2 EP 05009461 A EP05009461 A EP 05009461A EP 05009461 A EP05009461 A EP 05009461A EP 1645822 A2 EP1645822 A2 EP 1645822A2
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EP
European Patent Office
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cooling medium
flow
temperature
line system
interface unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05009461A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1645822A3 (de
Inventor
Harald Dipl.-Ing. Fonfara
Jürgen Kirchmeyer
Thomas Dipl.-Ing. Künkler
Lars Dipl.-Ing. Weissmann
Herbert Göstl
Markus Eberl
Thorsten Dipl.-Ing. Miltkau
Fritz Harrer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kermi GmbH
Original Assignee
Kermi GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kermi GmbH filed Critical Kermi GmbH
Publication of EP1645822A2 publication Critical patent/EP1645822A2/de
Publication of EP1645822A3 publication Critical patent/EP1645822A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/06—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/02—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/22—Means for preventing condensation or evacuating condensate
    • F24F2013/221—Means for preventing condensation or evacuating condensate to avoid the formation of condensate, e.g. dew

Definitions

  • the invention relates to methods and an interface unit for supplying and discharging a cooling medium to and from at least one loss heat generating, to be cooled consumer unit.
  • the coupling of heat loss generating consumer units to a higher-level cooling system is usually done by means of permanently installed connections and permanently routed lines.
  • additional adjustments for example additional pumps or other control elements or units, such as control valves, temperature sensors and the like, between the superordinate cooling system and the respective consumer unit.
  • distribution systems can be used, which are arranged at the central flow connection and the central return connection of the cooling system.
  • connection means for each connection of a consumer unit to be cooled to the higher-level cooling system corresponding connection means, in particular connection lines and optionally other components such as control valves, pumps, temperature sensors and the like, must be provided and installed separately.
  • the problem may arise that the temperature of the cooling medium is so low that on the lines between the connections of the parent cooling system and the Cooling consumer unit is below the dew point temperature of the ambient air. In this case, moisture from the environment would precipitate on the lines, which can lead to disturbances or even damage or destruction of sensitive consumer units. It is therefore necessary to ensure that the lines through which the cooling medium flows are adequately insulated. However, this requires a corresponding effort.
  • the present invention seeks to provide a method and an interface unit for supplying and discharging a cooling medium to and from at least one loss heat generating, to be cooled consumer unit, wherein the above-described disadvantages of the known prior art avoided and In particular, in a simple and inexpensive and flexible way the connection to be cooled consumer units to a higher-level cooling system is made possible.
  • the invention is based on the recognition that by using an interface unit with a flow distributor unit and a return collector unit one or more consumer units to be cooled can be flexibly connected to a higher-level cooling system.
  • the interface unit can be designed in particular mobile or integrated into one of the consumer units.
  • the interface unit further comprises at least one pump which is arranged in the flow line system or return line system of the interface unit.
  • the pump is designed so that in each case a sufficient differential pressure between the cooling medium in the flow distribution unit and the cooling medium in the geartownvearteilerü is maintained. This of course applies to a predetermined permissible range of the total mass flow of the cooling medium, which must be transported between the parent cooling system and the at least one consumer unit to be cooled.
  • the interface unit comprises means for controlling or regulating the temperature of the cooling medium in the supply line system such that the cooling medium from a predetermined position within the supply line system, viewed in the direction of flow of the cooling medium, at any position of the adjoining the predetermined position portion of the supply line system, the dew point Temperature of the ambient air falls below.
  • the interface unit according to the invention therefore offers the advantage that after the predetermined position from which the cooling medium has a higher temperature than the dew point temperature of the environment, no condensation effects can occur more.
  • the means for controlling or regulating the temperature of the cooling medium may include a valve and line sections, with which a predetermined or predeterminable part of the warmer cooling medium from the return line system is fed into the supply line system.
  • the valve can be configured manually adjustable or as a controllable valve.
  • the valve can be adjusted manually once so that in each case a sufficient mass flow of the cooling medium from the Return line system in the supply line system, which leads the supplied from the parent cooling system colder cooling medium is fed.
  • care can be taken that the admixed mass flow of the warmer cooling medium from the return line system is so great that the temperature of the cooling medium guided after the predetermined position in the supply line system is greater than 17 °.
  • a liquid cooling medium for example water
  • a gaseous cooling medium can also be used.
  • controllable valve can be controlled by a control unit so that depending on certain parameters of the admixed mass flow of the cooling medium from the return line system is just chosen so large that the temperature of the cooling medium in the supply line system of the predetermined position slightly larger or a predetermined amount is the ambient dew point temperature.
  • the parameters may be, for example, the temperature of the cooling medium in the supply line system and / or return line system and the dew point temperature of the environment. This can be measured by means of a dew-point temperature sensor or by means of a temperature sensor and a humidity sensor and fed to the control unit or determined by this.
  • the control of the valve can be done either as a pure control or as closed-loop control.
  • the means for controlling or regulating the temperature of the cooling medium may comprise a heat exchanger, which is traversed on the secondary side by the cooling medium to be heated in the flow line system and the primary side, a warmer cooling medium is supplied. Also in this way can the cooling medium in the supply line system from a certain In each case, sufficient energy is supplied to ensure that this position does not fall below the dew point temperature of the environment.
  • the heat exchanger can be traversed by the warmer medium in the return line system.
  • the means for controlling or regulating the temperature of the cooling medium may comprise a controllable in their flow rate pump.
  • a controllable in their flow rate pump can be dispensed with the mixing of cooling medium from the return to the cooling medium of the flow, but if necessary, both ways to avoid the passage of the dew point temperature can be simultaneously realized side by side or combined.
  • the means for controlling or regulating the temperature of the cooling medium can also comprise a temperature sensor arranged in the supply line system when using a controllable pump, and a control unit (57) which activates the pump (21), does not reliably reach the dew point temperature and / or or falls below.
  • the primary-side flow connection and the primary-side return connection can be connected to a heat exchanger which separates the circulation of the cooling medium within the interface unit from the circulation of the cooling medium supplied by the superordinate cooling system.
  • a different cooling medium than the cooling medium delivered by the higher-order cooling system can be used in the closed circuit within the interface unit.
  • all elements which are critical with regard to a failure in particular pumps and controllable valves, can be redundant, in particular special be present twice. As a result, the reliability of the interface unit is improved.
  • a control valve may be provided at one, several or at all sunday-side return connections, which regulates the mass flow of the cooling medium in the path to and from the respective consumer unit so that the temperature of the cooling medium at the respective secondary-side return connection is kept substantially constant at a predetermined value becomes.
  • the predetermined temperature value is to be chosen such that it is ensured that there is sufficient cooling in the relevant consumer unit.
  • the mass flow can be adjusted by the consumer unit in question to the dissipated power loss and does not have to be so large in each case that the occurring in a worst case maximum power loss can still be safely dissipated.
  • the pump or the plurality of pumps of the interface unit can be operated at a lower power, thereby reducing energy costs.
  • an adaptation of the required mass flow of the cooling medium by the relevant consumer unit can be carried out even with temporally fluctuating dissipated power losses.
  • the entire flow resistance in the paths would be regulated to the same value (this could also be done via a control of the Pressure difference in the individual paths to a predetermined value), but there is also an adjustment of the flow resistance in the individual paths to different required cooling capacities.
  • an exchange of the consumer unit to be cooled can also be carried out at any time, without a manual adaptation of the mass flow having to be undertaken.
  • one or more additional consumer units can be connected in series in a coolant path.
  • the interface unit comprises a housing and can therefore be used as a self-employed interface unit.
  • valves may also be provided at one, several or all of the secondary-side flow connections, which valves serve to balance the flow resistance between the pairwise corresponding secondary flow and return connections. If, for example, a consumer unit to be cooled is positioned far further away from the interface unit than another consumer unit, the flow resistance between the respective supply and return connections can be adjusted approximately to the same value by means of such a valve. In this way, even a uniform distribution of the mass flow of the flow distribution unit in the individual partial mass flows can cause if the sum of the individual flow resistance in each path (flow resistance of the lines and flow resistance within the consumer units without the flow resistance of the valve in question) are different.
  • the respective control valves can of course be provided not only at the secondary-side flow connections, but also at the secondary-side return connections. However, if these are provided on the secondary-side flow connections, they can also be used in combination with the above-described temperature control valves. In this case, the adjustment range of the temperature control valve c be chosen smaller. This has a positive effect on a stable control behavior.
  • the interface unit 1 shown in FIG. 1 comprises a housing 3, of which essentially only the housing frame is shown.
  • the housing may have a width of, for example, 19 inches, so that the interface unit 1 can be integrated into a 19 inch rack.
  • a consumer unit to be cooled can also be arranged.
  • a supply line system 5 and a return line system 7 of the interface unit 1 is arranged and held therein by means of a plurality of fastening elements 9.
  • the frame shown in Fig. 1 of the housing 3 may of course have not shown side walls which close the housing 3 and, if necessary can also seal against the ambient air. In this case, all connections must, of course, be led out of the housing.
  • the supply line system 5 comprises a primary-side flow connection 11, to which the cooling medium is supplied by a superordinate cooling system (not shown).
  • a shut-off valve 13 is provided, with which it can be prevented that the cooling medium escapes from the supply line system when connecting or dismounting a line to the higher-level cooling system.
  • the supplied cooling medium in the embodiment illustrated in the figures, a liquid cooling medium, for example water is used
  • the cooling medium is divided by means of the branch piece 15 into two parallel-guided pipe branches 17a and 17b. In each pipe branch, as seen in the flow direction of the cooling medium, the series connection of a controllable mixing valve 19 and a pump 21 is provided.
