EP4555837A1 - Schaltschrankkühlgerät mit luftschottung sowie eine entsprechende schaltschrankanordnung - Google Patents

Schaltschrankkühlgerät mit luftschottung sowie eine entsprechende schaltschrankanordnung

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EP4555837A1
EP4555837A1 EP23744667.9A EP23744667A EP4555837A1 EP 4555837 A1 EP4555837 A1 EP 4555837A1 EP 23744667 A EP23744667 A EP 23744667A EP 4555837 A1 EP4555837 A1 EP 4555837A1
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EP
European Patent Office
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air
control cabinet
cooling device
pipe
cabinet cooling
Prior art date
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Pending
Application number
EP23744667.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thorsten HEIMBERG
Lena Kristin Cornelius
Jörg KNETSCH
Juan Carlos Cacho Alonso
Lars Walter Niebergall
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Rittal GmbH and Co KG
Original Assignee
Rittal GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by Rittal GmbH and Co KG filed Critical Rittal GmbH and Co KG
Publication of EP4555837A1 publication Critical patent/EP4555837A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H05K7/20536—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
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    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
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Definitions

  • the plate pack with at least one of two, preferably opposite, end faces, on which the pipe system has at least one pipe bend protrudes through the air partition into the outer air circle, so that the at least one pipe bend in the Air outer circle is arranged.
  • the invention is based on the knowledge that the leak-sensitive components of an air-liquid heat exchanger are the pipe bends or their connection points to the rest of the pipe system, in particular straight pipe sections that are not susceptible to failure.
  • the connection points of the pipe bends can, for example, be designed as joints, such as soldered connections, which have an increased sensitivity to leakage compared to the rest of the pipe system.
  • evaporating refrigerant in particular flammable refrigerant, for example propane
  • evaporating refrigerant for example propane
  • flammable refrigerant for example propane
  • Air-liquid heat exchangers for control cabinet cooling devices usually have a large number of 180° pipe bends on their opposite end faces, on which straight, parallel pipe sections are connected to one another in pairs via the bends.
  • the pipe system as long as it is arranged in the inner air circuit, can be free of connection points, preferably joints, particularly preferably solder points.
  • the pipe system insofar as it is arranged in the inner air circle, only has straight pipe sections which preferably run parallel to one another.
  • the straight pipe sections can pass through the air barrier at the end faces. At the passage points, the straight pipe sections can be sealed against the air barrier.
  • the air partition can be provided on the end faces of a slat of the slat pack, for example of an end slat of the slat pack.
  • the straight pipe sections can be joined in a fluid-tight manner, for example soldered, to the lamella, in particular to the end lamella.
  • the slat or the end slat can be part of the air partition, in particular in a passage area on the front side of the slat pack, with which the slat pack passes through the air partition.
  • the disk pack can have a plurality of disks, preferably parallel or essentially parallel to one another.
  • a slat facing the inner air circle for example an end or outer slat, in particular an end slat of the slat pack, can protrude beyond the slat pack and the at least one pipe bend with a sealing flange.
  • the disk pack can be in sealing contact with the (remaining) air partition via the sealing flange.
  • the disk facing the inner air circle for example an end or outer disk, in particular an end disk of the disk package and/or at least the sealing flange, can be part of the air partition.
  • the lamella that faces the furthest towards the outer air circuit can be an end lamella of the lamella pack, via which the evaporator is mounted in a fluid-tight manner in the cooling device, preferably on the air partition.
  • the slat can do this, in particular the end lamella, have a sealing flange, preferably a circumferential sealing flange, in particular a sealing flange which extends around the entire circumference of the lamella, in particular the end lamella.
  • the end lamella can be an external lamella of the lamella pack.
  • the plate pack can each have an end plate on the two opposite end faces of the evaporator.
  • the end faces can be formed by the end slats.
  • the end fins can be penetrated by the evaporator's piping system.
  • the pipe system can extend with the pipe bends beyond the end faces or the end fins.
  • the pipe system can be arranged with the pipe bends and preferably exclusively with the pipe bends outside the plate pack.
  • An end slat, for example an end slat, of the slat pack can be the air partition or at least a component of the air partition.
  • the end lamella of the lamella pack, for example an end lamella can have a sealing flange, such as an offset, which lies fluidly sealingly against the air partition.
  • the evaporator can be accommodated in a housing of the air partition that is open in the air passage direction of the evaporator, the evaporator being in sealing contact with the housing via the sealing flange, preferably on the inner circumference of an opening in the housing.
  • the sealing flange can be a circumferentially closed sealing flange of an end plate of the plate pack, preferably a rectangular sealing frame.
  • the end plate can have increased strength compared to the other plates of the plate pack, for example a greater material thickness, in particular a greater sheet metal thickness.
  • the sealing flange can rest sealingly against an edge of the outbreak in an outbreak of the air barrier, so that the outbreak is preferably completely closed by the end lamella.
