EP4551873A1 - Kühlgerät für die schaltschrankklimatisierung sowie eine entsprechende schaltschrankanordnung - Google Patents

Kühlgerät für die schaltschrankklimatisierung sowie eine entsprechende schaltschrankanordnung

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EP4551873A1
EP4551873A1 EP23734455.1A EP23734455A EP4551873A1 EP 4551873 A1 EP4551873 A1 EP 4551873A1 EP 23734455 A EP23734455 A EP 23734455A EP 4551873 A1 EP4551873 A1 EP 4551873A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit
cooling device
air
control cabinet
evaporator
Prior art date
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Pending
Application number
EP23734455.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg KNETSCH
Christoph WASCHKE
Juan Carlos Cacho Alonso
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.)
Rittal GmbH and Co KG
Original Assignee
Rittal GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Rittal GmbH and Co KG filed Critical Rittal GmbH and Co KG
Publication of EP4551873A1 publication Critical patent/EP4551873A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2400/12—Inflammable refrigerants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/56—Cooling; Ventilation
    • H02B1/565—Cooling; Ventilation for cabinets

Definitions

  • Cooling device for control cabinet air conditioning and a corresponding control cabinet arrangement
  • the invention is based on a cooling device for control cabinet air conditioning and a corresponding control cabinet arrangement, the cooling device having a primary circuit containing a flammable refrigerant with a condenser which is arranged in an external air circuit of the cooling device.
  • the cooling device also has an evaporator in an inner air circuit that is merely separated from the outer air circuit.
  • the inner air circuit can have an air inflow opening and an air outflow opening, which are opened into the interior of a control cabinet housing.
  • the outer air circuit can be open with its air inlet and its air outlet to the surroundings of the cooling device or the control cabinet arrangement.
  • the external air circuit can therefore have ambient air flowing through it and can also have a fan.
  • the air flowing through the outer circuit can act on the condenser, which is designed, for example, as an air-liquid heat exchanger.
  • the air circulated through the inner air circuit can act on an evaporator arranged in the inner air circuit.
  • the evaporator can be designed as an air-liquid heat exchanger.
  • Such a cooling device is known from DE 10 2018 109 604 Ai.
  • control cabinet arrangements known from the prior art have the disadvantage that they are comparatively complex to implement, since, for example, various, actively driven closing elements are required and are activated when a leak is detected and/or when a flammable refrigerant enters the interior of the control cabinet must, for example, create a partition between the internal circuit of the The cooling device and the interior of the control cabinet must be closed so that no (further) refrigerant can get into the interior of the control cabinet.
  • the cooling device is provided with a secondary circuit having a non-combustible refrigerant, which has the evaporator and a liquid-liquid heat exchanger which is arranged in the outer air circuit and with which heat is transferred from the non-combustible refrigerant to the combustible refrigerant.
  • the cooling circuit of the cooling device By separating the cooling circuit of the cooling device into a primary circuit and a secondary circuit, of which the secondary circuit has a non-burning refrigerant, it is ensured, even in the event of a leak in one of the two refrigerant circuits, that no flammable refrigerant can get into the inner air circuit and thus into the interior of a control cabinet housing.
  • the liquid-liquid heat exchanger can be a condenser of the secondary circuit and an evaporator of the primary circuit.
  • the liquid-liquid heat exchanger can be designed as a plate heat exchanger.
  • the primary circuit can be designed as an active compressor refrigeration circuit with a compressor and an explosion element.
  • the primary circuit can be arranged fluidly separated from the internal air circuit in the cooling device.
  • the primary circuit can be completely ventilated to the surroundings of the cooling device.
  • the primary circuit can be arranged completely in the outer air circuit.
  • the secondary circuit can be a passive refrigerant circuit, preferably a refrigerant circuit in natural circulation, driven by a geodetic height difference.
  • the secondary circuit can, for example, be designed as a heat pipe or have a heat pipe.
  • the non-flammable refrigerant can be or have, for example, carbon dioxide.
