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Die Erfindung betrifft Klimatisierungsvorrichtungen zur Temperierung von elektronischen und elektrischen Komponenten umfassend einen miniaturisierten Kompressor in einem quaderförmigen Gehäuse gemäß der unabhängigen Patentansprüchen 1 und 7, sowie ein Set umfassend eine Klimatisierungsvorrichtung gemäß unabhängigem Patentanspruch 6 und des Weiteren Schaltschrankklimatisierungsvorrichtungen umfassend einen miniaturisierten Kompressor in einem quaderförmigen Gehäuse gemäß der unabhängigen Patentansprüche 11 und 14.
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Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Klimaanlagen und -geräten bekannt, wobei die Kühlung auf Grund unterschiedlicher physikalischer Prinzipien erfolgt und zusätzlich verschiedene Klimaanlagen-Steuerungssysteme dargelegt werden.
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Eine Vielzahl von bekannten Klimaanlagen für Schaltschränke wird auf Basis einer Kompressorkühlung betrieben. Die Steuerung des Kompressors erfolgt dabei entweder temperaturabhängig oder temperatur- und zeitabhängig, wobei der Kompressor beim Erreichen festgelegter Temperaturwerte aus- und eingeschaltet wird. Bei der Kombination mit einer zeitabhängigen Steuerung erfolgt der Ein- und Ausschaltvorgang des Kompressors in Abhängigkeit der Temperaturwerte innerhalb des Schaltschrankes und zugleich nach Ablauf bestimmter Zeitintervalle.
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Vor allem bei in Schaltschränken befindlichen elektrischen und elektronischen Bauteilen ist es bzgl. der Lebensdauer und der Ausfallquote der Bauteile von äußerster Wichtigkeit, dass diese einer konstanten Temperatur ausgesetzt werden. Schaltschränke können innerhalb und außerhalb von Gebäuden platziert sein. Schaltschränke von Mobilfunkanlagen sind beispielsweise auf Hausdächern montiert und sind dort jahreszeitabhängigen Temperaturschwankungen von –20°C bis +50°C ausgesetzt. Unabhängig dieser Temperaturen sollten die Bauteile in den Schaltschränken laut Herstellerangaben einer konstanten Temperatur ausgesetzt werden.
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Es sind daher beispielsweise Klimatisierungsvorrichtung bekannt, welche einen drehzahlgeregelten Kompressor aufweisen und folglich eine konstante Temperatur innerhalb des Schaltschrankes erzielen. In der
EP 1 074 796 A2 wird ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Kühlung eines Schaltschrankes beschrieben, welche unter anderem auf einem drehzahlgeregelten Kompressor beruhen.
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Die Gemeinsamkeit aller bekannten Klimaanlagen und -geräten jeglicher Bauform und jeglichen Wirkungsprinzipes beruht jedoch darauf, dass für alle notwendigen Teile wie Lüfter, Kompressor, Kondensator, Verdampfer, Steuereinheit etc. viel Platz in einem entsprechenden Gehäuse zur Verfügung gestellt werden muss. Bei der Kühlung bzw. Temperierung von elektronischen Elementen wie Computer- oder Serveranlagen, aber auch von Steueranlagen wie SPS-Anlagen oder Bedienpulten, kommen daher im Vergleich zu den eigentlichen zu kühlenden Elementen überdurchschnittlich große und einen hohen Energieverbrauch aufweisende Apparaturen zum Einsatz. Auch bekannte Schaltschrankklimatisierungsvorrichtungen weisen im Vergleich zur Kühlleistung und Energieverbrauch ein großes, ästhetischen Ansprüchen nicht gerecht werdende Gehäuse auf.
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So weisen beispielsweise die Klimatisierungsmodelle der Firma Pfannenberg DTS9011H bzw. DTI9021 bei einer Kühlleistung von lediglich 300 W bzw. 320 W (bei einem COP-Wert von 1.09 bzw. 1.39) ein Gehäuse mit einem Volumen von 0,021 m3 bzw. 0,031 m3 auf.
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Die Firma Rittal vertreibt mehrere Klimatisierungsvorrichtungen welche eine Kühlleistung von 500 W bei einem COP-Wert von 1.39 aufweisen, wobei die Volumenmaße der Gehäuse von den besagten Modellen (3303.104 bzw. 3303.1) 0,053 m3 bzw. 0,033 m3 betragen.
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Aus dem Vorgenannten ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Klimatisierungsvorrichtungen zur Verfügungen zu stellen, welche bzgl. der soeben genannten Nachteile bekannter Klimatisierungsvorrichtungen genüge tragen. Auch eine individuelle Anpassung der Klimatisierungsvorrichtung an bereits vorhandene bauliche Gegebenheiten soll ermöglicht werden.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt zunächst durch eine Klimatisierungsvorrichtung zur Temperierung von elektronischen und/oder elektrischen Komponenten umfassend einen miniaturisierten Kompressor in einem quaderförmigen Gehäuse, wobei das quaderförmige Gehäuse bei einer Kühlleistung der Vorrichtung von 100–500 W rechteckige, insbesondere quadratische Grundflächen und ein Volumen von weniger als 0,0171 m3 aufweist.