  • the evaporator, the condenser and the piping system can be part of a refrigeration machine.
  • the refrigeration machines can also have a compressor and an expansion element. All components of the refrigeration machines can be arranged completely in the outer air circuit, except for a central area of the fin pack of the evaporator which is arranged in the inner air circuit and through which air flows.
  • the plate pack On its end face, with which it protrudes through the air partition into the outer air circuit, the plate pack can have a condensate discharge in the outer air circuit for condensate occurring on the at least one pipe bend.
  • a control cabinet arrangement has a control cabinet housing on which the cooling device is mounted. Air is transported from an interior of the control cabinet housing through the inner air circuit of the cooling device, with ambient air of the control cabinet arrangement being transported through the outer air circuit.
  • Figure i is a schematic representation of a control cabinet arrangement according to the prior art
  • Figure 2 is a schematic representation of a comparison of the arrangement of an evaporator in a cooling device according to the prior art and in a manner according to the invention.
  • Figure 3 shows an exploded view of an exemplary embodiment of an evaporator with end fins on the opposite end faces.
  • FIG. 1 shows a control cabinet arrangement with a cooling device 1 and a control cabinet housing on which the cooling device i is mounted.
  • the cooling device i has an inner air circuit 2 and an outer air circuit 5.
  • the one in the interior 101 of the Air taken into the control cabinet housing is introduced into the internal air circuit 2 in an upper area of the cooling device, passed through the evaporator 3 and returned to the interior 101 as cooled air in a lower area of the control cabinet 100.
  • control cabinet components (not shown) can be arranged that can generate arcs during operation, for example electrical switching devices.
  • the piping system 7 is part of a refrigeration machine 15, which, in addition to the evaporator 3 in the inner circuit 2 and the condenser 6 in the outer circuit 5, also has a compressor 16 and an expansion element 17.
  • a compressor 16 and an expansion element 17 In a lower area of the cooling device 1, ambient air is sucked into the inner air circuit 2, passed through the condenser 6 and blown out of the outer air circuit 5 into the surroundings of the control cabinet arrangement 100 in an upper area of the cooling device 1.
  • a fan (not shown) is arranged in the respective air circuit 2, 5. In the case of the air outside travel 5, the fan can be designed as a filter fan.
  • the solution according to the invention provides that the plate pack 8 has at least one of two opposite end faces, preferably with both end faces 9, on which the pipe system 7 has at least one pipe bend 10, protrudes through the air bulkhead 4 into the outer air circle 5, so that the at least one pipe bend 10 is arranged in the outer air circle 5.
  • the invention is based on the knowledge that the leakage of the pipeline system 7 occurs in particular in the area of the pipe bends 10 or the connection points 12 of the pipe bends 10 with the straight pipe sections 11. Consequently, if these particularly critical areas are outside the Inner air circuit 2, therefore in the outer air circuit 5, can be arranged, the risk of evaporating refrigerant entering the inner air circuit 2 can be effectively reduced to almost zero.
  • the plate pack 8 has a plurality of preferably parallel slats 13, of which the end plate 13 of the plate pack 8 facing the inner air circle 2 projects beyond the plate pack 8 and the pipe bends 10 on the relevant end face.
  • the evaporator 3 is mounted in a fluid-tight manner via the end lamella 13 in the cooling device 1, namely on the air partition 4. Therefore, apart from a central area of the evaporator 3, in which only straight pipe sections 11 extend parallel to one another and are less susceptible to leakage, the entire refrigerant circuit is arranged in the outside air circuit 5, so that in the event of a leak, refrigerant escaping from the inner circuit 2 is sealed off into the surroundings of the Cooling device 1 can be derived. Condensate accumulating on the pipe bends 10 in the external air circuit 5 is removed from the external air circuit via a condensate drain 18.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of an evaporator 3, with the end fins 13 being shown in an exploded view for better clarity.
  • the evaporator 3 is designed as an air-liquid heat exchanger which has a fin pack 8 with a large number of parallel fins 8.1.
  • the slats 8.1 of the slat pack 8 are penetrated perpendicularly to the opposite end faces 9 of the evaporator 3 by a pipe system 7 consisting of a large number of parallel pipe sections.
  • the pipe system 7 protrudes from the plate pack 8 with pipe bends 10 on the opposite end faces 9.
  • connection points 12 for example soldering points.
  • connection points are susceptible to leakage and should therefore be arranged outside the inner air circuit in which the disk pack 8 is located, in particular in the outer air circuit, so that flammable refrigerant escaping in the event of a leak cannot enter the control cabinet interior through the inner air circuit of the cooling device, where it is located on electrical components in the control cabinet, which can generate arcs.
  • the end fins 13 shown should therefore be arranged directly on the end faces 9 of the evaporator 3 and penetrated by the pipe system 7. For this purpose, the end slats 13 have passages 22.
