DE3314069A1 - Refrigerating unit for a closed apparatus, especially for a switch cabinet - Google Patents
Refrigerating unit for a closed apparatus, especially for a switch cabinetInfo
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Abstract
Description
Kühlaggregat für ein geschlossenes Gerät, insbesondere fürCooling unit for a closed device, especially for
einen Schaltschranka control cabinet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlaggregat gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a cooling unit according to the Preamble of claim 1.
Für Schalt schranke und ähnliche elektrische oder elektronische, geschlossene Geräte, welche im Betrieb eine bestimmte Verlustwärme erzeugen, sind als Zusatzeinrichtung vorgesehene Kühlaggregate der genannten Art bekannt. Sie werden hierbei seitlich, unten oder oben am Schaltschrank befestigt und wälzen die im Schaltschrank eingeschlossene Luftmenge über den eigentlichen Kälteerzeuger des Kühlaggregats, d.h. seinen Verdampfer, zur Herabsetzung der Innentemperatur des Schaltschranks um.For control cabinets and similar electrical or electronic, Closed devices, which generate a certain amount of heat loss during operation, are provided as additional equipment Cooling units of the type mentioned are known. They are attached to the side, bottom or top of the control cabinet and circulate the amount of air trapped in the control cabinet over the actual cold generator of the cooling unit, i.e. its evaporator to reduce the internal temperature of the control cabinet.
Nachteilig an den Kühlaggregaten dieser Art ist die Ausbildung der Luftführung, nämlich der Führung der zur Kühlung des Kondensators herangezogenen Umgebungsluft und/oder derThe disadvantage of the cooling units of this type is the design of the air duct, namely the duct for cooling the condenser used ambient air and / or the
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Führung der umgewälzten Luft des Innern des Schaltschrank^. Bekannte Kühlaggregate lassen sich oft nicht an jedem beliebigen Schaltschrank, an jedem in einem Raum bezüglich der Raumwände und der Raumdecke beliebig aufgestellten Schaltschrank oder an mehreren9 direkt nebeneinander aufgestellten Schaltschränken anbringen, ohne dass zufolge der nicht optimalen Luftführung eine Herabsetzung der Kühlleistung in Kauf zu nehmen »rare. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die Umgebungstemperatur relativ hoch ist, beispielsweise über 50° C.Guiding the circulated air inside the control cabinet ^. Known cooling units can often not be attached to any control cabinet, any control cabinet set up in any room with respect to the room walls and ceiling, or to several 9 control cabinets set up directly next to each other without having to accept a reduction in the cooling capacity due to the non-optimal air flow “Rare. This is especially the case when the ambient temperature is relatively high, for example above 50 ° C.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Kühlaggregat der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Kühlleistung weder durch die Ausbildung des Schaltschranks noch durch die Gestalt des Raums,, in welchem der Schaltschrank oder ein anderes geschlossenes Gerät aufgestellt ist, und seine Begrenzungen fühlbar herabgesetzt wird.The object of the invention is to provide a cooling unit of the type mentioned at the beginning Art to create, whose cooling capacity neither by the Formation of the control cabinet still through the shape of the room, in which the control cabinet or another closed one Device is set up and its limitations are noticeably reduced.
