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DE102012112646A1 - Cooling arrangement for use as switch cabinet-cooling device or as free cooler for cooling computer centers or office buildings, has heat exchanger that stays in heat conductive contact with phase change material held in heat accumulator - Google Patents

Cooling arrangement for use as switch cabinet-cooling device or as free cooler for cooling computer centers or office buildings, has heat exchanger that stays in heat conductive contact with phase change material held in heat accumulator Download PDF

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DE102012112646A1
DE102012112646A1 DE201210112646 DE102012112646A DE102012112646A1 DE 102012112646 A1 DE102012112646 A1 DE 102012112646A1 DE 201210112646 DE201210112646 DE 201210112646 DE 102012112646 A DE102012112646 A DE 102012112646A DE 102012112646 A1 DE102012112646 A1 DE 102012112646A1
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DE
Germany
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heat
heat exchanger
cooling
cooling arrangement
arrangement according
Prior art date
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Pending
Application number
DE201210112646
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German (de)
Inventor
Walter Nicolai
Igor Harry Schaaf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rittal GmbH and Co KG
Original Assignee
Rittal GmbH and Co KG
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Publication date
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Abstract

The cooling arrangement has a heat exchanger (20), to which a heat transport fluid is supplied, where the heat is extracted from and supplied to the heat transport fluid by the heat exchanger. The heat is partially introduced or removed from the heat exchanger. The heat exchanger stays in heat conductive contact with a phase change material held in a heat accumulator (21). The phase change material in the heat accumulator is paraffin or a material mixture containing paraffin or hydration water.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung mit einem Wärmetauscher, dem ein Wärmetransportfluid zugeführt ist, wobei mittels des Wärmetauschers dem Wärmetauscherfluid Wärme entzogen oder diesem zugeführt wird und diese zunächst teilweise in einen Wärmeübertrager eingeleitet wird bzw. aus diesem abgeleitet und wobei der Wärmeüberträgen im wärmeleitenden Kontakt mit einem Wärmespeicher steht.The invention relates to a cooling arrangement with a heat exchanger to which a heat transfer fluid is supplied, wherein the heat exchanger heat extracted by the heat exchanger or this is supplied and this is first partially introduced into a heat exchanger or derived from this and the heat transfer in heat-conducting contact with a Heat storage is.

