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DE102004057432A1 - Cooling appliance for switchgear cubicle, or other housing containing electronic components, incorporating coolant circuit with evaporator, compressor and liquefier, with cubicle waste heat fed directly to evaporator, to liquid coolant - Google Patents

Cooling appliance for switchgear cubicle, or other housing containing electronic components, incorporating coolant circuit with evaporator, compressor and liquefier, with cubicle waste heat fed directly to evaporator, to liquid coolant Download PDF

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DE102004057432A1
DE102004057432A1 DE200410057432 DE102004057432A DE102004057432A1 DE 102004057432 A1 DE102004057432 A1 DE 102004057432A1 DE 200410057432 DE200410057432 DE 200410057432 DE 102004057432 A DE102004057432 A DE 102004057432A DE 102004057432 A1 DE102004057432 A1 DE 102004057432A1
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Rittal GmbH and Co KG
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Abstract

Cooling appliance for housing, or its part, for electronic components, comprises cooling circuit with coolant, incorporating evaporator (16), compressor (10) and liquefier (12). Waste heat from housing etc. is directly fed into evaporator, as is liquid coolant. Preferably carbon dioxide, NH3, or R134a, or water are used as coolant. Evaporator may may be located on outer surface of housing etc., with surface fitted with thermally insulating layer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät für einen Schaltschrank oder ein sonstiges, elektronische Komponenten aufnehmendes Gehäuse oder Gehäuseteil, mit einem ein Kältemittel aufnehmenden Kältekreislauf, welcher eine Verdampfereinheit, eine Verdichtereinheit und eine Verflüssigereinheit aufweist.The The invention relates to a cooling device for a control cabinet or any other electronic components housing or Housing part, with a refrigerant receiving refrigeration cycle, which comprises an evaporator unit, a compressor unit and a condensing having.

Moderne Elektronikbaugruppen, welche in Schaltschränken oder anderen Gerätegehäusen untergebracht sind, erfordern bei Umgebungstemperaturen von 20° C bis 35° C üblicherweise keine Kühlung. Hoch belastete Bauteile sind dagegen mit einem speziellen Kühlkörper versehen. Es sind aber auch Ausführungen, wie beispielsweise bei Personalcomputern, bekannt, welche eine "Durchlüftung" des Gehäuses benötigen. Bei besonders wärmekritischen Bauteilen, wie beispielsweise Prozessoren, wird hier mit einem Kühlkörper und einem kleinem Ventilator zusätzlich die Betriebstemperatur gesenkt. Ein Entwicklungsziel bei der Bauteilentwicklung ist die Reduzierung der Stromaufnahme, um auch die Betriebstemperatur zu senken. Die Kühlmaßnahmen dienen weitgehend der Lebensdauerverlängerung.modern Electronic modules housed in control cabinets or other device housings usually require no cooling at ambient temperatures of 20 ° C to 35 ° C. High on the other hand, loaded components are provided with a special heat sink. But there are also versions, as for example in personal computers, known which require a "ventilation" of the housing. at especially heat critical Components, such as processors, is here with a heat sink and a small fan in addition lowered the operating temperature. A development goal in component development is the reduction of power consumption, also to the operating temperature to lower. The cooling measures serve largely the life extension.

Mit der Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit und Taktung von Prozessoren wird trotz der Senkung der Leistungsaufnahme zunehmend intensivere Kühlung notwendig. Dabei ist bekannt mit auf den Prozessoren aufgesetzten Wärmetauschern die Wärme durch Wasserkühlung aus den Prozessoren abzuführen. Ein Nachteil dieser Methode ist, dass überwiegend nur der Prozessor speziell gekühlt ist. Arbeitspeicher und Systembusansteuerung werden zukünftig aber die kritischen Bauteile bei wassergekühlten Prozessoren sein.With the increase of the working speed and clocking of processors In spite of the reduction in power consumption, increasingly intensive cooling is necessary. It is known with mounted on the processors heat exchangers the heat by water cooling removed from the processors. A disadvantage of this method is that predominantly only the processor specially cooled is. Work memory and system bus control will be available in the future be the critical components in water-cooled processors.

