DE10210418B4

DE10210418B4 - Kühlanordnung für einen Schaltschrank

Info

Publication number: DE10210418B4
Application number: DE2002110418
Authority: DE
Inventors: Martin DÖRRICH; Ralf Schneider
Original assignee: Rittal GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 2002-03-09
Filing date: 2002-03-09
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2022-03-10
Also published as: DE10210418A1

Abstract

Kühlanordnung für einen Schaltschrank, bei dem im Innenraum übereinander angeordnet wärmeerzeugende Einbauten vorgesehen sind und bei dem die im Innenraum auftretende Warmluft über Ventilatoren einer außerhalb des Innenraumes am Schaltschrank angebrachten Kühleinrichtung mit Wärmetauscher abgesaugt und als gekühlte Luft über einen abgeteilten Raum des Schaltschrankes wieder dem Innenraum mit den Einbauten zugeführt wird, wobei die Kühleinrichtung mit dem Innenraum und dem abgeteilten Raum in luftleitender Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,
dass der als Luft-Wasser-Wärmetauscher (21) ausgebildete Wärmetauscher mit den Ventilatoren (22) als Rückwand-Wärmetauscher oder Rückwand-Wärmetauscher-Schrank ausgebildet und mit der offenen Rückseite (16) des Schaltschrankes (10) verbunden ist,
dass die Ventilatoren (22) die Warmluft als Warmluft-Teilströme (31) über den Luft-Wasser-Wärmetauscher (21) ansaugen und die gekühlte Luft (33) über einen unter dem Innenraum (11) angeordneten Lüftungskanal (13) als Kaltluft (34) in eine im Frontbereich des Schaltschrankes (10) gebildete Luft-Staukammer (15) leiten und
dass aus der Luft-Staukammer (15) die Kaltluft...

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung für einen Schaltschrank, bei dem im Innenraum übereinander angeordnet wärmeerzeugende Einbauten vorgesehen sind und bei dem die im Innenraum auftretende Warmluft über Ventilatoren einer außerhalb des Innenraumes am Schaltschrank angebrachten Kühleinrichtung mit Wärmetauscher abgesaugt und als gekühlte Luft über einen abgeteilten Raum des Schaltschrankes wieder dem Innenraum mit den Einbauten zugeführt wird, wobei die Kühleinrichtung mit dem Innenraum und dem abgeteilten Raum in luftleitender Verbindung steht.

Ein Schaltschrank dieser Art ist aus der DE 197 28 306 C2 bekannt. Bei dem zur Kühlung verwendeten Kühlgerät handelt es sich um ein Dachaufbau-Kühlgerät, das die zwischen den übereinander angeordneten Einbauten strömenden horizontalen Teil-Kühlströme aus einem zweiten, abgeteilten Raum im Schaltschrank absaugen. Dabei sind naturgemäß die dem Dach des Schaltschrankes zugekehrten Teil-Kühlströme bevorzugt, so dass oft die im unteren Schaltschrankbereich angeordneten Einbauten unzureichend gekühlt werden.

Aus Styppa H: Schaltschrank-Klimatisierung: Grundlagen, Komponenten, Anwendungen, Verlagsreihe: Die Bibliothek der Technik; Bd. 67, Verlag: Moderne Industrie AG, Landsberg/Lech 1992, ISBN3-478-93080-4, S. 18-21 ist es bekannt, Luft-Wasser-Wärmetauscher als Kühleinrichtung für Schaltschränke einzusetzen. Dabei kann dieser Luft-Wasser-Wärmetauscher auch in einem mit Luftaustrittsöffnung und Lufteintrittsöffnung versehenen, vorbestimmten Bereich einer Seitenwand, Rückwand oder Deckwand des Schaltschrankes angebracht sein, wie die DE 299 01 658 U1 zeigt.

Wie die WO 00/56134 A2 zeigt, kann ein Lüfter in einem Luftstrom auch ein bewegliches Steuerglied, z. B. eine Klappe, steuern, um den Luftstrom mehr oder weniger zu regeln.

Ventilatoren zur zusätzlichen Beschleunigung und/oder Steuerung des Luftstromes in einem Schaltschrank und/oder Wärmetauscher sind allgemein üblich, wie die DE 196 09 687 C2 , die FR 21 93 303 A1 und die DE 33 16 978 A1 zeigen.

