SE468028B - Saett att foerdela kylgas i ett system av staellverksskaap samt anordning foer genomfoerande av naemnda saett - Google Patents

Description

468 028 2 I ställverk eller i andra typer av industriella anläggningar där den elektriska utrustningen är omfattande kan krävas att ett antal skåp utbyggt till en serie av skåp anordnas. En skåpserie av detta slag utföres i allmänhet som en serie av skåp uppställda i en eller flera rader med de enskilda skåpen place- rade sida vid sida intill varandra. Vid bortförsel av värme från elutrustning i en skåpserie av nämnt slag är enskåpslösningama enligt ovan ej tillämp- bara. Att förse varje enskilt skåp med ett eget luftbehandlingsaggregat kan ej motiveras ur ekonomisk synvinkel. I stället är det vanligt att en luftbehand- lings- eller, även kallad, klimatiseringsanläggning används för att kyla, befukta, torka eller rena luften i hela det rum där skåpen i en skåpserie förvaras. Med denna metod är det möjligt att åstadkomma den önskvärda kylningen eller reningen av luft till den elektriska utrustningen i skåpen.

Metoden kan också kompletteras med fläktar i de enskilda skåpen för att förhindra bildandet av stillastående varma luftzoner inuti skåpen.

Att behandla all luft i ett rum för att uppnå den effekt som önskas med avseende på t ex kylningsbehov är ingen lyckad lösning. Den luftvolym som måste behandlas är stor, vilket medför att luftbehandlingsanlägg- ningen måste dimensioneras för en luftvolym som är många gånger större än den luftvolym som egentligen passerar apparatskåpen i kylningssyfte.

Detta gör luftbehandlíngsanläggningen dyrare än nödvändigt. En annan svårighet är att rumsklimatet måste anpassas för mänskligt gottfinnande, då eventuellt personal vistas i de nämnda rummen. Härigenom är det inte möjligt att optimera t.ex lufttemperatur eller luftsammansättning efter elutrustningens primära behov. Behandlad luft som tillförs rummet där apparatskåpen är uppställda varieras normalt inom ett intervall av ett par grader över eller under rumstemperatur.

Det är känt att så stor andel som 60-70 % av normala driftmiljöer för elektrisk och elektronisk utrustning i vissa industrier som exempelvis pappers- och massaindustrier är så korrosiva att de påtagligt inverkar på utrustningens driftsäkerhet och livslängd. Idag löses därför detta problem ofta genom luftbehandling innefattande kemisk filtrering av luften i hela det rum där aktuell elektrisk utrustning är belägen, vilket innebär behand- ling av en oproportionerligt stor luftvolym.

Känt är också att livslängden hos vissa komponenter av halvledartyp är starkt temperaturberoende. Härvid eftersträvas en för dessa komponenter så låg temperatur som möjligt i komponentens närmaste omgivning. För elektrisk utrustning av typ apparater och elskenor maximeras vanligen den tillåtna arbetstemperaturen i beroende av ledarnas och/ eller isolermate- rialens temperaturtålighet. Arbetstemperaturen beror av både den närmaste omgivningstemperaturen och apparatens egenuppvärmning vid normal belastning. En ökning av temperaturen ger också en ökning av resistansen hos elektriska ledare i utrustningen, vilket ger ökad effektutveckling och en ytterligare ökning av temperaturen.

I den svenska patentansökan med nr "9100599-l" redovisas ett sätt att behandla luften vid en serie av intill varandra placerade och gentemot 468 028 s omgivningsluften slutna elektriska apparatskåp medelst ett för skåpen gemensamt luftbehandlingsaggregat i avsikt att nedbringa behandlad luftmängd. Sättet för luftbehandling innebär att renad och kyld, eventuellt även hydrerad eller torkad luft, från ett luftbehandlingsaggregat via en gemensam kanal och vidare via parallella grenrör med tryckreglerdon för reglering av luftflödet föres direkt till varje apparatskåp individuellt och att dessa apparatskåp är anordnade att mottaga den behandlade luften, fördela nämnda luft för kylningsändamål över i skåpen befintlig elektrisk utrustning samt att den fördelade luften via mellan skåpen anordnade förbindningar är anordnad att uppsamlas och återföras till luftbehandlings- aggregatet, där ett extra intag för omgivningsluft är anordnat för att tillföra luftbehandlingssystemet extra luft i avsikt att skapa ett övertryck i systemet och att därvid samtidigt ersätta luftförlust orsakad av ett läckflöde av luft ut från skåpseríen. Riktningen hos luftströmmen genom systemet kan skiftas.