  • the pumps 21 may, for example, be regulated pumps which maintain a constant pressure difference between the suction side and the pressure side of the pump, independently of the delivered mass flow.
  • the pipe branches 17a, 17b viewed in the direction of flow of the cooling medium, are brought together again after the pumps 21 by means of a further branch piece 23.
  • the flow distribution unit 27 includes a plurality of, in the illustrated embodiment 5 control valves 29, by means of which each secondary-side flow connection 31 of the flow distribution unit 27 can be completely shut off. This makes it possible, if necessary, only to connect one or more selected sundeck-side flow connections 31 to a relevant consumer unit (not shown).
  • the supply line system 5 further comprises a vent pot 33, which is arranged in the line piece 25 in an upper portion.
  • the parallel routed pipe branches 17a, 17b of the supply line system 5 and the respectively arranged therein pumps 21 and mixing valves 19 increase the reliability of the entire system drastically.
  • the pumps 21 and the controllable mixing valves 19 are fail-critical components which are redundantly contained in the supply line system 5 or the interface unit 1 by the selected arrangement.
  • the return line system 7 comprises a return collector unit 35, which is designed essentially analogously to the flow distributor unit 27 with respect to its structure. Instead of the manually operable control valves 29, however, the return accumulator unit 35 comprises temperature control valves 37.
  • the temperature control valves 37 may preferably be in the form of passive, i. Without auxiliary power working thermostatic valves are formed, each temperature control valve detects the temperature of the cooling medium flowing through the valve and controls the flow resistance of the valve so that the temperature of the cooling medium maintains a predetermined temperature setpoint within predetermined limits. This makes it possible to adapt the mass flow of the cooling medium through the relevant consumer unit, which is connected between a secondary-side flow connection 31 and a secondary-side return connection 39, to the respectively required cooling capacity or dissipated power loss. This adjustment is carried out automatically by means of the relevant temperature control valve 37. In this way, the mass flow can also be adapted to temporally fluctuating power losses.
  • the temperature control valves 37 are preferably designed to be in any case, that is, even if they are controlled in the "closed" state, because no Consumer unit is connected or because no cooling capacity is required to have a leakage flow rate.
  • the leak flow rate can be generated, for example, by the temperature control valve 37 having an internal bypass line.
  • the leak flow rate ensures that, in the case of a connected consumer unit, a mass flow corresponding to the leak flow rate flows through the consumer unit in each case. If the dissipated dissipation power increases from zero to a predetermined value, the leak flow rate ensures that the cooling medium heated as a result of the suddenly increased power dissipation reaches the temperature control valve 37 sufficiently quickly and this regulates the mass flow higher in accordance with the detected temperature increase.
  • the return line system 7 comprises a line section 41, through which the cooling medium is led to a branch piece 43.
  • the line section 41 further comprises a vent pot 45 for venting the return line system 7 in an upper section.
  • the cooling medium is divided into two substantially parallel piping branches 47 a and 47 b.
  • the common terminal of the branching piece 49 is connected to a primary-side return port 51.
  • the return port 51 can in turn be shut off by means of a shut-off valve 13 when the line in question between the primary-side return port 51 and the return port of the parent cooling system must be dismantled.
  • each of the parallel-guided pipe branches 47a, 47b branches off a connector 55a, 55b, whereby the pipe branch 47a is connected to the mixing port of the mixing valve in the pipeline Zwaig 17a and the pipe branch 47b with the mixing port of the mixing valve 19 in the pipe branch 17b.
  • each of the mixing valves 19 can add warmer cooling medium from the return line system 7 into the supply line system 5.
  • the admixing preferably takes place in such a way that the cooling medium has a predetermined temperature in the supply line system 5 from the position, viewed in the flow direction, after the mixing valves.
  • the temperature of the cooling medium in this part of the supply line system can be detected by means of a temperature sensor and fed to a control unit 57 (FIG. 1).
  • the control unit can then control the mixing valves 19 so that the temperature in the supply line system 5 maintains the desired setpoint within predetermined limits.
  • FIG. 2 shows no electrical connection between the control or regulating unit 57 and the relevant components, such as the temperature sensor 59 and the mixing valves 19. These electrical connections are indicated in Fig. 3.
  • control or regulating unit 57 can also take over the control or regulation of the pumps 21, provided that these pumps have not already integrated the necessary control electronics.
  • the entire unit which consists of the pumps 21, the mixing valves 19 and the connecting pieces 55a, 55b, can, as shown in FIGS. 2 and 3, be designed to be interchangeable overall.
  • two shut-off valves 13 with adjoining releasable connections for the relevant pipe sections are provided in each of the parallel branches.
  • the entire unit is, as shown in Fig. 1, arranged so that it is easily accessible from the front of the rack or housing 3 and thus easily replaceable.
  • FIG. 3 again schematically illustrates the flow pattern of the cooling medium of the interface unit 1 shown in FIGS. 1 and 2. Corresponding components are provided with the same reference numerals.
  • the consumer units are provided with the reference numeral 61 in FIG.
  • a further temperature sensor 63 can also be provided in the return path, for example downstream of the temperature regulating valves 37, the signal of which is likewise supplied to the control unit 57.
  • the control unit can detect certain defects, errors or malfunctions of the interface unit 1. For example, if the temperature difference between the flow temperature and the return temperature is less than a predetermined value, e.g. 2 K, a warning signal can be generated. Because in this case, it can be assumed that not enough heat energy is dissipated by the consumer units. This situation can then be checked by an operator.
  • an alarm signal can be generated for a predetermined further threshold value, for example approximately 0 K.
  • the pump 21, which is at rest in the normal operating state can be put into operation by the control unit 57.
  • the mixing valves 19 in this case be controlled so that the flow no heated cooling medium from the return is more mixed.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of another embodiment of an interface unit in which the primary-side flow and return connections 11, 51, which are connected to the higher-order cooling system, are connected via a heat exchanger 65 to the other components of the interface unit 1.
  • Components of this embodiment, which are also used in the embodiment of FIGS. 1 to 3 are provided in Fig. 4 with corresponding reference numerals.
  • the heat exchanger 65 By using the heat exchanger 65, a different cooling medium can be used within the interface unit 1 than the cooling medium delivered by the superordinate cooling system (primary circuit).
  • the closed coolant circuit within the interface unit ensures that impurities in the cooling medium of the higher-level cooling system can not affect the functionality of the interface unit.
  • the passage through the dew point temperature is not avoided by the mixing of cooling medium from the return to the cooling medium of the flow, but by a suitable control of the pump 21 by the control unit 57 in the form of a control or regulation.
  • the pumps 21 are dependent on the temperature of the cooling medium in the flow path, so for example, depending on the signal of the temperature sensor 59, and possibly additionally depending on the moisture content of the ambient air so controlled that the dew point is never passed through.
  • the setpoint temperature of the cooling medium in the flow can be controlled or regulated in the simplest case so that it is higher than the dew point temperature for a predetermined amount, depending on the ambient temperature, which is kept constant, for example, in special rooms for computer systems within narrow limits the worst case of a possible value for the humidity If, however, the dew point temperature is determined by means of a temperature sensor and a humidity sensor continuously or at predetermined intervals, Thus, the control or regulation of the flow temperature depending on the actual dew point temperature can be done so that the flow temperature is always a sufficiently large amount above the dew point temperature.
  • a dew point sensor can be used.
  • This may be formed, for example, condensation sensor, which is thermally connected to a line leading the cooling medium in the course. If the line and thus the condensation sensor reaches the dew point temperature, condensation condenses on a surface of the sensor provided for this purpose. This precipitation is recorded, whereby on the surface of the sensor already humidity precipitates as condensate, if the line is still largely spared from the precipitation. The flow temperature can then be correspondingly increased rapidly until the dew point temperature is safely exceeded.
  • the control or regulation of the flow temperature can be done by a suitable control of the flow rate of the respective pump 21 by the control or regulating unit 57, for example by influencing the pump speed.
  • a suitable control of the flow rate of the respective pump 21 by the control or regulating unit 57 for example by influencing the pump speed.
  • appropriately controllable pumps 21 must be used.
  • the primary-side mass flow rate of the coolant i. the mass flow rate of the cooling medium supplied by the higher-level cooling system can be controlled or regulated.
  • the heat exchanger 65 with a controllable valve may be connected so that the control unit 57, the mass flow rate in the primary circuit.
  • the interface unit 1 in the embodiments according to FIGS. 1 to 3 and 4 thus enables a flexible connection of any consumer units 61 between two corresponding secondary-side flow and rublaufanschltissen 31 and 39.
  • a basically any number of flow and return ports 31, 39 be provided.
  • the interface unit is preferably constructed so compact that it fits into a relatively small housing, for example a 19-inch rack, preferably with a low overall height.
  • the components with mechanically moving components, such as pumps, valves, sensors, etc., are preferably arranged so that they are easily accessible and interchangeable from the front or back of the housing.
  • the control or regulating unit 57 can, among other things, perform the following functions:
  • a specific standard flow temperature for example 16 ° C.
  • This temperature can be chosen so that in most cases, on the one hand ensures sufficient cooling and on the other hand, under normal environmental conditions, the dew point temperature is not exceeded.
  • the dew point temperature of the environment drops, for example as a result of an increase in atmospheric humidity, and the temperature of the cooling medium or the lines below it
  • this is from the control or regulating unit 57 from the one or more signals supplied to it the relevant sensors (eg the dew point sensor or the air temperature sensors, the humidity and the temperature of the medium in the flow) recorded.
  • the control or regulating unit 57 controls the mixing valve or valves 19 (embodiment according to FIG. 3) or the valve in the primary circuit (embodiment according to FIG. 4) such that the cooling medium or the lines leading to it do not fall below the dew-point temperature.
  • the respective active pump 21 can be operated, for example, with a constant flow rate.