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Die Klimatisierungsvorrichtung weist vorzugsweise einen gleichstromgespeisten Kompressor auf, sodass die Klimatisierungsvorrichtung unabhängig vom Netzstrom betrieben werden kann und beispielsweise mit Batterien oder Akkumulatoren mit Strom versorgt werden kann. Des Weiteren ist es auch denkbar, die Klimatisierungsvorrichtung mit einem AC-DC Konverter auszustatten, sodass die Klimatisierungsvorrichtung auch mit Strom aus dem allgemeinen Versorgungsnetz betrieben werden kann. Selbstverständlich können des Weiteren drehzahlvariable Kompressoren verwendet werden.
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Vorzugsweise liegt die Kühlleistung der Klimatisierungsvorrichtung bei 480 W L35 L35. Die Seiten der quadratischen Grundflächen sind zwischen 40,0 und 50,0 cm lang, vorzugsweise jedoch 44,6 cm. Die Höhe des quaderförmigen Gehäuses der Klimatisierungsvorrichtung ist prinzipiell individuell gestaltbar, ist jedoch vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Klimatisierungsvorrichtung in ein standardisiertes 19'' Rack montierbar ist und alle zur Kompressorkühlung notwendigen Komponenten wie Verdampfer, Kondensator und Steuereinheit aufnehmen kann. Eine Rack-Unit U steht hierbei für eine Länge von 44,45 mm. Die Höhe des quaderförmigen Gehäuses beträgt vorzugsweise ungefähr 2 × U und somit 88,9 mm bzw. 8,89 cm, wobei dieses Maß aufgrund der Notwendigkeit des Einschiebens in ein Rack etwas kleiner gewählt werden muss. Die Höhe beträgt somit vorzugsweise 8,6 cm. Die Seitenflächen weisen daher eine rechteckige Form auf. Aufgrund der Seitenlängen und der Höhe ergibt sich bzgl. des Gehäuses ein Volumen von 17.106,776 cm3 bzw. 0,0171 m3.
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Eine Klimatisierungsvorrichtung wie soeben beschrieben wiegt in etwa zwischen 9,0–10,0 Kilogramm und weist bei einer 24 V DC Versorgung einen Verbrauch von 310 W bei L35 L35 auf. Es sei erwähnt, dass auch eine 48 V DC Versorgung vorgesehen sein kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuse an mindestens drei Seitenflächen Lufteinlass- bzw. Luftauslassöffnungen auf, sodass die Montage der Klimatisierungsvorrichtung variabel gestaltet werden kann. Die Lufteinlass- bzw. Luftauslassöffnungen dienen zum einen zur Zirkulation der Luft zwischen dem zu kühlenden Gerät und der Klimatisierungsvorrichtung und zum anderen zum Ansaugen für die zur Kompressorkühlung benötigte Luft, sowie zur Abgabe erwärmter Luft aus der Klimatisierungsvorrichtung.
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Je nach baulichen Voraussetzungen oder Klimatisierungsanforderungen, ob die elektronischen/elektrischen Komponenten z. B. aktiv oder passiv gekühlt bzw. erwärmt werden sollen, kann die Klimatisierungsvorrichtung mit der zweckmäßigsten Seite unter Entstehung des zu erzielenden internen Luftstroms und Umgebungsluftstroms an einer Montageplatte bzw. im Rack befestigt werden. Die Luftein- bzw. Luftauslassöffnungen, welche nicht benötigt werden bzw. verdeckt sein müssen können mit Abdeckblechen, welche entweder die Abmaße einer gesamten Seitenfläche oder einer Luftein- bzw. Luftauslassöffnung aufweisen können, abgedeckt werden.
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Die Klimatisierungsvorrichtung zur Temperierung von elektronischen Komponenten weist einen, vorzugsweise jedoch mindestens zwei Lüfter zur Steuerung der Luftzirkulation innerhalb der Klimatisierungsvorrichtung auf, wobei jedem Lüfter mindestens ein parallel geschalteter Zusatzlüfter zugeordnet ist. Dieser dient vor allen Dingen als redundantes Bauteil, um bei Ausfall eines Lüfters als Notfalllüfter betätigt werden zu können. Außerdem kann durch die Anordnung von zwei parallelen Lüftern ein leistungsstärkeres System zur Verfügung gestellt werden. Zur Geräuschreduzierung können die Lüfter zweckmäßigerweise bzgl. der Umdrehungen heruntergeregelt werden. Die Lüfter sind ebenfalls gleichstromgespeist, um eine netzstromunabhängige Klimatisierungsvorrichtung realisieren zu können. Auch der Einsatz von drehzahlgeregelten Lüftern ist von Vorteil.
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Die Lüfter sind in der Klimatisierungsvorrichtung derart angeordnet, dass die vertikalen Achsen der Lüfter, welche senkrecht zur Richtung der durch den Lüfter strömenden Luft liegt, senkrecht zu den rechteckigen bzw. quadratischen Grundflächen des quaderförmigen Gehäuses liegen. Die Lüfter sind des Weiteren um 180° um ihre vertikale Achse drehbar angeordnet. Die Drehung ist beispielsweise durch Anordnung der Lüfter auf einem Drehgelenk oder durch lösbare Anordnung in einem Rahmen möglich. Somit wird die Richtung der Luftströmung direkt um 180° umgekehrt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Gehäuse der Klimatisierungsvorrichtung zur Temperierung von elektronischen Komponenten umfassend einen miniaturisierten Kompressor in einem quaderförmigen Gehäuse derart ausgeführt sein, dass die Klimatisierungsvorrichtung in 600 mm tiefe 19'' Schränke eingebaut werden kann.