  • the cooling device can also have a tertiary circuit, in which the condenser of the primary circuit is the condenser of the tertiary circuit and the evaporator of the secondary circuit is the evaporator of the tertiary circuit.
  • the condenser of the primary circuit and/or the tertiary circuit can be a two-circuit air-liquid heat exchanger with two liquid-carrying lines that are fluidically separated from one another.
  • the evaporator of the secondary circuit and the tertiary circuit can be a two-circuit air-liquid heat exchanger with two liquid-carrying lines that are fluidically separated from one another.
  • the tertiary circuit can have or be a non-flammable refrigerant, for example carbon dioxide.
  • the tertiary circuit can be a passive refrigerant circuit, preferably a refrigerant circuit in natural circulation, driven by a geodetic height difference, and the tertiary circuit can be or have, for example, a heat pipe.
  • a fan can be arranged in the outer air circuit and in the inner air circuit. With the fan in the outer circuit, the condenser can be supplied with the air conveyed through the outer air circuit. With the fan in the inner circuit, the evaporator can be supplied with the air conveyed through the inner air circuit.
  • a control cabinet arrangement with a control cabinet housing and a cooling device of the type described above, ambient air of the control cabinet arrangement is conveyed through the outer air circuit and air received in an interior of the control cabinet housing is conveyed through the inner air circuit.
  • the inner air circuit and the outer air circuit can be fluidly separated from one another, so that no air exchange can take place between the outer air circuit and the inner air circuit. Exemplary embodiments of the invention are explained using the figures below. This shows:
  • Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of a control cabinet arrangement
  • FIG. 2 is a block diagram of a cooling device according to the invention.
  • Figure i shows an exemplary embodiment of a control cabinet arrangement 100 with a control cabinet housing 200 and a cooling device 1 mounted thereon in a side part.
  • Heat-emitting and possibly arc-generating components 300 are arranged in the control cabinet housing 200, on which a component 300 accumulates in the interior 13 of the control cabinet housing 200 , flammable refrigerant can ignite, for example from an arc that is generated during a switching process of a switching device 300.
  • the cooling device 1 has an internal air circuit 10, through which the air received in the interior 13 of the control cabinet housing 200 is transported using a fan 12. While the heated air is introduced into the inner air circuit 10 in an upper region of the control cabinet housing 200, it flows out of the inner circuit 10 in a lower region of the control cabinet housing 200 and back into the interior 13 of the control cabinet housing 200. On its way through the inner air circuit 10 it is acted upon the air has an evaporator 5, which in the present case is designed as an air-liquid heat exchanger of a compressor circuit, whereby the air cools down.
  • the cooling device 1 has a condenser 3, which is acted upon by the ambient air of the control cabinet arrangement 100 flowing through the external air circuit 4 and is also designed as an air-liquid heat exchanger.
  • the evaporator 5 in the inner air circuit 1 is not fluidly connected to the condenser 3 in the outer air circuit 4 via a common refrigerant circuit. Instead, a primary circuit 2, which has the condenser 3, and a secondary circuit 6, which has the evaporator 5, are provided, which in turn are thermally coupled to one another via a liquid-liquid heat exchanger 7, fluidly separated from one another.
  • the horizontal dashed line represents the airtight separation between the outer air circuit 4 or the surroundings of the control cabinet arrangement and the inner air circuit 10 or the interior 13 of the control cabinet housing.
  • a primary circuit 2 which acts as a compressor circuit with a compressor 8 and an expansion element 9 is designed, completely arranged.
  • the primary circuit 2 can therefore have a flammable refrigerant, since even in the event of a leak, due to the separation between the inner air circuit 10 and the outer air circuit 4, no flammable refrigerant can enter the inner air circuit 10 or into the interior 13 of the control cabinet housing 200 with the components 300 accommodated therein.
  • the primary circuit 2 has, in the manner known from the prior art, an air-liquid heat exchanger which is supplied with air by a fan 12 and has the function of a condenser.
  • the evaporator of the primary circuit 2 is a liquid-liquid heat exchanger 7, for example a plate heat exchanger, via which the primary circuit 2 is thermally coupled to a secondary circuit 6.