Darüberhinaus ist aus der DE 201 06 739 U1 bekannt, die Schranktüre und/oder eine Seitenwand eines Schaltschrankes doppelwandig auszubilden und zum Einbau einer Kühleinrichtung zu verwenden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schaltschrank mit Kühleinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem auch Einbauten mit hoher Leistung und starker Wärmeerzeugung dicht übereinander angeordnet und dennoch im gesamten Innenraum beliebig verteilt ausreichend gekühlt werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der als Luft-Wasser-Wärmetauscher sich praktisch über die gesamte Höhe und einen wesentlichen Teil der Breite des Schaltschrankes erstreckt und wobei die Ventilatoren die Warmluft als Warmluft-Teilströme über den Luft-Wasser-Wärmetauscher ansaugen und die gekühlte Luft über einen unter dem Innenraum angeordneten Lüftungskanal als Kaltluft in eine im Frontbereich des Schaltschrankes gebildete Luft-Staukammer leiten und dass der als Luft-Wasser-Wärmetauscher sich praktisch über die gesamte Höhe und einen wesentlichen Teil der Breite des Schaltschrankes erstreckt und wobei die Ventilatoren die Warmluft als Warmluft-Teilströme über den Luft-Wasser-Wärmetauscher ansaugen und die gekühlte Luft über einen unter dem Innenraum angeordneten Lüftungskanal als Kaltluft in eine im Frontbereich des Schaltschrankes gebildete Luft-Staukammer leiten und dass aus der Luft-Staukammer die Kaltluft über eine durchlöcherte Metallwand gleichmäßig verteilt wieder in den Innenraum des Schaltschrankes zurückgeführt ist.

Der Luft-Wasser-Wärmetauscher ersetzt grundsätzlich die Rückwand des Schaltschrankes. Da die gekühlte Luft über einen sich über die gesamte Vorderseite erstreckenden Luftkanal zugeführt wird, können die Ventilatoren im Luft-Wasser-Wärmetauscher über Teil-Luftströme die Einbauten kühlen, die in den Etagen der Einbauten individuell beeinflußt und eingestellt werden können. Dies führt zu einer wesentlich besseren Nutzung der gekühlten Luft, wobei schon der Austritt der Luft aus dem Luftkanal über die durchlöcherte Metallwand zu den Einbauten für eine Zufuhr in Teil-Luftströmen sorgt.

Mit dieser Luftführung und Luftkühlung im Schaltschrank können die Einbauten durchaus als Server-Einbauten mit großer elektrischer Leistung ausgebildet sein.

Dieselbe Wirkung einer Kühleinrichtung kann nach einer Weiterbildung dadurch erreicht werden, dass anstelle der Rückseite und Frontseite des Schalt schrankes die einander gegenüberliegenden Seiten des Schaltschrankes entsprechend ausgebildet sind und den An- und Einbau der Funktionseinheiten sowie die Luftführung übernehmen. Im Innenraum des Schaltschrankes strömt die Luft dann horizontal zwischen der Frontseite und Rückseite oder zwischen den beiden vertikalen Seitenwänden des Schaltschrankes.

Für die gleichmäßige Luftzuführung der Kaltluft in den Innenraum des Schaltschrankes ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Luft-Staukammer als doppelwandige Schranktür oder Seitenwand ausgebildet ist.