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Dabei ist die Grundfläche des quaderförmigen Gehäuses nicht mehr quadratisch sondern rechteckig ausgebildet, wobei die Seitenlängen 44,6 und 56,0 cm betragen. Die Höhe des angedachten Gehäuses beträgt in diesem Fall 8,6 cm. Es ergibt sich somit ein Gehäusevolumen von 21.479,36 cm3 bzw. 0,0215 m3.
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Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Set, welches eine wie soeben beschriebene Klimatisierungsvorrichtung sowie zwei flache Montagebleche und zwei Montagewinkel umfasst. Mit Hilfe der Bereitstellung eines derartigen Sets ist es möglich, die Klimatisierungsvorrichtung, welches als 19'' Rack ausgebildet ist, innerhalb eines Racks in jeder beliebigen Ausrichtung montieren zu können.
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Die Lösung der eingangs beschriebenen Aufgabe erfolgt des Weiteren durch eine Klimatisierungsvorrichtung zur Temperierung von elektronischen Komponenten umfassend einen miniaturisierten Kompressor in einem quaderförmigen Gehäuse, wobei das quaderförmige Gehäuse bei einer Kühlleistung der Vorrichtung von 100 –500 W rechteckige, insbesondere quadratische Grundflächen und ein Volumen von weniger als 0,0179 m3 aufweist.
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Die Klimatisierungsvorrichtung weist vorzugsweise einen gleichstromgespeisten Kompressor auf, sodass die Klimatisierungsvorrichtung unabhängig vom Netzstrom betrieben werden kann und beispielsweise mit Batterien oder Akkumulatoren mit Strom versorgt werden kann. Des Weiteren ist es auch denkbar, die Klimatisierungsvorrichtung mit einem AC-DC Konverter auszustatten, sodass die Klimatisierungsvorrichtung auch mit Strom aus dem allgemeinen Versorgungsnetz betrieben werden kann. Selbstverständlich können des Weiteren drehzahlvariable Kompressoren verwendet werden.
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Vorzugsweise liegt die Kühlleistung der Klimatisierungsvorrichtung bei 480 W L35 L35. Die Seiten der quadratischen Grundflächen sind zwischen 40,0 und 50,0 cm lang, vorzugsweise jedoch 44,6 cm. Die Höhe des quaderförmigen Gehäuses der Klimatisierungsvorrichtung ist prinzipiell individuell gestaltbar ist jedoch vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Klimatisierungsvorrichtung bündig in eine Steueranlage bzw. in einem Bedienpult montiert werden kann und alle benötigten Bauteile wie Verdampfer, Kondensator und Steuereinheit der Klimatisierungsvorrichtung im Gehäuse untergebracht werden können, sodass sich hier ein Höhenmaß von 8,5 cm als ideal erweist. Die Seitenflächen sind daher rechteckig ausgestaltet. Aufgrund der Seitenlängen und der Höhe ergibt sich bzgl. des Gehäuses ein Volumen von 16.907,86 cm3 bzw. 0,0169 m3.
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Die beiden Grundflächen des quaderförmigen Gehäuses weisen zweckmäßigerweise auf dem gesamten Umfang Auflagebleche auf, sodass die Klimatisierungsvorrichtung in einen Bedien- oder Schaltpult bzw. eine Schalteinrichtung montiert werden kann. Das quaderförmige Gehäuse weist also an den Grundfläche umfangsseitige Auflagebleche auf, welche aus der Bezugsebene der Seitenflächen des quaderförmigen Gehäuses herausragen.
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Die Klimatisierungsvorrichtung weist mindestens einen Lüfter, vorzugsweise jedoch zwei parallel geschaltete Lüfter auf, welche um die zu den quadratischen Grundflächen horizontal liegenden Vertikalchsen um 180° drehbar ausgebildet sein können. Die Achsen bzw. vertikalen Achsen der Lüfter, welche senkrecht zur Richtung der durch den Lüfter strömenden Luft liegen, liegen also in gleicher horizontaler Ebene wie eine der beiden Grundflächen. Die Drehung ist beispielsweise durch Anordnung der Lüfter auf einem Drehgelenk oder durch lösbare Anordnung in einem Rahmen möglich, sodass eine direkte Umkehr der Luftströmungsrichtung um 180° erfolgen kann.
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Der zweite Lüfter kann als redundantes Bauteil dienen, um bei Ausfall eines Lüfters als Notfalllüfter betätigt werden zu können. Außerdem kann durch die Anordnung von zwei parallelen Lüftern ein leistungsstärkeres System zur Verfügung gestellt werden. Zur Geräuschreduzierung können die die Lüfter bzgl. der Umdrehungen heruntergeregelt werden. Die Lüfter sind ebenfalls gleichstromgespeist, um eine Hetzstrom-unabhängige Klimatisierungsvorrichtung realisieren zu können. Auch der Einsatz von drehzahlgeregelten Lüftern ist von Vorteil.