Aus dem Stand der Technik sind Schaltschrankkühlgeräte bekannt, die an einem Schaltschrankgehäuse angebaut sind. Innerhalb des Schaltschrankgehäuses sind elektronische Einbauten gehalten, die während ihres Betriebes Verlustwärme erzeugen. Diese Verlustwärme soll mittels der Kühlanordnung aus dem Bereich des Schaltschranks in den umgebenden Raum hinausgefördert werden um gleichbleibend ideale Betriebsbedingungen für die Elektronik zu erhalten. Die Schaltschrankkühlgeräte sind in der Regel nach dem Verdampferprinzip aufgebaut und weisen mithin einen Verdampfer und einen Verflüssiger auf. Durch diese Komponenten wird mittels eines Kompressors ein Kältemittel gepumpt. Im Innenkreislauf der Kühlanordnung ist der Verdampfer im Außenkreislauf der Verflüssiger angeordnet. Dementsprechend wird die im Schaltschrankinnenraum gehaltene Luft durch den Innenkreislauf gefördert. Der Außenkreislauf steht mit der Umgebung in Verbindung. Üblicherweise werden Schaltschrankkühlgeräte nach der maximalen Verlustleistung ausgelegt. Während des Betriebs des Schaltschrankes treten unterschiedliche Auslastungen auf. Beispielsweise werden während des Tag- und des Nachtbetriebes unterschiedliche Verlustleistungen entstehen. Auch ist abhängig von der Auslastung der an einen Schaltschrank angeschlossenen Maschinenkomponenten eine variierende Auslastung zu erwarten. Hinzu kommen Schwankungen der Umgebungstemperaturen. Aufgrund der Auslegung nach der maximalen Verlustleistung schaltet das Schaltschrankkühlgerät in den Phasen in denen eine niedrige Verlustwärme erzeugt wird häufig ein und aus, wodurch die Lebensdauer des Kühlgerätes beeinträchtigt wird.Cabinet cooling devices are known from the prior art, which are mounted on a control cabinet. Inside the control cabinet housing are installed electronic components that generate heat loss during their operation. This heat loss is to be conveyed out by means of the cooling arrangement from the area of the cabinet into the surrounding space in order to obtain consistently ideal operating conditions for the electronics. The cabinet cooling units are usually constructed according to the evaporator principle and therefore have an evaporator and a condenser. Through these components, a refrigerant is pumped by means of a compressor. In the inner circuit of the cooling arrangement, the evaporator is arranged in the outer circuit of the condenser. Accordingly, the air held in the cabinet interior is conveyed through the inner circuit. The external circuit communicates with the environment. Usually, cabinet cooling units are designed for the maximum power loss. During operation of the control cabinet, different loads occur. For example, different power losses will occur during daytime and nighttime operations. Depending on the capacity utilization of the machine components connected to a control cabinet, varying utilization is also to be expected. In addition, there are fluctuations in the ambient temperatures. Due to the design according to the maximum power loss, the control cabinet cooling device switches frequently on and off in the phases in which a low heat loss is generated, whereby the life of the cooling unit is impaired.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kühlanordnung der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, mit der ein energieeffizienter und effektiver Kühlbetrieb möglich wird.It is an object of the invention to provide a cooling arrangement of the type mentioned, with the energy-efficient and effective cooling operation is possible.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Wärmeüberträger mit einem im Wärmespeicher gehaltenen PCM-Material (Phase Change Material) in wärmeleitendem Kontakt steht. Das PCM-Material hat die Eigenschaft, dass es bei einer bestimmten Temperatur einen Aggregationszustand hat. Dann kann bei gleichbleibender Temperatur eine hohe Wärmeleistung in das PCM-Material eingebracht werden, bevor dieses in einen anderen Aggregatzustand wechselt. Bei der erfindungsgemäßen Kühlanordnung kann dann, wenn die erzeugte Verlustleistung der Elektronik im Schaltschrankinnenraum gering ist, das Kühlgerät weiter in Volllastbetrieb arbeiten und dabei den PCM-Speicher mit Kälteleistung versorgen; mithin also diesen aufladen. Anschließend steht das PCM-Material mit seiner Kühlleistung zur Verfügung, um den Schaltschrankinnenraum zu kühlen. Dabei kann beispielsweise die Kühlung bei ausgeschaltetem Kühlkreislauf erfolgen, mithin die Kühlung also allein aus dem PCM-Material erfolgen. Alternativ ist es auch denkbar, dass das Kühlgerät derart ausgelegt ist, dass es in seiner Leistung von der Kühlleistung des PCM-Speichers unterstützt wird, sodass diese beiden Kälteerzeuger gemeinsam die erforderliche Kälteleistung in dem zu kühlenden Raum bereitstellen. Auf diese Weise kann ein effektiver und energiesparender Betrieb der Kühlanordnung erreicht werden. Die Einschaltzyklen der eingesetzten Kühlgeräte werden zu Gunsten einer verlängerten Lebensdauer reduziert. Bei idealer Geräteauslegung konnte überraschenderweise eine Energie einsparung von 30–40% nachgewiesen werden.This object is achieved in that the heat exchanger is in thermally conductive contact with a held in the heat storage PCM material (Phase Change Material). The PCM material has the property of being aggregated at a certain temperature. Then, at a constant temperature, a high heat output can be introduced into the PCM material before it changes to a different state of aggregation. In the cooling arrangement according to the invention, when the generated power loss of the electronics in the cabinet interior space is low, the refrigerator can continue to operate in full load operation while supplying the PCM memory with cooling capacity; so charge it. Subsequently, the PCM material with its cooling capacity is available to cool the cabinet interior. In this case, for example, the cooling can be done with the cooling circuit switched off, thus the cooling so done solely from the PCM material. Alternatively, it is also conceivable that the cooling device is designed such that it is supported in its performance by the cooling capacity of the PCM memory, so that these two refrigerators together provide the required cooling capacity in the space to be cooled. In this way, an effective and energy-saving operation of the cooling arrangement can be achieved. The switch-on cycles of the cooling units used are reduced in favor of a longer service life. With ideal device design could surprisingly be detected energy savings of 30-40%.

