DE10210417B4

DE10210417B4 - Anordnung zur Kühlung eines Schaltschrankes mit im Innenraum angeordneten, wärmeerzeugenden Einbauten

Info

Publication number: DE10210417B4
Application number: DE2002110417
Authority: DE
Inventors: Martin DÖRRICH; Dirk Kunkel
Original assignee: Rittal GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 2002-03-09
Filing date: 2002-03-09
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-03-10
Also published as: DE10210417A1

Abstract

Anordnung zur Kühlung eines Schaltschrankes mit im Innenraum des Schaltschrankes übereinander angeordneten, wärmeerzeugenden Einbauten, die von einem Kühlluftstrom (25) einer zentralen Kühlanlage (24) gekühlt werden, der über einen unter dem Schaltschrank liegenden Hohlraum (30) eines Doppelbodens (20,21) in den Innenraum (11) des Schaltschrankes (10) geleitet wird, die Einbauten (14) im Innenraum (11) kühlt, mittels Ventilatoren (18) aus dem Schaltschrank-Innenraum (1 1) abgesaugt in den Umgebungsraum des Schaltschrankes (10) ausströmt und/oder wieder zur zentralen Kühlanlage (24) zurückströmt, wobei der Kühlluftstrom (26) über den Boden (28) des Schaltschrankes (10) in den Innenraum (11) desselben gelangt, dadurch gekennzeichnet,
dass der aus dem Doppelboden (20,21) in den Schaltschrank-Innenraum (1 1) zurückgeführte Kühlluftstrom (26) in einen zwischen der Schranktüre (21) und den Einbauten (14) gebildeten Luftschacht (27) eingeführt ist, der sich zumindest über die im Schaltschrank-Innenraum (11) von den Einbauten (14) belegte Höhe und Breite erstreckt,
dass der Kühlluftstrom (26) in Teilströmen (15) über die Einbauten (14) geleitet und durch die Rückseite (13) des Schaltschrankes (10) abgeführt ist, wobei diese durch eine Wärmetauscher-Rückwand (16) oder einen Rückwand-Wärmetauscher-Schrank verschlossen ist, die (der) sich über die im Schaltschrank-Innenraum (11) von den Einbauten (14) belegte Höhe und Breite erstreckt, und dass die die Rückseite (13) verlassende Luft mittels der Ventilatoren (18) über die Wärmetauscher-Rückwand (16) oder den Rückwand-Wärmetauscher-Schrank abgesaugt und entweder als rückgeführte Luft (19) dem Hohlraum (30) des Doppelbodens (20, 21) oder der Umgebungsluft (29) des Schaltschrankes (10) zuführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kühlung eines Schaltschrankes mit im Innenraum des Schaltschrankes übereinander angeordneten, wärmeerzeugenden Einbauten, die von einem Kühlluftstrom einer zentralen Kühlanlage gekühlt werden, der über einen unter dem Schaltschrank liegenden Hohlraum eines Doppelbodens in den Innenraum des Schaltschrankes geleitet wird, die Einbauten im Innenraum kühlt, mittels Ventilatoren aus dem Schaltschrank-Innenraum abgesaugt in den Umgebungsraum des Schaltschrankes ausströmt und/oder wieder zur zentralen Kühlanlage zurückströmt, wobei der Kühlluftstrom über den Boden des Schaltschrankes in den Innenraum desselben gelangt.

Eine derartige Anordnung ist aus der DE 696 17 089T2 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung gelangt der Kühlluftstrom aus dem Doppelboden zunächst in einen unter dem Schaltschrank gebildeten Luftraum und dann erst in den Schaltschrank-Innenraum. Der in den Schaltschrank-Innenraum so eingeführte Kühlluftstrom steigt vertikal über die übereinander angeordneten Einbauten und wird über einen im Bereich der Deckwand eingebrachten Ventilator abgesaugt generell der Umgebungsluft, d.h. der Raumluft, zugeführt, die wiederum auch dem unter dem Schaltschrank gebildeten Luftraum zugeführt wird. Bei dieser Luftführung ist die Kühlung kompakt übereinander angeordneter Einbauten unzureichend, da der Kühlluftstrom zum überwiegenden Teil seitlich der Einbauten hochströmt und gar nicht die Bereiche der Einbauten erreicht, die die Wärme erzeugen.