  • the secondary circuit 6 has a further air-liquid heat exchanger 5, which is also acted upon by a fan 12 with air which is passed through the internal air circuit 10.
  • the secondary circuit 6 is filled with a non-flammable refrigerant, so that in the event of a leak, refrigerant escaping into the interior 13 cannot be ignited by an arc of the components 300.
  • the liquid-liquid heat exchanger 7 forms a condenser.
  • the condenser 3 and the evaporator 5 are each designed with two circuits, with one of the two circuits of the condenser 3 and the evaporator 5 forming a tertiary circuit.
  • Both the tertiary circuit 11 and the secondary circuit 6 can preferably be designed as a refrigerant circuit in natural circulation, which is driven by a geodetic height difference.
  • the secondary circuit 6 and/or the tertiary circuit 11 can be designed as a heat pipe.
  • Control cabinet arrangement Control cabinet housing components

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät (1) für die Schaltschrankklimatisierung, wobei das Kühlgerät (1) einen ein brennbares Kältemittel aufweisenden Primärkreislauf (2) mit einem Verflüssiger (3) aufweist, der in einem Luftaußenkreis (4) des Kühlgeräts (1) angeordnet ist, und wobei das Kühlgerät (1) in einem von dem Luftaußenkreis (4) fluidisch abgetrennten Luftinnenkreis (10) einen Verdampfer (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlgerät (1) einen ein nicht brennbares Kältemittel aufweisenden Sekundärkreislauf (6) aufweist, der den Verdampfer (5) und einen Flüssigkeits-Flüssigkeits-Wärmeübertrager (7) aufweist, der im Luftaußenkreis (4) angeordnet ist, und mit dem Wärme von dem nicht brennbaren Kältemittel auf das brennbare Kältemittel übertragen ist. Es wird weiterhin eine entsprechende Schaltschrankanordnung beschrieben.

Description

Kühlgerät für die Schaltschrankklimatisierung sowie eine entsprechende Schaltschrankanordnung
Die Erfindung geht aus von einem Kühlgerät für die Schaltschrankklimatisierung sowie eine entsprechende Schaltschrankanordnung, wobei das Kühlgerät einen ein brennbares Kältemittel aufweisenden Primärkreislauf mit einem Verflüssiger aufweist, der in einem Luftaußenkreis des Kühlgeräts angeordnet ist. Das Kühlgerät weist weiterhin in einem von dem Luftaußenkreis lediglich abgetrennten Luftinnenkreis einen Verdampfer auf. Der Luftinnenkreis kann eine Lufteinströmöffnung und eine Luftausströmungsöffnung aufweisen, die in den Innenraum eines Schaltschrankgehäuses geöffnet sind. Der Luftaußenkreis kann mit seinem Lufteinlass und seinem Luftauslass zu der Umgebung des Kühlgeräts beziehungsweise der Schaltschrankanordnung geöffnet sein. Der Luftaußenkreis kann somit von Umgebungsluft durchströmt sein und dazu einen Lüfter aufweisen. Die den Außenkreis durchströmende Luft kann den Verflüssiger beaufschlagen, der dazu beispielsweise als Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher ausgebildet ist. In dem Luftinnenkreis kann die durch den Luftinnenkreis zirkulierte Luft einen in den Luftinnenkreis angeordneten Verdampfer beaufschlagen. Der Verdampfer kann als ein Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher ausgebildet sein. Ein derartiges Kühlgerät ist aus der DE 10 2018 109 604 Ai bekannt.
Die Richtlinie 2006/42/EG (Maschinenrichtlinie) fordert, dass von in einer Maschine verwendeten Gasen keine Explosionsgefahr und Brandgefahr ausgeht, wobei davon auszugehen ist, dass einzelne Bauteile versagen. Hat daher bei einem Schaltschrankkühlgerät ein kältemittelführendes Teil eine anzunehmende Leckage, ist davon auszugehen, dass brennbares Gas (Kältemittel) in den Schaltschrank gelangt und sich dort an Einbauten, die im Betrieb Lichtbögen zünden, entzünden kann. Ohne eine Sicherheitsfunktion, die dies zuverlässig verhindert, können Schaltschrankkühlgeräte, die brennbare Kältemittel verwenden, nicht die Maschinenrichtline erfüllen beziehungsweise mit der notwendiger Sicherheit für den Endanwender betrieben werden.
