DE102006051904A1 - Switchgear cabinet and cooling device assembly has heat transfer circuit to remove heat from internal cooling circuit and transfer heat to external cooling circuit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Geräteanordnung mit wenigstens einem Schaltschrank und einem Kühlgerät, wobei der Schaltschrank einen geschlossenen Innenraum aufweist, in welchem elektrische Einbauten unterbringbar sind. Das Kühlgerät ist im Bereich einer vertikal zur Frontseite stehenden Seitenfläche des Schaltschrankes angebaut und erstreckt sich zumindest über einen Teil der Schaltschrankhöhe. Das Kühlgerät steht mit dem Innenraum über wenigstens einen Lufteinlass und wenigstens eine Ausblasöffnung in Luft leitender Verbindung. Das Kühlgerät weist einen Aufnahmeraum auf, in welchem wenigstens ein interner Wärmetauscher untergebracht ist, wobei der Aufnahmeraum zumindest bereichsweise in zwei oder mehrere vertikal übereinander angeordnete Teil-Aufnahmeräume unterteilt ist und in wenigstens einem der Teil-Aufnahmeräume eine Lüfteranordnung untergebracht ist.The The invention relates to a device arrangement with at least one control cabinet and a refrigerator, wherein the control cabinet has a closed interior, in which electrical fittings can be accommodated. The cooling unit is in the range a side surface of the control cabinet that is vertical to the front and at least extends over a part of the cabinet height. The refrigerator is standing with the interior over at least one air inlet and at least one exhaust opening in Air conductive connection. The cooling unit points a receiving space in which accommodated at least one internal heat exchanger is, wherein the receiving space at least partially in two or several vertically stacked arranged part-reception rooms is divided and in at least one of the sub-receiving spaces a fan arrangement is housed.
Dabei entnimmt der interne Wärmetauscher der Luftströmung aus dem Innenraum des Schaltschrankes Wärme.there takes the internal heat exchanger of airflow from the interior of the cabinet heat.
Aus
der
Zudem gestaltet sich das Anschließen des Schaltschrankes an die externe Rückkühlanlage äußert aufwendig, zumal erst nach Verbinden der Vor- und die Rücklaufleitung mit der externe Rückkühlanlage der gesamte Kühlkreis mit Kühlwasser befüllt werden kann. Der Kühlwasserdruck an der externen Rückkühlanlage muss dabei an die Druckanforderungen der Vor- und die Rücklaufleitung und des internen Wärmetauschers angepasst werden. Eine Einstellung der Temperatur der Kühlluft, die in das Schaltschrankinnere austritt, kann bei dieser bekannten Geräteanordnung nur unzureichend erfolgen, zumal die Kühlleistung direkt von der externe Rückkühlanlage und deren Einstellmöglichkeiten abhängt.moreover makes the connection of the control cabinet to the external recooling system expresses consuming, especially first after connecting the supply and the return line with the external Cooling system the entire cooling circuit with cooling water be filled can. The cooling water pressure on the external recooling system must comply with the pressure requirements of the supply and return lines and the internal heat exchanger be adjusted. A setting of the temperature of the cooling air, which exits into the cabinet interior, in this known device arrangement insufficiently done, especially since the cooling capacity directly from the external Cooling system and their settings depends.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Geräteanordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die Betriebssicherheit erhöht ist.It is the object of the invention, a device arrangement of the type mentioned to create, in which the reliability is increased.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch eine Geräteanordnung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils in den Unteransprüchen beschrieben.These The object of the invention is achieved by a device arrangement according to the features of claim 1. Advantageous developments are each described in the subclaims.
Demgemäß überträgt der interne Wärmetauscher die der Luftströmung aus dem Innenraum des Schaltschrankes entnommene Wärme auf einen dem Kühlgerät zugeordneten, geschlossenen internen Kühlkreislauf. An diesem internen Kühlkreislauf ist wenigstens eine Wärmeübertragereinheit angeordnet, die dem internen Kühlkreislauf Wärme entnimmt und an einen externen Kühlkreislauf überträgt.Accordingly, the internal transmits heat exchangers the air flow heat removed from the interior of the control cabinet a cooling unit associated, closed internal cooling circuit. At this internal cooling circuit is at least one heat exchanger unit arranged, which is the internal cooling circuit Removes heat and transmits to an external cooling circuit.