Vid all kylning av elektrisk utrustning enligt ovan är det önskvärt att kylluften i första hand riktas mot ornråden eller komponenter där kylbehovet är störst eller ger bästa effekt. Som exempel kan nämnas att i ställverksskåp där elförsörjningen av skåpen är ordnad medelst genom skåpen löpande flerfasiga skenstråk i form av kopparskenor sker den största värmeutvecklingen i de nämnda skenstråken. Detta problem kan undvikas genom en nedmärkning av tillåtna strömmar genom elskenorna eller genom att skenornas strömareor ökas, vilket i sin tur medför ökad material- åtgång och större kostnader. Onskvärt vore följaktligen att in till skåpen förd kylluft kunde styras effektivare, varvid märkströmmar för skåp eller apparatur i skåpen kunde ökas med bibehållen insats av kylning.

Det svenska patentet 449 150 redovisar beröringsskydd för elektriska sken- stråk invändigt i elektriska ställverksskåp. I denna patentskrift åskådliggörs rännor eller lådor som omgärdar både horisontella och vertikala skenstråk , vilka rännor också utgör skydd mot oavsiktlig beröring. Dessa skyddsrännor utbildar genom sin utformning kanaler, vilka vid en serie av skåp naturligt förbindes med varandra till ett genom hela skåpserien löpande och sam- manhängande system av med varandra förbundna kanaler, vilka omsluter de i respektive skåp befintliga skenstråken. Uppfinningen i denna beskriv- ning visar ett sätt att utnyttja ovan nämnda redan befintliga kanaler för att fördela kylluft till ställverksskåp mer effektivt.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning omfattar ett sätt och en anordning för fördelning av kylluft till ställverksskåp. Uppfinningen innebär att kylluft eller annan kyld gas i en serie av tätt placerade och mot omgivningsluften slutna ställverkskåp fördelas i skåpen utefter samma stråk som strömmen genom och in till skåpen fördelas. Detta åstadkommes genom att luft eller gas till skäpserien distribueras till de respektive skåpen via kanaler i form av skyddsrännor eller skenlâdor som utgör beröringsskydd för de en- eller flerfasiga elektriska skenstråk som distribuerar ström till skåpen och till i 46 r 928 skåpen befintlig elektrisk utrustning. Riktningen för kylgasdistributionen är samma som strömriktningen eller den omvända.

V-l 4 Genom en lösning av kylningsproblemet enligt uppfinningen uppnås att kylgas tvingas att i första hand genomflöda kanalerna som omger skenstrå- ken, varvid dessa kyles effektivt, varefter kylgasen genom utlopp eller springor i de nämnda kanalerna anordnas att åstadkomma ett flöde av kylluft över annan i skåpen befintlig utrustning i behov av kylning.

Kylgas tillföres en serie av skåp från minst ett luftbehandlingsaggregat till en för skåpen sammanhängande kanal som omger de för alla skåpen i serien gemensamma strömdistribuerande elektriska skenstråken, en kanal som sträcker sig genom samtliga skåp i skåpserien. Från denna gemen- samma kanal fördelas kylgasen vidare ut i varje separat skåp via till den gemensamma kanalen anslutna grenkanaler, vilka helt eller delvis omslu- ter in till varje separat skåp avgrenade strömdistribuerande elektriska skenstråk.

Vid grenkanalernas anlutning till den gemensamma kanalen är anordnat reglerbara spjäll, vilkas öppningsarea kan varieras så att ett balanserat luft- flöde kan erhållas mellan de olika skåpen inbördes i beroende av varje enskilt skåps kylningsbehov.

Skåpen enligt uppfinningen är anpassade till sluten luftbehandling. Dess- utom är skåpen utförda så att en kanal för returgas utbildas i samverkan mellan skåpen genom att intill varandra placerade skåp uppvisar öppningar vid gemensam skåpvägg nertill.

Riktningen hos kylgasflödet fördelat till en skåpserie och motsvarande riktning hos returgasflödet kan omvändas om så önskas.

En ytterligare fördel med kylluftfördelning enligt uppfinningen är att det blir fördelaktigt att realisera själva luftbehandlingsaggregatet som en skåp- modul med en exteriört likartad konstruktion som hos skåpmodulerna i skåpserien av ställverksskåp. Härvid är skåpet innehållande luftbehand- lingsaggregatet försett med öppningar för de nämnda kylgas- och returgas- flödena i likhet med ovan redovisade ställverksskåp.

FIGURBESKRIVNING Fig. 1 återger ett principschema över en serie av ställverksskåp med vidstående skåp för luftbehandling och illustrerar samtidigt flödesvägarna för kylgas respektive elektrisk ström i skåpserien.

Fig. 2 visar i en sprängskiss två ställverkssklåp i en serie av ställverksskåp med ett återgivet kylgasflöde via de kanaler som skyddsrännorna i skåpen utbildar. 468 028 5 Pig. 3 åskådliggör i en vy över baksidan av ett skåp med bakre väggen borttagen hur kylgaskanalerna är anordnade i ett enskilt skåp.