Aus der DE 44 13 128 C2 ist ein Kühlgerät bekannt, bei welchem als Kältemittel Wasser oder eine wasserhaltige Lösung verwendet wird. Um die im Schaltschrank oder in dem sonstigen, elektronische Komponenten aufnehmenden Gehäuse oder Gehäuseteil auftretende Wärme aufzunehmen, ist bei der bekannten Lösung ein Wärmetauscher vorgesehen. Die Verwendung von Wärmetauschern bringt jedoch einen nicht unerheblichen konstruktiven Aufwand mit sich. Zudem haben Wärmetauscher auch nur einen eingeschränkten Wirkungsgrad.From the DE 44 13 128 C2 is a cooling device is known in which as a refrigerant water or a water-containing solution is used. To absorb the heat occurring in the cabinet or in the other, electronic components housing or housing part heat, a heat exchanger is provided in the known solution. However, the use of heat exchangers brings a significant design effort with it. In addition, heat exchangers have only a limited efficiency.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Kühlgerät anzugeben, welches die Kühlung von Gehäusen mit hohen Wärmelasten bei hoher Betriebssicherheit ermöglicht. Darüber hinaus soll das erfindungsgemäße Kühlgerät einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweisen und kostengünstig herzustellen sein.It The object of the invention is to provide a cooling device, which the cooling of housings with high heat loads allows for high reliability. About that In addition, the cooling device according to the invention should have a have simple structural design and inexpensive to manufacture be.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes.The The object of the invention is characterized by the features of claim 1 solved. The dependent claims relate to advantageous developments of the subject invention.

Demgemäss ist vorgesehen, dass in die Verdampfereinheit die im Schaltschrank, Gehäuse oder Gehäuseteil anfallende Wärme unmittelbar eingeleitet ist. Hierdurch kann die Verwendung von Wärmetauschern vermieden werden. Das verwendete Kältemittel wird in flüssigem Aggregatszustand der Verdampfereinheit zugeführt.Accordingly, it is envisaged that in the evaporator unit in the cabinet, housing or housing part accumulating heat is initiated immediately. This allows the use of heat exchangers be avoided. The refrigerant used is in liquid state fed to the evaporator unit.

Gemäß einet bevorzugten Ausführungsform kann das Kältemittel CO2 bzw. Kohlendioxid sein. CO2 ist ein preiswertes Kältemittel, schädigt im Falle von Leckagen die Umwelt nicht, ist nicht brennbar und weist eine gute Kältezahl auf. Oberhalb von 31,7°C ist CO2 jedoch gasförmig und damit für hohe Temperaturen nicht geeignet. Anstelle von CO2 ist jedoch auch der Einsatz von anderen Kätemittel möglich.According to a preferred embodiment, the refrigerant may be CO 2 or carbon dioxide. CO 2 is a low-cost refrigerant, does not damage the environment in the event of a leak, is non-flammable and has a good refrigeration rate. Above 31.7 ° C, however, CO 2 is gaseous and therefore not suitable for high temperatures. Instead of CO 2 , however, the use of other Kätemittel is possible.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann das Kätemittel beispielsweise NH3 oder R134a sein. R134a weist gegenüber CO2 höhere Verdampfungs- und Verflüssigungstemperaturen auf. Da jedoch R134a als ein so genanntes Treibhausgas bekannt ist, sind bei dessen Verwendung an die Dichtigkeit des Kältemittelsystems hohe Anforderungen gestellt.According to an alternative embodiment, the caking agent may be, for example, NH 3 or R134a. R134a has higher evaporation and condensing temperatures than CO 2 . However, since R134a is known as a so-called greenhouse gas, high demands are placed on its use in the tightness of the refrigerant system.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Kältemittel auch H2O bzw. Wasser sein. Insbesondere die hohen spezifischen Wärmen für Sieden und Kondensieren machen Wasser zu einem geeigneten Kältemittel.According to a further preferred embodiment, the refrigerant may also be H 2 O or water. In particular, the high specific heats for boiling and condensing make water a suitable refrigerant.

Das Kältemittel verdampft an der Verdampfereinheit (16) direkt. Diese Direktverdampfung bietet eine effiziente Kühlung ohne die bei Wärmetauschern auftretenden Verluste.The refrigerant evaporates at the evaporator unit ( 16 ) directly. This direct evaporation provides efficient cooling without the losses associated with heat exchangers.