  • This adaptation of the temperature of the flow to the dew point can be done using a dew point sensor so that after detecting a dew point below the flow temperature, the flow temperature is initially increased until it is greater than the dew point. After a predetermined holding time during which the dew point temperature is not fallen below again, can then be returned to the initial state and the temperature of the flow by a corresponding control of the mixing valve and the valve in the primary circuit can be lowered back to the standard flow temperature.
  • the control or regulating unit can also control the two pumps 21 in such a way that they are activated alternately for specific operating times.
  • the other pump 21 can be activated for the following day at a fixed time each day.
  • a slight temporal overlap of, for example, one minute can be provided, during which both pumps work.
  • control or regulation unit 57 detects by the evaluation of the signals of the temperature sensors 59 and 63 in the flow or return that the return temperature is less than by a predetermined, small amount, eg 2 K, higher than the flow temperature (temperature spread ), a warning signal can be generated, which can be used, for example, to generate an audible or visual warning.
  • the reason for such a low temperature spread may be, for example, that the one or more consumer units 61cinc deliver a lower amount of heat to the cooling medium than would be expected in normal operation.
  • the consumer units 61 are cabinets for electronic installations in which the inside air is cooled, such a condition may occur when it is forgotten to close the cabinet after opening.
  • the control unit can then by the evaluation of these sensor signals and the signal of the temperature sensor 59 in the common flow determine which consumer unit 61 outputs a compared to the normal operation too low amount of heat.
  • control or regulation unit 57 determines that the temperature spread is equal to or lower than a barrier close to zero, it can switch on both pumps 21 in order to generate the largest possible mass flow for the cooling medium and / or the mixing valve 19 (FIG. if still only one pump 21 is operated) or the mixing valves 19 (if both pumps 21 are turned on) so control that no admixing of medium from the return takes place in order to keep the coolant temperature in the flow as low as possible.
  • the valve in the primary circuit must be completely opened, so that correspondingly the lowest possible temperature of the coolant in the secondary circuit is generated.
  • control or regulating unit 57 If the control or regulating unit 57 then still no spread determined, it can be concluded that either the consumer unit (s) 61 does not generate energy that would have to be dissipated or that generates energy, but is dissipated in other ways, for example because the one or more cabinet doors of the consumer to be cooled, for example racks, are open. It can then be a corresponding Warning or error signal is generated and, if necessary, a corresponding warning or error message is output.
  • control unit determines that the return temperature is too high (for example greater than 30 ° C)
  • it may be the mixing valves 19 (embodiment of FIG. 3) or the controllable valve for influencing the mass flow of the delivered from the parent cooling system Control cooling medium so that the flow temperature is as low as possible in order to avoid damage due to excessive temperatures in the consumer units 61. In this case, an undershooting of the dew point (short-term) can be allowed.
  • control unit can also increase the pump power to a maximum value or switch on the second, redundant pump 21 in order to increase the mass flow of the coolant and thus the maximum dissipatable heat output.
  • a corresponding field or warning signal can be generated and a corresponding warning or error message can be output.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schnittstelleneinheit zum Zuführen und Abführen eines Kühlmediums zu und von wenigstens einer Verlustwärme erzeugenden, zu kühlenden Verbrauchereinheit, mit einem primärseitigen Vorlaufanschluss (11) für das Zuführen des Kühlmediums von einem übergeordneten Kühlsystem, welcher über ein Vorlaufleitungssystem (5) mittelbar oder unmittelbar mit einer Vorlaufverteilereinheit (27) verbunden ist, welche wenigstens einen sekundärseitigen Vorlaufanschluss (31) zur Verbindung mit dem Vorlaufanschluss einer Verbranchereinheit (61) aufweist, mit einem primärseitigen Rücklaufanschluss (51) für das Abführen des Kühlmediums zu dem übergeordneten Kühlsystem, welcher über ein Rücklaufleitungssystem (7) mittelbar oder unmittelbar mit einer Rücklaufsammlereinheit (35) verbunden ist, welche wenigstens einen sekundärseitigen Rücklaufanschluss (39) zur Verbindung mit dem Rücklaufanschluss der betreffenden Verbrauchereinheit (61) aufweist, mit wenigstens einer im Vorlaufleitungssystem (5) oder Rücklaufleitungssystem (7) angeordneten Pumpe (21) zur Erzeugung eines Differenzdrucks zwischen dem Kühlmedium in der Vorlaufverteilereinheit (27) und dem Kühlmedium in der Rücklaufverteilereinheit (35) und mit Mitteln (55a, 55b, 19, 57, 59) zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums im Vorlaufleitungssystem (5) derart, dass das Kühlmedium ab einer vorbestimmten Position des Vorlaufleitungssystems (5), in Strömungsrichtung des Kühlmediums gesehen, an keiner Position des sich an die vorbestimmte Position anschließenden Teils des Vorlaufleitungssystems (5) die Taupunkt-Temperatur der Umgebungsluft unterschreitet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Zuführen und Abführen eines Kühlmediums zu und von wenigstens einer Verlustwärme erzeugenden, zu kühlenden Verbrauchereinheit.

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Schnittstelleneinheit zum Zuführen und Abführen eines Kühlmediums zu und von wenigstens einer Verlustwärme erzeugenden, zu kühlenden Verbrauchereinheit.
  • Das Ankoppeln von Verlustwärme erzeugenden Verbrauchereinheiten an ein übergeordnetes Kühlsystem, beispielsweise ein Kühlsystem der Haustechnik, erfolgt üblicherweise mittels fest verlegter Anschlüsse und fest verlegter Leitungen. Dabei ist es in vielen Fällen erforderlich, zusätzliche Anpassungen, beispielsweise zusätzliche Pumpen oder andere Regelelemente oder -einheiten, wie Regelventile, Temperatursensoren und dergleichen, zwischen dem übergeordneten Kühlsystem und der jeweiligen Verbrauchercinheit anzuordnen.
  • Es ist darüber hinaus bekannt, mehrere Verlustwärme erzeugende Verbrauchereinheiten an ein gemeinsames, übergeordnetes Kühlsystem anzuschließen. Hierzu können beispielsweise Verteilersysteme verwendet werden, die an dem zentralen Vorlaufanschluss und dem zentralen Rücklaufanschluss des Kühlsystems angeordnet sind.
  • Nacheilig bei diesem Stand der Technik ist die Tatsache, dass für jeden Anschluss einer zu kühlenden Verbrauchereinheit an das übergeordnete Kühlsystem entsprechende Anschlussmittel, insbesondere Anschlussleitungen und gegebenenfalls weitere Komponenten wie Regelventile, Pumpen, Temperatursensoren und dergleichen, vorgesehen und separat installiert werden müssen.
  • Beim Anschluss einer Verbrauchereinheit an ein übergeordnetes Kühlsystem kann das Problem auftreten, dass die Temperatur des Kühlmediums derart niedrig ist, dass an den Leitungen zwischen den Anschlüssen des übergeordneten Kühlsystems und der zu kühlenden Verbrauchereinheit die Taupunkt-Temperatur der Umgebungsluft unterschritten wird. In diesem Fall würde sich Feuchtigkeit aus der Umgebung an den Leitungen niederschlagen, was bei empfindlichen Verbrauchereinheiten zu Störungen oder sogar zu einer Beschädigung oder Zerstörung führen kann. Es ist daher erforderlich, dafür Sorge zu tragen, dass die vom Kühlmedium durchflossenen Leitungen ausreichend zu isolieren. Dies erfordert jedoch einen entsprechenden Aufwand.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schnittstelleneinheit zum Zuführen und Abführen eines Kühlmediums zu und von wenigstens einer Verlustwärme erzeugenden, zu kühlenden Verbrauchereinheit zu schaffen, wobei die vorstehend erläuterten Nachteile des bekannten Standes der Technik vermieden und insbesondere auf einfache und kostengünstige sowie flexible Art und Weise der Anschluss zu kühlender Verbrauchereinheiten an ein übergeordnetes Kühlsystem ermöglicht wird.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 17.
  • Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass durch die Verwendung einer Schnittstelleneinheit mit einer Vorlaufverteilereinheit und einer Rücklaufsammlereinheit eine oder mehrere zu kühlende Verbrauchereinheiten flexibel an ein übergeordnetes Kühlsystem angeschlossen werden können. Die Schnittstelleneinheit kann dabei insbesondere mobil ausgebildet oder in eine der Verbrauchereinheiten integriert sein.
  • Die Schnittstelleneinheit umfasst des Weiteren wenigstens eine Pumpe, die im Vorlaufleitungssystem oder Rücklaufleitungssystem der Schnittstelleneinheit angeordnet ist. Die Pumpe ist so beschaffen, dass in jedem Fall ein ausreichender Differenzdruck zwischen dem Kühlmedium in der Vorlaufverteilereinheit und dem Kühlmedium in der Rücklaufvearteilereinheit aufrecht erhalten wird. Dies gilt selbstverständlich für einen vorgegebenen zulässigen Bereich des gesamten Massenstroms des Kühlmediums, der zwischen dem übergeordneten Kühlsystem und der wenigstens einen zu kühlenden Verbrauchereinheit transportiert werden muss.
  • Des Weiteren umfasst die Schnittstelleneinheit Mittel zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums im Vorlaufleitungssystem derart, dass das Kühlmedium ab einer vorbestimmten Position innerhalb des Vorlaufleitungssystems, in Strömungsrichtung des Kühlmediums gesehen, an keiner Position des sich an die vorbestimmte Position anschließenden Teils des Vorlaufleitungssystems die Taupunkt-Temperatur der Umgebungsluft unterschreitet.