Gemäß einer bevorzugten Erfindungsvariante kann es vorgesehen sein, dass als PCM-Material im Wärmespeicher ein Paraffin oder eine Materialmischung enthaltend Paraffin oder ein Hydratwasser (Sold Hydrate) verwendet ist. Dabei sollte dieses Material einen Phasenwechsel bezüglich der einzelnen Aggregatzustände von fest nach flüssig im Bereich zwischen 0 und 50°C, vorzugsweise zwischen 10 und 40°C ermöglichen. Damit wird ein Phasenwechsel bei üblichen Umgebungstemperaturen möglich.According to a preferred variant of the invention it can be provided that a paraffin or a material mixture containing paraffin or a water of hydration (sold hydrates) is used as the PCM material in the heat store. In this case, this material should allow a phase change with respect to the individual states of matter from solid to liquid in the range between 0 and 50 ° C, preferably between 10 and 40 ° C. This allows a phase change at normal ambient temperatures.

Eine erweiterte Funktionalität der Kühlanordnung ergibt sich dadurch, dass der Wärmeübertrager mit dem Wärmetauscher über eine Zuleitung in Kontakt steht, dass dem Wärmeüberträger über die Zuleitung ein Tauscherfluid zugeleitet ist und dass das Tauscherfluid im Anschluss an den Wärmeüberträger einem thermischen Verbraucher zugeleitet ist. Der thermische Verbraucher kann das im Anschluss an den Wärmeüberträger erwärmte Tauscherfluid spezifisch für seine Funktionalität nutzen.An extended functionality of the cooling arrangement results from the fact that the heat exchanger is in contact with the heat exchanger via a feed line, that an exchanger fluid is fed to the heat exchanger via the feed line and that the exchanger fluid is fed to a thermal consumer following the heat exchanger. The thermal consumer can specifically use the exchanged fluid heated after the heat exchanger for its functionality.

Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich für die Kühlanordnung dann, wenn vorgesehen ist, dass der Wärmeüberträger ein Leitungsbereich ist oder einen solchen aufweist, der durch das PCM-Material geführt ist und mit diesem in wärmeübertragendem Kontakt steht, und dass durch den Leitungsbereich das vom Wärmetauscher kommende Tauscherfluid geleitet ist. Im einfachsten Fall kann eine Leitungsschlange durch das PCM-Material geführt sein. Diese leitet dann im Leitungsbereich Wasser als Tauscherfluid.A particularly simple construction results for the cooling arrangement when it is provided that the heat exchanger is or has a line region which is guided by the PCM material and is in heat-transferring contact therewith, and that through the line region from the heat exchanger is passed next exchange fluid. In the simplest case, a line snake can be guided by the PCM material. This then conducts water in the line area as exchanger fluid.

Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante kann es vorgesehen sein, dass der Wärmeüberträger zumindest eine Heatpipe aufweist, die mit dem PCM-Material des Wärmespeichers in wärmeleitendem Kontakt steht. Über die Heatpipe kann ein effektiver Wärmeübertrag zwischen einem Tauscherfluid und dem PCM-Material erfolgen. Dabei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Heatpipe mit ihrem Verflüssigerbereich mit dem PCM-Material in Verbindung steht und/oder dass wenigstens eine Heatpipe vorgesehen ist, die mit ihrem Verdampferbereich im Kontakt mit dem PCM-Material steht. Bei einem Kontakt der Heatpipe im Bereich Ihres Kondensationsbereiches mit dem PCM-Material kann Wärmeenergie in das PCM-Material eingetragen werden, mithin also über diese Heatpipe Kälteleistung aus dem PCM-Speicher abgerufen werden. Bei Verwendung einer Heatpipe, die mit ihrem Verdampferbereich in Kontakt mit dem PCM-Material steht, wird dem PCM-Speicher Wärme entzogen, dieser mit Kälteleistung geladen. Bei Verwendung der beiden Heatpipearten kann wechselweise der PCM-Speicher geladen und auch wieder entladen werden. Alternativ lassen sich auch bidirektionale Heatpipes einsetzen. Diese Heatpipes, arbeiten aufgrund ihres speziellen Innenaufbaus lageunabhängig und dienen sowohl zum Laden, als auch Entladen des PCM-Materiales. Solche Heatpipes verfügen über eine kapillarartige Innenstruktur. According to an alternative embodiment, it can be provided that the heat exchanger has at least one heat pipe, which is in heat-conducting contact with the PCM material of the heat accumulator. The heat pipe can be used to effectively transfer heat between an exchange fluid and the PCM material. It may be provided, for example, that the heat pipe with its condenser is in communication with the PCM material and / or that at least one heat pipe is provided which is in contact with the PCM material with its evaporator region. If the heatpipe contacts the PCM material in the area of its condensation area, heat energy can be entered into the PCM material, ie it can be retrieved from the PCM storage via this heat pipe cooling capacity. When using a heat pipe that is in contact with the PCM material with its evaporator area, heat is withdrawn from the PCM store, which is charged with cooling power. When using the two heatpipes, the PCM memory can be alternately charged and discharged again. Alternatively, bidirectional heatpipes can also be used. Due to their special internal structure, these heatpipes work independently of position and serve both for loading and unloading the PCM material. Such heatpipes have a capillary-like internal structure.