  • the pipe system 7 can thus be separated from the other components of the evaporator 3, in particular from the fins 8.1 of the fin pack 8, by the end fins, at least in the circumference of the pipe bends 10, including the joints 12.
  • the end fins 13 be arranged with the circumferential sealing flange 14 in a breakout of an air partition of the control cabinet cooling device, the air partition separating the inner air circuit from the outer air circuit of the cooling device. If at least the plate pack 8 is arranged in the inner air circle, the leak-prone connection points 12 can be arranged in the outer air circle through the breakout of the air partition, while the fluidic separation of the inner air circle and the outer air circle is maintained via the sealing flange 14. The end lamella 13 then forms part of the air barrier.
  • the end slats 13 can be designed, for example, as sheet metal parts. However, the end slats 13 can also be designed as plastic parts.
  • the end slats can have a strength, for example a sheet thickness, which is sufficient to ensure a sufficient sealing effect of the sealing flanges 14.
  • the slats 8.1 of the slat pack 8 can be made of thin sheet metal.
  • the end lamella 13 can have a greater sheet metal thickness.
  • the sealing flange 14 can have at least one fastening tab 21 in order to arrange the evaporator 3, for example in a fluidly sealing manner, in a breakout of an air partition between the inner air circuit and the outer air circuit.
  • Cooling device Air inner circuit Evaporator Air partition Air outer circuit Condenser Piping system Lamella package Lamella Front side Pipe bend Piping Connection point End lamella Sealing flange Refrigerator Compressor Expansion element Condensate drainage Bend Housing

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät (1) für die Schaltschrankklimatisierung, das in einem Luftinnenkreis (2) einen als Luft-Flüssigkeit-Wärmetauscher ausgebildeten Verdampfer (3) und einen über eine Luftschottung (4) von dem Luftinnenkreis (2) getrennten Luftaußenkreis (5) mit einem als Luft-Flüssigkeit-Wärmetauscher ausgebildeten Verflüssiger (6) aufweist, wobei der Verdampfer (3) ein von einem Rohrleitungssystem (7) durchsetztes Lamellenpaket (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenpaket (8) mit mindestens einer von zwei Stirnseiten (9), an welchen das Rohrleitungssystem (7) mindestens einen Rohrbogen (10) aufweist, durch die Luftschottung (4) hindurch in den Luftaußenkreis (5) hineinragt, sodass der mindestens eine Rohrbogen (10) in dem Luftaußenkreis (5) angeordnet ist.

Description

Schaltschrankkühlgerät mit Luftschottung sowie eine entsprechende Schaltschrankanordnung
Die Erfindung geht aus von einem Kühlgerät für die Schaltschrankklimatisierung, das in einem Luftinnenkreis einen als Luft-Flüssigkeit- Wärmetauscher ausgebildeten Verdampfer und einen über eine Luftschottung von dem Luftinnenkreis getrennten Luftaußenkreis mit einem als Luft-Flüssigkeit-Wärmetauscher ausgebildeten Verflüssiger aufweist. Dabei weist der Verdampfer ein von einem Rohrleitungssystem durchsetztes Lamellenpaket auf. Ein derartiges Kühlgerät ist in der DE 10 2012 108 110 B4 beschrieben. Weitere Kühlgeräte sind in der DE 10 2010 009776 Ai und in der DE 19947970 Ai beschrieben.
Die Richtlinie 2006/42/EG (Maschinenrichtlinie) fordert, dass von in einer Maschine verwendetem Gas keine Explosions- und Brandgefahr ausgeht, wobei davon auszugehen ist, dass einzelne Bauteile versagen. Hat daher bei einem Schaltschrankkühlgerät ein Kältemittel führendes 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 Sicherheitsfunktion, die dies zuverlässig verhindert, können Schaltschrankkühlgeräte, die brennbare Kältemittel verwenden, nicht die Maschinenrichtlinie erfüllen bzw. mit der notwendigen Sicherheit für den Endanwender betrieben werden.