  • Auf diese Weise ist es allenfalls erforderlich, die Leitungen bzw. Komponenten des Leitungssystems zwischen dem primärseitigen Vorlaufanschluss für das Zuführen des Kühlmediums und der vorbestimmten Position zu isolieren oder auf andere Weise dafür Sorge zu tragen, dass diese Teile des Vorlaufleitungssystems und die darin befindlichen Komponenten eine Oberflächentemperatur aufweisen, die oberhalb der Taupunkt-Temperatur der Umgebung liegen. Es wäre beispielsweise auch möglich, die Schnittstelleneinheit mit einem geschlossenen Gehäuse zu versehen und dafür Sorge zu tragen, dass die Taupunkt-Tempetatur innerhalb des Gehäuses unterhalb der minimalen Temperatur liegt, welche das der Schnittstelleneinheit zugeführte Kühlmedium im ungünstigsten Fall annehmen kann.
  • Die erfindungsgemäße Schnittstelleneinheit bietet daher den Vorteil, dass nach der vorbestimmten Position, ab welcher das Kühlmedium eine höhere Temperatur aufweist als die Taupunkt-Temperatur der Umgebung, keinerlei Kondensationseffekte mehr auftreten können.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Mittel zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums ein Ventil und Leitungsabschnitte umfassen, mit welchen ein vorbestimmter oder vorbestimmbarer Teil des wärmeren Kühlmediums aus dem Rücklaufleitungssystem in das Vorlaufleitungssystem eingespeist wird.
  • Das Ventil kann manuell einstellbar ausgebildet sein oder aber als ansteuerbares Ventil. Im erstgenannten Fall kann das Ventil beispielsweise einmalig manuell so eingestellt werden, dass in jedem Fall ein ausreichender Massenstrom des Kühlmediums aus dem Rücklaufleitungssystem in das Vorlaufleitungssystem, welches das vom übergeordneten Kühlsystem zugeführte kältere Kühlmedium führt, eingespeist wird. Beispielsweise kann dafür Sorge getragen werden, dass der beigemischte Massenstrom des wärmeren Kühlmediums aus dem Rücklaufleitungssystem so groß ist, dass die Temperatur des nach der vorbestimmten Position im Vorlaufleitungssystem geführten Kühlmediums größer ist als 17 °. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass als Kühlmedium insbesondere ein flüssiges Kühlmedium, beispielsweise Wasser, in Frage kommt. Generell kann jedoch auch ein gasförmiges Kühlmedium verwendet werden.
  • Im zweitgenannten Fall kann das ansteuerbare Ventil von einer Steuereinheit so angesteuert werden, dass abhängig von bestimmten Parametern der beigemischte Massenstrom des Kühlmediums aus dem Rücklaufleitungssystem jeweils gerade so groß gewählt ist, dass die Temperatur des Kühlmediums im Vorlaufleitungssystem der vorbestimmten Position geringfügig oder einen vorbestimmten Betrag größer ist als die Taupunkt-Temperatur der Umgebung.
  • Die Parameter, abhängig von denen die Ventilstellung mittels der Steuereinheit gesteuert wird, können beispielsweise die Temperatur des Kühlmediums im Vorlaufleitungssystem und/oder Rücklaufleitungssystem sein sowie die Taupunkt-Temperatur der Umgebung. Diese kann mittels eines Taupunkt-Temperaturfühlers oder mittels eines Temperaturfühlers und eines Feuchtefühlers gemessen und der Steuereinheit zugeführt oder von dieser ermittelt werden.
  • Das Ansteuern des Ventils kann entweder als reine Steuerung oder als Regelung in einer geschlossenen Regelschleife erfolgen.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Mittel zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums einen Wärmetauscher umfassen, welcher sekundärseitig von dem zu erwärmenden Kühlmedium im Vorlaufleitunassystem durchflossen ist und dem primärseitig ein wärmeres Kühlmedium zugeführt ist. Auch auf diese Weise kann dem Kühlmedium im Vorlaufleitungssystem ab einer bestimmten Position jeweils ausreichend Energie zugeführt werden, um sicherzustellen, dass nach dieser Position die Taupunkt-Temperatur der Umgebung nicht unterschritten wird.
  • Der Wärmetauscher kann dabei vom wärmeren Medium im Rücklaufleitungssystem durchflossen sein. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, dem Wärmetauscher die erforderliche Energie primärseitig auf andere Weise zuzuführen, beispielsweise mittels eines weiteren Kühlmediums oder durch eine elektrische oder sonstige Heizung.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Mittel zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums eine in ihrer Förderleistung ansteuerbare Pumpe umfassen. In diesem Fall kann auf das Beimischen von Kühlmedium aus dem Rücklauf zum Kühlmedium des Vorlaufs verzichtet werden, jedoch können ggf. auch beide Möglichkeiten zum Vermeiden des Durchfahrens der Taupunkttemperatur gleichzeitig nebeneinander bzw. kombiniert realisiert sein.
  • Die Mittel zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums können auch bei der Verwendung einer ansteuerbaren Pumpe einen im Vorlaufleitungssystem angeordneten Temperatursensor umfassen sowie eine Steuer- oder Regeleinheit (57), welche die Pumpe (21) so ansteuert, die Taupunkttemperatur sicher nicht erreicht und/oder unterschritten wird.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können der primärseitige Vorlaufanschluss und der primärseitige Rücklaufanschluss mit einem Wärmetauscher verbunden sein, welcher den Kreislauf des Kühlmediums innerhalb der Schnittstelleneinheit vom Kreislauf des vom übergeordneten Kühlsystem gelieferten Kühlmediums trennt. Hierdurch kann beispielsweise im geschlossenen Kreislauf innerhalb der Schnittstelleneinheit ein anderes Kühlmedium als das vom übergeordneten Kühlsystem gelieferte Kühlmedium verwendet werden.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung können alle hinsichtlich eines Ausfalls kritischen Elemente, insbesondere Pumpen und ansteuerbare Ventile, redundant, insbcsondere doppelt vorhanden sein. Hierdurch wird die Ausfallsicherheit der Schnittstelleneinheit verbessert.
  • An einem, mehreren oder an allen sckundärseitigen Rücklaufanschlüssen kann jeweils ein Regelventil vorgesehen sein, welches den Massenstrom des Kühlmediums im Pfad zu und von der betreffenden Verbrauchereinheit so regelt, dass die Temperatur des Kühlmediums an dem betreffenden sekundärseitigen Rücklaufanschluss im Wesentlichen auf einen vorgegebenen Wert konstant gehalten wird. Der vorgegebene Temperaturwert ist dabei so zu wählen, dass sichergestellt ist, dass eine ausreichende Kühlung in der betreffenden Verbrauchereinheit gegeben ist.
  • Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass der Massenstrom durch die betreffende Verbrauchereinheit an die abzuführende Verlustleistung angepasst werden kann und nicht in jedem Fall so groß gewählt werden muss, dass die in einem Worst Case auftretende maximale Verlustleistung noch sicher abgeführt werden kann. Dies hat des Weiteren zur Folge, dass die Pumpe oder die mehreren Pumpen der Schnittstelleneinheit mit einer kleineren Leistung betrieben werden können, wodurch sich die Energiekosten reduzieren.
  • Zudem kann auch bei zeitlich schwankenden abzuführenden Verlustleistungen eine Anpassung des erforderlichen Massenstroms des Kühlmediums durch die betreffende Verbrauchereinheit erfolgen.
  • Es erfolgt somit nicht nur ein hydraulischer Abgleich für die Strömungspfade, in denen die einzelnen zu kühlenden Verbrauchereinheiten liegen, d.h. bei identischen erforderlichen Kühlleistungen in den einzelnen Pfaden würde der gesamte Strömungswiderstand in den Pfaden auf den selben Wert geregelt (dies könnte auch über eine Regelung der Druckdifferenz in den einzelnen Pfaden auf einen vorbestimmten Wert erfolgen), sondern es erfolgt gleichzeitig eine Anpassung der Strömungswiderstände in den einzelnen Pfaden an unterschiedliche erforderliche Kühlleistungen.
  • Durch das automatische Anpassen des Massenstroms an die erforderliche Kühlleistung bzw. die abzuführende Verlustleistung kann auch jederzeit ein Austausch der zu kühlenden Verbrauchereinheit erfolgen, ohne dass eine manuelle Anpassung des Massenstroms vorgenommen werden müsste. Selbstverständlich können dabei in einem Kühlmittelpfad auch eine oder mehrere weitere Verbrauchereinheiten in Serie geschaltet werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Schnittstelleneinheit ein Gehäuse und kann demzufolge als selbstständig einsetzbare Schnittstelleneinheit verwendet werden.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können auch an einem, mehreren oder an allen sekundärseitigen Vorlaufanschlüssen Ventile vorgesehen sein, die zum Abgleich der Strömungswiderstände zwischen den paarweise korrespondierenden sekundärseitigen Vorlauf- und Rücklaufanschlüssen dienen. Ist beispielsweise eine zu kühlende Verbrauchereinheit wesentlich weiter von der Schnittstelleneinheit entfernt positioniert als eine andere Verbrauchereinheit, so kann mittels eines derartigen Ventils der Strömungswiderstand zwischen den jeweiligen Vor- und Rücklaufanschlüssen in etwa auf denselben Wert abgeglichen werden. Auf diese Weise lässt sich auch dann eine gleichmäßige Aufteilung des Massenstroms an der Vorlaufverteilereinheit in die einzelnen Teilmassenströme bewirken, wenn die Summe der einzelnen Strömungswiderstände in jedem Pfad (Strömungswiderstände der Leitungen und Strömungswiderstände innerhalb der Verbrauchereinheiten ohne den Strömungswiderstand des betreffenden Ventils) unterschiedlich groß sind.