Erfindungsgemäss weist das Kühlaggregat die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf.According to the invention, the cooling unit has the in the characterizing Part of claim 1 cited features.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:An embodiment of the subject invention is shown below explained with reference to the drawings. Show it:
Pig. 1 eine schematische Seitenansicht des Kühlaggregats bei abgenommener Seitenwand,Pig. 1 a schematic side view of the cooling unit with the side wall removed,
Fig. 2 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, auf eine der Schmalseiten des Kühlaggregats der Fig. 1,Fig. 2 is a view, partly in section, of one of the Narrow sides of the cooling unit of Fig. 1,
Fig. 3 eine Drausicht auf die Oberseite eines für die Montage des Kühlaggregats der Fig. 1 vorbereiteten Schaltschranks,3 shows a top view of the top of a unit prepared for mounting the cooling unit of FIG. 1 Control cabinet,
Fig. 4 eine Vorderansicht von mehreren nebeneinanderstehenden, mit Kühlaggregaten gemäss Fig. 1 versehenen Schaltschränken, undFIG. 4 shows a front view of a plurality of juxtaposed devices provided with cooling units according to FIG. 1 Control cabinets, and
Fig. 5 ein Schema des Kältemittelkreislaufs des Kühlaggregats der Fig. 15 shows a diagram of the refrigerant circuit of the cooling unit of Fig. 1
Gemäss Fig. 1 und 2 weist das vorliegende Kühlaggregat ein bis auf noch zu beschreibende Luftöffnungen vollständig geschlossenes Gehäuse 1 auf, das im wesentlichen quaderförmig ist, wobei jedoch die schmalen Seitenflächen 2 je einen abgeschrägten Bereich 3 haben. Die abgeschrägten, zur Vertikalen und Horizontalen geneigten Bereiche 3 sind offen, wobeiAccording to FIGS. 1 and 2, the present cooling unit has a completely closed apart from air openings which will be described below Housing 1, which is essentially cuboid, but the narrow side surfaces 2 each bevelled Have area 3. The inclined, to the vertical and horizontal areas 3 are open, wherein
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wobei die jeweilige Oeffnung mit einem Berührungsschutzgittor 4 bzw. 5 bedeckt ist.the respective opening with a contact protection gate 4 or 5 is covered.
Ein unterer Raum 6 des Gehäuses 1 ist durch Wandteile 7 luftdicht gelcapseltg wobei der Boden dieser Kapselung in seinen längsseitigen E»dbereichen mit je einer rechteckigen Oeffnung 8 bzw* 9 versehen ist, die sich nahezu über die ganze Breite des Bodens erstreckt. Im unteren Raum 6 sind ein sich von dessen Deckel bis zum Boden erstreckender Verdampfer 10 des Kühlaggregats sowie ein Radiallüfter 11 angeordnet. Der Lüfter 11 saugt Luft in senkrechter Richtung durch die Oeffnung 8 an und bläst sie im Raum 6 durch den Verdampfer 10, so dass sie durch diesen gekühlt wird. Die gekühlte Luft tritt hierauf durch die Oeffnung 9 senkrecht wieder nach unten aus. Am Boden in Nähe der Oeffnung 9 ist ferner ein Kondenswasserablauf 12 angeordnet, an welchen ausserhalb des Gehäuses 1 ein Ablaufschlauch oder eine sonstige Ablaufleitung angeschlossen werden kann. Im Raum ist schliesslich in Nähe der Oeffnung 8 ein Fühler 13 eines im Gehäuse 1 oberhalb des Raumes 6 angeordneten, einstellbaren Thermostaten 14 untergebracht, welcher die Temperatur d©r durch die Oeffnung 8 angesaugten Luft misst.A lower space 6 of the housing 1 is gelcapseltg airtight by wall parts 7 with the bottom of this encapsulation in its Longitudinal end areas each with a rectangular opening 8 or * 9 is provided, which extends over almost the entire width of the floor. In the lower room 6 are a arranged from its cover to the bottom extending evaporator 10 of the cooling unit and a radial fan 11. The fan 11 sucks in air in a vertical direction through the opening 8 and blows it in the space 6 through the Evaporator 10 so that it is cooled by this. The cooled air then passes through the opening 9 vertically back down. On the floor near the opening 9, a condensate drain 12 is also arranged, on which outside the housing 1, a drain hose or some other drain line can be connected. In the room Finally, in the vicinity of the opening 8, a sensor 13 is arranged in the housing 1 above the space 6, adjustable Thermostat 14 housed, which the temperature the air sucked in through the opening 8 measures.