Die DE 10 2018 109 604 Ai beschreibt ein Kühlgerät, bei dem im Leckagefall des Rohrleitungssystems der Luftinnenkreis des Kühlgeräts an seinen Anschlussstellen, über die das Kühlgerät mit dem Innenraum eines Schaltschrankgehäuses fluidisch in Verbindung steht, verschlossen wird. Die aus dem Stand der Technik bekannten Kühlgeräte haben den Nachteil, dass sie aufwändig in der Umsetzung sind, da beispielsweise verschiedene, aktiv angetriebene Schließorgane erforderlich sind, und bei einer detektierten Leckage sowie bei Eintritt eines brennbaren Kältemittels in den Innenraum des Schaltschranks angesteuert werden müssen. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, das eingangs beschriebene Kühlgerät derart weiterzuentwickeln, dass es mit einfachen technischen Mitteln umgesetzt werden kann und demgemäß preiswert in der Bereitstellung ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Kühlgerät mit den Merkmalen des Anspruchs i gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Demgemäß ist bei einem Kühlgerät der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, dass das Lamellenpaket mit mindestens einer von zwei, vorzugsweise gegenüberliegenden, Stirnseiten, an welchen das Rohrleitungssystem mindestens einen Rohrbogen aufweist, durch die Luftschottung hindurch in den Luftaußenkreis hineinragt, sodass der mindestens eine Rohrbogen in dem Luftaußenkreis angeordnet ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die leckagempfindlichen Komponenten eines Luft-Flüssigkeit-Wärmetauschers die Rohrbögen bzw. deren Anschlussstellen an das übrige Rohrleitungssystem, insbesondere gerade, störungsunanfällige Rohrleitungsabschnitte, sind. Die Anschlussstellen der Rohrbögen können beispielsweise als Fügestellen, etwa Lötverbindungen ausgebildet sein, welche eine gegenüber dem übrigen Rohrleitungssystem erhöhte Leckageempfindlichkeit aufweisen. Wenn die Rohrbögen im Luftaußenkreis des Kühlgeräts angeordnet sind, kann im Leckagefall verdampfendes Kältemittel, insbesondere brennbares Kältemittel, beispielsweise Propan, über den Luftaußenkreis in die Umgebung des Kühlgeräts abgeleitet und insbesondere von Lichtbögen erzeugenden Komponenten im Innenraum eines Schaltschrankgehäuses, an welches das Kühlgerät mit dem Luftinnenkreis angeschlossen sein könnte, ferngehalten werden. Üblicherweise weisen Luft- Flüssigkeit-Wärmetauscher für Schaltschrankkühlgeräte eine Vielzahl i8o°-Rohrbögen an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten auf, an denen gerade, parallele Rohrleitungsabschnitte über die Bögen paarweise miteinander verbunden sind.
Das Rohrleitungssystem des Lamellenpakets kann an dem im Luftaußenkreis angeordneten Rohrbogen mindestens eine in dem Luftaußenkreis angeordnete Verbindungsstelle, vorzugsweise eine Fügestelle, besonders bevorzugt eine Lötstelle, aufweisen. Der Rohrbogen kann ein i8o°-Rohrbogen sein, der an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils eine Verbindungsstelle für eine vorzugsweise gerade Rohrleitung des Rohrleitungssystems aufweist. Der Rohrbogen kann im Luftaußenkreis an der Verbindungsstelle mit der Rohrleitung verbunden, vorzugsweise gefügt, besonders bevorzugt verlötet sein.
Das Rohrleitungssystem kann, soweit es in dem Luftinnenkreis angeordnet ist, frei von Verbindungsstellen, vorzugsweise Fügestellen, besonders bevorzugt Lötstellen sein. Besonders bevorzugt weist das Rohrleitungssystem, soweit es in dem Luftinnenkreis angeordnet ist, lediglich gerade und vorzugsweise parallel zueinander verlaufende Rohrleitungsabschnitte auf. An den Stirnseiten können die geraden Rohrleitungsabschnitte durch die Luftschottung hindurchtreten. An den Durchtrittsstellen können die geraden Rohrleitungsabschnitte gegenüber der Luftschottung abgedichtet sein. Die Luftschottung kann an den Stirnseiten von einer Lamelle des Lamellenpakets, beispielsweise von einer Endlamelle des Lamellenpakets, bereitgestellt sein. An den Durchtrittsstellen der geraden Rohrleitungsabschnitte durch die Lamelle, insbesondere die Endlamelle, können die geraden Rohrleitungsabschnitte mit der Lamelle, insbesondere mit der Endlamelle, fluiddicht gefügt, etwa verlötet sein. Die Lamelle bzw. die Endlamelle kann Bestandteilung der Luftschottung sein, insbesondere in einem Durchtrittsbereich an der Stirnseite des Lamellenpakets, mit der das Lamellenpaket durch die Luftschottung hindurchtritt.
Das Lamellenpaket kann eine Vielzahl, vorzugsweise paralleler oder im Wesentlichen parallel zueinander verlaufender Lamellen aufweisen. Von den Lamellen kann eine dem Luftinnenkreis zugewandte Lamelle, beispielsweise eine endstellige oder äußere Lamelle, insbesondere eine Endlamelle des Lamellenpakets, das Lamellenpaket und den mindestens einen Rohrbogen mit einem Dichtflansch überragen. Über den Dichtflansch kann das Lamellenpaket an der (übrigen) Luftschottung dichtend anliegt Die dem Luftinnenkreis zugewandte Lamelle, beispielsweise eine endstellige oder äußere Lamelle, insbesondere eine Endlamelle des Lamellenpakets und/oder wenigstens der Dichtflansch kann Bestandteil der Luftschottung sein.