Eine denkbare Erfindungsalternative ist dergestalt, dass der Wärmetauscher der Verdampfer eines Kühlgerätes ist, wobei der Verdampfer im Innenkreislauf des Kühlgerätes angeordnet ist, der räumlich getrennt von einem Außenkreislauf ist, in dem ein Kondensator angeordnet ist, wobei dem vom Verdampfer kommenden Luftstrom Wärmeleistung aus dem Wärmespeicher zugeleitet wird oder das dem vom Verdampfer kommenden Luftstrom Wärmeleistung entzogen und in den Wärmespeicher eingeleitet wird.A conceivable alternative to the invention is such that the heat exchanger is the evaporator of a refrigerator, wherein the evaporator is arranged in the inner circuit of the refrigerator, which is spatially separated from an outer circuit in which a capacitor is arranged, wherein the coming of the evaporator air flow heat output from the heat storage is fed or withdrawn from the coming of the evaporator air flow heat output and introduced into the heat storage.

Besonders bevorzugt ist die Kühlanordnung ein Schaltschrank-Kühlgerät. Hier lassen sich besonders hohe Energieeinsparungen erreichen. Alternativ kann die Kühlanordnung auch ein Freikühler sein, der zur Kühlung von Rechenzentren, Fabrikhallen, Bürogebäuden oder dergleichen eingesetzt wird. Die aktive Kühlung wird dabei nur dann benötigt, wenn die Außentemperaturen höher sind, als die geforderten Innentemperaturen im Raum. Die tiefen Nachttemperaturen werden dann genutzt um den PCM-Speicher aufzuladen. Im Tagbetrieb steht dann die Kühlleistung, insbesondere im Sommer zur Raumkühlung zur Verfügung.Particularly preferably, the cooling arrangement is a control cabinet cooling unit. Here you can achieve particularly high energy savings. Alternatively, the cooling arrangement may also be a free-cooling device used for cooling data centers, factory halls, office buildings or the like. Active cooling is only required if the outside temperatures are higher than the required indoor temperatures in the room. The low night temperatures are then used to charge the PCM memory. During daytime operation, the cooling capacity is available, especially in summer for room cooling.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it:

1 In perspektivischer Seitenansicht und im Schnitt ein Schaltschrank mit einer angebauten Kühlanordnung, 1 In a perspective side view and in section, a control cabinet with an attached cooling arrangement,

2 In schematischer Darstellung einen Freiluftkühler mit Heatpipes und 2 In a schematic representation of an outdoor cooler with heat pipes and

3 eine alternative Ausgestaltung eines Freiluftkühlers 3 an alternative embodiment of an outdoor cooler

1 zeigt ein Kühlgerät 10, dass an einen Schaltschrank 40 angebaut ist. Das Kühlgerät 10 weist einen Innenkreislauf auf innerhalb dem ein Ventilator 16, ein Verdampfer 17, ein Wärmeüberträger 20 und ein Wärmespeicher 21 angeordnet sind. Der Innenkreislauf weist einen Lufteinlass 18 und einen Luftauslass 19 auf. Über den Lufteinlass 18 wird Luft aus dem Innenraum des Schaltschrankes 40 in den Bereich des Innenkreislaufes gefördert. Dabei wird diese Luft mittels des Ventilators 16 angesaugt, über den Verdampfer 17 geleitet und daran abgekühlt. Das Kühlgerät 10 weist weiterhin zur Ergänzung des Kältekreislaufes einen Außenkreis auf. In diesem Außenkreis sind ein Verflüssiger 12, ein Ventilator 13 und ein Kompressor 11 angeordnet. Der Kompressor 11 fördert Kühlmittel durch den Verflüssiger 12 und den Verdampfer 17. Der Ventilator 13 des Außenkreislaufes saugt Luft aus der Umgebung kommend über einen Einlass 14 ein und fördert diesen über den Verflüssiger 12. An dem Verflüssiger 12 erwärmt sich die Luft und wird dann über den Auslass 15 wieder in die Umgebung abgegeben. 1 shows a cooling unit 10 that to a control cabinet 40 is grown. The refrigerator 10 has an internal circuit inside which a fan 16 , an evaporator 17 , a heat exchanger 20 and a heat storage 21 are arranged. The inner circuit has an air inlet 18 and an air outlet 19 on. About the air intake 18 Air is released from the interior of the control cabinet 40 promoted in the area of the internal circulation. In the process, this air is generated by means of the fan 16 sucked over the evaporator 17 passed and cooled. The refrigerator 10 also has an external circuit to supplement the refrigeration cycle. In this outer circle are a condenser 12 , a fan 13 and a compressor 11 arranged. The compressor 11 pumps coolant through the condenser 12 and the evaporator 17 , The ventilator 13 the outer circuit sucks in air from the environment via an inlet 14 and promotes this via the liquefier 12 , At the condenser 12 the air heats up and then passes over the outlet 15 returned to the environment.