Die Verdampfereinheit kann an der äußeren Oberfläche des Schaltschrankes, Gehäuses oder Gehäuseteiles angeordnet sein, wobei die Oberfläche eine thermische Isolierungsschicht aufweist. Ein derartiger Aufbau ist leicht zu realisieren.The Evaporator unit can be attached to the outer surface of the Control cabinet, housing or housing parts be arranged, wherein the surface is a thermal insulation layer having. Such a construction is easy to realize.

Um eine besonders wirkungsvolle Kühlung besonders stark thermisch belasteter Bauteile zu ermöglichen, kann das zu kühlende Gehäuseteil eine Gehäusewandung eines elektronischen Bauelements bilden und die Verdampfereinheit direkt an dem Gehäuseteil angeordnet sein. Mit dieser Maßnahme ist die direkte Kühlung des Bauelements möglich.Around a particularly effective cooling especially To allow highly thermally loaded components, can be cooled to the housing part a housing wall an electronic component form and the evaporator unit directly on the housing part be arranged. With this measure is the direct cooling of the component possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein flächiges Abdeckteil in unmittelbar flächigen Kontakt zum Gehäuseteil angeordnet. Das Abdeckteil weist daran verlaufende Rillen auf, welche als Kühlmittelleitungen ausgebildet sind. Dabei kann das Kätemittel die abzuführende Wärme direkt von dem Gehäuseteil aufnehmen. Diese einfache Konstruktion stellt eine wirkungsvolle Kühlung sicher. Um Kälteverluste zu vermeiden, kann das Gehäuseteil eine thermische Isolierschicht tragen.According to a preferred embodiment, a flat cover is in immediate area Contact arranged to the housing part. The cover member has grooves extending thereon, which are formed as coolant lines. The Kätemittel can absorb the dissipated heat directly from the housing part. This simple design ensures effective cooling. To avoid cold losses, the housing part can carry a thermal insulating layer.

Insbesondere bei der Verwendung von Wasser als Kältemittel muss das Auffrieren am Verdampfer vermieden werden. Zu diesem Zweck können die im Abdeckteil ausgebildeten Rillen derart geneigt verlaufen, dass das flüssige Kältemittel unter Einfluss der Schwerkraft in eine unterhalb des Abdeckteils angeordnete Auffangwanne abfließt. Dabei können die Rillen schräg oder auch senkrecht verlaufen.Especially when using water as a refrigerant must freeze be avoided on the evaporator. For this purpose, the in Cover formed grooves run inclined so that the liquid refrigerant under the influence of gravity in a below the cover arranged collecting trough drains off. It can the grooves at an angle or even vertically.

Zur Schaffung einer kältemitteldichten Verbindung zwischen Abdeckteil und Gehäuseteil können beide Teile miteinander verklebt, verlötet oder dergleichen dicht miteinander verbunden sein.to Creation of a refrigerant density Connection between cover and housing part can both parts together glued, soldered or the like may be sealed together.

Um Verluste durch Verdampfen auszugleichen, kann das Kältemittel CO2 im Kältekreislauf innerhalb eines Kältemittelsammelbehälters bevorratet sein.To compensate for losses due to evaporation, the refrigerant CO 2 may be stored in the refrigeration cycle within a refrigerant receiver.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The Invention will be described below with reference to an illustrated in the drawings embodiment explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in schematischer Darstellung ein Kühlgerät, und 1 in schematic representation a cooling device, and

2 in Seitenansicht und im Schnitt eine Verdampfereinheit gemäß 1. 2 in side view and in section an evaporator unit according to 1 ,

Die 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Kühlgerät, welches einen Kühlkreislauf, der das Kältemittel CO2 führt, besitzt. Der Kühlkreislauf weist ein Rückkühlwerk bestehend aus einer Verdichtereinheit 10 und einer Verflüssigereinheit 12, ein Expansionsventil 14 sowie eine Verdampfereinheit 16 auf.The 1 shows a schematic representation of a cooling device, which has a cooling circuit that carries the refrigerant CO 2 has. The cooling circuit has a recooling unit consisting of a compressor unit 10 and a condenser unit 12 , an expansion valve 14 and an evaporator unit 16 on.