Wie die DE 197 28 306C2 zeigt, ist mit einem auf dem Dach des Schaltschrankes aufgesetzten Kühlgerätes und einem im Schaltschrank-Innenraum abgeteilten vertikalen Lüftungskanal auch schon erreicht worden, dass zwischen den übereinander angeordneten Einbauten horizontale Teil-Kühlluft-Ströme strömen, die dem Lüftungskanal abgekehrt wieder zum Kühlgerät zurückgeführt werden. Dabei ist das Kühlgerät in einen Innenkreislauf mit Ventilator und einen mit der Umgebungsluft gekoppelten Außenkreislauf unterteilt.

Wie dem Rittal-Handbuch HB 30, Rittal GmbH & Co. KG, Postfach 1662, 35726 Herborn, 1991, S. 754, 755, 919 zu entnehmen ist, kann die Rückseite des Schaltschrankes auch mit einer durchlöcherten Rückwand verschlossen sein, so dass die in den Schaltschrank-Innenraum zwischen der Schranktüre und den Einbauten eingeleitete kalte Luft zwangsweise als Teilluftströme über die Einbauten strömt und über die durchlöcherte Rückwand in die Umgebungsluft des Schaltschrankes gelangt.

Wie die DE 299 01 658 U1 zeigt, ist es auch bekannt, ein Schaltschranksystem modular aufzubauen, wobei innerhalb eines vorbestimmten Montagebereichs im Deckel, im Boden oder eine Umfangswand des Schaltschrankes eine Öffnung eingebracht ist, die mit einem Kühl- oder Klimamodul verschlossen ist.

Bei der Klimatisierung von Büroräumen über ein in einem Doppelboden untergebrachtes Klimagerät ist es bekannt, die den Büroräumen zugeführte Kühlluft wieder zu dem Klimagerät zurückzuführen, wie die DE 690 11 047 T2 zeigt. Dabei kann die zurückgeführte Raumluft über ein Gebläse und raumindividuelle Regeleinrichtungen geleitet werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die die kompakt übereinander angeordneten Einbauten im Schaltschrank-Innenraum besser kühlt, wobei die schon kühle Umgebungsluft, d.h. Raumluft, noch mit in den Kühlprozess einbezogen wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der aus dem Doppelboden in den Schaltschrank-Innenraum zurückgeführte Kühlluftstrom in einen zwischen der Schranktüre und den Einbauten gebildeten Luftschacht eingeführt ist, der sich zumindest über die im Schaltschrank-Innenraum von den Einbauten belegte Höhe und Breite erstreckt, dass der Kühlluftstrom in Teilströmen über die Einbauten geleitet und durch die Rückseite des Schaltschrankes abgeführt ist, wobei diese durch eine Wärmetauscher-Rückwand oder einen Rückwand-Wärmetauscher-Schrank verschlossen ist, die (der) sich über die im Schaltschrank-Innenraum von den Einbauten belegte Höhe und Breite erstreckt, und dass die die Rückseite verlassende Luft mittels der Ventilatoren über die Wärmetauscher-Rückwand oder den Rückwand-Wärmetauscher-Schrank abgesaugt und entweder als rückgeführte Luft dem Hohlraum des Doppelbodens oder der Umgebungsluft des Schaltschrankes zuführbar ist.

Mit dem zusätzlichen vertikalen Luftkanal auf der Frontseite und dem die Rückseite des Schaltschrankes verschließenden Teil und der Abstimmung ihrer Abmessungen auf die Höhe und Breite der übereinander angeordneten Einbauten lassen sich im gesamten Innenraum horizontale Teil-Kühlluftströme bilden, die eine optimale Kühlung der Einbauten bringen. Die über die Rückseite in den Hohlraum zwischen dem Doppelboden oder in die Umgebungsluft zurückgeführte Luft bleibt mit noch vorhandener Kühlleistung für weitere Kühlung ausnutzbar, so dass dadurch der Wirkungsgrad verbessert werden kann.

Der Rückwand-Wärmetauscher oder der Rückwand-Wärmetauscher-Schrank nimmt vorzugsweise einen Luft-Wasser-Wäremtauscher auf. Dabei können der Luft-Wasser-Wärmetauscher und die Ventilatoren in dem Rückwand-Wärmetauscher-Schrank untergebracht sein.