UTFÖRINGSFORMER Étt föredraget exempel på genomförande av sättet enligt uppfinningen redovisas med stöd av figur 1.

Ett antal apparatskåp 1a - ld är uppställda intill varandra. Dessa apparatskåp innehåller elektrisk utrustning i behov av kylning. Kylning förutsättes i detta exempel ombesörjas medelst luft. Detta är naturligtvis ej nödvändigt då annan gas eller gasblandning kan ersätta luft som kylmediem. Kylning av luften ombesörjes av ett klimataggregat 2, även kallat luftbehandlings- aggregat. I figuren är klimataggregatet inrymt i ett skåp med samma exteriör som apparatskåpen la - 1d dvs som en skåpmodul i samma serie av skåp.

Detta är självfallet ingen nödvändighet, då valfritt klimataggregat kan anslutas till skåpserien.

Den elektriska strömmen in till skåpserien förs i exemplet in vid A och ledes via horisontella skenstråk 3 för distribution till de enskilda skåpen la - Id i serien; Från det horisontella skenstråket 3 utlöper vertikala grenar 4a - 4d av skenstråk för distribution av ström till respektive enskilt skåp för vidare fördelning av ström till elektrisk apparatur i skåpen.

Omkring de horisontella respektive de vertikala skenstråken är skyddsrännor eller även benärnnda skenlådor 5, 6a - 6d anordnade. Dessa skenlådor har till syfte att tjäna som beröringsskydd mot oavsiktlig mänsklig kontakt med de ström- förande skenstråken. De vertikala skenlådoma är till viss del öppna inåt skåpen mot elutrustning åtskild av hyllplan. I föreliggande uppfinning är avsikten att dessutom utnyttja dessa skenlådor för att utbilda ett kanalsystem för distribution av kylluft från ett klimataggregat 2 via de nämnda kanalema för fördelning till varje enskilt skåp så att kylluften leds i nära anslutning till de strömförande och värmeavgivande skenstråken 3, 4a - 4d innan kylluften i kylningssyfte släpps ut till apparatur i de enskilda skåpen.

Lådorna runt de horisontella skenstråken uppbygger tillsammans en samman- hängande horisontell kanal 5 för skåpen i skåpserien. Denna horisontella kanal 5 står i förbindelse med inuti respektive till serien anslutet skåp befintliga vertikala kanaler 6a - 6d vilka samtidigt utgör de lådor kring de vertikala skenstråken som tjänstgör som beröringsskydd för dessa vertikala skenstråk. Kylluft som genom- flödar den horisontella kanalen 5 kommer härvid att i andra hand vid inträde i en av de vertikala kanalerna 6a - 6d att kyla i dessa belägna skenstråk 4a - 4d.

I de vertikala kanalerna 6a - 6d flödar kyllufti spalterna mellan den vertikala skenlådans väggar vilka utbildar nämnda kanaler 6a - 6d och de vertikala skenstråken 4a - 4d. Skenlådan är antingen helt öppen inemot skåpens åtskilda hyllplan för elutrustning eller försedd med springor eller utlopp för distribution 468 028 6 av kylluft ut från kanalerna till elutrustning i kylningssyfte. Genom nämnda utlopp distribueras kylluften ut till elektrisk utrustning befintlig i anslutning till utloppen. Utloppen kan utformas fritt för erhållande av önskvärd kyleffekt lokalt vid respektive i skåpen monterad elutrustning alltefter dennas behov av kylning.

Förbrukad kylluft uppsamlas nertill i skåpen och förs via slussar 8a - 8d som utgör öppningar mellan intill varandra belägna skåp åter till ett klimataggregat 2 för förnyad behandling.

Principen för kylluftens väg genom skåpserien blir alltså att kylluften följer samma vägar som strömmens i dess förgrening ut i skåpsystemet.

I ett alternativt utförande av apparatskåpen råder ett visst övertryck, efter- som luftbehandlingssystemet kan förses med extra tilluft från omgivningen via ett intag 9 med reglerdon 10. Denna extra tilluft är avsedd att ersätta ett läckluftflöde ut från skåpserien och tjänstgör samtidigt som garant för att orenad eller ej kyld omgivningsluft läcker in i systemet. Med reglerdonet 10 kan mängden omgivningsluft in till luftbehandlingssystemet regleras.

Det är av vikt att luftflödet genom varje skåp la - Id kan kontrolleras och påverkas för ett undvikande av att något skåp i serien erhåller för litet luft- flöde eller att bakströmmar uppkommer. Genom en avvägd utbalansering av lufttrycket in till varje enskilt skåp medelst ett reglerbart spjäll 11a - 11d i de vertikala kanalerna 8a -8d kan en sådan utbalansering ernås.

