DE19629595A1 - Vorrichtung zur Klimatisierung wenigstens einer in einem Schaltschrank angeordneten Batterie - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Klimatisie­ rung wenigstens einer in einem Schaltschrank angeord­ neten Batterie, wobei die wenigstens eine Batterie in einem durch ein erstes Heizmittel beheizbaren Batterie­ raum angeordnet ist, der von einem elektrische Bauteile enthaltenden, durch ein zweites Heizmittel beheizbaren Systemraum des Schaltschranks getrennt und weitestge­ hend thermisch entkoppelt ist.

Derartige Schaltschränke dienen beispielsweise als Kabelverteilerzentralen im Nachrichten- und Fernmelde­ wesen oder auch zur Aufnahme von Schaltungssystemen für Verkehrsleitsysteme u. dgl. Die Schaltschränke sind meistens im Freien, beispielsweise am Straßenrand aufgestellt.

Zur Netzausfallüberbrückung sind Batterien vorgesehen, beispielsweise Bleiakkumulatoren, die im Schaltschrank angeordnet sind.

Um diese Batterien einerseits insbesondere bei hohen Außentemperaturen vor Übertemperaturen zu schützen, die durch die elektrischen Bauteile erzeugt werden könnten, ist eine thermische Entkopplung der elektrischen Bauteile von den Batterien notwendig. Diese Entkopplung wird dadurch bewerkstelligt, daß die elektrischen Bauteile in dem Systemraum angeordnet sind, während die Batterien in dem von dem Systemraum getrennten und weitestgehend thermisch entkoppelten Batterieraum angeordnet sind.

Andererseits können Funktionsprobleme bei Temperaturen unterhalb 0°C entstehen. Diese können sowohl durch die im Systemraum angeordneten elektrischen Bauteile als auch durch die im Batterieraum angeordneten Batterien hervorgerufen werden. Daher sind bei bekannten Schalt­ schränken sowohl der Batterieraum durch ein erstes Heizmittel als auch der Systemraum durch ein zweites Heizmittel separat beheizbar, um eine zuverlässige Funktion sowohl der elektrischen Bauelemente als auch der Batterien bei Temperaturen unterhalb 0°C zu gewährleisten.

Nachteilig bei derartigen Schaltschränken ist nun, daß aufgrund der aus den oben erwähnten Gründen erforderli­ chen thermischen Entkopplung des Systemraums von dem Batterieraum zwei getrennte Heizmittel notwendig sind, um den Systemraum und den Batterieraum getrennt voneinander zu beheizen, obwohl in den meisten Fällen praktisch immer gleichzeitig eine Beheizung des Systemraums und des Batterieraums erfolgen muß. Durch diese beiden zusätzlichen Heizungen wird der gesamte Schaltschrank störanfälliger, da beispielsweise beim Ausfall einer Heizung die andere Heizung deren Funktion aufgrund der thermischen Entkopplung des Systemraums vom Batterieraum nicht mit übernehmen kann. Außerdem erfordert ein solcher Schaltschrank aufgrund der beiden getrennten Heizungen einen beträchtlichen Energiebe­ darf. Darüber hinaus bedingt ein derartiger Schalt­ schrank aufgrund der beiden getrennten Heizungen eine aufwendigere und damit auch teurere Herstellung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Klimatisierung wenigstens einer in einem Schaltschrank angeordneten Batterie der gattungs­ gemäßen Art derart zu verbessern, daß mit einem möglichst geringen Aufwand an Heizmitteln eine wir­ kungsvolle Beheizung sowohl des Systemraums als auch des Batterieraums bei einer gleichzeitig weitestgehen­ den thermischen Entkopplung der beiden Räume ermöglicht wird.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Klimati­ sierung wenigstens einer in einem Schaltschrank angeordneten Batterie der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das er- Heiz­ mittel ein ansteuerbares Luftumwälzmittel ist, welches die in dem Systemraum eingeschlossene und gegebenen­ falls von dem zweiten Heizmittel aufgeheizte Luft in dem Batterieraum umwälzt.