Der aus dem Stand der Technik bekannten Schaltschrankanordnungen haben den Nachteil, dass sie vergleichsweise aufwändig in der Umsetzung sind, da beispielsweise verschiedene, aktiv angetriebene Schließorgane erforderlich sind und bei einer detektierten Leckage und/oder bei Eintritt eines brennbaren Kältemittels in den Innenraum des Schaltschranks angesteuert werden müssen, etwa um eine Schottung zwischen dem Innenkreislauf des Kühlgeräts und dem Schaltschrankinnenraum zu verschließen, sodass kein (weiteres) Kältemittel in den Innenraum des Schaltschranks gelangen kann.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, dass eingangs beschriebene Kühlgerät derart weiterzuentwickeln, dass es sämtlich für die nach der Maschinenrichtlinie erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen in sich vereint und somit keine Anpassungen an der übrigen Schaltschrankanordnung, insbesondere am Schaltschrankgehäuse erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Kühlgerät mit den Merkmalen des Anspruchs i gelöst. Eine entsprechende Schaltschrankanordnung ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 16. Vorteilhafte Ausführungsformen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Demgemäß ist bei dem Kühlgerät vorgesehen, dass es einen ein nichtbrennbares Kältemittel aufweisenden Sekundärkreislauf aufweist, der den Verdampfer und einen Flüssigkeits- Flüssigkeits-Wärmeübertrager aufweist, der im Luftaußenkreis angeordnet ist, und mit dem Wärme von dem nichtbrennbaren Kältemittel auf das brennbare Kältemittel übertragen ist.
Durch die Trennung des Kühlkreislaufes des Kühlgeräts in einen Primärkreislauf und einen Sekundärkreislauf, von denen der Sekundärkreislauf ein nichtbrennendes Kältemittel aufweist, wird selbst im Leckagefall eines der beiden Kältemittelkreisläufe sichergestellt, dass kein brennbares Kältemittel in den Luftinnenkreis und damit in den Innenraum eines Schaltschrankgehäuses gelangen kann.
Der Flüssigkeits-Flüssigkeits-Wärmeübertrager kann ein Verflüssiger des Sekundärkreislaufs und ein Verdampfer des Primärkreislaufs sein. Der Flüssigkeits-Flüssigkeits- Wärmeübertrager kann als ein Plattenwärmeübertrager ausgebildet sein.
Der Primärkreislauf kann als ein aktiver Verdichter-Kältekreislauf mit einem Verdichter und einem Explosionsorgan ausgebildet sein.
Der Primärkreislauf kann fluidisch von dem Luftinnenkreis abgetrennt in dem Kühlgerät angeordnet sein.
Der Primärkreislauf kann vollständig zur Umgebung des Kühlgeräts belüftet sein.
Insbesondere kann der Primärkreislauf vollständig in dem Luftaußenkreis angeordnet sein. Der Sekundärkreislauf kann ein passiver Kältemittelkreislauf sein, vorzugsweise ein Kältemittelkreislauf im Naturumlauf, angetrieben von einer geodätischen Höhendifferenz. Der Sekundärkreislauf kann beispielsweise als eine Heatpipe ausgebildet sein oder eine Heatpipe aufweisen. Das nichtbrennbare Kältemittel kann beispielsweise Kohlenstoffdioxid sein oder aufweisen.
Das Kühlgerät kann weiterhin einen Tertiärkreislauf aufweisen, bei dem der Verflüssiger des Primärkreislaufes der Verflüssiger des Tertiärkreislaufes und der Verdampfer des Sekundärkreislaufes der Verdampfer des Tertiärkreislaufes ist.
Der Verflüssiger des Primärkreislaufes und/oder des Tertiärkreislaufes kann ein zweikreisiger Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher mit zwei fluidisch voneinander getrennten flüssigkeitsführenden Leitungen sein.