Eftersom all luftbehandling sker i klimataggregatet 2 är det möjligt att inne- fatta olika typer av önskvärda behandlingsformer av luften allt efter behov.

Sålunda är man ej begränsad till kylning av returluft från en serie av skåp.

Torkning, hydrering, mekanisk och/ eller kemisk filtrering eller annan kemisk behandling av luft/ luft kan företas.

Om så önskas finns inga hinder mot att leda kylluften i systemet i en riktning som är den motsatta mot den ovan angivna.

Vidare har redovisats ett utföringsexempel med en skåpserie omfattande fyra apparatskåp. Aven här möter inga hinder att uppfinningen tillämpas på varje skåpserie omfattande minst två apparatskåp la - 1d. Om så anses önskvärt kan fler än ett luftbehandlingsaggregat 2 inplaceras i systemet. Om systemet av apparatskåp innefattar mer än en skåpserie kan kylluft och returluft från en annan skåpserie föras respektive uppsarnlas till den skåp- serie som inrymmer luftbehandlingsaggregatet via friliggande distributions- kanaler mellan de olika skåpserierna. i t-.l

Claims (1)

1. ¥ 468 D28 PATENTKRAV 1. Sätt att fördela kylgas i ett system av ställverkskåp (1a - ld) innefattande tätt intill varandra uppställda ställverksskåp i minst en serie om minst två skåp och elektrisk utrustning i skåpen i systemet kyld av kylgas från ett gemensamt klimataggregat (2) kärmetecknat av att kylgasen i skåpserien och i respektive skåp distribueras längs / i samma kanaler (5, 6), vari ström distribueras i skåpserien/skåpen (la -1d). Sätt att fördela kylgas i ställverksskåp enligt patentkrav 1 kännetecknat av att kylgasen fördelas till skåpen (la - ld) i skåpserien via en inuti skåpen belägen gemensam horisontell kanal (5) och via i respektive skåp förlagda vertikala kanaler (6a - 6d), vilka kanaler (5, 6a - 6d) samtidigt utgör beröringskydd för skenstråk (3, 4a - 4d) som distribuerar ström till skåpen. Sätt att fördela kylgas enligt patentl som tillföres skåpserien behandlas enligt minst någon av behandlingsformerna kylning, mekanisk filtrering, kemisk filtrering, annan kemisk behandling, hydrering och torkning i klimataggregatet (2). Sätt att fördela kylgas enligt patentkrav 3 kännetecknat av att gasen i skåpsystemet uppvisar ett högre tryck än skåpen omgivande luft på grund av att klimataggregatet tillföres extra omgivningsluft eller annan gas via ett reglerbart intag (9) för att ersätta ett läckgasflöde ut från skåpserien och för att förhindra att omgivningsluft tränger in i skåpsystemet. Anordning för genomförande av sättet enligt patentkrav 1 att fördela kylgas i ett system av ställverksskåp innefattande tätt intill varandra uppställda ställverksskâp i minst en serie om minst två skåp och elektrisk utrustning i skåpen i systemet kyld av kylgas från ett gemensamt klimataggregat (2) kännetecknad av att - skåpserien (la - Id) innefattar en genom alla skåp sig sträckande horisontell kanal (5) och i respektive skåp vertikala kanaler (6a - 6d), vilka utgör förgreningar från den horisontella kanalen (5) - nämnda kanaler (5, 6a - 6d) innesluter horisontella och vertikala skenstråk (3, 4a - 4d), vilka fördelar ström till skåpen - kanalerna (5, 6a - 6d) är anordnade att mottaga kylgas från minst ett klimataggregat (2) och att via springor eller utlopp fördela kylgas till i skåpen befintlig elutrustning. 468 028 S' 6. Anordning enligt patentkrav 5 kännetecknad av att apparatskåpen i serien är isolerade mot omgivningsatmosfär medelst tätningar vid mot omgivningen förekommande spalter i apparathöljet. Anordning enligt patentkrav 5 med ställverksskåp som i normalutförande är försedda med förslutningar för horisontella kanaler (5) och för slussar (8a - 8d) vid skåphöljet kännetecknad av att vid borttagande av nämnda förslutningar vid utbyggnad av skåp till en skåpserie utbildas genom samverkan mellan i respektive skåp befintliga horisontella kanaler (5) respektive vid slussama (8a - 8d) en för skåpserien sammanhängande fördelningskanal resp uppsamlingskanal för kylgas. Anordning enligt patentkrav 5 kännetecknad av att varje vertikal kanal (6a - 6d) är försedd med spjäll (11a - 11d) varmed gasflödet till respektive skåp kan regleras och fördelas individuellt.