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Eine Klimatisierungsvorrichtung wie soeben beschrieben wiegt in etwa zwischen 9,0–10,0 Kilogramm und weist bei einer 24 V DC Versorgung einen Verbrauch von 310 W bei L35 L35 auf. Es sei erwähnt, dass auch eine 48 V DC Versorgung vorgesehen sein kann.
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Die Lösung der eingangs beschriebenen Aufgabe wird des Weiteren durch eine Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung umfassend einen miniaturisierten Kompressor in einem quaderförmigen Gehäuse gelöst, wobei das quaderförmige Gehäuse bei einer Kühlleistung der Vorrichtung von 100–500 W rechteckige, insbesondere quadratische Grundflächen und ein Volumen von weniger als 0,0115 m3 aufweist.
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Die Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung weist vorzugsweise einen gleichstromgespeisten Kompressor auf, sodass die Klimatisierungsvorrichtung unabhängig vom Netzstrom betrieben werden kann und beispielsweise mit Batterien oder Akkumulatoren mit Strom versorgt werden kann. Des Weiteren ist es auch denkbar, die Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung mit einem AC-DC Konverter auszustatten, sodass die Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung auch mit Strom aus dem allgemeinen Versorgungsnetz betrieben werden kann. Selbstverständlich können des Weiteren drehzahlvariable Kompressoren verwendet werden.
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Vorzugsweise liegt die Kühlleistung der Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung bei 480 W L35 L35. Die Seiten der quadratischen Grundflächen sind zwischen 20,0 und 30,0 cm lang, vorzugsweise jedoch 26,0 cm. Die Höhe des quaderförmigen Gehäuses der Raumklimatisierungsvorrichtung ist prinzipiell individuell gestaltbar ist jedoch vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Raumklimatisierungsvorrichtung unter Beibehaltung aller für eine Kompressorkühlung notwendigen Teile so klein als möglich ist, sodass sich hier ein Höhenmaß von 17,0 cm als ideal erweist. Die Seitenflächen sind daher rechteckig ausgestaltet. Aufgrund der Seitenlängen und der Höhe ergibt sich bzgl. des Gehäuses ein Volumen von 11.492,00 cm3 bzw. 0,0115 m3.
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Die Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung weist einen, vorzugsweise jedoch mindestens zwei Lüfter zur Steuerung der Luftzirkulation innerhalb der Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung auf, welche auf zwei gegenüberliegenden Seitenflächen angeordnet sind. Die Lüfter sind ebenfalls gleichstromgespeist, um eine netzstromunabhängige Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung realisieren zu können. Auch der Einsatz von drehzahlgeregelten Lüftern ist von Vorteil. Somit ist zur Geräuschreduzierung ein Herunterregeln des Lüfters oder der Lüfter möglich.
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Die Lüfter sind in der Klimatisierungsvorrichtung derart angeordnet, dass die vertikalen Achsen der Lüfter, welche senkrecht zur Richtung der durch den Lüfter strömenden Luft liegt, parallel zu den rechteckigen bzw. quadratischen Grundflächen des quaderförmigen Gehäuses liegen. Die Lüfter sind des Weiteren um 180° um ihre vertikale Achse drehbar angeordnet. Die Drehung ist beispielsweise durch Anordnung der Lüfter auf einem Drehgelenk oder durch lösbare Anordnung in einem Rahmen möglich. Somit wird eine Richtungsumkehr der Luftströmung von 180° erreicht.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das quaderförmige Gehäuse der Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung an der in den zu klimatisierten Raum weisenden Grundfläche und den zugehörigen Bereichen von mindesten zwei Seitenflächen einen die quaderförmige Grundstruktur abflachenden Winkel auf, sodass das Gehäuse ein noch wesentlich kleineres Volumen als 0,0115 m3 aufweist. Die durch die keilförmige Aussparung verbleibende in den zu klimatisierenden Raum weisende schräge Oberfläche des Gehäuses kann vollflächig mit einem Gitter versehen sein. Unter diesem Gitter ist vorzugsweise der Kondensator angeordnet.
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Das Prinzip einer wie soeben beschriebene Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung kann beispielsweise auch auf eine Raumklimatisierungsvorrichtung übertragen werden und zum Beispiel zum temporären Einsatz dienen. D. h. dass die Raumklimatisierungsvorrichtung lediglich über einen absehbaren Zeitraum benötigt wird. Der Einsatz als Notfallklimatisierungsvorrichtung bei Ausfall bereits installierter Klimaanlagen ist hierbei von besonderer Bedeutung.
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Der größte Vorteil der Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung liegt in der kleinen Grundfläche (0,199 m2), welche zur Montage der Vorrichtung notwendig ist.
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Eine Klimatisierungsvorrichtung wie soeben beschrieben, wiegt in etwa zwischen 9,0–10,0 Kilogramm und weist bei einer 24 V DC Versorgung einen Verbrauch von 310 W bei L35 L35 auf. Es sei erwähnt, dass auch eine 48 V DC Versorgung vorgesehen sein kann.
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Die Lösung der eingangs beschriebenen Aufgabe wird des Weiteren durch eine Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung, umfassend einen miniaturisierten Kompressor in einem quaderförmigen Gehäuse gelöst, wobei das quaderförmige Gehäuse bei einer Kühlleistung der Vorrichtung von 100–500 W rechteckige Grundflächen und ein Volumen von weniger als 0,0117 m3 aufweist.