Das Rückkühlwerk ist mit einem oder mehreren (nicht gezeigten) Personalcomputer-Serverschränken über eine Flüssigkeits- und Saugleitung des Kühlkreises verbunden. Die Flüssigkeitsleitungen führen zu den einzelnen Verbrauchern 22.The chiller is connected to one or more personal computer server cabinets (not shown) via a liquid and suction line of the refrigeration cycle. The liquid lines lead to the individual consumers 22 ,

Gemäß einer alternativen (nicht gezeigten) Ausführungsform kann zur Erhöhung des Kühlvermögens das Rückkühlwerk zweistufig ausgeführt sein. Dabei kann in der ersten Stufe NH3 oder R134a als Kältemittel verwendet werden.According to an alternative embodiment (not shown), the recooling plant may be designed in two stages to increase the cooling capacity. In this case, NH 3 or R134a can be used as the refrigerant in the first stage.

Mittels der Verdichtereinheit 10 wird das Kältemittel unter einem hohen Druck der Verflüssigereinheit 12 zugefügt. In der Verflüssigereinheit 12 wird dem Kältemittel Wärme entzogen. Dies kann beispielsweise mittels eines (nicht gezeigten) Lüfters erfolgen. Infolge der Wärmeentziehung verflüssigt sich das Kältemittel in der Verflüssigereinheit. Das verflüssigte Kältemittel wird in einem Kältemittel-Vorratsbehälter 18 gesammelt. In dem Expansionsventil 14 wird das Kältemittel auf einen niedrigeren Druck gedrosselt. Anschließend wird das Kältemittel der Verdampfereinheit 16 zugeleitet. In der Verdampfereinheit 16 wird dem Kältemittel Wärme zugeführt, so dass es von der flüssigen Phase in die gasförmige Phase übertritt und somit als Gas die Verdampfereinheit 16 wieder verlässt. Das Gas wird dem Verdichter wieder zugeführt, so dass ein geschlossener Kreislauf gebildet ist. Der Verdampfereinheit 16 wird die Wärme direkt zugeführt.By means of the compressor unit 10 the refrigerant is under a high pressure of the condenser unit 12 added. In the condenser unit 12 Heat is removed from the refrigerant. This can be done, for example, by means of a fan (not shown). As a result of the heat extraction, the refrigerant liquefies in the condenser unit. The liquefied refrigerant is stored in a refrigerant storage tank 18 collected. In the expansion valve 14 the refrigerant is throttled to a lower pressure. Subsequently, the refrigerant of the evaporator unit 16 fed. In the evaporator unit 16 Heat is supplied to the refrigerant, so that it passes from the liquid phase to the gaseous phase and thus as the gas evaporator unit 16 leaves again. The gas is supplied to the compressor again, so that a closed circuit is formed. The evaporator unit 16 the heat is supplied directly.

Die Verdampfereinheit 16 ist als Direktverdampfer ausgebildet. Die Direktverdampfung von Kältemittel stellt in der Kältetechnik eine effiziente Möglichkeit der Kühlung dar. Man spart hierbei die Verwendung von Wärmetauschern zur Kühlflüssigkeit ein.The evaporator unit 16 is designed as a direct evaporator. The direct evaporation of refrigerant in refrigeration is an efficient way of cooling. It saves the use of heat exchangers to the cooling liquid.

Insbesondere die Verwendung von CO2 als billiges Kältemittel ist besonders vorteilhaft, da keine Umweltschädigung bei Leckagen zu befürchten ist. CO2 ist nicht brennbar und wird oft als Feuerlöschmittel benutzt. Darüber hinaus weist CO2 eine gute Kältezahl auf.In particular, the use of CO 2 as a cheap refrigerant is particularly advantageous because no environmental damage is to be feared in case of leaks. CO 2 is not flammable and is often used as a fire extinguishing agent. In addition, CO 2 has a good refrigeration rate.

Der Verdampfer kann unterschiedlich ausgebildet sein.Of the Evaporator can be designed differently.