Dabei kann die dem Luftaußenkreis am weitesten zugewandte Lamelle eine Endlamelle des Lamellenpakets sein, über die der Verdampfer in dem Kühlgerät, vorzugsweise an der Luftschottung, fluidisch dicht montiert ist. Dazu kann die Lamelle, insbesondere die Endlamelle, einen Dichtflansch aufweisen, vorzugsweise einen umlaufenden Dichtflansch, insbesondere eine Dichtflansch, der sich um den gesamten Umfang der Lamelle, insbesondere der Endlamelle, erstreckt.
Die Endlamelle kann eine außenliegende Lamelle des Lamellenpakets sein. Das Lamellenpaket kann an den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Verdampfers jeweils eine Endlamelle aufweisen. Die Stirnseiten können von den Endlamellen gebildet sein. Die Endlamellen können von dem Rohrleitungssystem des Verdampfers durchsetzt sein. Das Rohrleitungssystem kann sich mit den Rohrbögen über die Stirnseiten bzw. die Endlamellen hinaus erstrecken. Das Rohrleitungssystem kann mit den Rohrbögen und vorzugsweise ausschließlich mit den Rohrbögen außerhalb des Lamellenpakets angeordnet sein.
Eine endstellige Lamelle, beispielsweise eine Endlamelle, des Lamellenpakets kann die Luftschottung oder wenigstens ein Bestandteil der Luftschottung sein. Die endstellige Lamelle des Lamellenpakets, beispielsweise eine Endlamelle, kann einen Dichtflansch, etwa eine Kröpfung, aufweisen, der an der Luftschottung fluidisch dichtend anliegt.
Der Verdampfer kann in einem in Luftdurchlassrichtung des Verdampfers offenen Gehäuse der Luftschottung aufgenommen sein, wobei der Verdampfer über den Dichtflansch dichtend an dem Gehäuse anliegt, vorzugsweise am Innenumfang eines Ausbruchs des Gehäuses.
Der Dichtflansch kann ein umlaufend geschlossener Dichtflansch einer Endlamelle des Lamellenpakets sein, vorzugsweise ein rechteckiger Dichtrahmen. Zur Erhöhung der Stabilität und Dichtwirkung kann die Endlamelle eine im Vergleich zu den übrigen Lamellen des Lamellenpakets erhöhte Festigkeit, beispielsweise eine größere Materialstärke, insbesondere eine höhere Blechdicke aufweisen.
Der Dichtflansch kann in einem Ausbruch der Luftschottung dichtend an einer Berandung des Ausbruchs anliegen, sodass der Ausbruch vorzugsweise vollständig von der Endlamelle verschlossen ist. Der Verdampfer, der Verflüssiger und das Rohrleitungssystem können Bestandteil einer Kältemaschine sein. Die Kältemaschinen kann weiterhin einen Verdichter und ein Expansionsorgan aufweisen. Sämtliche Bestandteile der Kältemaschinen können vollständig im Luftaußenkreis angeordnet sein, bis auf einen in dem Luftinnenkreis angeordneten und von Luft durchströmten Zentralbereich des Lamellenpakets des Verdampfers.
Das Lamellenpaket kann an seiner Stirnseite, mit der es durch die Luftschottung hindurch in den Luftaußenkreis hineinragt, im Luftaußenkreis eine Kondensatabführung für an dem mindestens einen Rohrbogen anfallendes Kondensat aufweisen.
Eine Schaltschrankanordnung weist neben mindestens einem Kühlgerät der zuvor beschriebenen Art ein Schaltschrankgehäuse auf, an dem das Kühlgerät montiert ist. Dabei ist durch den Luftinnenkreis des Kühlgeräts Luft aus einem Innenraum des Schaltschrankgehäuses transportiert, wobei durch den Luftaußenkreis Umgebungsluft der Schaltschrankanordnung transportiert ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:
Figur i in schematischer Darstellung eine Schaltschrankanordnung gemäß dem Stand der Technik;
Figur 2 in schematischer Darstellung eine Gegenüberstellung der Anordnung eines Verdampfers in einem Kühlgerät gemäß dem Stand der Technik und in erfindungsgemäßer Weise; und
Figur 3 in Explosionsdarstellung eine beispielhafte Ausführungsform eines Verdampfers mit Endlamellen an den gegenüberliegenden Stirnseiten.