Nachdem die Luft des Innenkreislaufes den Verdampfer 17 passiert hat, wurde sie deutlich abgekühlt. Sie wird dann über den Wärmeüberträgen 20 geleitet. Der Wärmeüberträger 20 weist mehrere bidirektionale Heatpipes 22 auf. Die Heatpipes 22 stehen zum einen mit dem Wärmeüberträger 20 und zum anderen mit einem Wärmespeicher 21 in wärmeleitender Verbindung. In dem Wärmespeicher 21 ist als PCM-Material Paraffin gehalten. Wenn die vom Verdampfer kommende Luft über den Wärmeüberträger 20 geleitet wird, nimmt sie Wärme der Heatpipes 22 auf. Hierdurch erwärmt sich die Luft. Dabei ist die Erwärmung so gesteuert, dass die aus dem Luftauslass 19 austretende Luft noch ein ausreichendes thermisches Niveau aufweist, um den Innenraum des Schaltschrankes 40 zu kühlen. Dadurch dass die Heatpipes 22 Wärme an den Luftstrom abgeben, wird dem Wärmespeicher 21 und damit dem PCM-Material Wärme entzogen. Dieser Wärmeentzug führt dazu, dass der PCM-Speicher geladen wird, wobei im vollständig geladenen Zustand das PCM-Material in fester Form vorliegt. Es sind nun verschiedene Anwendungen des Wärmespeichers 21 möglich. Beispielsweise kann bei ausgeschaltetem Kältekreislauf der Ventilator 16 weiter betrieben werden. Hierdurch wird Luft des Schaltschrankinnenraumes über den Wärmeüberträger 22 geführt. Über die Heatpipes wird Wärmeenergie des Luftstromes in den Wärmespeicher 21 eingetragen und die Luft damit gekühlt. Diese Luft steht dann am Luft-Auslass 19 zur Kühlung des Schaltschrankinnenraumes zur Verfügung.After the air of the inner circulation the evaporator 17 happened, it was significantly cooled. It will then over the heat transfer 20 directed. The heat exchanger 20 has several bidirectional heatpipes 22 on. The heatpipes 22 are on the one hand with the heat exchanger 20 and on the other hand with a heat storage 21 in thermally conductive connection. In the heat storage 21 is held as a PCM material paraffin. When the coming of the evaporator air over the heat exchanger 20 it takes heat from the heatpipes 22 on. This heats the air. The heating is controlled so that the air outlet 19 Exiting air still has a sufficient thermal level to the interior of the cabinet 40 to cool. Because of the heatpipes 22 Heat to the air stream, is the heat storage 21 and thus deprived of heat to the PCM material. This heat extraction causes the PCM memory to charge, with the PCM material in solid state when fully charged. There are now various applications of the heat storage 21 possible. For example, when the refrigeration cycle is switched off, the fan 16 continue to operate. As a result, air of the cabinet interior via the heat exchanger 22 guided. The heatpipes heat energy of the air flow in the heat storage 21 entered and the air cooled with it. This air is then at the air outlet 19 for cooling the cabinet interior.