In einer ersten (nicht gezeigten) Ausführungsform ist die Oberfläche des zu kühlenden Geräts als Verdampfer ausgeführt. Dabei kommt ein Kühlprinzip wie beim Kühlschrank zur Anwendung. Der zu kühlende Raum ist nach außen thermisch isoliert, wobei der Innenraum weitgehend dicht ausgebildet ist, um Kondensatbildung klein zu halten.In In a first embodiment (not shown), the surface of the to be cooled equipment designed as an evaporator. Here comes a cooling principle like the fridge for use. The to be cooled Space is outward thermally insulated, the interior largely dense is to minimize condensation.

Gemäß einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform wird der Verdampfer direkt wird auf einem zu kühlenden Bauteil platziert, wobei das Kältemittel CO2 direkt eingespritzt wird.According to another embodiment (not shown), the evaporator is placed directly on a component to be cooled, wherein the refrigerant CO 2 is injected directly.

Gemäß noch einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform dient das Gehäuse als Druckkammer und wird gleichzeitig als Verdampfer verwendet. Das flüssige Kältemittel CO2 wird aus Kapillaren auf zu kühlenden elektronische Bauteile gespritzt und verdampft im Gehäuseinneren. Die restlichen innerhalb des Gehäuses angeordneten Bauteile werden gleichzeitig durch den Kältemitteldampf mitgekühlt.According to yet another embodiment (not shown), the housing serves as a pressure chamber and is simultaneously used as an evaporator. The liquid refrigerant CO 2 is injected from capillaries onto electronic components to be cooled and evaporates inside the housing. The remaining components arranged inside the housing are simultaneously exposed by the refrigerant vapor also cooled.

Auch kann die verwendete Platine und die elektronischen Bauteile direkt als Verdampfer ausgeführt sein. Zu diesem Zweck haben die zu kühlenden Komponenten entsprechende Anschlüsse für Flüssigkeitsleitung und Sauggasleitung.Also Can the used circuit board and the electronic components directly designed as an evaporator be. For this purpose, the components to be cooled have appropriate connections for liquid line and suction gas line.

Eine Ausführungsform der Verdampfereinheit 16 ist anhand der 2 näher erläutert.An embodiment of the evaporator unit 16 is based on the 2 explained in more detail.

Ein Deck- oder Bodenblech 30 eines zu kühlenden Gehäuses ist an der Gehäuseinnenseite mit einem weiteren Blech 32 beklebt oder verlötet. In dieses Innenblech sind Rillen 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 und 32.5 gepresst, welche Kältemittelkanäle ergeben. Das Kältemittel CO2 fließt durch diese Kanäle und nimmt beim Verdampfen die Wärme direkt aus dem Inneren des Gehäuses auf.A cover or floor panel 30 a housing to be cooled is on the inside of the housing with another sheet 32 stuck or soldered. There are grooves in this inner panel 32.1 . 32.2 . 32.3 . 32.4 and 32.5 pressed, which give refrigerant channels. The refrigerant CO 2 flows through these channels and absorbs the heat directly from the inside of the housing during evaporation.

Nach Außen ist an dem zu kühlenden Gehäuse eine Isolierung 34 aufgebracht. Aufgrund der bei CO2 auftretenden hohen Drücke sind die Kanäle aus Festigkeitsgründen schmal dimensioniert und in engerem Abstand zueinander angeordnet. Das Verhältnis der Kanalbreite zur Befestigungsfläche zwischen den Stegen ist dem höheren Druckniveau angepasst. Zur Sicherstellung der Kühlleistung ist eine sehr niedrige Verdampfungstemperatur vorgesehen (kleiner 0° C; z.B. –20° C).To the outside is on the housing to be cooled insulation 34 applied. Due to the high pressures that occur at CO 2 , the channels are dimensioned narrow for reasons of strength and arranged at a closer distance from each other. The ratio of the channel width to the mounting surface between the webs is adapted to the higher pressure level. To ensure the cooling capacity, a very low evaporation temperature is provided (less than 0 ° C, eg -20 ° C).

Zur Vermeidung von Kondensat oder Vereisung auf der Innenseite des Gehäuses wird das Gehäuse sehr dicht ausgerührt. Diese Dichtigkeit dient auch der EMV-Abschirmung.to Avoid condensation or icing on the inside of the case the housing very tightly stirred. This tightness is also used for EMC shielding.