Weitere Varianten des Kühlsystems sind dadurch gekennzeichnet, dass die dem Hohlraum des Doppelbodens zugeführte und abgekühlte Luft über eine Filtereinrichtung leitbar ist. Dies empfiehlt sich insbesondere bei empfindlichen elektronischen Einbauten, wobei in der Regel zusätzlich vorgesehen ist, dass der Hohlraum des Doppelbodens mit der Kühlluft unmittelbar mit der Umgebungsluft des Schaltschrankes in Verbindung steht, und dass die Umgebungsluft des Schaltschrankes über die Filtereinrichtung dem Hohlraum des Doppelbodens zuführbar ist.

Derselbe Effekt lässt sich auch dadurch erzielen, dass anstelle der Frontseite mit der Schranktüre und der Rückseite die einander gegenüberliegenden vertikalen Seitenwände des Schaltschrankes entsprechend ausgebildet sind und den An- und Einbau der Funktionseinheiten sowie die Luftführung übernehmen. Es ist dabei die Strömungsrichtung im Innenraum des Schaltschrankes nur um 90° verdreht.

Die Erfindung wird anhand eines Prinzipschaltbildes eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Unter dem in der Zeichnung dargestellten Schaltschrank 10 ist die zentrale Kühlluftanlage schematisch dargestellt. Ein Kühllufterzeuger 24 gibt einen Kühlluftstrom 25 an einen aus den Böden 20 und 21 gebildeten Hohlraum 30 ab, der sich vorzugsweise über einen ganzen Installationsraum für Schaltschränke erstreckt und wie mit dem Bezugszeichen 31 angedeutet, ist auch die gesamte Umgebungsluft 29 in diesem Raum kühlt.
Die Schaltschränke 10 haben im Boden 28 einen Lufteinlass, der mit dem Hohlraum 30 in Verbindung steht. Aus dem Hohlraum 30 gelangt eine Kühlluft 26 in einen Luftschacht 27, der zwischen der Schranktüre 12 und den Einbauten 14 im Innenraum 1 1 des Schaltschrankes 10 gebildet ist. Die Kühlluft 26 teilt sich in Teilströme 15 auf, die den Innenraum 1 1 von vorne nach hinten, d.h. von der Frontseite mit der Schranktüre 12 zur Rückseite 13, horizontal durchströmen.
Die Rückseite 13 ist vorzugsweise ganz offen und kann mit einer herkömmlichen, durchlöcherten Rückwand verschlossen werden. Die Teilströme 15 nehmen einen Teil der Wärme aus dem Innenraum 11 mit und führen die so erwärmten Teilströme 15 in die Umgebungsluft 29 ab. Die Zusatzkühlung ist dann nicht in Betrieb. Die erwärmten Teilströme 15 können auch der zentralen Kühlluftanlage zugeführt werden.
Zur Erhöhung der Kühlleistung kann die offene Rückseite 13 auch mittels eines Rückwand-Wärmetauschers 16 oder eines Rückwand-Wärmetauscher-Schrankes verschlossen werden. Dabei werden die Teilströme 15 über einen Luft-Wasser-Wärmetauscher 17 von Ventilatoren 18 angesaugt und abgekühlt. Die Ventilatoren 18 sind über die gesamte Höhe des Luft-Wasser-Wärmetauschers 17 gleichmäßig verteilt. Der Luft-Wasser-Wärmetauscher 17 erstreckt sich wie der Luftschacht 27 zwischen Schranktüre 12 und den Einbauten 14 über die von den Einbauten 14 belegte Höhe und Breite des Innenraumes 1 1, um im gesamten Innenraum gleichmäßige Teilströme 15 zu erhalten.
Die über den Luft-Wasser-Wärmetauscher 17 angesaugte und gekühlte Luft 19 kann direkt der Umgebungsluft 29 zugeführt oder über eine Filtereinrichtung 22 wieder dem Hohlraum 30 des Doppelbodens 20, 21 zugeführt werden.
Mit dem Rückwand-Wärmetauscher 16 oder dem Rückwand-Wärmetauscher-Schrank kann in der gesamten Installation von Schaltschränken die Kühlleistung individuell erhöht werden. Dabei können Rückwand-Wärmetauscher oder Rückwand-Wärmetauscher-Schränke unterschiedlicher Kühlleistung zur Verfügung stellen, was die Flexibilität einer Kühlanlage für mehrere Schaltschränke 10 weiter erhöht, denn die Kühlleistungen lassen sich individuell an den Kühlbedarf der einzelnen Schaltschränke 10 anpassen, ohne das zentrale Kühlsystem ändern zu müssen.
Es ist einleuchtend, dass der Luft-Wasser-Wärmetauscher 17 und die Ventilatoren 18 auch in einem Rückwand-Wärmetauscher-Schrank untergebracht werden können, der mit der offenen Rückseite 13 des Schaltschrankes 10 verbunden wird.
Bei der Ankopplung des Schaltschrankes 10 an den Hohlraum 30 des Doppelbodens 20, 21 ist günstig, wenn der Schaltschrank 10 im Bodenbereich eine Luftkammer aufweist, die mit dem Luftschacht 27 in Verbindung steht. Der Boden 28 des Schaltschrankes 10 weist dann einen Eingang in die Luftkammer auf.
Der Rückwand-Wärmetauscher 16 kann ebenfalls mit seinem Boden eine Kopplung für die Luft 19 zu der Filtereinrichtung 22 aufweisen.