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Die Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung weist vorzugsweise einen gleichstromgespeisten Kompressor auf, sodass die Klimatisierungsvorrichtung unabhängig vom Netzstrom betrieben werden kann und beispielsweise mit Batterien oder Akkumulatoren mit Strom versorgt werden kann. Des Weiteren ist es auch denkbar, die Klimatisierungsvorrichtung mit einem AC-DC Konverter auszustatten, sodass die Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung auch mit Strom aus dem allgemeinen Versorgungsnetz betrieben werden kann. Selbstverständlich können des Weiteren drehzahlvariable Kompressoren verwendet werden.
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Vorzugsweise liegt die Kühlleistung der Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung bei 480 W L35 L35. Jeweils ein Paar gegenüberliegende Seiten der rechteckigen Grundflächen sind zwischen 40,0 und 50,0 cm lang, vorzugsweise jedoch 46,5 cm lang, wohingegen das andere Paar gegenüberliegender Seiten zwischen 25,0 und 35,0 cm, vorzugsweise jedoch 29,6 cm lang sind. Die Höhe des quaderförmigen Gehäuses der Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung ist prinzipiell individuell gestaltbar, ist jedoch vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung unter Beibehaltung aller für eine Kompressorkühlung notwendigen Teile so klein als möglich ist, sodass sich hier ein Höhenmaß von 8,5 cm als ideal erweist. Die Seitenflächen sind daher rechteckig ausgestaltet. Aufgrund der Seitenlängen und der Höhe ergibt sich bzgl. des Gehäuses ein Volumen von 11.699,40 cm3 bzw. 0,0117 m3.
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Die Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung weist einen Lüfter, vorzugsweise mindestens zwei Lüfter zur Steuerung der Luftzirkulation innerhalb der Raumklimatisierungsvorrichtung auf, welche auf der in den zu kühlenden Raum weisenden Grundfläche angeordnet sind. Die Lüfter sind ebenfalls gleichstromgespeist, um eine netzstromunabhängige Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung realisieren zu können. Auch der Einsatz von drehzahlgeregelten Lüftern ist von Vorteil. Somit ist es beispielsweise möglich, zur Geräuschreduzierung den oder die Lüfter herunterzuregeln. Eine Parallelschaltung der Lüfter ist ebenfalls denkbar.
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Die Lüfter sind in der Klimatisierungsvorrichtung derart angeordnet, dass die vertikalen Achsen der Lüfter, welche senkrecht zur Richtung der durch den Lüfter strömenden Luft liegt, parallel zu den rechteckigen Grundflächen des quaderförmigen Gehäuses liegen. Die Lüfter sind des Weiteren um 180° um ihre vertikale Achse drehbar angeordnet. Die Drehung ist beispielsweise durch Anordnung der Lüfter auf einem Drehgelenk oder durch lösbare Anordnung in einem Rahmen möglich. Eine Umkehr der Richtung der Luftströmung um 180° ist die Folge.
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Die Grundflächen der beschriebenen Raumklimatisierungsvorrichtung weisen zwar relativ große Abmaße auf, die Vorrichtung besticht jedoch durch ihre insgesamt sehr flache Ausführung.
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Das Gehäuse der Raumklimatisierungsvorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass das quaderförmige Gehäuse mindestens zu 70% in einer Wand oder Mauer oder Decke montierbar ist. D. h. bei einer auszugehenden Grundhöhe bzw. -dicke von 8,5 cm sind mindestens 6,0 cm der Höhe bzw. Dicke des quaderförmigen Gehäuses in der Wand/Decke/Mauer versenkt.
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Eine Klimatisierungsvorrichtung wie soeben beschrieben wiegt in etwa zwischen 9,0–10,0 Kilogramm und weist bei einer 24 V DC Versorgung einen Verbrauch von 310 W bei L35 L35 auf. Es sei erwähnt, dass auch eine 48 V DC Versorgung vorgesehen sein kann.
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Vorzugsweise weist die Klimatisierungsvorrichtung oberhalb einer vorgesehenen Dichtungsebene eine Ablaufrinne und/oder ein Ablaufblech für Kondensatwasser auf. Auch die Ausbildung eines Spritzwasserschutzes ist von Vorteil.
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Es sei darauf hingewiesen, dass auch diese soeben beschriebene Klimatisierungsvorrichtung umfangsseitige Auflagebleche zur Montage in einen Bedienpult oder eine Steueranlage aufweisen kann.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
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Dabei zeigen:
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1 eine räumliche Darstellung einer 19'' Rack Klimatisierungsvorrichtung;
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2 eine Darstellung der zu einem Set zugehöriger Montagebleche und Winkel;
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3 eine Darstellung der Montagemöglichkeiten der Klimatisierungsvorrichtung;
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4 eine Darstellung einer in einen Bedienpult bzw. eine Steuereinrichtung zu montierenden Klimatisierungsvorrichtung;
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5 eine Darstellung einer Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung;
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6 eine Darstellung einer flachen Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung und
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7 eine Darstellung eines Ablaufblechs für Kondensatwasser bei einer Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung.