In einem oberen Raum 15 des Gehäuses 1 sind ein Kompressor 16 für ein Kältemittel, ein Kondensator 17 sowie weitere, nicht dargestellte Teile einschliesslich Rohrleitungen eines Kältemittelkreislaufs angeordnet, der auch den Verdampfer im Raum 6 umfasst und dessen an sich bekannte Ausbildung anhand von Fig. 5 noch erläutert wird. Ein Ventilator 18 erzeugt einen Strom von Umgebungsluft, die durch die mit dem Schutzgitter 4 abgedeckte, geneigte Oeffnung des Gehäuses angesogen, über den Kondensator 17 geleitet und durch die andere geneigte, mit dem Schutzgitter 5 bedeckte Oeffnung wieder an die Umgebung abgegeben wird.In an upper space 15 of the housing 1 are a compressor 16 for a refrigerant, a condenser 17 and others Parts not shown including pipelines of a refrigerant circuit are arranged, which also includes the evaporator in space 6 and its known design will be explained with reference to FIG. 5. A fan 18 is generated a stream of ambient air flowing through the with the Protective grille 4 covered, inclined opening of the housing sucked, passed over the capacitor 17 and through the other inclined opening covered with the protective grille 5 is released back into the environment.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kühlaggregat ist dazu bestimmt, auf der oberen Abdeckung eines Schaltschranks montiert zu werden, um die im Schaltschrank eingeschlossene Luftmenge über den Verdampfer 10 umzuwälzen und dadurch zu kühlen. Zu diesem Zweck ist es bloss erforderlich, gemäss Fig. 3 die obere Abdeckung 19 des Schaltschranks mit zwei rechteckigen Ausschnitten 20 und 21, welche den Oeffnungen 8 bzw. 9 im Boden des Gehäuses 10 entsprechen, sowie mit Befestigungslöchern 22 zu versehen. Beim Befestigen des Kühlaggregats auf der oberen Abdeckung 19 des Schaltschranks wird zwischen diese und den Boden des Kühlaggregats eine Dichtung eingelegt, um den umgewälzten Strom der Schrankluft gegenüber der Umgebungsluft abzudichten.The cooling unit shown in Figs. 1 and 2 is intended to be mounted on the top cover of a control cabinet to be in order to circulate the amount of air trapped in the control cabinet via the evaporator 10 and thereby to cool. For this purpose, it is only necessary, according to FIG. 3, the upper cover 19 of the control cabinet with two rectangular cutouts 20 and 21, which correspond to the openings 8 and 9 in the bottom of the housing 10, as well as with Mounting holes 22 to be provided. When attaching the cooling unit to the top cover 19 of the control cabinet a seal is inserted between this and the bottom of the cooling unit to prevent the circulated flow of cabinet air to be sealed against the ambient air.
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Aus den Fig. 1 bis 3 ist ersichtlich, dass die im Schaltschrank eingeschlossene Luft in Richtung von unten nach oben praktisch ungehindert und auf kürzestem Weg über die Oeffnung 20 des Schaltschranks und die Oeffnung 8 des Kühlaggregats angesaugt und in den Raum 6, der einen verhältnismässig gros.sen Strömungsquerschnitt hat, geblasen wird. Im Raum 6 nimmt der Verdampfer 10 den ganzen Querschnitt in Anspruch,, so dass die ganze, aus dem Schaltschrank angesaugte Luftmenge über den Verdampfer 10 streicht. Anschliessend gelangt die durch den Verdampfer 10 gekühlte Luft über die Oeffnungen 9 und 21 wiederum praktisch ungehindert in den Schaltschrank zurück,, wobei der Strom der angesaugten warmen Luft vom Strom der zurückgeführten gekühlten Luft durch den nahezu der Schranklänge entsprechenden Abstand der Oeffnungen 8 und 9 des Kühlaggregats getrennt ist. Die Kühlung der umgewälzten Luft erfolgt also mit einem hohen Wirkungsgrad, weiL einerseits die Strömungsquerschnitte verhältnismässig gross und die Strömungswege sehr kurz sind, und weil andererseits der gekühlte Luftstrom vom warmen Luftstrom räumlich und thermisch isoliert ist.From FIGS. 1 to 3 it can be seen that the air enclosed in the switchgear cabinet moves from bottom to top practically unhindered and by the shortest route via the opening 20 of the control cabinet and the opening 8 of the cooling unit sucked in and into the space 6, which is a relatively large flow cross-section, is blown. In space 6, the evaporator 10 takes up the entire cross-section, so that the entire amount of air sucked in from the control cabinet sweeps over the evaporator 10. Then got there the air cooled by the evaporator 10 through the openings 9 and 21 again practically unhindered in the control cabinet back ,, being the flow of the sucked in warm air from the flow of the recirculated cooled air through the distance between the openings 8, which is almost the length of the cabinet and 9 of the cooling unit is separated. The circulated air is therefore cooled with a high degree of efficiency, because on the one hand the flow cross-sections are relatively large and the flow paths are very short, and on the other hand because the cooled air flow from the warm air flow spatially and is thermally insulated.