Die Ausbildung des ersten Heizmittels als ansteuerbares Luftumwälzmittel, welches die in dem Systemraum eingeschlossene und gegebenenfalls von dem zweiten Heizmittel aufgeheizte Luft in dem Batterieraum umwälzt hat den besonders großen Vorteil, daß bei einer weitestgehenden thermischen Entkopplung von Batterie­ raum und Systemraum eine wirkungsvolle Aufheizung des Batterieraums ermöglicht wird, ohne daß ein zusätzli­ ches, im Batterieraum angeordnetes Heizmittel erforder­ lich ist. Durch den Wegfall eines in dem Batterieraum angeordneten zusätzlichen separaten Heizmittels, beispielsweise in Form einer Heizmatte u. dgl., wird die gesamte Vorrichtung zur Klimatisierung störungssiche­ rer, energieschonender und ermöglicht eine technisch einfachere und damit kostengünstigere Herstellung.

Als Luftumwälzmittel können rein prinzipiell die unterschiedlichsten Ausführungsformen zur Anwendung kommen. Eine technisch besonders einfache Ausführungs­ form des Luftumwälzmittels sieht einen in einer Trennwand zwischen dem Batterieraum und dem Systemraum angeordneten ansteuerbaren Lüfter und wenigstens eine entfernt von diesem in der Trennwand angeordnete Lufteinlaßöffnung vor. Durch den Lüfter und die Lufteinlaßöffnung wird ein geschlossener Kreislauf von aus dem Systemraum durch den Batterieraum gewälzter und vom Batterieraum in den Systemraum wieder zurückgeführ­ ter Luft ermöglicht.

Hinsichtlich der Ausbildung der Lufteinlaßöffnung selbst sind die unterschiedlichsten Ausführungsformen denkbar. Insbesondere hinsichtlich einer besonders guten thermischen Entkopplung des Systemraums von dem Batterieraum ist jedoch vorgesehen, daß die Lufteinlaß­ öffnung eine Mehrzahl von eng beieinanderliegenden kleinen Öffnungen umfaßt. Auf diese Weise wird zum einen eine besonders wirkungsvolle thermische Entkopp­ lung, insbesondere bei hohen Temperaturen im Systemraum ermöglicht, zum anderen wird aber auch eine effektive Ansaugung der im Systemraum eingeschlossenen Luft durch den Lüfter in den Batterieraum ermöglicht.

Der Lüfter kann rein prinzipiell auf die unterschied­ lichste Art und Weise angesteuert werden. Vorzugsweise wird der Lüfter jedoch abhängig von einer vorgegebenen Temperatur angesteuert, welche im Batterieraum und/oder Systemraum erfaßt wird. Durch diese Art und Weise der Ansteuerung des Lüfters abhängig von der Temperatur im Systemraum/Batterieraum wird sichergestellt, daß der Lüfter immer nur dann in Betrieb ist, wenn die Tempera­ tur im Batterieraum einen vorgegebenen Wert unter- /überschreitet, beispielsweise 0°C unterschreitet.

Hinsichtlich des in dem Systemraum angeordneten zweiten Heizmittel kommen die unterschiedlichsten Ausführungs­ formen in Betracht. So kann dieses Heizmittel bei­ spielsweise eine in dem Systemraum angeordnete regel­ bare Heizmatte sein.

Die Regelung der Heizmatte erfolgt dabei vorzugsweise abhängig von einer vorgegebenen Temperatur, welche im Systemraum und/oder im Batterieraum erfaßt wird.

Darüber hinaus ist es aber auch möglich, den Lüfter immer dann zu betreiben, wenn das zweite Heizmittel eingeschaltet ist.

Auf diese Weise wird der Batterieraum zusammen mit dem Systemraum beheizt, was praktisch immer erforderlich ist, da bei Unterschreiten einer Temperatur nicht nur die elektrischen Bauteile im Systemraum, sondern auch die Batterien im Batterieraum Funktionsstörungen unterliegen können.

Zeichnung

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines in der Figur darge­ stellten Ausführungsbeispiels.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Wie in der Figur dargestellt, umfaßt ein beispielsweise im Freien aufgestellter Schaltschrank 10, der bei­ spielsweise eine Kabelverteilzentrale für das Nachrich­ ten- oder Fernmeldewesen beinhaltet, einen Systemraum 11, in dem (nicht dargestellte) elektrische Bauteile in Form von Systemeinsätzen 30 angeordnet sind und einen beispielsweise im Sockel des Schaltschranks 10 vor­ gesehenen Batterieraum 14 in dem Batterien 20, bei­ spielsweise Bleiakkumulatoren, angeordnet sind. Der Systemraum 11 ist von dem Batterieraum 14 durch eine Trennwand 16 getrennt und von diesen weitestgehend thermisch entkoppelt. Auf diese Weise wird beispiels­ weise bei einer Überhitzung der elektrischen Bauteile im Systemraum 11 bei hohen Außen-Temperaturen verhin­ dert, daß eine Überhitzung der in dem Batterieraum 14 angeordneten Batterien 20 hervorgerufen wird.