Der externe Kühlkreislauf kann dabei auch ein offener Kühlkreis sein, bei dem einerseits kühles Kühlfluid der Wärmeübertragereinheit zugeführt und andererseits in der Wärmeübertragereinheit erwärmtes Kühlfluid von der Wärmeübertragereinheit abgeführt wird.Of the external cooling circuit can also be an open cooling circuit be, on the one hand cool cooling fluid the heat exchanger unit supplied and on the other hand in the heat exchanger unit heated cooling fluid from the heat exchanger unit dissipated becomes.
Es sind erfindungsgemäß demnach zwei getrennte Kühlkreisläufe vorgesehen, zwischen denen keine Fluidverbindung besteht. Ein Defekt im externen Kühlkreis hat somit keine direkte Auswirkung auf den Füllzustand des internen Kühlkreises. Der interne Kühlkreis ist geschlossen ausgebildet und lässt sich bereits bei der Herstellung mit dem Kühlmedium befüllen.It are according to the invention accordingly two separate cooling circuits are provided, between which there is no fluid connection. A defect in the external cooling circuit thus has no direct effect on the filling state of the internal cooling circuit. The internal cooling circuit is closed and can already be found in the production fill with the cooling medium.
Im internen Kühlkreislauf strömt ein fluides Kühlmedium, welches Wärme vom internen Wärmetauscher aufnimmt und an die Wärmeübertragereinheit abgibt. Dabei kann das im internen Kühlkreislauf strömende fluide Kühlmedium Wasser sein. Der interne Wärmetauscher ist dann als Luft-Wasser-Wärmetauscher in der Bauform eines Lamellenwärmetauschers ausgebildet.in the internal cooling circuit flows a fluid cooling medium, which heat from the internal heat exchanger absorbs and to the heat exchanger unit emits. In this case, the flowing in the internal cooling circuit fluid cooling medium Be water. The internal heat exchanger is then as an air-water heat exchanger in the design of a finned heat exchanger educated.
Der interne Kühlkreislauf kann zwischen dem internen Wärmetauscher und der der Wärmeübertragereinheit je eine Rücklaufleitung und eine Vorlaufleitung definierten. Dabei kann der interne Wärmetauscher über die Rücklaufleitung mit gekühltem Kühlwasser von der Wärmeübertragereinheit versorgt werden, wohingegen das in dem interne Wärmetauscher erwärmte Kühlwasser über die Vorlaufleitung wiederum an die Wärmeübertragereinheit abgeführt werden kann.Of the internal cooling circuit can be between the internal heat exchanger and the heat exchanger unit one return line each and defined a flow line. Here, the internal heat exchanger on the Return line with cooled cooling water from the heat exchanger unit are supplied, whereas the heated in the internal heat exchanger cooling water on the Supply line in turn to the heat exchanger unit dissipated can be.
Um die Temperatur des Kühlfluids im internen Kühlkreis zu erfassen, kann in dem internen Kühlkreislauf wenigstens ein Temperatursensor angeordnet sein. Insbesondere lässt sich die Temperatur des Kühlfluids in der Rücklaufleitung und/oder in der Vorlaufleitung dadurch ermitteln, dass in der Rücklaufleitung bzw. in der Vorlaufleitung jeweils ein Temperatursensor angeordnet ist.Around the temperature of the cooling fluid in the internal cooling circuit can capture in the internal cooling circuit at least one Temperature sensor can be arranged. In particular, the temperature of the cooling fluid in the return line and / or in the flow line thereby determine that in the return line or arranged in the flow line in each case a temperature sensor is.