Aber auch der Strom der Umgebungsluft zur Kühlung des Kondensators 17 verläuft günstig, da die Ansaugöffnung (Schutzgitter 4) von der Ausblasöffnung (Schutzgitter 5) in einemBut also the flow of ambient air to cool the condenser 17 is favorable because the suction opening (protective grille 4) from the exhaust opening (protective grille 5) in one
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grossen Abstand liegt und der Luftstrom im Gehäuse 1 im wesentlichen geradlinig verläuft. Vor allem aber wird durch die Neigung der durch die Schutzgitter 4 und 5 abgedeckten Gehäuseöffnungen vermieden, dass sich dann, wenn der Schaltschrank in einer Raumecke nahe Wänden aufgestellt ist oder die Oberseite des montierten Kühlaggregats nahe der Raumdecke zu liegen kommt, ein nachteiliger Strömungswiderstand für die angesaugte Umgebungsluft bzw. ein Stau der ausgeblasenen, durch den Kondensator 17 erwärmten Umgebungsluft ergibt. Somit weist auch die Kühlung des Kondensators 17 durch die Umgebungsluft einen hohen Wirkungsgrad auf.large distance and the air flow in the housing 1 is essentially runs in a straight line. But above all, the inclination of the covered by the protective grids 4 and 5 Housing openings avoided that when the control cabinet is set up in a corner of the room or near walls the top of the installed cooling unit comes to lie close to the ceiling, a disadvantageous flow resistance for the sucked-in ambient air or a stagnation of the blown-out ambient air heated by the condenser 17 results. The cooling of the condenser 17 by the ambient air thus also has a high degree of efficiency.
Das vorliegende Kühlaggregat kann somit bei bezüglich Stromaufnahme verhältnismässig geringer Dimensionierung und hohen Umgebungstemperaturen eine beträchtliche Kühlleistung erbringen. Als Beispiel sei genannt, dass ein Kühlaggregat,The present cooling unit can thus with regard to power consumption relatively small dimensions and high ambient temperatures provide a considerable cooling capacity. As an example it should be mentioned that a cooling unit,
2 dessen maximale Gehäuseabmessungen etwa 850 χ 375 mm Eodenf'läche und 475 mm Höhe betragen und das bei einer Netzspannung von 220 V eine mittlere Stromaufnahme von 4,5 A hat, selbst bei einer Umgebungstemperatur von 55 C eine Kühlleistung von 1000 W liefert.2 whose maximum housing dimensions are approximately 850 χ 375 mm surface area and 475 mm high and that has an average power consumption of 4.5 A at a mains voltage of 220 V, delivers a cooling capacity of 1000 W even at an ambient temperature of 55 C.
Der Thermostat 14 mit seinem im Schrankluftansaugebereich befindlichen Fühler 13 dient dazu, die Kühlung der durch denThe thermostat 14 with its in the cabinet air intake area located sensor 13 is used to cool the through the
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Lüfter 11 umgewälzten Schrankluft zu steuern. Uebersteigt die Temperatur der aus dem Schaltschrank angesaugten Luft den am Thermostaten 14 eingestellten Wert, der z.B. zwischen 20° C und 40° C frei wählbar ist, so schaltet sich die Kühlung durch das Kühlaggregat ein. Ist die am Thermostaten eingestellte Temperatur erreicht, so schaltet sich die Kühlung automatisch wieder aus. Bei der Kühlung eventuell auftretendes Kondenswasser Mira am Boden des Gehäuses 1 z.B. in einer Auffangschale zurückgehalten und durch den Kondenswasserablauf 12 ins Freie geleitet.Fan 11 to control circulated cabinet air. If the temperature of the air sucked in from the switch cabinet exceeds the value set on the thermostat 14, which can be freely selected, for example, between 20 ° C. and 40 ° C., the cooling unit switches on. When the temperature set on the thermostat is reached, the cooling switches off automatically. Mira condensation water that may occur during cooling is retained on the bottom of the housing 1, for example in a drip tray, and passed through the condensation water outlet 12 to the outside.
