DE2919267A1

DE2919267A1 - Electronic equipment cubicle cooling system - has liquid heat exchangers also functioning air-to-air

Info

Publication number: DE2919267A1
Application number: DE19792919267
Authority: DE
Inventors: Rolf Seifert
Original assignee: INGENIEUR ROLF SEIFERT ELECTRONIC; SEIFERT ELECTRONIC R; SEIFERT ELECTRONIC R ING
Current assignee: Ing Rolf Seifert Electronic 5828 Ennepetal GmbH
Priority date: 1976-04-27
Filing date: 1979-05-12
Publication date: 1980-11-27
Also published as: DE2919267C2

Abstract

The heat-exchanger dissipates heat from cubicles containing electronic and/or electrical equipment, partic. those which are airtight or dust-tight. A liquid is force-circulated by a pump in a closed circuit between a unit inside the cubicle absorbing the heat and one outside dissipating it to atmosphere. One of the units has a standpipe for the liquid, leading at the top into a chamber in it, and air can be pumped into this pipe, forcing circulation of the liquid, and also can be discharged from the chamber. In addition to heat-exchange via the liquid, the two units (2, 3) also function as air-to-air heat exchangers.

Description

Firma Ing. Rolf SEIFERT electronic, Egerstraße 3 5828 Ennepetal-OberholthausenIng.Rolf SEIFERT electronic, Egerstraße 3 5828 Ennepetal-Oberholthausen

"Wärmetauscher" Zusatz zu P 26 18 262.7-13"Heat exchanger" addition to P 26 18 262.7-13

Die Erfindung betrifft zunächst einen Wärmetauscher gemäß Oberbegriff des Anspruches 1. Der Wärmetauscher nach dem Hauptpatent hat sich bewährt. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ohne ins Gewicht fallenden baulichen Mehraufwand den thermischen Gesamtwiderstand des Wärmetauschers zu verringern, d. h. dessen Wirkungsgrad zu erhöhen.The invention initially relates to a heat exchanger according to the preamble of claim 1. The heat exchanger according to the main patent has proven itself. The object of the invention is without being negligible to reduce the overall thermal resistance of the heat exchanger, d. H. whose Increase efficiency.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen zunächst die Merkmale des Anspruches 1. Es hat sich gezeigt, daß sich hierdurch die gesamte Wärmeaustauschleistung um ca. 20 % verbessert, indem der Wärmetauschung durch das Luft-Wasser-Luft-System des Hauptpatentes die Luft-Zu-Luft-Kühlung überlagert wird. Dabei ist es wichtig, daß der bessere Wärmetransport ohne spürbare Erhöhung des Gewichtes des Gerätes und bei gleicn / Einbauvolumen des Gerätes erzielt wird. Der Effekt der Erfindung erklärt sich durch eine sehr gute räumliche Verteilung der zur Verfügung stehenden Temperaturdifferenzen zwischen der Innenlufttemperatur und der Außenlufttemperatur. To solve this problem, the features of claim 1 are used first. It has been shown that this The overall heat exchange performance is improved by approx. 20% by the heat exchange through the air-water-air system of the main patent is air-to-air cooling is superimposed. It is important that the better heat transport without a noticeable increase in the Weight of the device and with the same / installation volume of the device is achieved. The effect of the invention is explained by a very good spatial distribution the available temperature differences between the inside air temperature and the outside air temperature.

Die Merkmale des Anspruches 2 und insbesondere die des Anspruches 3 ermöglichen eine sehr kompakte Anordnung des gesamten Wärmetauschers einschließlich der Lüfter und der Membranpumpe in einer Einheit. Diese Einheit kann für sich als Wärmetauschsystem verschickt und montiert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man die für die Ausführung des Wärmetauschers gemäß dem Hauptpatent vorgesehenen Elemente und insbesondere die durch Abschneiden von einem Strangpressprofil gebildeten Elemente hier weiterverwenden kann. Die Trennwand ist luft- und stabdicht und trennt den Luftkreislauf des Wärme aufnehmenden Elementes von dem des Wärme abgebenden Elementes.The features of claim 2 and in particular those of claim 3 enable a very compact arrangement of the entire heat exchanger including the fan and the diaphragm pump in one unit. This unit can be sent and installed as a heat exchange system on its own. Another advantage is that the elements provided for the execution of the heat exchanger according to the main patent and in particular the elements formed by cutting off an extruded profile can continue to be used here. The partition is airtight and rod-tight and separates the air circuit of the Heat-absorbing element from that of the heat-releasing element.