  • Die betreffenden Stellventile können selbstverständlich nicht nur an den sekundärseitigen Vorlaufanschlüssen, sondern auch an den sekundärseitigen Rücklaufanschlüssen vorgesehen sein. Werden diese jedoch an den sekundärseitigen Vorlaufanschlüssen vorgesehen, so können diese auch in Kombination mit den vorstehend erläuterten Temperatur-Regelventilen verwendet werden. In diesem Fall kann der Stellbereich der Temperatur-Regelventilc kleiner gewählt werden. Dies wirkt sich positiv in Bezug auf ein stabiles Regelverhalten aus.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Darstellung einer mobilen Schnittstelleneinheit nach der Erfindung;
    Fig. 2
    eine vergrößerte perspektivische Darstellung der wesentlichen Komponenten der Schnittstelleneinheit in Fig. 1;
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms der Schnittstelleneinheit nach den Fig. 1 und 2 und
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms einer weiteren Ausführungsform einer Schnittstelleneinheit nach der Erfindung.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Schnittstelleneinheit 1 umfasst ein Gehäuse 3, von dem im Wesentlichen nur der Gehäuserahmen dargestellt ist. Das Gehäuse kann eine Breite von beispielsweise 19 Zoll aufweisen, so dass die Schnittstelleneinheit 1 in ein 19 Zoll-Rack integriert werden kann. In einem derartigen Rack kann beispielsweise auch eine zu kühlende Verbrauchereinheit angeordnet sein.
  • Im Gehäuse 3 ist ein Vorlaufleitungssystem 5 und ein Rücklaufleitungssystem 7 der Schnittstelleneinheit 1 angeordnet und in diesem mittels mehrerer Befestigungselemente 9 gehalten.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Rahmen des Gehäuses 3 kann selbstverständlich nicht dargestellte Seitenwände aufweisen, die das Gehäuse 3 verschließen und erforderlichenfalls auch gegenüber der Umgebungsluft abdichten können. In diesem Fall müssen sämtliche Anschlüsse selbstverständlich dicht aus dem Gehäuse herausgeführt sein.
  • Fig. 2 zeigt die Schnittstelleneinheit 1 in Fig. 1 ohne das Gehäuse 3 und die Befestigungselemente 9. Das Vorlaufleitungssystem 5 umfasst einen primärseitigen Vorlaufanschluss 11, welchem das Kühlmedium von einem nicht näher dargestellten übergeordneten Kühlsystem zugeführt wird. Unmittelbar am primärseitigen Vorlaufanschluss 11 ist ein Absperrventil 13 vorgesehen, mit dem verhindert werden kann, dass beim Anschließen bzw. Demontieren einer Leitung zum übergeordneten Kühlsystem das Kühlmedium aus dem Vorlaufleitungssystem entweicht. Das zugeführte Kühlmedium (bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform wird ein flüssiges Kühlmedium, beispielsweise Wasser verwendet) wird über das Absperrventil 13 und einer abgewinkcltcn Rohrleitung einem Verzweigungsstück 15 zugeführt. Das Kühlmedium wird mittels des Verzweigungsstücks 15 in zwei parallel geführte Rohrleitungszweige 17a und 17b aufgeteilt. In jedem Rohrleitungszweig ist, in Flussrichtung des Kühlmediums gesehen, die Serienschaltung eines steuerbaren Mischventils 19 und einer Pumpe 21 vorgesehen.
  • Bei den Pumpen 21 kann es sich beispielsweise um geregelte Pumpen handeln, die zwischen der Ansaugseite und der Druckseite der Pumpe eine konstante Druckdifferenz, unabhängig vom geförderten Massenstrom, aufrecht erhalten.
  • Die Rohrleitungszweige 17a, 17b werden, in Flussrichtung des Kühlmediums gesehen, nach den Pumpen 21 mittels eines weiteren Verzweigungsstücks 23 wieder zusammengeführt.
  • Nach dem Zusammenführpunkt strömt das Kühlmedium durch ein mehrmals abgewinkelt geführtes Leitungsstück 25 zu einer Vorlaufverteilereinheit 27. Die Vorlaufverteilereinheit 27 umfasst mehrere, im dargestellten Ausführungsbeispiel 5 Stellventile 29, mittels welcher jeder sekundärseitige Vorlaufanschluss 31 der Vorlaufverteilereinheit 27 vollständig abgesperrt werden kann. Hierdurch ist es möglich, bedarfsweise nur einen oder mehrere ausgewählte sckundärseitige Vorlaufanschlüsse 31 mit einer betreffenden nicht dargestellten Verbrauchereinheit zu verbinden. Das Vorlaufleitungssystem 5 umfasst des Weiteren einen Entlüftungstopf 33, der im Leitungsstück 25 in einem oberen Abschnitt angeordnet ist.
  • Die parallel geführten Rohrleitungszweige 17a, 17b des Vorlaufleitungssystems 5 und die darin jeweils angeordneten Pumpen 21 bzw. Mischventile 19 erhöhen die Ausfallsicherheit des gesamten Systems drastisch. Denn bei den Pumpen 21 und den ansteuerbaren Mischventilen 19 handelt es sich um ausfallkritische Komponenten, die durch die gewählte Anordnung redundant im Vorlaufleitungssystem 5 bzw. der Schnittstelleinheit 1 enthalten sind.
  • Das Rücklaufleitungssystem 7 umfasst eine Rücklaufsammlereinheit 35, die hinsichtlich ihrer Struktur im Wesentlichen analog zur Vorlaufverteilereinheit 27 ausgebildet ist. Anstelle der manuell bedienbaren Stellventile 29 umfasst die Rucklaufsammlereinheit 35 jedoch Temperaturregelventile 37.
  • Die Temperaturregelventile 37 können vorzugsweise als passive, d.h. ohne Hilfsenergie arbeitende Thermostatventile ausgebildet sein, wobei jedes Temperaturregelventil die Temperatur des das Ventil durchströmenden Kühlmediums erfasst und den Strömungswiderstand des Ventils so regelt, dass die Temperatur des Kühlmediums einen vorgegebenen Temperatur-Sollwert innerhalb vorgegebener Schranken einhält. Hierdurch ist es möglich, den Massenstrom des Kühlmediums durch die betreffende Verbrauchereinheit, die zwischen einem sekundärseitigen Vorlaufanschluss 31 und einem sekundärseitigen Rücklaufanschluss 39 angeschlossen ist, an die jeweils erforderliche Kühlleistung bzw. abzuführende Verlustleistung anzupassen. Diese Anpassung erfolgt mittels des betreffenden Temperaturregelventils 37 selbsttätig. Auf diese Weise kann der Massenstrom auch an zeitlich schwankende Verlustleistungen angepasst werden.
  • Die Temperaturregelventile 37 sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie in jedem Fall, d.h. auch wenn diese in den "geschlossenen" Zustand gesteuert werden, weil keine Verbrauchereinheit angeschlossen ist oder weil keine Kühlleistung benötigt wird, eine Leckflussrate aufweisen. Die Leckflussrate kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass das Temperaturregelventil 37 eine interne Bypassleitung aufweist.
  • Die Leckflussrate gewährleistet, dass bei einer angeschlossenen Verbrauchereinheit in jedem Fall ein der Leckflussrate entsprechender Massenstrom durch die Verbrauchereinheit fließt. Erhöht sich die abzuführende Verlustleistung von Null auf einen vorbestimmten Wert, so gewährleistet die Leckflussrate, dass das infolge der sprunghaft gestiegenen Verlustleistung erwärmte Kühlmedium ausreichend schnell bis an das Temperaturregelventil 37 gelangt und dieses entsprechend der erfassten Temperaturerhöhung den Massenstrom höher regelt.
  • Für unterschiedlich weit entfernte Verbrauchereinheiten ergibt sich durch die unterschiedlichen Leitungslängen regelmäßig ein unterschiedlicher Strömungswiderstand zwischen den betreffenden Anschlüssen 31 und 39 der Vorlaufverteilereinheit 27 und der Rücklaufsammlereinheit 35. Eine Anpassung der Strömungswiderstände zwischen den Anschlüssen 31 und 39 kann dadurch erfolgen, dass die Stellventile 29 nicht nur Stellpositionen "ein" und "aus" aufweisen, sondern hinsichtlich des Strömungswiderstands veränderbar sind. Hierdurch kann mittels entsprechend gestalteter Stellventile 29 der gesamte Strömungswiderstand zwischen den Anschlüssen 31 und 39 in etwa auf denselben Wert abgeglichen werden. Auf diese Weise kann auch ohne das Vorsehen von Temperaturregelventilen 37 in der Rücklaufsammlereinheit 35 erreicht werden, dass sich durch die jeweiligen Verbrauchereinheiten in etwa derselbe Massenstrom des Kühlmittels ergibt. In diesem Fall muss jedoch bei Veränderungen von Leitungslängen bzw. generell beim Anschluss einer Verbrauchereinheit der Strömungswiderstand manuell auf den geforderten Wert abgeglichen werden.
  • Nach der Rücklaufsammlereinheit 35 umfasst das Rücklaufleitungssystem 7 einen Leitungsabschnitt 41, durch den das Kühlmedium zu einem Verzweigungsstück 43 geführt wird. Der Leitungsabschnitt 41 umfasst dabei des Weiteren einen Entlüftungstopf 45 zur Entlüflung des Rücklaufleitungssystems 7 in einem oberen Abschnitt. Mittels des Verzweigungsstücks 43 wird das Kühlmedium in zwei im Wesentlichen parallel geführte Rohrleitungszweige 47a und 47b aufgeteilt. Am Ende der parallel geführten Rohrleitungszweige 47a, 47b werden die beiden Massenströme des Kühlmittels mittels eines weiteren Verzweigungsstücks 49 wieder zusammengeführt. Der gemeinsame Anschluss des Verzweigungsstücks 49 ist mit einem primärseitigen Rücklaufanschluss 51 verbunden. Der Rücklaufanschluss 51 kann wiederum mittels eines Absperrventils 13 abgesperrt werden, wenn die betreffende Leitung zwischen dem primärseitigen Rücklaufanschluss 51 und dem Rücklaufanschluss des übergeordneten Kühlsystems demontiert werden muss.