Werden, wie in Fig. 4 dargestellt^ mehrere Geräte bzw. Schaltschränke 23 unmittelbar nebeneinander aufgestellt, wobei jedes Gerät bzw. jeder Schaltschrank mit einem vorgängig beschriebenen Kühlaggregat 24 versehen ist, gestattet die Ausbildung der Kühlaggregate in einfacher Weise, eine Einwirkung der vom einen Kühlaggregat ausgeblasenen Umgebungsluft auf die vom benachbarten Kühlaggregat angesaugte Umgebungstuft zu vermeiden. Hierzu sind die Kühlaggregate 24, die gemäss den Fig. 1 und 2 einen symmetrischen Gehäuseaufbau haben, auf den Geräten bzw. Schaltschränken 23 so zu montieren, dass sich die Luftansaugöffnungen (Schutzgitter 4) bzw= die Luftaustrittsöffnungen (Schutzgitter 5) benachbarter Kühlaggregate 24 jeweils gegenüberstehen.If, as shown in Fig. 4, several devices or Switch cabinets 23 placed directly next to one another, each device or switch cabinet with a previous one described cooling unit 24 is provided, allows the formation of the cooling units in a simple manner, an action the ambient air blown out by one cooling unit to the ambient air drawn in by the neighboring cooling unit to avoid. For this purpose, the cooling units 24, which according to FIGS. 1 and 2 have a symmetrical housing structure must be mounted on the devices or switch cabinets 23 in such a way that the air intake openings (protective grille 4) or = the air outlet openings (protective grille 5) of neighboring Cooling units 24 face each other.
In Fig. 5 ist schematisch der an sich bekannte Kältemittelkreislauf einschliesslich der Luftströme für ein auf einem Schaltschrank montiertes Kühlaggregat (Fig. 1 bis 4) dargestellt. Der Kompressor 16 saugt vom Verdampfer 10 ein Gas als Kältemittel an, verdichtet es und gibt es an den Kondensator 17 ab. Das verdichtete und im Kondensator zufolge Kühlung mit der vom Ventilator 18 gemäss Pfeilen 25 bewegten Umgebungsluft verflüssigte Kältemittel strömt über einen Filtertrockner 26, ein Schauglas 27, das auch in Fig. Ί angedeutet ist, ein Kapillarrohr 28, ein Unterkühlrohr 29 und ein Drosselventil 30 zum Verdampfer 10, wo sich das Kältemittel unter Arbeitsleistung entspannt. Dazu entzieht das Kältemittel der über die Bodenöffnung 8 des Raums 6 gemäss Pfeil 31 aus dem Schaltschrank 23 angesaugten Luft Wärme, so dass gekühlte Luft über die Bodenöffnung 9 des Raums 6 gemäss Pfeil 32 wieder in den Schaltschrank 23 gelangt. Nach der Entspannung im Verdampfer 10 beginnt der Kreislauf von neuem. Wie bereits erwähnt, dient der Thermostat 14 mit Fühler 13 zur Steuerung des Kompressors 16.In Fig. 5, the known refrigerant circuit is schematically including the air flows for a cooling unit mounted on a switch cabinet (Fig. 1 to 4). The compressor 16 sucks in a gas as a refrigerant from the evaporator 10, compresses it and sends it to the condenser 17 from. The compressed and, as a result of the cooling, in the condenser with that moved by the fan 18 according to arrows 25 Ambient air, liquefied refrigerant flows over a Filter dryer 26, a sight glass 27, which is also indicated in Fig. Ί, a capillary tube 28, a subcooling tube 29 and a throttle valve 30 to the evaporator 10, where the refrigerant expands while working. In addition that withdraws Refrigerant heat from the air sucked in from the switchgear cabinet 23 via the floor opening 8 of the room 6 according to arrow 31, so that cooled air reaches the switchgear cabinet 23 again via the floor opening 9 of the room 6 according to arrow 32. After the expansion in the evaporator 10, the cycle begins again. As already mentioned, the thermostat 14 is also used Sensor 13 for controlling the compressor 16.
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