Das erste Heizmittel zur Beheizung des Batterieraums 14 wird durch einen Lüfter 60 gebildet, der in der Trennwand 16 angeordnet ist und eine entfernt von diesem Lüfter 60 angeordnete Lufteinlaßöffnung 62, die durch eine Mehrzahl von eng beieinanderliegenden kleinen Öffnungen gebildet ist. Der Lüfter 60 und die Lufteinlaßöffnung 62 bilden zusammen ein Luftumwälz­ mittel 64, welches Luft aus dem Systemraum 11 in den Batterieraum 14 absaugt, über die Batterien 20 leitet und durch den Lüfter wieder in den Systemraum 11 zurückbläst. Durch dieses Luftumwälzmittel 64 wird somit ein geschlossener Luftkreislauf vom Systemraum 11 in den Batterieraum 14 und zurück in den Systemraum 11, wie in der Figur anhand des Pfeiles A dargestellt, ermöglicht.

Der Lüfter 60 ist dabei abhängig von einer im System­ raum 11 und/oder Batterieraum 14 auf an sich bekannte Weise durch eine (nicht dargestellte) Temperatursonde erfaßten Temperatur ansteuerbar. So kann der Lüfter 60 immer dann eingeschaltet werden, wenn die Temperatur im Batterieraum 14 unter einen vorgegebenen Wert, bei­ spielsweise 0°C, sinkt. Auf diese Weise kann bei­ spielsweise bereits die Abwärme der in dem Systemraum 11 angeordneten elektrischen Bauteile zur Heizung des Batterieraums 14 verwendet werden.

Darüber hinaus kann der Lüfter 60 aber auch immer dann eingeschaltet werden, wenn ein zweites, im Systemraum 11 angeordnetes Heizmittel 50, beispielsweise eine Heizmatte, eingeschaltet ist. Auf diese Weise kann dieses Heizmittel 50 sowohl zur Heizung des Systemraums 11 als auch zur Heizung des Batterieraums 14 verwendet werden.

Das zweite Heizmittel 50 ist temperaturabhängig regelbar. Beispielsweise wird es immer dann in Betrieb genommen, wenn die Temperatur im Systemraum unter einen vorgegebenen Wert, etwa 0°C, sinkt, da in diesem Fall kein funktionssicherer Betrieb der elektrischen Bauteile 30 gewährleistet ist.

Schließlich kann auch ohne Inbetriebnahme des ersten Heizmittels 50 durch den Lüfter 60 und die Lufteinlaß­ öffnung 62 eine Umwälzung der Luft in dem Schaltschrank 10 und dadurch beispielsweise auch eine Kühlung bei hohen Temperaturen im Schaltschrank aufgrund hoher Umgebungstemperaturen erzielt werden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Klimatisierung wenigstens einer in einem Schaltschrank (10) angeordneten Batterie (20), wobei die wenigstens eine Batterie (20) in einem durch ein erstes Heizmittel beheizbaren Batterieraum (14) angeordnet ist, der von einem elektrische Bauteile (30) enthaltenden, durch ein zweites Heizmittel (50) beheizbaren Systemraum (11) getrennt und weitestgehend thermisch entkop­ pelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Heizmittel ein ansteuerbares Luftumwälzmittel (64) ist, welches die in dem Systemraum (11) einge­ schlossene und gegebenenfalls von dem zweiten Heizmittel (50) aufgeheizte Luft über den Batte­ rieraum (14) umwälzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Luftumwälzmittel (64) ein in einer Trennwand (16) zwischen dem Batterieraum (14) und dem Systemraum (11) angeordneten ansteuerbaren Lüfter (60) und wenigstens eine entfernt von diesem in der Trennwand (16) angeordnete Luftein­ laßöffnung (62) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lufteinlaßöffnung (62) eine Mehrzahl von eng beieinanderliegenden, kleinen Öffnungen umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (60) abhängig von einer vorgegebenen Temperatur, welche im Batterie­ raum (14) und/oder Systemraum (11) erfaßt wird, ansteuerbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Heizmittel (50) eine im Systemraum (11) angeord­ nete, regelbare Heizmatte ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Heizmatte abhängig von der im System­ raum (11) und/oder im Batterieraum (14) erfaßten′ Temperatur regelbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (60) immer dann in Betrieb ist, wenn das zweite Heizmittel (50) eingeschaltet ist.