Die Merkmale des Anspruches 4 dienen der konstruktiven Vereinfachung und erleichtern die Montage.The features of claim 4 serve the constructive Simplification and ease of assembly.

Die Merkmale des Anspruches 5 tragen weiter zur Reduzierung des thermischen Widerstandes bei.The features of claim 5 further contribute to reducing the thermal resistance.

Der Erfindung liegt ferner,ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 6, die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher nach dem Hauptpatent für den Zusammenbau mit einem wasserdichten Schrank geeignet zu machen. Der Begriff wasserdicht kann sich dabei nach den Vorschriften JP 55 richten.The invention is also based on the preamble of Claim 6, the object of which is a heat exchanger according to the main patent for assembly with a waterproof Make closet suitable. The term waterproof can be used in accordance with JP 55 judge.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruches B. Hierdurch ist in einfacher Weise unter Beibehaltung der Merkmale und Vorteile des Hauptpatentes die gestellte Aufgabe gelöst. Der weiteren baulichen Ausgestaltung des Anspruches 6 dienen die Merkmale des AnspruchesThe features of claim B serve to solve this problem. As a result, the features and advantages of the main patent are simply maintained Task solved. The features of the claim serve the further structural design of claim 6

Ausführungsbeispie]e der Erfindung sind nachstehend beschrieben und in der Zeichnung dargestellt. Dabei ist zum Teil von einer Erörterung und Darstellung der Merkmale und VorteileEmbodiments of the invention are described below and shown in the drawing. This is partly from a discussion and illustration of the features and advantages

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dss Hauptpatsntes Abstand genommen worden. Diesbezüglich wird aus Gründen der Vereinfachung auf den Offenbarungsinhalt des Hauptpatentes Bezug genommen. In den rein schematischen Zeichnungen zeigt:The main patents have been withdrawn. Regarding this is based on the disclosure content for the sake of simplicity of the main patent is referred to. In the purely schematic drawings:

Fig. 1: Ein erstes Ausführungsbeispiel in der Draufsicht,Fig. 1: A first embodiment in the top view,

Fig. 2: eine Stirnansicht gemäß dem Pfeil A in Fig. 1, zum Teil im Schnitt,Fig. 2: an end view according to the arrow A in Fig. 1, partly in section,

Fig. 3: ein weiteres Ausführungsbeispiel in der Seitenansicht.Fig. 3: a further embodiment in side view.

Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 ist an der Wand 1 sines Schrankes, aus dem Wärme abgeführt werden soll, eine Wärmetauschereinheit angebracht. Sie besteht im Prinzip aus dem Wärme aufnehmenden Element 2 und dem Wärme abgebenden Element 3. Zwischen beiden Elementen 2, flieBt gemäß dem Hauptpatent in einem geschlossenen Kreislauf, mit Ziff. 4' nur angedeutet ist, ein flüssiger Wärmezwischenträger. Dabei sind die Steigrohre mit 4 und die Hohlräume der Elemente jeweils mit 5 beziffert. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten wird auf das Hauptpatent verwiesen .In the embodiment of Figures 1 and 2 is on the Wall 1 of his cabinet, from which heat is to be dissipated, a heat exchanger unit is attached. she consists in principle from the heat-absorbing element 2 and the heat-releasing element 3. Between the two elements 2, According to the main patent, a liquid heat transfer medium flows in a closed circuit, only indicated by number 4 '. The risers are numbered 4 and the cavities of the elements are each numbered 5. Regarding for further details, reference is made to the main patent.