Um das interne Kühlmedium im internen Kühlkreislauf zu fördern, kann eine interne Pumpeinrichtung im internen Kühlkreislauf angeordnet sein. Dabei lässt sich die Förderleistung der internen Pumpeinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlfluids bzw. in Abhängigkeit von der Rücklauf- und/oder Vorlauftemperatur regeln. Zu diesem Zweck können die Temperatursensoren mit einer elektrischen Regeleinheit verbunden werden, die wiederum mit der Pumpeinrichtung verbunden ist.To the internal cooling medium in the internal To promote cooling circuit, an internal pumping device may be arranged in the internal cooling circuit. In this case, the delivery rate of the internal pumping device can be regulated as a function of the temperature of the cooling fluid or as a function of the return and / or flow temperature. For this purpose, the temperature sensors can be connected to an electrical control unit, which in turn is connected to the pumping device.
In einer Leitungsverbindung zwischen der Rücklaufleitung und der Vorlaufleitung kann eine Regelventileinrichtung angeordnet sein, um das Kühlmedium in der der Rücklaufleitung und das Kühlmedium in der Vorlaufleitung je nach Ventilstellung miteinander in Verbindung zu bringen und somit die Vorlauf- bzw. die Rücklauftemperatur im internen Kühlkreis zu beeinflussen. Hierdurch wird auch direkt die Kühllufttemperatur beeinflusst. Dabei lässt sich die Regelventileinrichtung in Abhängigkeit von der Rücklauf- und/oder Vorlauftemperatur regeln. Zu diesem Zweck können die Temperatursensoren mit einer elektrischen Regeleinheit verbunden werden, die wiederum mit der Regelventileinrichtung, die elektrisch betätigbar ausgeführt ist, verbunden ist.In a line connection between the return line and the flow line a control valve device may be arranged to the cooling medium in the return line and the cooling medium in the flow line depending on the valve position with each other to bring and thus the flow and the return temperature in the internal cooling circuit to influence. This also directly the cooling air temperature affected. Leave it the control valve device depends on the return flow and / or flow temperature control. For this purpose, the Temperature sensors connected to an electrical control unit in turn, with the control valve device, which is electrically actuated accomplished is connected.
Auch im externen Kühlkreislauf kann ein fluides Kühlmedium strömen, wobei die Wärmeübertragereinheit als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist, um eine besonders gute Wärmeübertragung vom internen auf den externen Kühlkreis zu gewährleisten. Dabei kann das im externen Kühlkreislauf strömende fluide Kühlmedium Wasser sein.Also in the external cooling circuit can be a fluid cooling medium stream, the heat exchanger unit as a plate heat exchanger is designed to provide a particularly good heat transfer from the internal to the external cooling circuit to ensure. there This can be done in the external cooling circuit flowing fluids cooling medium Be water.
Im externen Kühlkreislauf kann eine externe Kühleinheit angeordnet sein, die das ihr von der Wärmeübertragereinheit zugeführte erwärmte Wasser abkühlt. Die externe Kühleinheit kann dabei als Rückkühler, Wasserkühler oder Kühlturm ausgeführt sein.in the external cooling circuit can be an external cooling unit be arranged, which cools the supplied from the heat exchanger unit heated water. The external cooling unit can be used as a recooler, water cooler or cooling tower accomplished be.
Die im Kühlgerät gebildeten Teil-Aufnahmeräume können auf ihrer dem Schaltschrank zugekehrten Seite mittels einer Abdeckung verschlossen sein, wobei die Abdeckung den Lufteinlass und die Ausblasöffnung bildet.The formed in the refrigerator Part-receiving chambers can on its side facing the cabinet by means of a cover be closed, wherein the cover forms the air inlet and the exhaust opening.
Jeder der Teil-Aufnahmeräume kann jeweils als getrennte Baueinheiten eine interne Wärmetauscher-Einheit und wenigstens eine Lüftereinheit aufweisen. Damit ist in einer Vertikalanordnung gemäß der Teil-Aufnahmeräume ein besonders effektiver Wärmeübertrag und somit eine besonders effektive Kühlung möglich.Everyone the part-reception rooms can each be a separate units an internal heat exchanger unit and at least one fan unit exhibit. This is in a vertical arrangement according to the part-receiving spaces a particularly effective heat transfer and thus a particularly effective cooling possible.