Claims

Anordnung zur Kühlung eines Schaltschrankes mit im Innenraum des Schaltschrankes übereinander angeordneten, wärmeerzeugenden Einbauten, die von einem Kühlluftstrom (25) einer zentralen Kühlanlage (24) gekühlt werden, der über einen unter dem Schaltschrank liegenden Hohlraum (30) eines Doppelbodens (20,21) in den Innenraum (11) des Schaltschrankes (10) geleitet wird, die Einbauten (14) im Innenraum (11) kühlt, mittels Ventilatoren (18) aus dem Schaltschrank-Innenraum (1 1) abgesaugt in den Umgebungsraum des Schaltschrankes (10) ausströmt und/oder wieder zur zentralen Kühlanlage (24) zurückströmt, wobei der Kühlluftstrom (26) über den Boden (28) des Schaltschrankes (10) in den Innenraum (11) desselben gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Doppelboden (20,21) in den Schaltschrank-Innenraum (1 1) zurückgeführte Kühlluftstrom (26) in einen zwischen der Schranktüre (21) und den Einbauten (14) gebildeten Luftschacht (27) eingeführt ist, der sich zumindest über die im Schaltschrank-Innenraum (11) von den Einbauten (14) belegte Höhe und Breite erstreckt, dass der Kühlluftstrom (26) in Teilströmen (15) über die Einbauten (14) geleitet und durch die Rückseite (13) des Schaltschrankes (10) abgeführt ist, wobei diese durch eine Wärmetauscher-Rückwand (16) oder einen Rückwand-Wärmetauscher-Schrank verschlossen ist, die (der) sich über die im Schaltschrank-Innenraum (11) von den Einbauten (14) belegte Höhe und Breite erstreckt, und dass die die Rückseite (13) verlassende Luft mittels der Ventilatoren (18) über die Wärmetauscher-Rückwand (16) oder den Rückwand-Wärmetauscher-Schrank abgesaugt und entweder als rückgeführte Luft (19) dem Hohlraum (30) des Doppelbodens (20, 21) oder der Umgebungsluft (29) des Schaltschrankes (10) zuführbar ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückwand-Wärmetauscher (16) oder der Rückwand-Wärmetauscher-Schrank einen Luft-Wasser-Wärmetauscher (17) aufweist.
Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-Wasser-Wärmetauscher (17) und die Ventilatoren (18) im Rückwand-Wärmetauscher-Schrank untergebracht sind.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zurückgeführte Luft (19) über eine Filtereinrichtung (22) geleitet ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsluft (29) des Schaltschrankes (10) über die Filtereinrichtung (22) dem Hohlraum (30) des Doppelbodens (20, 21) zugeführt ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluft (25) der zentralen Kühlanlage (24) unmittelbar dem Hohlraum (30) des Doppelbodens (20, 21) zugeführt ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 , dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Frontseite mit der Schranktüre (12) und der Rückseite (13) die einander gegenüberliegenden Seitenwände des Schaltschrankes (10) entsprechend ausgebildet sind und den An- und Einbau der Funktionseinheiten sowie die Luftführung übernehmen.