Der Wärmeabfuhr aufgrund des Zwangsumlaufes des flüssigen Wärmezwischenträgers wird nun eine weitere Wärmeabfuhr durch einen Luft-Zu-Luft-Wärmetauscher überlagert. Zu diesem Zweck sind die beiden Elemente 2, 3 über eine wärmeleitende Trennwand 6 miteinander verbunden. Die Trennwand 6 kann als Steckprofil ausgebildet sein. So können in Stecköffnungen 7, 7' Rippen der beiden Elemente 2, 3 eingesteckt werden. Anschliessend werden die Elemente 2, 3 mit der Trennwand verschraubt. Das vorgenannte Stecken kann, wie Fig. 1 zeigt, nicht nur an denThe heat dissipation due to the forced circulation of the liquid The intermediate heat carrier is then superimposed on a further heat dissipation through an air-to-air heat exchanger. To this end the two elements 2, 3 are connected to one another via a heat-conducting partition 6. The partition 6 can be used as a plug-in profile be trained. Ribs of the two elements 2, 3 can thus be inserted into plug-in openings 7, 7 '. Afterward the elements 2, 3 are screwed to the partition. The aforementioned plugging can, as FIG. 1 shows, not only at the

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beiden Stirnflächen der Elemente, sondern auch innerhalb der Elemente geschehen, z. B. bei jeder dritten Rippe. Die Trennwand 6 bzw. das entsprechende Steckprofil kann ferner mit eigenen Kühlrippen 8 versehen sein.both end faces of the elements, but also happen within the elements, e.g. B. every third Rib. The partition 6 or the corresponding plug-in profile can also be provided with its own cooling fins 8 be.

Die warme Luft wird aus dem Schrankinnern gemäß Pfeil B durch eine öffnung 11 des Schrankes angesaugt und zwar über einen Lüfter 10,der sich oberhalb des Wärme aufnehmenden Elementes 2 befindet. Hierzu wird insbesondere auf Fig. 2 verwiesen, in der auch die Luftführung mit Pfeilen angedeutet ist. Die im Wärme aufnehmenden Element somit abgekühlte Luft gelangt durch eine weitere öffnung .9. wieder in das mit 1' bezifferte Schrankinnere.The warm air is drawn from the inside of the cabinet according to the arrow B sucked in through an opening 11 of the cabinet, namely via a fan 10, which absorbs heat above the Element 2 is located. For this purpose, reference is made in particular to FIG. 2, in which the air duct is also included Is indicated by arrows. The air thus cooled in the heat absorbing element passes through another opening .9. back into the inside of the cupboard marked with 1 '.

Die Trennwand 6 begrenzt die vorstehend erläuterten von der Luft durchsetzten Räume 11, 12, die noch durch Deckel 13 abgeschlossen sein können. Die Vorderplatte 14 des Wärme abgebenden Elementes 3 ist nach unten verlängert und umgibt zusammen mit einem Deckel 15 einen Raum 16, in den die Luft gemäß Pfeil C durch eine öffnung 17 eintritt. Von hier wird sie durch den Lüfter 18 nach oben durch das Element 3 hindurch transportiert und an dessen Oberseite in das Freie geblasen. Dabei bildet der in Fig. 1 mit der Klammer 19 gekennzeichnete Bereich der Luftführungen den Luft-Zu-Luft-Wärmetauscher innerhalb des kompakten Gerätes. Davon wird die in Fig. 1 obere Hälfte von der zu erwärmenden Außenluft und die in Fig. 1 untere Hälfte des Bereiches 19 von der abzukühlenden Schrankinnenlufr/ durchströmt.The partition wall 6 delimits the above-explained spaces 11, 12 penetrated by the air, which are still covered by covers 13 can be completed. The front plate 14 of the heat emitting element 3 is extended downward and, together with a cover 15, surrounds a space 16 into which the air enters through an opening 17 according to arrow C. From here it is transported up through the element 3 by the fan 18 and on it Top blown into the open. The area marked with the bracket 19 in FIG. 1 forms the Air ducts inside the air-to-air heat exchanger of the compact device. Of this, the upper half in FIG. 1 is taken from the outside air to be heated and the half in Fig. 1 lower half of the area 19 of the to be cooled Cabinet interior air / flows through.