Die Erfindung wird anhand eines Prinzipschaltbildes eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Der in der Zeichnung skizzierte Schaltschrank 10 hat in seinem Innenraum 11 viele übereinander angeordnete Einbauten 12, die große elektrische Leistung besitzen und daher viel Wärme erzeugen.
Die Rückseite 16 des Schaltschrankes 10 ist vorzugsweise ganz offen und wird durch einen Rückwand-Wärmetauscher 20 oder einen Rückwand-Wärmetauscher-Schrank verschlossen. In dem Rückwand-Wärmetauscher 20 ist ein Luft-Wasser-Wärmetauscher 21 eingebaut, der von Wasser als Kühlflüssigkeit durchflossen wird. Ventilatoren 22 saugen die Warmluft als Teilströme 30 horizontal über die offene Rückseite 16 und den Luft-Wasser-Wärmetauscher 21 in den Rückwand-Wärmetauscher 20, wie die Teilströme 31 zeigen. Dabei wird die Luft abgekühlt und tritt als Kaltluft 32 nach dem Passieren des Luft-Wasser-Wärmetauschers 21 auf. Der Luft-Wasser-Wärmetauscher 21 erstreckt sich vorzugsweise über die Höhe der Einbauten 12 und über einen wesentlichen Teil der Tiefe des Schaltschrankes 10. Über die Höhe des Luft-Wasser-Wärmetauschers 21 sind mehrere Ventilatoren 22 gleichmäßig verteilt, so dass die Teilströme 31 ungefähr gleich sind.
Unterhalb der Einbauten 12 im Innenraum 11 des Schaltschrankes 10 ist ein geschlossener Lüftungskanal 13 von der Rückseite 16 zur Frontseite des Schaltschrankes 10 geführt, dem die von den Ventilatoren 22 angesaugte Kaltluft 32 als Luftstrom 33 zugeführt wird. Dabei kann unterhalb des Luft-Waser-Wärmetauschers 21 ein angeordneter Ventilator 22 die angesaugte Kaltluft 32 direkt dem Lüftungskanal 13 zuführen, um einen eindeutigen Zirkulationskreis sicherzustellen.
Im Frontbereich des Schaltschrankes 10 trennt eine durchlöcherte Metallwand 14 eine Luft-Staukammer 15 ab, in die die Kaltluft als Luftstrom 34 zurückgeführt wird. Die Luft-Staukammer 15 bringt eine Dämpfung für den zugeführten Luftstrom 34, so dass dieser gebremst über die gesamte Höhe und Abmessung der Frontseite gleichmäßig in den Innenraum 11 des Schaltschrankes 10 gelangen kann und diesen mit horizontalen Teilströmen 30 durchströmt. Dabei sorgen die Ventilatoren 22 des Rückwand-Wärmetauschers 21 wieder für eine Beschleunigung der Teilströme 30 und 31.
Als Luft-Staukammer 15 wird nach einer Ausgestaltung eine doppelwandige Front-Schranktüre oder eine doppelwandige Seitenwand verwendet, wobei die Innenwand stets als durchlöcherte Metallwand 14 ausgebildet ist.
Die Kühleinrichtung bildet in dieser Ausgestaltung mit dem Innenraum 11 des Schaltschrankes 10 ein geschlossenes System.
Dieselbe Wirkung kann bei einem derartigen Schaltschrank auch dadurch erreicht werden, dass die Strömungsrichtung für die Teilströme 30 und 31 um 90° verändert wird. Anstelle der Frontseite und der Rückseite werden die beiden einander gegenüberliegenden vertikalen Seitenwände des Schaltschrankes 10 mit dem Anbau der Funktionseinheiten, wie Luft-Wasser-Wärmetauscher 21, Ventilatoren 22, Luft-Staukammer 15 und durchlöcherte Metallwand 14 versehen.

Claims

Kühlanordnung für einen Schaltschrank, bei dem im Innenraum übereinander angeordnet wärmeerzeugende Einbauten vorgesehen sind und bei dem die im Innenraum auftretende Warmluft über Ventilatoren einer außerhalb des Innenraumes am Schaltschrank angebrachten Kühleinrichtung mit Wärmetauscher abgesaugt und als gekühlte Luft über einen abgeteilten Raum des Schaltschrankes wieder dem Innenraum mit den Einbauten zugeführt wird, wobei die Kühleinrichtung mit dem Innenraum und dem abgeteilten Raum in luftleitender Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der als Luft-Wasser-Wärmetauscher (21) ausgebildete Wärmetauscher mit den Ventilatoren (22) als Rückwand-Wärmetauscher oder Rückwand-Wärmetauscher-Schrank ausgebildet und mit der offenen Rückseite (16) des Schaltschrankes (10) verbunden ist, dass die Ventilatoren (22) die Warmluft als Warmluft-Teilströme (31) über den Luft-Wasser-Wärmetauscher (21) ansaugen und die gekühlte Luft (33) über einen unter dem Innenraum (11) angeordneten Lüftungskanal (13) als Kaltluft (34) in eine im Frontbereich des Schaltschrankes (10) gebildete Luft-Staukammer (15) leiten und dass aus der Luft-Staukammer (15) die Kaltluft (34) über eine durchlöcherte Metallwand (14) gleichmäßig verteilt wieder in den Innenraum (11) des Schaltschrankes (10) zurückgeführt ist.
Schaltschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbauten (12) als Server-Einheiten ausgebildet sind.
Schaltschrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Rückseite und Frontseite des Schaltschrankes (10) die einander gegenüberliegenden Seiten des Schaltschrankes (10) entsprechend ausgebildet sind und den An- und Einbau der Funktionseinheiten sowie die Luftführung übernehmen.
Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Staukammer (15) als doppelwandige Schranktür oder Seitenwand ausgebildet ist.