Figur 1 zeigt eine Schaltschrankanordnung mit einem Kühlgerät 1 sowie einem Schaltschrankgehäuse too, an dem das Kühlgerät i montiert ist. Das Kühlgerät i weist einen Luftinnenreis 2 und einen Luftaußenkreis 5 auf. Die im Innenraum 101 des Schaltschrankgehäuses too aufgenommene Luft wird in einem oberen Bereich des Kühlgeräts in den Luftinnenkreis 2 eingeleitet, durch den Verdampfer 3 hindurchgeleitet und in einem unteren Bereich des Schaltschranks 100 als gekühlte Luft in den Innenraum 101 zurückgeleitet. In dem Innenraum 101 des Schaltschrankgehäuses 100 können Schaltschrankkomponenten (nicht dargestellt) angeordnet sein, die im Betrieb Lichtbögen erzeugen können, beispielsweise elektrische Schaltgeräte. Würde demgemäß im Leckagefall das Rohrleitungssystem 7 ein brennbares Kältemittel in die Atmosphäre im Innenraum 101 des Schaltschrankgehäuses 100 eintreten, könnte sich das Luft-Gas-Gemisch an dem Lichtbogen entzünden. Die in Figur 1 gezeigte Schaltschrankanordnung ist daher gemäß der Maschinenrichtlinie lediglich mit nicht brennbarem Kältemittel zu betreiben.
Das Rohrleitungssystem 7 ist Bestandteil einer Kältemaschine 15, die neben dem Verdampfer 3 im Innenkreis 2 und dem Verflüssiger 6 im Außenkreis 5 weiterhin einen Verdichter 16 und ein Expansionsorgan 17 aufweist. In einem unteren Bereich des Kühlgeräts 1 wird Umgebungsluft in den Luftinnenkreis 2 eingesogen, durch den Verflüssiger 6 hindurchgeleitet und in einem oberen Bereich des Kühlgeräts 1 aus dem Luftaußenkreis 5 in die Umgebung der Schaltschrankanordnung 100 ausgeblasen. Für den Transport der Luft durch den Luftaußenkreis 5 einerseits und den Luftinnenkreis 2 andererseits ist jeweils ein Lüfter (nicht dargestellt) in dem jeweiligen Luftkreis 2, 5 angeordnet. Im Falle des Luftaußenreises 5 kann der Lüfter als ein Filterlüfter ausgebildet sein.
Um in dem Leckagefall des Rohrleitungssystems 7 das Eintreten von verdampfendem brennbaren Kältemittel in den Luftinnenkreis 2 zu vermeiden, ist bei der erfindungsgemäßen Lösung, wie sie beispielhaft in Figur 2 gezeigt ist, vorgesehen, dass das Lamellenpaket 8 mit mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Stirnseiten, vorzugsweise mit beiden Stirnseiten 9, an welchen das Rohrleitungssystem 7 mindestens einen Rohrbogen 10 aufweist, durch die Luftschottung 4 hindurch in den Luftaußenkreis 5 hineinragt, sodass der mindestens eine Rohrbogen 10 in dem Luftaußenkreis 5 angeordnet ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Leckage des Rohrleitungssystems 7 insbesondere im Bereich der Rohrbögen 10 bzw. der Verbindungsstellen 12 der Rohrbögen 10 mit den geraden Leitungsabschnitten 11 erfolgt. Wenn folglich diese besonders kritischen Bereiche außerhalb des Luftinnenkreises 2, mithin in den Luftaußenkreis 5, angeordnet werden, kann das Risiko des Eintretens von verdampfendem Kältemittel in den Luftinnenkreis 2 wirkungsvoll auf nahezu Null herabgesetzt werden.
Das Lamellenpaket 8 weist eine Vielzahl vorzugweise paralleler Lamellen 13 auf, von denen die dem Luftinnenkreis 2 zugewandte Endlamelle 13 des Lamellenpakets 8 das Lamellenpaket 8 und die Rohrbögen 10 an der betreffenden Stirnseite überragt. Insbesondere ist der Verdampfer 3 über die Endlamelle 13 in dem Kühlgerät 1, nämlich an der Luftschottung 4, fluidisch dicht montiert. Mithin ist bis auf einen Zentralbereich des Verdampfers 3, in dem sich lediglich gerade Rohrabschnitte 11 parallel zueinander erstrecken, die wenig anfällig gegenüber Leckage sind, der gesamte Kältemittelkreislauf im Außenluftkreis 5 angeordnet, sodass im Leckagefall austretendes Kältemittel von dem Innenkreis 2 abgeschottet in die Umgebung des Kühlgeräts 1 abgeleitet werden kann. An den Rohrbögen 10 im Luftaußenkreis 5 anfallendes Kondensat ist über eine Kondensatabführung 18 aus dem Luftaußenkreis abgeführt.