Wie erläutert und insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen, kann die gesamte Einheit einschließlich der Lüfter 10, 18 und der Membranpumpe 19 eine in sich geschlossene Baueinheit sein.As explained and in particular can be seen in FIG. 2, the entire unit including the fan 10, 18 and the diaphragm pump 19 can be a self-contained structural unit.

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Beim vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel ist die im Hauptpatent durch die Wand des Schrankes gegebene Trennung der beiden Elemente in die Wand 6 verlegt worden unter gleichzeitigen Bildung der genannten Luft-Luft-Wärmetauschung, so daß also das Prinzip des Hauptpatentes erhalten geblieben ist. Falls im Schrank genügend Platz ist, könnte man auch eine Anordnung zweier Elemente gemäß Fig. 1, 2,also mit der Wärmetauschung gemäß Hauptpatent überlagerter Luft-Luft-Wärmetauschung, auch insgesamt ins Schrankinnere legen, wobei dann der Wärme aufnehmede Teil SBine Luft aus dem Schrankinnern beziehen und diese wieder hierin zurückblasen würde, während der Wärme abgebende Teil durch öffnungen in der Schrankwand seine Luft von außen ansaugen und wieder nach außen abstoßen würde.In the embodiment explained above, the given in the main patent by the wall of the cabinet separation of the two elements in the wall 6 has been moved with simultaneous Formation of the aforementioned air-air heat exchange, see above so that the principle of the main patent has been preserved. If there is enough space in the closet, an arrangement could also be used two elements according to FIGS. 1, 2, that is to say with the heat exchange according to the main patent superimposed air-air heat exchange, also place it inside the cabinet as a whole, in which case the heat-absorbing part S draws air from the inside of the cabinet and this would blow back into it again, while the heat-releasing part would blow its air through openings in the wall unit would suck in from the outside and repel to the outside again.

Diese Ausführungsform ist in der Zeichnung nicht gezeigt. Sie würde aber sinngemäß der zeichnerischen Darstellung der Fig. 1, 2 entsprechen, wenn man den dort mit 1' bezeichneten Raum als Außenraum ansieht und das dort mit 2 bezifferte Element im Sinne der vorstehenden Ausführungen als Wärme abgebendes Element und das dort mit 3 bezifferte Element im Sinne der vorstehenden Ausführungen als Wärme aufnehmendes Element ansieht.This embodiment is not shown in the drawing. However, it would correspond to the graphic representation of FIGS. 1, 2 if one designated there with 1 ' Regards space as outside space and the element numbered there with 2 in the sense of the above statements as emitting heat Element and the element numbered there with 3 in the sense of the preceding statements as a heat-absorbing element looks at.

Das Beispiel der Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Innerhalb des hier nur schematisch dargestellten wasserdichten Schrankes 20, der z. B. nach der Vorschrift 3P 55 ausgestaltet ist, ist das Wärme aufnehmende Element 21 vorgesehen, das mit dem außen gelegenen Wärme abgebenden Element 22 im Sinne des Hauptpatentes zusammenarbeitet, d. h. mit einem Zwangsumlauf eines flüssigen Wärmezwischenträgers. Dieser Zwangsumlauf ist strichpunktiert mit Ziff. 23 angedeutet.The example of FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the invention. Inside here only schematically illustrated waterproof cabinet 20, the z. B. is designed according to the regulation 3P 55, that is heat Receiving element 21 is provided with the external heat-emitting element 22 within the meaning of the main patent cooperates, d. H. with a forced circulation of a liquid heat carrier. This forced circulation is indicated by dash-dotted lines with item 23.