Der Verdampfer des Sekundärkreislaufes und des Tertiärkreislaufes kann ein zweikreisiger Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher mit zwei fluidisch voneinander getrennten flüssigkeitsführenden Leitungen sein.
Der Tertiärkreislauf kann ein nichtbrennbares Kältemittel aufweisen oder sein, beispielsweise Kohlenstoffdioxid.
Der Tertiärkreislauf kann ein passiver Kältemittelkreislauf sein, vorzugsweise ein Kältemittelkreislauf im Naturumlauf, angetrieben von einer geodätischen Höhendifferenz, und der Tertiärkreislauf kann beispielsweise eine Heatpipe sein oder aufweisen.
Bei dem Kühlgerät kann jeweils ein Lüfter in dem Luftaußenkreis und in dem Luftinnenkreis angeordnet sein. Mit dem Lüfter im Außenkreis kann der Verflüssiger mit der durch den Luftaußenkreis geförderten Luft beaufschlagt sein. Mit dem Lüfter im Innenkreis kann der Verdampfer mit der durch den Luftinnenkreis geförderten Luft beaufschlagt sein.
Bei einer Schaltschrankanordnung mit einem Schaltschrankgehäuse und einem Kühlgerät der zuvor beschriebenen Art ist Umgebungsluft der Schaltschrankanordnung durch den Luftaußenkreis und in einem Innenraum des Schaltschrankgehäuses aufgenommene Luft durch den Luftinnenkreis gefördert. Der Luftinnenkreis und der Luftaußenkreis können fluidisch voneinander getrennt sein, sodass kein Luftaustausch zwischen dem Luftaußenkreis und dem Luftinnenkreis erfolgen kann. Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Schaltschrankanordnung; und
Figur 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Kühlgeräts.
Die Figur i zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Schaltschrankanordnung 100 mit einem Schaltschrankgehäuse 200 und einem daran in einem Seitenteil montierten Kühlgerät 1. In dem Schaltschrankgehäuse 200 sind wärmeabgebende und ggf. Lichtbögen erzeugende Komponenten 300 angeordnet, an denen sich ein im Innenraum 13 des Schaltschrankgehäuses 200 anreicherndes, brennbares Kältemittel entzünden kann, etwa an einem Lichtbogen, der bei einem Schaltvorgang eines Schaltgeräts 300 erzeugt wird.
Das Kühlgerät 1 weist einen Luftinnenkreis 10 auf, durch welchen die im Innenraum 13 des Schaltschrankgehäuses 200 aufgenommene Luft mithilfe eines Lüfters 12 hindurchtransportiert ist. Während die erwärmte Luft in einem oberen Bereich des Schaltschrankgehäuses 200 in den Luftinnenkreis 10 eingeleitet ist, strömt sie in einem unteren Bereich des Schaltschrankgehäuses 200 aus dem Innenkreis 10 heraus und zurück in den Innenraum 13 des Schaltschrankgehäuses 200. Auf ihrem Weg durch den Luftinnenkreis 10 beaufschlagt die Luft einen Verdampfer 5, der vorliegend als ein Luft-Flüssigkeits- Wärmetauscher eines Verdichterkreislaufe ausgebildet ist, wodurch die Luft abkühlt.
Im Luftaußenkreis 4 weist das Kühlgerät 1 einen Verflüssiger 3 auf, der von den Luftaußenkreis 4 durchströmender Umgebungsluft der Schaltschrankanordnung 100 beaufschlagt ist und ebenfalls als Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher ausgebildet ist.