  • In jedem der parallel geführten Rohrleitungszweige 47a, 47b zweigt ein Verbindungsstück 55a, 55b ab, wodurch der Rohrleitungszweig 47a mit dem Mischanschluss des Mischventils im Rohrleitungszwcig 17a und der Rohrleitungszweig 47b mit dem Mischanschluss des Mischventils 19 im Rohrleitungszweig 17b verbunden ist. Auf diese Weise kann jedes der Mischventile 19 wärmeres Kühlmedium aus dem Rücklaufleitungssystem 7 in das Vorlaufleitungssystem 5 beimischen. Das Beimischen erfolgt vorzugsweise derart, dass im Vorlaufleitungssystem 5 ab der Position, in Strömungsrichtung gesehen, nach den Mischventilen das Kühlmedium eine vorbestimmte Temperatur aufweist. Die Temperatur des Kühlmediums in diesem Teil des Vorlaufleitungssystems kann mittels eines Temperaturfühlers erfasst und einer Steuer- oder Regeleinheit 57 (Fig. 1) zugeführt werden. Die Steuer- oder Regeleinheit kann dann die Mischventile 19 so ansteuern, dass die Temperatur im Vorlaufleitungssystem 5 den gewünschten Sollwert innerhalb vorgegebener Schranken einhält.
  • Wie in Fig. 2 dargestellt, kann der erforderliche Temperatursensor 59 im Vorlaufleitungssystem 5 nach dem Verzweigungsstück 23, d.h. im Leitungsstück 25, angeordnet sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig. 2 keinerlei elektrische Verbindung zwischen der Steuer- oder Regeleinheit 57 und den betreffenden Komponenten, wie dem Temperatursensor 59 und den Mischventilen 19 dargestellt. Diese elektrischen Verbindungen sind in Fig. 3 angedeutet.
  • Selbstverständlich kann die Steuer- oder Regeleinheit 57 auch die Ansteuerung bzw. Regelung der Pumpen 21 übernehmen, sofern diese Pumpen die erforderlichen Regelungselektroniken nicht bereits integriert haben.
  • Die gesamte Einheit, die aus den Pumpen 21, den Mischventilen 19 und den Verbindungsstücken 55a, 55b besteht, kann, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, insgesamt austauschbar gestaltet sein. Hierzu sind in jedem der parallel verlaufenden Zweige jeweils zwei Absperrventile 13 mit sich daran anschließenden lösbaren Verbindungen für die betreffenden Rohrstücke vorgesehen. Die gesamte Einheit ist dabei, wie in Fig. 1 dargestellt, so angeordnet, dass sie von der Vorderseite des Racks bzw. Gehäuses 3 leicht zugänglich und damit einfach austauschbar ist.
  • Fig. 3 veranschaulicht nochmals schematisch den Strömungsverlauf des Kühlmediums der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schnittstelleneinheit 1. Dabei sind entsprechende Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Verbrauchereinheiten sind in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 61 versehen.
  • Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann auch im Rücklaufpfad, beispielsweise den Temperaturregelventilen 37 nachgeschaltet, ein weiterer Temperatursensor 63 vorgesehen sein, dessen Signal ebenfalls der Steuer- oder Regeleinheit 57 zugeführt ist. Auf diese Weise kann die Steuer- oder Regeleinheit bestimmte Defekte, Fehler oder Fehlfunktionen der Schnittstelleneinheit 1 ermitteln. Wird beispielsweise die Temperaturdifferenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur kleiner als ein vorbestimmter Wert, z.B. 2 K, so kann ein Warnsignal erzeugt werden. Denn in diesem Fall ist davon auszugehen, dass von den Verbrauchereinheiten nicht genügend Wärmeenergie abgefördert wird. Diese Situation kann dann von einer Bedienperson überprüft werden.
  • Wird die Temperaturdifferenz noch kleiner, so kann aber einem vorbestimmten weiteren Schwellwert, z.b. annähernd 0 K, ein Alarmsignal erzeugt werden. Gleichzeitig kann die im Normalen Betriebszustand ruhende Pumpe 21, von der Steuer- oder Regeleinheit 57 in Betrieb gesetzt werden. Zudem können die Mischventile 19 in diesem Fall so angesteuert werden, dass dem Vorlauf keinerlei erwärmtes Kühlmedium aus dem Rücklauf mehr beigemischt wird.
  • Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform einer Schnittstelleneinheit, bei der die primärseitigen Vorlauf- und Rücklaufanschlüsse 11, 51, welche mit dem übergeordneten Kühlsystem verbunden werden, über einen Wärmetauscher 65 mit den weiteren Komponenten der Schnittstelleneinheit 1 verbunden sind. Komponenten dieser Ausführungsform, die auch in der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 verwendet sind, sind in Fig. 4 mit übereinstimmenden Bezugsziffern versehen.
  • Durch die Verwendung des Wärmetauschers 65 kann innerhalb der Schnittstelleneinheit 1 ein anderes Kühlmedium verwendet werden als das von dem übergeordneten Kühlsystem (Primärkreislauf) gelieferte Kühlmedium. Zudem gewährleistet der geschlossenen Kühlmittelkreislauf innerhalb der Schnittstelleneinheit, dass sich Verunreinigungen im Kühlmedium des übergeordneten Kühlsystems nicht auf die Funktionsfähigkeit der Schnittstelleneinheit auswirken können.
  • Bei dieser Ausführungsform wird das Durchfahren der Taupunkttemperatur nicht durch das Beimischen von Kühlmedium aus dem Rücklauf zum Kühlmedium des Vorlaufs vermieden, sondern durch eine geeignete Ansteuerung der Pumpen 21 durch die Steuer- oder Regeleinheit 57 in Form einer Steuerung oder Regelung. Die Pumpen 21 werden dabei abhängig von der Temperatur des Kühlmediums im Vorlaufpfad, also beispielsweise abhängig vom Signal des Temperatursensors 59, und ggf. zusätzlich abhängig vom Feuchtigkeitsgehalt der Umgebungsluft so angesteuert, dass die Taupunkttemperatur niemals durchfahren wird. Die Solltemperatur des Kühlmediums im Vorlaufs kann dabei im einfachsten Fall so gesteuert oder geregelt werden, dass sie abhängig von der Umgebungstemperatur, die beispielsweise in Spezialräumen für EDV-Anlagen immer innerhalb enger Grenzen konstant gehalten wird, um einen vorgegebenen Betrag höher liegt als die Taupunkttemperatur für den ungünstigsten Fall eines möglichen Wertes für die Luftfeuchtigkeit Wird dagegen die Taupunkttemperatur mittels eines Temperatursensors und eines Feuchtigkeitssensors laufend oder in vorgegebenen Abständen bestimmt, so kann die Steuerung oder Regelung der Vorlauftemperatur abhängig von der tatsächlichen Taupunkttemperatur so erfolgen, dass die Vorlauftemperatur immer einen ausreichend großen Betrag über der Taupunkttemperatur liegt. Anstelle einer Ermittlung des Taupunkts aus der Temperatur und Feuchte der Luft, welche mit entsprechende Sensoren erfasst werden, kann auch ein Taupunktsensor verwendet werden. Dieser kann beispielsweise aus Kondensationsfühler ausgebildet sein, der mit einer das Kühlmedium im Verlauf führenden Leitung thermisch verbunden ist. Erreicht die Leitung und damit der Kondensationsfühler die Taupunkttemperatur, so schlägt sich auf einer hierfür vorgesehenen Fläche des Fühlers Kondensat nieder. Dieser Niederschlag wird erfasst, wobei sich auf der Fläche des Fühlers bereits Luftfeuchtigkeit als Kondensat niederschlägt, wenn die Leitung noch weitgehend vom Niederschlag verschont ist. Die Vorlauftemperatur kann dann entsprechend rasch soweit erhöht werden, bis die Taupunkttemperatur sicher überschritten ist.
  • Die Steuerung oder Regelung der Vorlauftemperatur kann durch eine geeignete Ansteuerung der Förderleistung der jeweiligen Pumpe 21 durch die Steuer- oder Regeleinheit 57 erfolgen, beispielsweise durch die Beeinflussung der Pumpendrehzahl. Hierzu müssen selbstverständlich entsprechend ansteuerbare Pumpen 21 verwendet werden.
  • Anstelle einer Ansteuerung der Pumpen oder (generell oder in speziellen Betriebszuständen) auch zusätzlich hierzu kann auch der primärseitige Massendurchsatz des Kühlmittels, d.h. der Massendurchsatz des vom übergeordneten Kühlsystem gelieferten Kühlmediums gesteuert oder geregelt werden. Hierzu kann der Wärmetauscher 65 mit einem steuerbaren Ventil (nicht dargestellt) verbunden sein, so dass die Steuer- oder Regeleinheit 57 den Massendurchsatz im Primärkreislauf.
  • Infolge des geschlossenen Kühlmittelkreislaufs bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind hier zusätzlich Sicherheitseinrichtungen erforderlich, wie die Verwendung eines Ausdehnungsgefäßes 67 und eines Sicherheitsventils 69. Selbstverständlich kann auch ein Drucksensor (nicht dargestellt) vorgesehen sein.