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'ο,'ο,

Das Wärme aufnehmende Element 21 ist durch ein Gebläse 24 belüftet, während die Luftströmung 25 am Wärme abgebenden Element 22 nur durch natürliche Konfektion entsteht. Das Element 22 ist dabei wie ein Vergleich mit der Größe des Elementes 22 zeigt entsprechend größer ausgebildet, um trotz des Wegfalles des Lüfters die ihm vom Element 21 her zugeführte Wärmemenge auch abgeben zu können. Sämtliche elektrischen Aggregate wie der Lüfter 24 und die bei 26 nur als Blockdarstellung angedeutete Membranpumpe usw. befinden sich im Schrankinnern. Damit ist das äußere Element 22 gegen jegliche Wassereinwirkung unempfindlich. In der zum Element 22 gelegenen Schrankwand sind nur noch zwei Steckverbindungen für die Zu- und Ableitung des flüssigen Wärmezwischenträgers und ferner zwei Steckverbindungen für den . Durchtritt von Luftschläuchen erforderlich.The heat absorbing element 21 is ventilated by a fan 24, while the air flow 25 on Heat-emitting element 22 is created only through natural manufacture. The element 22 is like a comparison with the size of the element 22 shows correspondingly larger, in spite of the omission of the fan to be able to release the amount of heat supplied to it from the element 21. All electrical units such as the fan 24 and the diaphragm pump indicated at 26 only as a block diagram etc. are located inside the cabinet. The outer element 22 is thus against any action of water insensitive. In the cupboard wall located for element 22 there are only two plug connections for the supply and discharge of the liquid heat carrier and also two connectors for the. Passage of air hoses required.

AnsprücheExpectations

Q30Q48/Q041Q30Q48 / Q041

Claims

Patent and protection claims

1. Heat exchanger for the removal of heat
Cabinets that hold electronic and /
or electrical components, in particular from dust-tight or airtight cabinets, in which an element absorbing heat from the cabinet and an element releasing this heat to the outside is provided and both elements are in a closed cycle in which a liquid intermediate heat carrier is in Forced circulation
is held, wherein one of the elements has a riser pipe for the intermediate heat carrier, which opens in its upper part into a cavity of the element, furthermore via a line with a
Pump air can be pumped into the riser pipe and thereby the intermediate heat carrier is kept in forced circulation and the pumped air can be discharged from the obscure part of the cavity, according to P 26 18 262, characterized in that in addition to the heat exchange by means of the intermediate heat carrier, the heat emitted and the Heat-absorbing element are designed as an air-to-air heat exchanger.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized. that cooling surfaces or the like of the heat-absorbing element on cooling surfaces or the like of the heat-emitting element adjoin in a thermally conductive manner, preferably by a thermally conductive one Component are thermally connected to each other.

3. Heat exchanger according to claims 1 and 2, wherein according to the main patent, the elements (2, 3) are provided on the outside with cooling fins (2 ¹ , 3 '), characterized in that the two elements (2, 33 are arranged side by side, that the two elements (2, 3) with the corresponding outer edges of their cooling fins (2 ', 3') bear the heat in a conductive and transferring manner on a wall (6) which runs in the ascending direction of the intermediate heat carrier and serves as a heat-conducting component.

4. Heat exchanger according to claim 2 or 3, characterized in that the heat-conducting component, in particular the partition (6) at the same time serves to mechanically connect the two elements (2, 3), preferably as the cooling fins (2 ¹ , 3 ') receiving Plug profile is formed with plug openings (77 ^.

5. Heat exchanger according to claim 3 or 4, characterized in that the cooling fins resting on the partition wall (2 ¹ , 3 ') are each aligned with one another.

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6. Heat exchanger, for the removal of the heat Cabinets that are used to accommodate electronic and / or electrical components, in particular from dust-tight or airtight cabinets with a heat-absorbing element in the cabinet and a heat emitting element is provided outside the cabinet, and both elements lie in a closed circuit, in which a liquid heat intermediate carrier through a Pump is kept in forced circulation, one of the elements being a riser pipe for the heat carrier has, which opens in its upper part in a cavity of the element, wherein further Air can be pumped into the riser pipe via a line with a pump and thus the heat transfer medium is held in forced circulation and wherein the pumped-in from the upper part of the cavity Air can be removed, according to P 26 18 263, characterized in that for the arrangement in or on a watertight cabinet, e.g. B. according to protection class JP 55, all electrical Aggregates on the heat-absorbing element (21) or in the cabinet (20) is provided and that the heat dispensing element (22) is equipped with cooling fins or a cooling surface in such a way that of the heat can be dissipated from him solely by natural convection.

7. Heat exchanger according to claim 6, characterized gekennzeichne.t that in the partition of the cabinet between both heat exchangers watertight openings for the implementation of air and water pipes are provided.

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