Alternativ kann die Auslegung des Kältekreislaufes auch derart gewählt werden, dass bei maximaler im Schaltschrankinnenraum anstehender Verlustleistung die durch den Innenkreis geführte Luft nicht mehr im ausreichenden Maße an dem Verdampfer 17 gekühlt werden kann. Dann unterstützt der Wärmespeicher 21 die Kühlung in dem dem Luftstrom nach dem Verdampfer 17 am Wärmeüberträger 22 zusätzlich Wärme entzogen wird. Mithin kann also die Leistung des Kältekreislaufes reduziert ausgelegt werden, wobei bei Volllastbetrieb des Schaltschrankes der Wärmespeicher 21 unterstützend kühlend wirkt. Im Teillastbetrieb der elektronischen Einbauten im Schaltschrank 40 wird dann keine Unterstützung des Wärmespeichers 21 benötigt. Der Verdampfer 17 schafft alleine die ausreichende Kühlung und lädt zudem den Wärmespeicher 21 auf.Alternatively, the design of the refrigeration cycle can also be chosen such that at maximum in the cabinet interior pending power loss, the guided through the inner circle air is no longer sufficient extent to the evaporator 17 can be cooled. Then the heat storage supports 21 the cooling in the air flow after the evaporator 17 on the heat exchanger 22 additional heat is removed. Thus, therefore, the performance of the refrigeration cycle can be designed reduced, wherein at full load operation of the control cabinet of the heat storage 21 supportive cooling acts. In partial load operation of the electronic installations in the control cabinet 40 then no support of the heat storage 21 needed. The evaporator 17 alone provides sufficient cooling and also loads the heat storage 21 on.

In 2 ist eine alternative Ausgestaltungsvariante der Erfindung gezeigt. 2 zeigt in schematischer Darstellung einen Freikühler, wie er beispielsweise zur Kühlung vor eines Bürogebäudes Verwendung finden kann. 2 zeigt die Verwendung eines Wärmetauschers 17, dem ein Ventilator 16 zugeordnet ist. Der Ventilator 16 fördert Luft über den Wärmetauscher 17. Der Wärmetauscher 17 ist als Luft-Wasserwärmetauscher ausgelegt. Der Wasserkreislauf weist eine Zuleitung 23 und eine Ableitung 24 auf. Die Zuleitung 23 führt zu einem Wärmeüberträger 20, der über die Heatpipes 22 mit einem Wärmespeicher 21 in Verbindung steht. Die Heatpipes 22 sind als bidirektionale Heatpipes 22 ausgebildet. Die Konzeption des Wärmespeichers 21 und des Wärmeüberträgers 20 mit seinen Heatpipes 22 entspricht der Ausgestaltung gemäß 1, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen werden kann. Im Anschluss an den Wärmeüberträger 20 ist die Zuleitung 23 an einen Verbraucher 30 angeschlossen. Der Wasserkreislauf ist im Anschluss an den Verbraucher 30 über die Ableitung 24 wieder an den Wärmetauscher 17 angeschlossen. Während des Nachtbetriebes des Freiluftkühlers wird die Umgebungsluft mit einer relativ niedrigen Temperatur (beispielsweise 20°C) mittels des Ventilators 16 über den Wärmetauscher 17 gefördert. Dementsprechend wird das im Wasserkreislauf geführte Wasser auf eine entsprechende Temperatur gekühlt. Dieses gekühlte Wasser wird über die Zuleitung 23 dem Wärmeüberträger 20 zugeleitet. Die Heatpipes tauschen Wärme aus dem Wärmespeicher 21 in den Wasserkreislauf ab. Mithin wird also das im Wärmekreislauf geführte Wasser am Wärmeüberträger 20 erwärmt. Im Wärmespeicher 21 kann ein Wärmeentzug erfolgen, bis ein Phasenwechsel des PCM-Materiales stattfindet. Damit wird Kälteleistung im Wärmespeicher 21 gespeichert. Das von dem Wärmeüberträger 20 kommende erwärmte Wasser kann in einem Verbraucher, beispielsweise einer Heizung oder dergleichen genutzt werden. Anschließend wird das Wasser wieder über die Ableitung 24 dem Wärmetauscher zugeführt.In 2 an alternative embodiment variant of the invention is shown. 2 shows a schematic representation of a free cooler, such as can be used, for example, for cooling in front of an office building use. 2 shows the use of a heat exchanger 17 which has a fan 16 assigned. The ventilator 16 delivers air through the heat exchanger 17 , The heat exchanger 17 is designed as an air-water heat exchanger. The water cycle has a supply line 23 and a derivative 24 on. The supply line 23 leads to a heat exchanger 20 that about the heatpipes 22 with a heat storage 21 communicates. The heatpipes 22 are called bidirectional heatpipes 22 educated. The conception of the heat storage 21 and the heat exchanger 20 with his heatpipes 22 corresponds to the embodiment according to 1 , so that reference can be made to avoid repetition of the above statements. Following the heat exchanger 20 is the supply line 23 to a consumer 30 connected. The water cycle is following the consumer 30 about the derivative 24 back to the heat exchanger 17 connected. During the nighttime operation of the outdoor cooler, the ambient air at a relatively low temperature (for example, 20 ° C) by means of the fan 16 over the heat exchanger 17 promoted. Accordingly, the water guided in the water cycle is cooled to an appropriate temperature. This cooled water is supplied via the supply line 23 the heat exchanger 20 fed. The heatpipes exchange heat from the heat storage 21 into the water cycle. Thus, therefore, the guided in the heat cycle water at the heat exchanger 20 heated. In the heat storage 21 Heat extraction can take place until a phase change of the PCM material takes place. This is cooling capacity in the heat storage 21 saved. That of the heat exchanger 20 incoming heated water can be used in a consumer, such as a heater or the like. Subsequently, the water is returned via the drain 24 fed to the heat exchanger.