  • Die Schnittstelleneinheit 1 in den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 und 4 ermöglicht somit, einen flexiblen Anschluss beliebiger Verbrauchereinheiten 61 zwischen zwei korrespondierenden sekundärseitigen Vorlauf- und Rücklaufanschltissen 31 und 39. Selbstverständlich kann eine grundsätzlich beliebige Anzahl von Vorlauf- und Rücklaufanschlüssen 31, 39 vorgesehen sein. Durch das Sicherstellen einer Temperatur ab einer vorbestimmten Position innerhalb des Vorlaufleitungssystems 5, die größer ist als die Taupunkt-Temperatur der Umgebung besteht keine Gefahr, dass sich an den Leitungen zwischen den sekundärseitigen Vorlauf- und Rücklaufanschlüssen 31 bzw. 39 oder innerhalb der Verbrauchereinheiten 61 Kondensat niederschlägt und zu Störungen bzw. Beschädigungen führt.
  • Die Schnittstelleneinheit ist vorzugsweise so kompakt aufgebaut, dass sie in einem relativ kleinen Gehäuse, beispielsweise einem 19-Zoll-Rack mit vorzugsweise geringer Bauhöhe, Platz findet. Die Komponenten mit mechanisch bewegten Bauteilen, wie Pumpen, Ventile, Messaufnehmer etc., sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie von der Vorder- oder Rückseite des Gehäuses her leicht zugänglich und austauschbar sind.
  • Die Steuer- oder Regeleinheit 57 kann unter anderem folgende Funktionen ausüben:
  • Im Normalbetrieb kann (z.B. werksseitig) eine bestimmte Standard-Vorlauftemperatur, beispielsweise 16 °C vorgegeben sein, wobei die Steuer- oder Regeleinheit die Mischventile 19 so ansteuert, dass diese Temperatur konstant gehalten wird. Diese Temperatur kann so gewählt sein, dass sie in den meisten Fällen einerseits eine ausreichende Kühlung gewährleistet und andererseits bei normalen Umgebungsbedingungen die Taupunkttemperatur nicht unterschritten wird.
  • Sollte während des Betriebs der Schnittstelleneinheit 1 die Taupunkttemperatur der Umgebung absinken, z.B. infolge einer Erhöhung der Luftfeuchtigkeit, und die Temperatur des Kühlmediums bzw. der dieses führenden Leitungen unterschreiten, so wird dies von der Steuer- oder Regeleinheit 57 aus dem oder den ihr zugeführten Signalen der betreffenden Sensoren (z.B. des Taupunktfühlers oder der Sensoren für die Lufttemperatur, die Luftfeuchte und der Temperatur des Mediums im Vorlauf) erfasst. Die Steuer- oder Regeleinheit 57 steuert dann das oder die Mischventile 19 (Ausführungsform nach Fig. 3) oder das Ventil im Primärkreislauf (Ausführungsform nach Fig. 4) so an, dass das Kühlmedium oder die dieses führenden Leitungen die Taupunkttemperatur nicht unterschreiten. Die jeweils aktive Pumpe 21 kann beispielsweise mit konstanter Förderleistung betrieben werden.
  • Diese Anpassung der Temperatur des Vorlaufs an die Taupunkttemperatur kann bei Verwendung eines Taupunktfühlers so erfolgen, dass nach dem Detektieren einer die Taupunkttemperatur unterschreitenden Vorlauftemperatur die Vorlauftemperatur zunächst so weit erhöht wird, bis sie größer ist als die Taupunkttemperatur. Nach einer vorbestimmten Haltezeit, während der die Taupunkttemperatur nicht erneut unterschritten wird, kann dann in den Ausgangszustand zurückgekehrt werden und die Temperatur des Vorlaufs durch eine entsprechende Ansteuerung des Mischventils bzw. des Ventils im Primärkreislauf wieder auf die Standard-Vorlauftemperatur abgesenkt werden. Dies führt jedoch zu einem "Takten", also einem dauernden Erhöhen und Absenken der Vorlauftemperatur, wenn die Standart-Vorlauftemperatur fortwährend niedriger ist als die normale Taupunkttemperatur.
  • Die Steuer- oder Regeleinheit kann die beiden Pumpen 21 auch so ansteuern, dass diese abwechselnd für bestimmte Betriebszeiten aktiviert werden. Beispielsweise kann täglich zu einer festen Zeit jeweils die andere Pumpe 21 für den folgenden Tag aktiviert werden. Zur Sicherheit kann jeweils eine geringfügige zeitliche Überlappung von beispielsweise einer Minute vorgesehen werden, während der beide Pumpen arbeiten. Während dieser Überlappungsphase kann die Steuer- und Regeleinheit bei der Ausführungsform nach Fig. 3 die beiden Mischventile 19 in gleicher Weise ansteuern.
  • Stellt die Steuer- oder Regeleinheit 57 durch die Auswertung der Signale der Temperatursensoren 59 bzw. 63 im Vorlauf bzw. Rücklauf fest, dass die Rilcklauftemperatur weniger als um einen vorgegebenen, geringfügigen Betrag, z.B. 2 K, höher ist als die Vorlauftemperatur (Temperatur-Spreizung), so kann ein Warnsignal erzeugt werden, welches beispielsweise zur Erzeugung einer akustischen oder optischen Warnung verwendet werden kann. Der Grund für eine derart geringe Temperatur-Spreizung kann z.B. darin liegen, dass die eine oder mehreren Verbrauchereinheiten 61cinc geringere Wärmemenge an das Kühlmedium abgeben, als die im Normalbetrieb zu erwarten wäre. Handelt es sich bei den Verbrauchercinheiten 61 um Schränke für Elektronikeinbauten, bei denen die Innenluft gekühlt wird, so kann ein derartiger Zustand auftreten, wenn vergessen wird, den Schrank nach einem Öffnen wieder zu schließen.
  • Anstelle oder zusätzlich zum Temperatursensor 63 im gemeinsamen Rücklauf können auch Temperatursensoren (nicht dargestellt) jeweils im Rücklaufzweig zu einer, mehreren oder allen Verbrauchereinheiten 61 vorgesehen sein, d.h im betreffenden Zweig der Rücklaufsammlereinheit 35. Die Steuer- oder Regeleinheit kann dann durch die Auswertung dieser Sensorsignale und des Signals des Temperatursensors 59 im gemeinsamen Vorlauf feststellen, welche Verbrauchereinheit 61 eine gegenüber dem Normalbetrieb zu geringe Wärmemenge abgibt.
  • Stellt die Steuer- oder Regeleinheit 57 fest, dass die Temperaturspreizung gleich Null oder kleiner als eine nahe an Null liegende Schranke ist, so kann sie beide Pumpen 21 einschalten, um einen möglichst großen Massenstrom für das Kühlmedium zu erzeugen und/oder das Mischventil 19 (falls weiterhin nur eine Pumpe 21 betrieben wird) bzw. die Mischventile 19 (falls beide Pumpen 21 eingeschaltet werden) so ansteuern, dass kein Beimischen von Medium aus dem Rücklauf erfolgt, um die Kühlmitteltemperatur im Vorlauf möglichst niedrig zu halten. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 muss das Ventil im Primärkreislauf ganz geöffnet werden, so dass entsprechend eine möglichst geringe Temperatur des Kühlmittels im Sekundärkreislauf erzeugt wird.
  • Stellt die Steuer- oder Regeleinheit 57 dann immer noch keine Spreizung fest, so kann hieraus geschlossen werden, dass entweder die Verbrauchereinheit(en) 61 keine Energie erzeugt, die abgeführt werden müsste oder dass Energie erzeugt, jedoch auf andere Weise abgeführt wird, beispielsweise weil die eine oder mehreren Schranktüren des zu kühlenden Verbrauchers, beispielsweise Racks, offen sind. Es kann dann ein entsprechendes Warn- oder Fehlersignal erzeugt und ggf. eine entsprechende Warnung oder Fehlermeldung ausgegeben werden.
  • Wird nach dem Einschalten der zweiten Pumpe und/oder dem Absenken der Vorlauftemperatur eine bezogen auf die Vorlauftemperatur (geringfügig) höhere Rücklauftemperatur festgestellt bzw. eine gegenüber dem Zustand im Normalbetrieb größere Temperatur-Spreizung, so kann darauf geschlossen werden, dass doch eine, wenn auch geringe Wärmemenge abzuführen ist. Demzufolge muss dann ggf. kein Fehlersignal, sondern allenfalls eine Warnung ausgegeben werden.
  • Im Anschluss an diesen Testbetrieb zur Ermittlung eines möglichen Fehlers kann dann wieder in den Normalbetrieb zurückgekehrt werden.
  • Stellt die Steuer- oder Regeleinheit fest, dass die Rücklauftemperatur zu hoch ist (beispielsweise größer als 30 °C), so kann sie die Mischventile 19 (Ausführungsform nach Fig. 3) bzw. das steuerbare Ventil zur Beeinflussung des Massenstroms des vom übergeordneten Kühlsystem gelieferten Kühlmediums so ansteuern, dass die Vorlauftemperatur möglichst gering ist, um Schäden durch zu hohe Temperaturen in den Verbrauchereinheiten 61 zu vermeiden. In diesem Fall kann auch eine Unterschreitung des Taupunkts (kurzzeitig) zugelassen werden.
  • Zusätzlich oder stattdessen kann die Steuereinheit auch die Pumpenleistung auf einen Maximalwert erhöhen oder die zweite, redundante Pumpe 21 einschalten, um den Massenstrom des Kühlmittels und damit die maximal abführbare Wärmeleistung zu erhöhen.
  • Auch in diesem Fall kann ein entsprechendes Felder- oder Warnsignal erzeugt und eine entsprechende Warnung oder Fehlermeldung ausgegeben werden.