Wie 1 zeigt, ist die Verdampfereinheit mit einem Überdruckventil 20 ausgerüstet, das bei Überschreiten eines vorbestimmten, zulässigen Druckes das Kältemittel nach Außen ablässt. Bei CO2 ist dieses Ablassen unkritisch und wird beispielsweise bei Ausfall der Stromversorgung über einen längeren Zeitraum notwendig.As 1 shows is the evaporator unit with a pressure relief valve 20 equipped, which discharges the refrigerant to the outside when a predetermined, permissible pressure is exceeded. In CO 2 , this discharge is not critical and is necessary, for example, in case of power failure over a longer period.

Die Verdampfereinheit 16 ist an den Kühlkreis des aus der Verdichtereinheit (Kompressor) 10 und der Verflüssigereinheit 12 gebildeten Rückkühlwerkes angeschlossen. Hierzu werden Schnellverschlüsse verwendet, die leicht montiert und demontiert werden können. Für den Druckabbau ist ein thermostatisches E-Ventil 14 vorgesehen.The evaporator unit 16 is connected to the cooling circuit of the compressor unit (compressor) 10 and the condenser unit 12 connected recooling plant connected. For this purpose, quick-release fasteners are used, which can be easily assembled and disassembled. For the pressure reduction is a thermostatic E-valve 14 intended.

Zur Regelung bei mehreren parallel geschalteten Verbrauchern 22 wird zusätzlich ein Magnetventil 24 verwendet.For regulation with several parallel connected consumers 22 In addition, a solenoid valve 24 used.

Falls eine partielle Kühlung beispielsweise direkt auf einem Bauelement vorgesehen ist, kann auf der Flüssigseite des E-Ventils 14 über eine nicht gezeigt Kapillare Kältemittel entnommen und einem kleinen Verdampfer auf einem Bauelement zugeführt werden. Der Kältemitteldampf wird über die Dampfseite in den Kreislauf zurückgeführt.If a partial cooling, for example, is provided directly on a component, can on the liquid side of the E-valve 14 taken via a not shown capillary refrigerant and fed to a small evaporator on a device. The refrigerant vapor is recirculated via the steam side.

Für das Betriebsende besteht die Möglichkeit durch das Magnetventil 24 vor dem E-Ventil 14 die Flüssigkeitsleitung abzusperren. Wenn das E-Ventil 14 auch schaltbar ausgeführt ist, kann auch das E-Ventil 14 die Absperrfunktion des Magnetventils 24 wahrnehmen. Die Verdichtereinheit 10 wird noch eine kurze einstellbare Zeitspanne nach Absperren der Flüssigkeitsleitung weiterbetrieben. Dabei saugt die Verdichtereinheit 10 das noch verdampfende Kältemittel ab und drückt es in die Verflüssigereinheit 12.For the end of the operation there is the possibility through the solenoid valve 24 in front of the E-valve 14 shut off the fluid line. If the E-valve 14 Also designed switchable, can also be the E-valve 14 the shut-off function of the solenoid valve 24 perceive. The compressor unit 10 is still a short adjustable period of time after shutting off the liquid line continues to operate. The compressor unit sucks 10 the still evaporating refrigerant and presses it into the condenser unit 12 ,

Falls beispielsweise durch Stromausfall oder Funktionsstörung das Kältemittel aus der Verdampfereinheit 16 nicht abgesaugt werden kann, wird die Verdampfereinheit 16 durch ein daran angebrachtes Überdruckventil 20, das bei Erreichen eines kritischen Druckes selbsttätig öffnet, geschützt.If, for example, due to power failure or malfunction, the refrigerant from the evaporator unit 16 can not be sucked off, the evaporator unit 16 through an attached pressure relief valve 20 , which opens automatically when a critical pressure is reached, protected.

Die Flüssigkeitsleitung muss in einem solchen Fall geschlossen sein, um ein Nachströmen des Kältemittels zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist das Magnetventil 24 so ausgeführt, dass es im stromlosen Zustand sperrt. Das Ablassen von Kältemittel wird überwacht, um sicherzustellen, dass das Kältemittel bei Erreichen einer kritischen Menge nachgefüllt wird. Zu diesem Zweck wird der Flüssigkeitsstand in einem vor dem Magnetventil 24 angeordneten Kältemittelsammler 18 überwacht.The liquid line must be closed in such a case, in order to avoid a backflow of the refrigerant. For this purpose, the solenoid valve 24 designed so that it locks in the de-energized state. The draining of refrigerant is monitored to ensure that the refrigerant is replenished when a critical amount is reached. For this purpose, the fluid level is in front of the solenoid valve 24 arranged refrigerant collector 18 supervised.