Im Tagbetrieb, wenn also beispielsweise erhöhte Temperaturen vorliegen, wird die warme Luft, beispielsweise aus dem Innenraum eines Gebäudes über den Wärmetauscher 17 geführt. Die warme Luft erwärmt das im Wasserkreislauf geführte Wasser, sodass warmes Wasser an der Zuleitung 23 ansteht und zum Wärmeüberträger 20 geleitet ist. Mit dem bidirektional arbeitenden Heatpipes 22 wird dann auf umgekehrtem Weg Wärme in den Wärmespeicher 21 eingetragen, wobei sich dieser kontinuierlich erwärmt bis das PCM-Material seinen Phasenwechsel durchführt und auf eine entsprechende Temperatur angehoben wird. Dabei wird dem warmen Wasser, kommend von der Zuleitung 23, Wärme entzogen. Dieses so gekühlte Wasser kann dann zur Kühlung des angeschlossenen Innenraumes, beispielsweise Bürogebäudes genutzt werden.In daytime operation, ie when, for example, elevated temperatures are present, the warm air, for example, from the interior of a building via the heat exchanger 17 guided. The warm air heats the water in the water cycle, so that warm water at the supply line 23 pending and the heat exchanger 20 is headed. With the bidirectional heatpipes 22 then heat is transferred to the heat storage in the opposite way 21 registered, with this continuously heated until the PCM material performs its phase change and is raised to a corresponding temperature. This is the warm water, coming from the supply line 23 , Heat extracted. This so cooled water can then be used to cool the connected interior, such as office building.

3 zeigt eine weiter alternative Ausgestaltungsvariante des Freikühlers nach 2. Dabei entspricht der Aufbau des Freikühlers im Wesentlichen dem gemäß 2. Auf die übereinstimmenden Bezugszeichen und dazugehörigen Ausführungen wird daher zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen. Nachfolgend wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen. Vorliegend ist wieder ein Wärmespeicher 21 enthaltend ein PCM-Material verendet. Im Gegensatz zu der 2 sind nun keine Heatpipes 22 verwendet, sondern es ist das PCM-Material von einem Leitungsabschnitt 25 der Zuleitung 23 mäanderförmig durchzogen. Dieser Leitungsabschnitt 25 steht in wärmeübertragendem Kontakt mit dem PCM-Material. Damit erfolgt das Laden und Entladen des Wärmespeichers 21 direkt über den Leitungsabschnitt 25. 3 shows a further alternative embodiment variant of the free cooler after 2 , In this case, the structure of the free cooler substantially corresponds to the according 2 , Reference is made to the corresponding reference numerals and associated embodiments to avoid repetition. In the following, only the differences will be discussed. In the present case is again a heat storage 21 containing a PCM material died. Unlike the 2 are not heatpipes 22 but it is the PCM material from a pipe section 25 the supply line 23 crossed meandering. This line section 25 is in heat transfer contact with the PCM material. This is the loading and unloading of the heat storage 21 directly over the pipe section 25 ,

Claims (9)