Die Figur 3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Verdampfers 3, wobei zur besseren Verdeutlichung die Endlamellen 13 in Explosionsdarstellung gezeigt sind. Der Verdampfer 3 ist als ein Luft- Flüssigkeits- Wärmetauscher ausgebildet, der ein Lamellenpaket 8 mit einer Vielzahl paralleler Lamellen 8.1 aufweist. Die Lamellen 8.1 des Lamellenpakets 8 sind senkrecht zu den gegenüberliegenden Stirnseiten 9 des Verdampfers 3 von einem Rohrleitungssystem 7 aus einer Vielzahl paralleler Rohrleitungsabschnitte durchsetzt. Das Rohrleitungssystem 7 ragt mit Rohrbögen 10 an den gegenüberliegenden Stirnseiten 9 aus dem Lamellenpaket 8 heraus. An den gegenüberliegenden Stirnseiten 9, insbesondere außerhalb des Lamellenpakets 8, sind die Rohrbögen 10 über Verbindungsstellen 12, beispielsweise Lötstellen, mit den parallelen Rohrleitungsabschnitten verbunden. Die Verbindungsstellen sind anfällig für Leckage und sollen daher außerhalb des Luftinnenkreises, in welchem sich das Lamellenpaket 8 befindet, insbesondere im Luftaußenkreis, angeordnet werden, sodass im Leckagefall austretendes, brennbares Kältemittel nicht durch den Luftinnenkreis des Kühlgeräts in den Schaltschrankinnenraum eintreten kann, wo es sich an elektrischen Einbauten des Schaltschranks, welche Lichtbögen erzeugen können, entzünden kann. Die dargestellten Endlamellen 13 sollen demnach unmittelbar an den Stirnseiten 9 des Verdampfers 3 angeordnet und von dem Rohrleitungssystem 7 durchsetzt werden. Dazu weisen die Endlamellen 13 Durchlässe 22 auf. Insbesondere kann das Rohrleitungssystem 7 somit zumindest im Umfang der Rohrbögen 10, einschließlich der Fügestellen 12, durch die Endlamellen von den weiteren Bestandteilen des Verdampfers 3 separiert sein, insbesondere von den Lamellen 8.1 des Lamellenpaket 8. So ist es beispielsweise möglich, dass die Endlamellen 13 mit dem umlaufenden Dichtflansch 14 in einem Ausbruch einer Luftschottung des Schaltschrankkühlgeräts angeordnet sein, wobei die Luftschottung den Luftinnenkreis von dem Luftaußenkreis des Kühlgeräts trennt. Wenn zumindest das Lamellenpaket 8 im Luftinnenkreis angeordnet ist, können die leckageanfälligen Verbindungsstellen 12 durch den Ausbruch der Luftschottung hindurch im Luftaußenkreis angeordnet werden, während über den Dichtflansch 14 die fluidische Trennung von Luftinnenkreis und Luftaußenkreis aufrechterhalten wird. Die Endlamelle 13 bildet dann einen Bestandteil der Luftschottung.
Die Endlamellen 13 können beispielsweise als Blechteile ausgebildet sein. Die Endlamellen 13 können jedoch auch als Kunststoffteile ausgebildet sein. Die Endlamellen können eine Festigkeit, beispielsweise eine Blechdicke aufweisen, die ausreichend ist, um eine ausreichende Dichtwirkung der Dichtflansche 14 sicherzustellen. Beispielsweise können die Lamellen 8.1 des Lamellenpaket 8 aus Dünnblech ausgebildet sein. Demgegenüber kann die Endlamelle 13 eine höhere Blechstärke aufweisen. Der Dichtflansch 14 kann mindestens eine Befestigungslasche 21 aufweisen, um den Verdampfer 3 beispielsweise fluidisch dichtend in einem Ausbruch einer Luftschottung zwischen dem Luftinnenkreis und dem Luftaußenkreis anzuordnen.