Zusätzlich können die einzelnen Teil-Aufnahmeräume jeweils einen eigenen internen Kühlkreislauf aufweisen. Dies ermöglicht, dass in jeder Vertikalanordnung gemäß der Teil-Aufnahmeräume eine vorgegebene Kühllufttemperatur an der Pumpeinrichtung oder an der Regelventileinrichtung eingestellt werden kann. Damit kann je nach Kühlbedarf im Schaltschrank jeweils die benötigte Kühllufttemperatur zur Verfügung gestellt werden.In addition, the single part-reception rooms each with its own internal cooling circuit exhibit. This makes possible, that in each vertical arrangement according to the sub-receiving spaces a predetermined Cooling air temperature set on the pumping device or on the control valve device can be. Thus, depending on the cooling demand in the control cabinet respectively the needed Cooling air temperature to disposal be put.
An jedem internen Kühlkreislauf kann jeweils eine Wärmeübertragereinheit angeordnet sein, die den internen Kühlkreisläufen Wärme entnimmt und an den externen Kühlkreislauf überträgt. Mit dieser Anordnung kann die anfallende Wärme besonders gut abgeführt werden. Alternativ können alle oder ein Teil der Teil-Aufnahmeräume auch einen gemeinsamen internen Wärmetauscher aufweisen. Der Teile- und Konstruktionsaufwand wird dadurch reduziert, dass eine Wärmeübertragereinheit zur Wärmeabfuhr mehrerer interner Kühlkreisläufe verwendet wird.At every internal cooling circuit can each have a heat exchanger unit be arranged, which takes heat from the internal cooling circuits and to the external Cooling circuit transmits. With This arrangement, the accumulated heat can be dissipated particularly well. Alternatively you can all or part of the part-reception rooms also have a common one internal heat exchanger exhibit. The parts and construction effort is reduced by that a heat exchanger unit for the heat dissipation of several internal cooling circuits used becomes.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Kühlgerät zwischen zwei Schaltschränken eingebaut sein, wobei die Teil-Aufnahmeräume über Lufteinlässe und Ausblasöffnungen wahlweise mit dem Innenraum eines oder beider Schaltschränke in Luft leitende Verbindung bringbar sind. Hierdurch wird bei einer besonders Platz sparenden Anordnung eine gleichzeitige Kühlung zweier Schaltschränke erreicht.According to one advantageous embodiment, the refrigerator can be installed between two cabinets be, with the part-receiving spaces on air intakes and exhaust openings optionally with the interior of one or both control cabinets in air conductive connection can be brought. This will be at a special Space-saving arrangement achieved a simultaneous cooling of two cabinets.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.following The invention will be described with reference to preferred embodiments with reference to the attached Drawings closer explained.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
Das
Rahmengestell des Kühlgeräts
Die
Wärmetauscher-Einheit
Die
Lüftereinheit
Zur
Montage des Kühlmoduls
Die
Lüfter
Jeder
der in
An
jedem der internen Kühlkreisläufe
Der
interne Kühlkreislauf
Im
internen Kühlkreislauf
In
der Ausführungsform
gemäß der
Die
Wärmeübertragereinheit
Der
Wärmetauscher
Die
Wärmeübertragereinheit
Die
Lüfter
Der
interne Luft-Wasser-Wärmetauscher
Das
in
Der
interne Wärmetauscher
Im
internen Kühlkreislauf
Die Pumpeinrichtung kann aus zwei in parallelen Leitungszweigen angeordneten (nicht gezeigten) Pumpeinheiten gebildet sein, wobei die zweite Pumpeinheit bei Ausfall der ersten Pumpeinheit den Förderbetrieb aufrechterhält.The Pumping device can be arranged from two in parallel line branches be formed (not shown) pumping units, wherein the second pumping unit in case of failure of the first pump unit maintains the delivery mode.
Im
externen Kühlkreislauf
Im
externen Kühlkreislauf
Alternativ
kann der externe Kühlkreis
In
der
In
der Rücklaufleitung
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