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1 zeigt eine Klimatisierungsvorrichtung zur Temperierung von elektronischen Komponenten umfassend einen miniaturisierten Kompressor 1 in einem quaderförmigen Gehäuse 2, wobei das quaderförmige Gehäuse bei einer Kühlleistung der Vorrichtung von vorzugsweise 470–490 W quadratische Grundflächen und ein Volumen von weniger als 0,0171 m3 aufweist. Die obere Grundfläche ist im dargestellten Beispiel nicht gezeigt, jedoch die untere quadratische Grundfläche 3.
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Die Seiten 4 der quadratischen Grundfläche 3 sind in der Fig. 44,6 cm lang, wobei die Höhe 5 des quaderförmigen Gehäuses 8,6 cm beträgt, sodass die vier Seitenflächen rechteckig ausgeführt sind. Aufgrund der Seitenlängen und der Höhe ergibt sich bzgl. des Gehäuses ein Volumen von 17.106,776 cm3 bzw. 0,0171 m3. Im Folgenden werden bei allen Ausführungsformen und dargestellten Klimatisierungsvorrichtungen diejenigen gegenüberliegenden Seiten des quaderförmigen Gehäuses mit den größten Flächen als Grundflächen bezeichnet. Die vier verbleibenden Flächen als Seitenflächen 6.
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Wie den Zeichnungen entnommen werden kann, sind auf drei der dargestellten Seitenflächen 6, Lufteinlass- bzw. Luftauslassöffnungen 7 eingearbeitet. Die Lufteinlass- bzw. Luftauslassäffnungen 7 dienen zum einen zur Zirkulation der Luft zwischen dem zu kühlenden Gerät und der Klimatisierungsvorrichtung und zum anderen zum Ansaugen von für die zur Kompressorkühlung benötigte Luft, sowie zur Abgabe erwärmter Luft aus der Klimatisierungsvorrichtung.
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Je nach baulichen Voraussetzungen oder Klimatisierungsanforderungen, ob die elektronischen Komponenten z. B. aktiv oder passiv gekühlt bzw. erwärmt werden sollen, kann die Klimatisierungsvorrichtung mit der zweckmäßigsten Seite unter Entstehung des zu erzielenden internen Luftstroms und Umgebungsluftstroms an einer Montageplatte bzw. im Rack befestigt werden. Die Luftein- bzw. Luftauslassöffnungen 7 welche nicht benötigt werden bzw. verdeckt sein müssen können mit Abdeckblechen, welche entweder die Abmaße einer gesamten Seitenfläche oder einer Luftein- bzw. Luftauslassöffnung aufweisen können, abgedeckt werden.
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In 1 wird deutlich, dass eine Seitenfläche 6 des quaderförmigen Gehäuses 2 mit einer Montageplatte versehen sein kann. Im dargestellten Beispiel weist diese nach vorne. Die Montageplatte zeichnet sich dadurch aus, dass sie über die Grundfläche 3 des Gehäuses seitlich hinausragt, sodass die Befestigung in Nähe eines elektronischen Bauteils bzw. in einem Rack möglich ist.
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Die in 1 dargestellte Klimatisierungsvorrichtung zur Temperierung von elektronischen Komponenten weist mindestens zwei Lüfter 8 zur Steuerung der Luftzirkulation innerhalb der Klimatisierungsvorrichtung auf, wobei jedem Lüfter 8 mindestens ein parallel geschalteter Zusatzlüfter 9 zugeordnet ist. Dieser dient vor allen Dingen als redundantes Bauteil um bei Ausfall eines Lüfters 8 als Notfalllüfter betätigt werden zu können, außerdem kann durch die Anordnung von zwei parallelen Lüftern ein leistungsstärkeres System zur Verfügung gestellt werden.
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Die Lüfter (8, 9) sind in der Klimatisierungsvorrichtung derart angeordnet, dass die vertikalen Achsen der Lüfter (8, 9), welche senkrecht zur Richtung der durch den Lüfter strömenden Luft liegt, senkrecht zu den quadratischen Grundflächen 3 des quaderförmigen Gehäuses 2 liegen. Die Lüfter sind des Weiteren um 180° um ihre vertikale Achse drehbar angeordnet. Die Drehung ist beispielsweise durch Anordnung der Lüfter (8, 9) auf einem Drehgelenk oder durch lösbare Anordnung in einem Rahmen möglich, sodass eine Richtungsumkehr der Luftströmung von 180° erreicht wird.
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Wie in 2 dargestellt, kann ein Set vorgesehen sein, welches zunächst eine wie soeben beschriebene Klimatisierungsvorrichtung umfasst und zusätzlich mindestens zwei flache Montagebleche 10 und zwei Montagewinkel 11 aufweist. Die Montagebleche 10 und Montagewinkel 11 weisen mit dem quaderförmigen Gehäuse 2 korrespondierende Bohrungen auf, sodass je nach Anwendungsfall und baulichen Voraussetzungen wie und wo die Klimatisierungsvorrichtung eingebaut werden soll, eine Montage der Klimatisierungsvorrichtung entweder mit den Montageblechen 10 oder den Montagewinkeln 11 vorgenommen werden kann.