Abweichend von den aus dem Stand der Technik bekannten Kühlgeräten ist bei dem erfindungsgemäßen Kühlgerät 1 der Verdampfer 5 in dem Luftinnenkreis 1 mit dem Verflüssiger 3 in dem Luftaußenkreis 4 nicht über einen gemeinsamen Kältemittelkreislauf fluidisch verbunden. Stattdessen sind ein Primärkreislauf 2, welcher den Verflüssiger 3 aufweist, und ein Sekundärkreislauf 6, welcher den Verdampfer 5 aufweist, vorgesehen, die wiederum über einen Flüssigkeits-Flüssigkeits-Wärmeübertrager 7 fluidisch voneinander getrennt thermisch miteinander gekoppelt sind. Zum besseren Verständnis der fluidischen Verschaltung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Kühlgeräts wird auf das Blockschaltbild gemäß Figur 2 Bezug genommen. Darin stellt die horizontale Strichlinie die luftdichte Trennung zwischen dem Luftaußenkreis 4 beziehungsweise der Umgebung der Schaltschrankanordnung und dem Luftinnenkreis 10 beziehungsweise dem Innenraum 13 des Schaltschrankgehäuses dar. In dem Luftaußenkreis 4 ist demgemäß ein Primärkreis 2, welcher als Verdichterkreislauf mit einem Verdichter 8 und einem Expansionsorgan 9 ausgebildet ist, vollständig angeordnet. Der Primärkreis 2 kann demgemäß ein brennbares Kältemittel aufweisen, da selbst im Leckagefall aufgrund der Trennung zwischen dem Luftinnenkreis 10 und dem Luftaußenkreis 4 kein brennbares Kältemittel in den Luftinnenkreis 10 beziehungsweise in den Innenraum 13 des Schaltschrankgehäuses 200 mit den darin aufgenommenen Komponenten 300 eintreten kann. Der Primärkreislauf 2 weist in der aus dem Stand der Technik bekannten Weise einen Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher auf, der von einem Lüfter 12 mit Luft beaufschlagt wird und die Funktion eines Verflüssigers aufweist. Abweichend von den bekannten Kühlgeräten 1 ist der Verdampfer des Primärkreislaufes 2 ein Flüssigkeits- Flüssigkeits-Wärmetauscher 7, beispielsweise einen Plattenwärmetauscher, über den der Primärkreislauf 2 mit einem Sekundärkreislauf 6 thermisch gekoppelt ist. Der Sekundärkreislauf 6 weist einen weiteren Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher 5 auf, der ebenfalls von einem Lüfter 12 mit Luft beaufschlagt ist, die durch den Innenluftkreis 10 geleitet ist. Der Sekundärkreislauf 6 ist mit einem nicht brennbaren Kältemittel gefüllt, sodass im Leckagefall austretendes in den Innenraum 13 eintretendes Kältemittel nicht an einem Lichtbogen der Komponenten 300 entzündet werden kann. In Bezug auf den Sekundärkreislauf 6 bildet der Flüssigkeits-Flüssigkeits-Wärmeübertrager 7 einen Verflüssiger.
Zur weiteren Optimierung des Wirkungsgrads des Kühlgeräts 1 sind der Verflüssiger 3 und der Verdampfer 5 jeweils zweikreisig ausgebildet, wobei jeweils einer der beiden Kreise des Verflüssigers 3 und des Verdampfers 5 einen Tertiärkreislauf bilden. Sowohl der Tertiärkreislauf 11 als auch der Sekundärkreislauf 6 können bevorzugt als ein Kältemittelkreislauf im Naturumlauf ausgebildet sein, der von einer geodätischen Höhendifferenz angetrieben ist. Bei einer Ausführungsform kann der Sekundärkreislauf 6 und/oder der Tertiärkreislauf 11 als eine Heatpipe ausgebildet sein.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. Bezugszeichenliste
Kühlgerät
Primärkreislauf
Verflüssiger
Luftaußenkreis
Verdampfer
Sekundärkreislauf
Wärmeübertrager
Verdichter
Expansionsorgan
Luftinnenkreis
Tertiärkreislauf
Lüfter
Innenraum
Schaltschrankanordnung Schaltschrankgehäuse Komponenten

Claims

Ansprüche Kühlgerät (i) für die Schaltschrankklimatisierung, wobei das Kühlgerät (i) einen ein brennbares Kältemittel aufweisenden Primärkreislauf
(2) mit einem Verflüssiger
(3) aufweist, der in einem Luftaußenkreis (4) des Kühlgeräts (1) angeordnet ist, und wobei das Kühlgerät (1) in einem von dem Luftaußenkreis