Kühlanordnung mit einem Wärmetauscher (17), dem ein Wärmetransportfluid zugeführt ist, wobei mittels des Wärmetausches (17) dem Wärmetransportfluid Wärme entzogen oder diesem zugeführt wird, wobei diese Wärme zumindest teilweise in einen Wärmeüberträger (22) eingeleitet oder aus diesem entnommen wird, und wobei der Wärmeüberträger (22) in wärmeleitenden Kontakt mit einem Wärmespeicher (21) steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeüberträger (22) mit einem im Wärmespeicher (21) gehaltenen PCM-Material in wärmeleitendem Kontakt steht.Cooling arrangement with a heat exchanger ( 17 ) to which a heat transfer fluid is supplied, wherein by means of the heat exchange ( 17 ) the heat transfer fluid heat is withdrawn or supplied to this heat, wherein this heat at least partially into a heat exchanger ( 22 ) is introduced or removed therefrom, and wherein the heat exchanger ( 22 ) in heat-conducting contact with a heat storage ( 21 ), characterized in that the heat exchanger ( 22 ) with one in the heat storage ( 21 ) held PCM material is in heat-conducting contact. Kühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das PCM-Material im Wärmespeicher (21) ein Paraffin oder eine Material-Mischung enthaltend Paraffin oder ein Hydratwasser ist.Cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the PCM material in Heat storage ( 21 ) is a paraffin or a material mixture containing paraffin or a water of hydration. Kühlanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeüberträger (22) mit dem Wärmetauscher über eine Zuleitung (23) im Kontakt steht, dass dem Wärmeüberträger (22) über die Zuleitung (23) ein Tauscherfluid zugeleitet ist, und dass das Tauscherfluid im Anschluss an den Wärmeüberträger (22) einem thermischen Verbraucher (30) zugeleitet ist.Cooling arrangement according to claim 1 or claim 2, characterized in that the heat exchanger ( 22 ) with the heat exchanger via a supply line ( 23 ) in contact that the heat exchanger ( 22 ) via the supply line ( 23 ) is supplied to an exchange fluid, and that the exchange fluid after the heat exchanger ( 22 ) a thermal consumer ( 30 ). Kühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeüberträger ein Leitungsbereich ist oder einen solchen aufweist, der durch das PCM-Material geführt ist und mit diesem in wärmeübertragendem Kontakt steht, und dass durch den Leitungsbereich das vom Wärmetauscher (17) kommende Tauscherfluid geleitet ist.Cooling arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat exchanger is or has a line region which is guided by the PCM material and is in heat-transferring contact therewith, and that by the line region of the heat exchanger ( 17 ) coming exchange fluid is passed. Kühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeüberträger (22) zumindest eine Heatpipe (22) aufweist, die mit dem PCM-Material des Wärmespeichers im wärmeleitenden Kontakt steht.Cooling arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heat exchanger ( 22 ) at least one heat pipe ( 22 ), which is in heat-conducting contact with the PCM material of the heat accumulator. Kühlanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeüberträger (22) wenigstens eine Heatpipe (22) aufweist, die mit ihrem Kondensationsbereich im wärmeleitenden Kontakt mit dem PCM-Material steht und/oder dass wenigstens eine Heatpipe (22) vorgesehen ist, die mit ihrem Verdampferbereich im wärmeleitenden Kontakt mit dem PCM-Material steht.Cooling arrangement according to claim 5, characterized in that the heat exchanger ( 22 ) at least one heat pipe ( 22 ) which is in heat-conducting contact with the PCM material with its condensation region and / or that at least one heat pipe ( 22 ) is provided, which is in thermal contact with the PCM material with its evaporator region. Kühlanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heatpipe (22) eine bidirektionale Heatpipe (22) ist.Cooling arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the heat pipe ( 22 ) a bidirectional heat pipe ( 22 ). Kühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (17) der Verdampfer eines Kühlgerätes ist, wobei der Verdampfer im Innenkreislauf des Kühlgerätes angeordnet ist, der räumlich getrennt von einem Außenkreislauf ist, in dem ein Kondensator angeordnet ist, wobei dem vom Verdampfer kommenden Luftstrom Wärmeenergie aus dem Wärmespeicher (21) zugeleitet wird oder dass dem vom Verdampfer kommenden Luftstrom Wärmeenergie entzogen und in den Wärmespeicher eingeleitet wird.Cooling arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the heat exchanger ( 17 ) is the evaporator of a refrigerator, wherein the evaporator is arranged in the inner circuit of the refrigerator, which is spatially separated from an outer circuit in which a capacitor is arranged, wherein the coming of the evaporator air flow heat energy from the heat storage ( 21 ) or that the coming of the evaporator air stream heat energy withdrawn and is introduced into the heat storage. Kühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlanordnung ein Schaltschrank-Kühlgerät ist.Cooling arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cooling arrangement is a cabinet cooling device.
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