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Durch die mögliche Drehung der Lüfter (8; 9) und Drehung des gesamten quaderförmigen Gehäuses aufgrund der Vielzahl von ausgebildeten Lufteinlass- bzw. Luftauslassäffnungen 7 auf mindestens drei Seitenflächen 6, kann die Klimatisierungsvorrichtung an alle Anwendungsfälle und baulichen Gegebenheiten angepasst werden. Durch Kombination von: Drehung der Lüfter + Abdeckung von Lufteinlass- bzw. Luftauslassöffnungen + Drehen des gesamten quaderförmigen Gehäuses können die Luftströmungen innerhalb des Gehäuses und in Zusammenhang mit dem zu klimatisierenden Gehäuse bzw. der zu klimatisierenden elektronischen Elementen gemäß 3 gelenkt werden.
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Die Skizzierung der 3.1 zeigt in der linke Darstellung die interne Luftströmung und in der rechten Darstellung das Ansaugen und Ausblasen der Umgebungsluft.
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3.2 stellt dar, wie die Luftströmungen durch wahlweises Anbringen einer Montageplatte bzw. Drehen des quaderförmigen Gehäuses geändert und angepasst werden können.
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3.3 gibt einen Hinweis darauf, wie durch die bereits beschriebene Drehung der Lüfter Luftströmungen geändert werden können.
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In 4 wird eine Klimatisierungsvorrichtung zur Temperierung von elektronischen Komponenten umfassend einen miniaturisierten Kompressor 1 in einem quaderförmigen Gehäuse 2 gezeigt, wobei das quaderförmige Gehäuse 2 bei einer Kühlleistung der Vorrichtung von vorzugsweise 470–490 W rechteckige Grundflächen 3 und ein Volumen von weniger als 0,0169 m3 aufweist.
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Die Klimatisierungsvorrichtung weist vorzugsweise einen gleichstromgespeisten Kompressor auf, sodass die Klimatisierungsvorrichtung unabhängig vom Netzstrom betrieben werden kann und beispielsweise mit Batterien oder Akkumulatoren mit Strom versorgt werden kann. Des Weiteren ist es auch denkbar, die Klimatisierungsvorrichtung mit einem AC-DC Konverter auszustatten, sodass die Klimatisierungsvorrichtung auch mit Strom aus dem allgemeinen Versorgungsnetz betrieben werden kann. Selbstverständlich können des Weiteren drehzahlvariable Kompressoren verwendet werden.
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Bei einer quadratischen Grundfläche mit 44,6 cm Seitenlänge ist die Höhe 5 des quaderförmigen Gehäuses der Klimatisierungsvorrichtung prinzipiell individuell gestaltbar ist jedoch vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Klimatisierungsvorrichtung bündig in eine Steueranlage bzw. in einem Bedienpult montiert werden kann, sodass sich hier ein Höhenmaß von 8,5 cm als ideal erweist. Die Seitenflächen 6 sind daher rechteckig ausgestaltet. Aufgrund der Seitenlängen und der Höhe ergibt sich bzgl. des Gehäuses ein Volumen von 16.907,86 cm3 bzw. 0,0169 m3.
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Typisch für diese Klimatisierungsvorrichtung sind die Auflagebleche 12, welche auf beiden Grundflächen 3 angeordnet sind, um das quaderförmige Gehäuse 2 vollständig in ein Bedienpult oder eine Steueranlage integrieren zu können. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung sind lediglich zwei Lüfter vorgesehen. Es ist jedoch auch denkbar vier Lüfter anzuordnen, wobei einzelne Lüfter als Zusatzlüfter fungieren können.
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In 5 wird eine Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung umfassend einen miniaturisierten Kompressor 1 in einem quaderförmigen Gehäuse 2 dargestellt, wobei das quaderförmige Gehäuse bei einer Kühlleistung der Vorrichtung von 470–490 W rechteckige, insbesondere quadratische Grundflächen 3 und ein Volumen von weniger als 0,0115 m3 aufweist.
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Die Schaltschrank- bzw. Raumklimatisierungsvorrichtung weist vorzugsweise einen gleichstromgespeisten Kompressor auf, sodass die Klimatisierungsvorrichtung unabhängig vom Netzstrom betrieben werden kann und beispielsweise mit Batterien oder Akkumulatoren mit Strom versorgt werden kann.
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Vorzugsweise liegt die Kühlleistung der Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung bei 480 W L35 L35. Die Seiten der quadratischen Grundflächen 26,0 cm lang. Die Höhe 5 des quaderförmigen Gehäuses der Klimatisierungsvorrichtung ist prinzipiell individuell gestaltbar ist jedoch vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Klimatisierungsvorrichtung unter Beibehaltung aller für eine Kompressorkühlung notwendigen Teile so klein als möglich ist, sodass sich hier ein Höhenmaß 5 von 17,0 cm als ideal erweist. Die Seitenflächen 6 sind daher rechteckig ausgestaltet. Aufgrund der Seitenlängen und der Höhe ergibt sich bzgl. des Gehäuses ein Volumen von 11.492,00 cm3 bzw. 0,0115 m3.
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Die Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung weist mindestens zwei Lüfter 8 zur Steuerung der Luftzirkulation innerhalb der Raumklimatisierungsvorrichtung auf, welche auf zwei gegenüberliegenden Seitenflächen angeordnet sind. Die Lüfter 8 sind ebenfalls gleichstromgespeist um eine netzstromunabhängige Klimatisierungsvorrichtung realisieren zu können. Auch der Einsatz von drehzahlgeregelten Lüftern ist von Vorteil.