Claims (22)

  1. Schnittstelleneinheit zum Zuführen und Abführen eines Kühlmediums zu und von wenigstens einer Verlustwärme erzeugenden, zu kühlenden Verbrauchereinheit,
    a) mit einem primärseitigen Vorlaufanschluss (11) für das Zuführen des Kühlmediums von einem übergeordneten Kühlsystem,
    b) welcher über ein Vorlaufleitungssystem (5) mittelbar oder unmittelbar mit einer Vorlaufverteilereinheit (27) verbunden ist, welche wenigstens einen sekundärseitigen Vorlaufanschluss (31) zur Verbindung mit dem Vorlaufanschluss einer Verbrauchereinheit (61) aufweist,
    c) mit einem primärseitigen Rücklaufanschluss (51) für das Abführen des Kühlmediums zu dem übergeordneten Kühlsystem,
    d) welcher über ein Rücklaufleitungssystem (7) mittelbar oder unmittelbar mit einer Rücklaufsammlereinheit (35) verbunden ist, welche wenigstens einen sekundärseitigen Rücklaufanschluss (39) zur Verbindung mit dem Rücklaufanschluss der betreffenden Verbrauchereinheit (61) aufweist,
    e) mit wenigstens einer im Vorlaufleitungssystem (5) oder Rücklaufleitungssystem (7) angeordneten Pumpe (21) zur Erzeugung eines Differenzdrucks zwischen dem Kühlmedium in der Vorlaufverteilereinheit (27) und dem Kühlmedium in der Rücklaufverteilereinheit (35) und
    f) mit Mitteln (55a, 55b, 19, 57, 59) zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums im Vorlaufleitungssystem (5) derart, dass das Kühlmedium ab einer vorbestimmten Position des Vorlaufleitungssystems (5), in Strömungsrichtung des Kühlmediums gesehen, an keiner Position des sich an die vorbestimmte Position anschließenden Teils des Vorlaufleitungssysterns (5) die Taupunkt-Temperatur der Umgebungsluft unterschreitet.
  2. Schnittstelleneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums ein Ventil (19) und Leitungsabschnitte (55a, 55b) umfassen, mit welchen ein vorbestimmter oder vorbestimmbarer Teil des wärmeren Kühlmediums aus dem Rücklaufleitungssystem (7) in das Vorlaufleitungssystem (5) eingespeist wird.
  3. Schnittstelleneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (19) als ansteuerbares Ventil ausgebildet ist.
  4. Schnittstelteneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums einen im Vorlaufleirungssystem angeordneten Temperatursensor (59) umfassen sowie eine Steuer- oder Regeleinheit (57), welche das ansteuerbare Ventil (19) so ansteuert, dass die Bedingung nach Merkmal f) des Anspruchs 1 erfüllt ist
  5. Schnittstelleneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums einen Wärmetauscher umfassen, welcher sekundärseitig von dem zu erwärmenden Kühlmedium im Vorlaufleitungssystem (5) durchflossen ist und dem primärseitig ein wärmeres Kühlmedium zugeführt ist.
  6. Schnittstelleneinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmere Medium das im Rücklaufleitungssystem (7) geführte Kühlmedium ist.
  7. Schnittstelleneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums eine in ihrer Förderleistung ansteuerbare Pumpe (21) umfassen.
  8. Schnittstelleneinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums einen im Vorlaufleitungssystem angeordneten Temperatursensor (59) umfassen sowie eine Steuer- oder Regeleinheit (57), welche die Pumpe (21) so ansteuert, dass die Bedingung nach Merkmal f) des Anspruchs 1 erfüllt ist.
  9. Schnittstelleneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Vorlaufanschluss (11) und der primärseitige Rücklaufanschluss (51) mit einem Wärmetauscher (65) verbunden sind, welcher den Kreislauf des Kühlmediums innerhalb der Schnittstelleneinheit (1) vom Kreislauf des vom übergeordneten Kühlsystem gelieferten Kühlmediums trennt.
  10. Schnittstelleneinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Pfad zwischen dem primärseitigen Vorlaufanschluss (11) und dem primärseitigen Rücklaufanschluss (51) des Wärmetauschers (65) ein steuerbares Ventil zur Steuerung des Massenstrom des vom übergeordneten Kühlsystem gelieferten Kühlmediums vorgesehen ist.
  11. Schnittstelleneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Vorlaufleitungssystems (5) in Strömungsrichtung vor der vorbestimmten Position derart isoliert ist oder aus einem Material besteht, das ausreichende Isoliereigenschaften besitzt, dass an der äußeren Materialoberfläche oder der Isolierung dieses Teils des Vorlaufleitungssystems (5) die Taupunkt-Temperatur der Umgebungsluft nicht unterschritten wird.
  12. Schnittstelleneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Pumpe (21) im Vorlaufleitungssystem (5) angeordnet ist.
  13. Schnittstelleneinheit nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle hinsichtlich eines Ausfalls kritischen Elemente, insbesondere Pumpen (21) und ansteuerbare Ventile (19), redundant, insbesondere doppelt vorhanden sind.
  14. Schnittstelleneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem, mehreren oder allen sekundärseitigen Rücklaufanschlüssen (39) jeweils ein Regelventil (37) vorgesehen ist, welches den Massenstrom des Kühlmediums im Pfad zu und von der betreffenden Verbrauchereinheit (61) so regelt, dass die Temperatur des Kühlmediums an dem betreffenden sekundärseitigen Rücklaufanschluss (39) im Wesentlichen auf einen vorgegebenen Wert konstant gehalten wird.
  15. Schnittstelleneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem, mehreren oder allen sekundärseitigen Vorlaufanschlüssen (39) jeweils ein Ventil vorgesehen ist, welches den Massenstrom des Kühlmedium durch die betreffende Verbrauchereinheit (61) begrenzt.
  16. Schnittstelleneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelleneinheit (1) ein Gehäuse (3) aufweist und als selbständig einsetzbare Schnittstelleneinheit ausgebildet ist.
  17. Verfahren zum Zuführen und Abführen eines Kühlmediums zu und von wenigstens einer Verlustwärme erzeugenden, zu kühlenden Verbrauchereinheit
    a) mit einem primärseitigen Vorlaufanschluss (11) für das Zuführen des Kühlmediums von einem übergeordneten Kühlsystem,
    b) welcher über ein Vorlaufleitungssystem (5) mittelbar oder unmittelbar mit einer Vorlaufverteilereinheit (27) verbunden ist, welche wenigstens einen sekundärseitigen Vorlaufanschluss (31) zur Verbindung mit dem Vorlaufanschluss einer Verbrauchereinheit (61) aufweist,
    c) mit einem primärseitigen Rücklaufanschluss (51) für das Abführen des Kühlmediums zu dem übergeordneten Kühlsystem,
    d) welcher über ein Rücklaufleitungssystem (7) mittelbar oder unmittelbar mit einer Rüchlaufsammlereinheit (35) verbunden ist, welche wenigstens einen sekundärseitigen Rücklaufanschluss (39) zur Verbindung mit dem Rücklaufanschluss der betreffenden Verbrauchereinheit (61) aufweist,
    e) mit wenigstens einer im Vorlaufleitungssystem (5) oder Rücklaufleitungssystem (7) angeordneten Pumpe (21) zur Erzeugung eines Differenzdrucks zwischen dem Kühlmedium in der Vorlaufverteilereinheit (27) und dem Kühlmedium in der Rücklaufverteilereinheit (35)
    f) wobei die Temperatur des Kühlmediums im Vorlaufleitungssystem (5) derart gesteuert oder geregelt wird, dass das Kühlmedium ab einer vorbestimmten Position des Vorlaufleitungssystems (5), in Strömungsrichtung des Kühlmediums gesehen, an keiner Position des sich an die vorbestimmte Position anschließenden Teils des Vorlaufleitungssystems (5) die Taupunkt-Temperatur der Umgebungsluft unterschreitet.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung oder Regelung der Temperatur des Kühlmediums im Vorlaufleitungssystem (5) dem vom übergeordneten Kühlsystem gelieferten Kühlmedium ein Teil des im Rücklaufleitungssystem (7) geführten Kühlmediums beigemischt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung oder Regelung der Temperatur des Kühlmediums im Vorlaufleitungssystem (5) dem darin geführten Kühlmedium Wärmeenergie aus dem im Rücklaufleitungssystem (7) geführten Kühlmediums zugeführt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher verwendet wird, der sekundärseitig mit dem Vorlaufleitungssstem (5) und dem Rücklaufleitungssystem (7) verbunden ist und dem primärseitig das vom übergeordneten Kühlsystem gelieferte Kühlmedium zugeführt wird, wobei zur Steuerung oder Regelung der Temperatur des Kühlmediums im Vorlaufleitungssystcm (5) der Massenstrom des übergeordneten Kühlsystem gelieferten Kühlmedium gesteuert oder geregelt wird.
  21. Schnittstelleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinheit (57) eine Prozessoreinheit umfasst, mit welcher ein Computerprogramm zur Steuerung der Mittel (55a, 55b, 19, 57, 59) zum Steuern oder Regeln der Temperatur des Kühlmediums im Vorlaufleitungssstem (5) ausgeführt wird, wobei das Computerprogram so beschaffen ist, dass bei dessen Ausführung die Funktionen der Schnittstelleneinheit (1) und Verfahrensschritte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche verwirklicht werden.
  22. Computerprogrammprodukt für eine Schnittstelleneinheit nach Anspruch 21, auf einen Datenträger aufgezeichnet, welches Programmcodemittel aufweist, die so beschaffen sind, dass bei Ausführen der Programmcodemittel mittels der Prozessoreinheit die Funktionen der Schnittstelleneinheit (1) und Verfahrensschritte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20 verwirklicht werden
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