(4) fluidisch abgetrennten Luftinnenkreis (10) einen Verdampfer (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlgerät (1) einen ein nicht brennbares Kältemittel aufweisenden Sekundärkreislauf (6) aufweist, der den Verdampfer
(5) und einen Flüssigkeits-Flüssigkeits- Wärmeübertrager (7) aufweist, der im Luftaußenkreis (4) angeordnet ist, und mit dem Wärme von dem nicht brennbaren Kältemittel auf das brennbare Kältemittel übertragen ist. Kühlgerät (1) nach Anspruch 1, bei dem der Flüssigkeits-Flüssigkeits- Wärmeübertrager (7) ein Verflüssiger des Sekundärkreislaufs
(6) und ein Verdampfer des Primärkreislaufes (2) ist. Kühlgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Flüssigkeits-Flüssigkeits- Wärmeübertrager
(7) als ein Plattenwärmeübertrager ausgebildet ist. Kühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Primärkreislauf (2) als ein aktiver Verdichter- Kältekreislauf mit einem Verdichter
(8) und einem Expansionsorgan
(9) ausgebildet ist. Kühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Primärkreislauf (2) fluidisch von dem Luftinnenkreis
(10) abgetrennt in dem Kühlgerät (1) angeordnet ist. Kühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Primärkreislauf (2) vollständig zur Umgebung des Kühlgeräts (1) belüftet ist. Kühlgerät (1) nach Anspruch 6, bei dem der Primärkreislauf (2) vollständig in dem Luftaußenkreis angeordnet ist. Kühlgerät (i) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der Sekundärkreislauf (6) ein passiver Kältemittelkreislauf ist, vorzugsweise ein Kältemittelkreislauf im Naturumlauf, angetrieben von einer geodätischen Höhendifferenz, beispielsweise eine Heatpipe. Kühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das nicht brennbare Kältemittel Kohlenstoffdioxid aufweist. Kühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, das einen Tertiärkreislauf
(11) aufweist, bei dem der Verflüssiger (3) des Primärkreislaufes (2) der Verflüssiger des Tertiärkreislaufes (11) und der Verdampfer (5) des Sekundärkreislaufes (6) der Verdampfer des Tertiärkreislaufes (11) ist. Kühlgerät (1) nach Anspruch 10, bei dem der Verflüssiger (3) des Primärkreislaufes (2) und des Tertiärkreislaufes (11) ein zweikreisiger Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher mit zwei fluidisch voneinander getrennten flüssigkeitsführenden Leitungen ist. Kühlgerät (1) nach Anspruch 10 oder 11, bei dem der Verdampfer (5) des Sekundärkreislaufes (6) und des Tertiärkreislaufes (11) ein zweikreisiger Luft- Flüssigkeits-Wärmetauscher mit zwei fluidisch voneinander getrennten flüssigkeitsführenden Leitungen ist. Kühlgerät (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der der Tertiärkreislauf (11) ein nicht brennbares Kältemittel aufweist, beispielsweise Kohlenstoffdioxid. Kühlgerät (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem der Tertiärkreislaufes (11) ein passiver Kältemittelkreislauf ist, vorzugsweise ein Kältemittelkreislauf im Naturumlauf, angetrieben von einer geodätischen Höhendifferenz, beispielsweise eine Heatpipe. Kühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem jeweils ein Lüfter
(12) in dem Luftaußenkreis (4) und in dem Luftinnenkreis (10) angeordnet ist, mit dem der Verdampfer (5) bzw. der Verflüssiger (3) mit der durch den jeweiligen Luftkreis (4, 10) geförderten Luft beaufschlagt ist. Schaltschrankanordnung (100) mit einem Schaltschrankgehäuse (200) und einem Kühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei Umgebungsluft der Schaltschrankanordnung (100) durch den Luftaußenkreis (4) und in einem Innenraum (13) des Schaltschrankgehäuses (200) aufgenommene Luft durch den Luftinnenkreis (10) gefördert ist.
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