Das Kältemittel wird aus einer Vorratsflasche 26, die durch ein Ventil 28 abgesperrt ist, über eine Schlauchverbindung nachgefüllt. Ein manuelles aber auch ein automatisches Nachfüllen ist denkbar. Hierzu kann aus der Vorratsflasche 26 über das als elektronisch ansteuerbares Magnetventil ausgeführtes Ventil 28 das Kältemittel auf der Saugseite des Kühlkreislaufes zugeführt werden.The refrigerant is from a storage bottle 26 passing through a valve 28 is shut off, refilled via a hose connection. A manual but also an automatic refilling is conceivable. For this purpose, from the storage bottle 26 via the designed as electronically controllable solenoid valve 28 the refrigerant is supplied to the suction side of the cooling circuit.

Kondensat bildet sich vorherrschend an der kältesten Stelle in der Verdampfereinheit 26. Ein Ventil 17 ist an der Verdampfereinheit 26 vorgesehen, welches eine Ablaufmöglichkeit von Kondensat zu einer kleinen Wanne darstellt. Das Kondensat wird insbesondere dann abgelassen, wenn das Kältesystem abgeschaltet ist. Die sich in der Wanne angesammelte Menge an Kondensat wird mit Halbleiterfühlern überwacht.Condensate predominantly forms at the coldest point in the evaporator unit 26 , A valve 17 is at the evaporator unit 26 provided, which represents a drainage possibility of condensate to a small tub. The condensate is discharged in particular when the refrigeration system is switched off. The accumulated in the tub amount of condensate is monitored with semiconductor sensors.

Bei der Verwendung von Wasser als Kühlmittel sind gegenüber der Verwendung von CO2 noch weitere Maßnahmen für eine Erhöhung der Betriebssicherheit möglich. So verlaufen zum Vermeiden von Auffrieren die im Abdeckteil (32) ausgebildeten Rillen (32.1, 32.2, 32.3, 32.4 und 32.5) derart nach unten geneigt, dass das flüssige Kältemittel unter Einfluss der Schwerkraft in die unterhalb des Abdeckteils (32) angeordnete Auffangwanne abfließen kann.When using water as the coolant, further measures for increasing the operational safety are possible in comparison with the use of CO 2 . So to avoid freezing in the cover ( 32 ) formed grooves ( 32.1 . 32.2 . 32.3 . 32.4 and 32.5 ) so inclined downwards that the liquid refrigerant is influenced of gravity in the below the cover ( 32 ) arranged collecting tray can drain.

Dabei verlaufen die Rillen (32.1, 32.2, 32.3, 32.4 und 32.5) schräg nach unten geneigt oder senkrecht nach unten. Die Wände der Auffangwanne sind an allen Seitenbereichen schräg geneigt, damit bei Eisbildung das Eis nur gegen die schrägen Flächen drücken kann.The grooves ( 32.1 . 32.2 . 32.3 . 32.4 and 32.5 ) inclined obliquely downwards or vertically downwards. The walls of the drip pan are inclined at all sides obliquely, so that when ice formation, the ice can only press against the sloping surfaces.

Mit Hilfe des E-Ventils 14 kann bei einem Ausfall des Kühlgeräts bzw. bei Stillstand der Verdichtereinheit (Kompressor) 10 das im System stehende Wasser in die Wanne des Verdampfers 16 abgelassen werden Zu diesem Zweck ist das E-Ventil 14 in stromlosem Zustand offen ausgeführt.With the help of the E-valve 14 Can in case of failure of the refrigerator or at standstill of the compressor unit (compressor) 10 the water in the system in the tub of the evaporator 16 To be drained for this purpose is the E-valve 14 open when de-energized.