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Die Lüfter 8 sind in der Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung derart angeordnet, dass die Vertikalachsen der Lüfter, welche senkrecht zur Richtung der durch den Lüfter strömenden Luft liegt, parallel zu den rechteckigen bzw. quadratischen Grundflächen des quaderförmigen Gehäuses liegen. Die Lüfter sind des Weiteren um 180° um ihre vertikale Achse drehbar angeordnet. Die Drehung ist beispielsweise durch Anordnung der Lüfter auf einem Drehgelenk oder durch lösbare Anordnung in einem Rahmen möglich.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das quaderförmige Gehäuse der Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung an der in den zu klimatisierten Raum bzw. Schaltschrank weisenden Grundfläche und den zugehörigen Bereichen von mindesten zwei Seitenflächen eine die quaderförmige Grundstruktur abflachenden Winkel auf, sodass das Gehäuse ein noch wesentlich kleineres Volumen als 0,0115 m3 aufweist. Die durch die keilförmige Aussparung 14 verbleibende in den zu klimatisierenden Raum weisende schräge Oberfläche des Gehäuses kann vollflächig mit einem Gitter 13 versehen sein. Unter diesem Gitter ist vorzugsweise der Kondensator angeordnet. Im dargestellten Beispiel ist auch die Anordnung eines Gitters 13 dargestellt, welche nicht auf einer keilförmigen Aussparung beruht.
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Der größte Vorteil der Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung liegt in der kleinen Grundfläche (0,199 m2), welche zur Montage der Vorrichtung notwendig ist.
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Die Lösung der eingangs beschriebenen Aufgabe wird des Weiteren durch eine Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung gemäß 6 umfassend einen miniaturisierten Kompressor 1 in einem quaderförmigen Gehäuse 1 gelöst, wobei das quaderförmige Gehäuse 2 bei einer Kühlleistung der Vorrichtung von 480 W rechteckige Grundflächen und ein Volumen von weniger als 0,0117 m3 aufweist.
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Die Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung weist wiederum vorzugsweise einen gleichstromgespeisten drehzahlgeregelten Kompressor auf.
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Jeweils ein Paar gegenüberliegender Seiten der rechteckigen Grundflächen 3 sind 46,5 cm lang, wohingegen das andere Paar gegenüberliegender Seiten 29,6 cm lang sind. Die Höhe 5 des quaderförmigen Gehäuses der Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung ist prinzipiell individuell gestaltbar, ist jedoch vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung unter Beibehaltung aller für eine Kompressorkühlung notwendigen Teile so klein als möglich ist, sodass sich hier ein Höhenmaß von 8,5 cm als konstruierbar erweist. Die Seitenflächen sind daher rechteckig ausgestaltet. Aufgrund der Seitenlängen und der Höhe ergibt sich bzgl. des Gehäuses ein Volumen von 11.699,40 cm3 bzw. 0,0117 m3.
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Die Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung weist mindestens zwei Lüfter 8 zur Steuerung der Luftzirkulation innerhalb der Klimatisierungsvorrichtung auf, welche auf der in den zu kühlenden Raum weisenden Grundfläche 3 angeordnet sind. Die Lüfter sind ebenfalls gleichstromgespeist um eine netzstromunabhängige Klimatisierungsvorrichtung realisieren zu können.
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Die Lüfter sind in der Klimatisierungsvorrichtung derart angeordnet, dass die vertikalen Achsen der Lüfter, welche senkrecht zur Richtung der durch den Lüfter strömenden Luft liegt, parallel zu den rechteckigen Grundflächen 3 des quaderförmigen Gehäuses liegen. Die Lüfter sind des Weiteren um 180° um ihre vertikale Achse drehbar angeordnet.
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Die Grundflächen 3 der beschriebenen Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung weisen zwar relativ große Abmaße auf, die Vorrichtung besticht jedoch durch ihre insgesamt sehr flache Ausführung.
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Das Gehäuse 2 der Schaltklimatisierungsvorrichtung ist wie beschriebenen derart ausgebildet, dass das quaderförmige Gehäuse 2 mindestens zu 70% in einer Wand oder Mauer oder Decke montierbar ist. D. h. bei einer auszugehenden Grundhöhe bzw. -dicke von 8,5 cm sind mindestens 6,0 cm der Höhe bzw. Dicke des quaderförmigen Gehäuses in der Wand/Decke/Mauer versenkt.
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In 7 wird eine Schaltschrankklimatisierungsvorrichtung aufgezeigt, welche oberhalb einer vorgesehenen Dichtungsebene eine Ablaufrinne/ein Ablaufblech 15 für Kondensatwasser aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- miniaturisierter Kompressor
- 2
- quaderförmiges Gehäuse
- 3
- Grundfläche
- 4
- Seite der Grundfläche
- 5
- Höhe des quaderförmigen Gehäuses
- 6
- Seitenfläche
- 7
- Lufteinlass- bzw. Luftauslassöffnungen
- 8
- Lüfter
- 9
- Zusatzlüfter
- 10
- Montageblech
- 11
- Montagewinkel
- 12
- Auflagebleche
- 13
- Gitter
- 14
- keilförmige Aussparung
- 15
- Ablaufblech
- v
- vertikale Lüfterachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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