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 Luftinnenkreis Verdampfer Luftschottung Luftaußenkreis Verflüssiger Rohrleitungssystem Lamellenpaket Lamelle Stirnseite Rohrbogen Rohrleitung Verbindungsstelle Endlamelle Dichtflansch Kältemaschine Verdichter Expansionsorgan Kondensatabführung Kröpfung Gehäuse
Befestigungslasche Durchlass
Schaltschrankgehäuse Innenraum

Claims

Ansprüche: Schaltschrankkühlgerät (i), das in einem Luftinnenkreis (2) einen als Luft- Flüssigkeit-Wärmetauscher ausgebildeten Verdampfer (3) und einen über eine Luftschottung (4) von dem Luftinnenkreis (2) getrennten Luftaußenkreis (5) mit einem als Luft-Flüssigkeit-Wärmetauscher ausgebildeten Verflüssiger (6) aufweist, wobei der Verdampfer (3) ein von einem Rohrleitungssystem (7) durchsetztes Lamellenpaket (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenpaket (8) mit mindestens einer von zwei Stirnseiten (9), an welchen das Rohrleitungssystem (7) mindestens einen Rohrbogen (10) aufweist, durch die Luftschottung (4) hindurch in den Luftaußenkreis (5) hineinragt, sodass der mindestens eine Rohrbogen (10) in dem Luftaußenkreis (5) angeordnet ist. Schaltschrankkühlgerät (1) nach Anspruch 1, bei dem das Rohrleitungssystem (7) des Lamellenpakets (8) an dem im Luftaußenkreis (5) angeordneten Rohrbogen (10) mindestens eine in dem Luftaußenkreis (5) angeordnete Verbindungsstelle (12), vorzugsweise eine Fügestelle, besonders bevorzugt eine Lötstelle, aufweist. Schaltschrankkühlgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Rohrbogen (10) ein i8o°-Rohrbogen (10) ist, der an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils eine Verbindungsstelle (12) für eine vorzugsweise gerade Rohrleitung (11) des Rohrleitungssystems (7) aufweist, wobei der Rohrbogen (10) im Luftaußenkreis (5) an der Verbindungsstelle (12) mit der Rohrleitung (11) verbunden, vorzugsweise gefügt, besonders bevorzugt verlötet ist. Schaltschrankkühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Rohrleitungssystem (7), soweit es in dem Luftinnenkreis (2) angeordnet ist, frei von Verbindungsstellen (12), vorzugsweise Fügestellen, besonders bevorzugt Lötstellen ist. Schaltschrankkühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Rohrleitungssystem (7), soweit es in dem Luftinnenkreis (2) angeordnet ist, ausschließlich gerade und vorzugsweise parallel zueinander verlaufende Rohrleitungsabschnitte aufweist. Schaltschrankkühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Lamellenpaket (8) eine Vielzahl, vorzugsweise paralleler oder im Wesentlichen parallel zueinander verlaufender Lamellen (8.1) aufweist, von denen eine dem Luftaußenkreis (5) zugewandte Lamelle (8.1), vorzugsweise eine Endlamelle (13) des Lamellenpakets (8), das Lamellenpaket (8) und den mindestens einen Rohrbogen (10) mit einem Dichtflansch (14) überragt, über den das Lamellenpaket (8) an der Luftschottung (4) dichtend anliegt. Schaltschrankkühlgerät (1) nach Anspruch 6, bei der die dem Luftinnenkreis (2) zugewandte Lamelle (8.1) eine Endlamelle (13) des Lamellenpakets (8) ist, über die der Verdampfer (3) in dem Schaltschrankkühlgerät (1), vorzugsweise an der Luftschottung (4), fluidisch dicht montiert ist. Schaltschrankkühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem eine endstellige Lamelle (8.1), vorzugsweise eine Endlamelle (13), des Lamellenpakets (8) die Luftschottung (4) ist oder wenigstens ein Bestandteil der Luftschottung (4) ist. Schaltschrankkühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem eine Endlamelle (13) des Lamellenpakets (8) einen Dichtflansch (14), etwa eine Kröpfung (19), aufweist, der an der Luftschottung (4) dichtend anliegt. Schaltschrankkühlgerät (1) nach Anspruch 9, bei dem der Verdampfer (3) in einem in Luftdurchlassrichtung des Verdampfers (3) offenen Gehäuse (20) der Luftschottung (4) aufgenommen ist, wobei der Verdampfer (3) über den Dichtflansch (14) dichtend an dem Gehäuse (20) anliegt. Schaltschrankkühlgerät (i) nach Anspruch 9 oder 10, bei dem der Dichtflansch (14) ein umlaufend geschlossener Dichtflansch (14) der Endlamelle (13) ist, vorzugsweise ein rechteckiger Dichtrahmen. Schaltschrankkühlgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem der Dichtflansch (14) in einem Ausbruch (18) der Luftschottung (4) dichtend an einer Berandung des Ausbruchs (18) anliegt, sodass der Ausbruch (18) von der Endlamelle (13) verschlossen ist. Schaltschrankkühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Verdampfer (3), der Verflüssiger (6) und das Rohrleitungssystem (7) Bestandteil einer Kältemaschine (15) mit einem Verdichter (16) und einem Expansionsorgang (17) sind, die vollständig in dem Luftaußenkreis (5) angeordnet ist, bis auf einen in dem Luftinnenkreis (2) angeordneten und von Luft durchströmten Zentralbereich des Lamellenpakets (8) des Verdampfers (3). Schaltschrankkühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Lamellenpaket (8) an seiner Stirnseite (9), mit der es durch die Luftschottung (4) hindurch in den Luftaußenkreis hineinragt, im Luftaußenkreis (5) eine Kondensatabführung (18) für an dem mindestens einen Rohrbogen (10) anfallendes Kondensat aufweist. Schaltschrankanordnung mit einem Schaltschrankkühlgerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche sowie einem Schaltschrankgehäuse (100), an dem das Schaltschrankkühlgerät (1) montiert ist, wobei durch den Luftinnenkreis (2) Luft aus einem Innenraum (101) des Schaltschrankgehäuses (100) transportiert ist, und wobei durch den Luftaußenkreis (5) Umgebungsluft der Schaltschrankanordnung transportiert ist.
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