Claims (12)

Kühlgerät für einen Schaltschrank oder ein sonstiges, elektronische Komponenten aufnehmendes Gehäuse oder Gehäuseteil (30), mit einem ein Kältemittel aufnehmenden Kältekreislauf, welcher eine Verdampfereinheit (16), eine Verdichtereinheit (10) und eine Verflüssigereinheit (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verdampfereinheit (16) die im Schaltschrank, Gehäuse oder Gehäuseteil (30) anfallende Wärme unmittelbar eingeleitet ist und das Kältemittel in flüssigem Aggregatszustand der Verdampfereinheit (16) zugeführt ist.Cooling device for a control cabinet or other electronic components housing or housing part ( 30 ), with a refrigerant receiving refrigerant circuit, which is an evaporator unit ( 16 ), a compressor unit ( 10 ) and a condenser unit ( 12 ), characterized in that in the evaporator unit ( 16 ) in the control cabinet, housing or housing part ( 30 ) heat is introduced directly and the refrigerant in the liquid state of the evaporator unit ( 16 ) is supplied. Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel CO2 bzw. Kohlendioxid ist.Refrigerator according to claim 1, characterized in that the refrigerant is CO 2 or carbon dioxide. Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel NH3 oder R134a ist.Refrigerator according to claim 1, characterized in that the refrigerant is NH 3 or R134a. Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel H2O bzw. Wasser ist.Refrigerator according to claim 1, characterized in that the refrigerant is H 2 O or water. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel an der Verdampfereinheit (16) direkt verdampft.Refrigerator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the refrigerant at the evaporator unit ( 16 ) evaporated directly. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfereinheit (16) an der äußeren Oberfläche des Schaltschrankes, Gehäuses oder Gehäuseteiles (30) angeordnet ist, wobei die Oberfläche eine thermische Isolierungsschicht (34) aufweist.Refrigerator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the evaporator unit ( 16 ) on the outer surface of the control cabinet, housing or housing part ( 30 ), the surface being a thermal insulation layer ( 34 ) having. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zu kühlende Gehäuseteil (30) eine Gehäusewandung eines elektronischen Bauelements bildet und die Verdampfereinheit (16) direkt an dem Gehäuseteil (30) angeordnet ist.Refrigerator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the housing part to be cooled ( 30 ) forms a housing wall of an electronic component and the evaporator unit ( 16 ) directly on the housing part ( 30 ) is arranged. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein flächiges Abdeckteil (32) in unmittelbar flächigen Kontakt zum Gehäuseteil (30) angeordnet ist, wobei das Abdeckteil (32) daran bzw. darin ausgebildete Rillen (32.1, 32.2, 32.3, 32.4 und 32.5) aufweist, welche als Kühlmittelleitungen ausgebildet sind.Refrigerator according to one of claims 1 to 7, characterized in that a flat cover ( 32 ) in direct surface contact with the housing part ( 30 ), wherein the cover part ( 32 ) grooves formed therein ( 32.1 . 32.2 . 32.3 . 32.4 and 32.5 ), which are designed as coolant lines. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die im Abdeckteil (32) ausgebildeten Rillen (32.1, 32.2, 32.3, 32.4 und 32.5) derart geneigt verlaufen, dass das flüssige Kältemittel unter Einfluss der Schwerkraft in eine unterhalb des Abdeckteils (32) angeordnete Auffangwanne abfließt.Refrigerator according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the cover ( 32 ) formed grooves ( 32.1 . 32.2 . 32.3 . 32.4 and 32.5 ) so inclined that the liquid refrigerant under the influence of gravity in a below the cover ( 32 ) arranged collecting tray drains. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (30) eine thermische Isolierschicht (34) zur Außenisolierung trägt.Refrigerator according to one of claims 1 to 9, characterized in that the housing part ( 30 ) a thermal insulating layer ( 34 ) for external insulation. Kühlgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckteil (32) mit dem Gehäuseteil (30) verklebt, verlötet oder dergleichen kältemitteldicht miteinander verbunden sind.Refrigerator according to claim 8 or 9, characterized in that the cover ( 32 ) with the housing part ( 30 ) are glued, soldered or the like refrigerant tightly connected to each other. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel im Kältekreislauf innerhalb eines Kältemittelsammelbehälters (18) bevorratet ist.Refrigerator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the refrigerant in the refrigeration cycle within a refrigerant collecting container ( 18 ) is stored.
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