DE102014101453A1 - Control cabinet with air conditioning device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank (10) mit einer Klimatisierungsvorrichtung (21). Die Klimatisierungsvorrichtung (21) weist wenigstens einen sich vorzugsweise geradlinig in einer Erstreckungsrichtung (E) erstreckenden Luftkanal (22) auf. Der Luftkanal (22) erstreckt sich entlang von zu klimatisierenden und insbesondere zu kühlenden Komponenten (12) im Innenraum (11) des Schaltschranks (10). Ein erstes Ende (23) des Luftkanals (22) ist mit einer Luftzufuhreinrichtung (26) verbunden, die Luft in den Luftkanal (22) fördert. Das entgegengesetzte zweite Ende (24) des Luftkanals (22) ist vorzugsweise vollständig durch einen Abschlusswandabschnitt (25) verschlossen. Ein Wandabschnitt, beispielsweise ein Seitenwandabschnitt (35), der Kanalwand (33) des Luftkanals (22) weist eine Mehrzahl von Ausströmöffnungen (37) auf. Aus diesen strömt gezielt Luft aus dem Luftkanal (22) zu bzw. auf die Komponenten (12). Es wird mit einfachen Mitteln eine gezielte Klimatisierung erreicht.The invention relates to a control cabinet (10) with an air conditioning device (21). The air-conditioning device (21) has at least one air duct (22) extending preferably in a straight line in an extension direction (E). The air duct (22) extends along components (12) to be conditioned and, in particular, to be cooled, in the interior (11) of the control cabinet (10). A first end (23) of the air duct (22) is connected to an air supply device (26) which conveys air into the air duct (22). The opposite second end (24) of the air duct (22) is preferably completely closed by a end wall section (25). A wall section, for example a side wall section (35), of the channel wall (33) of the air duct (22) has a plurality of outflow openings (37). From these, air flows from the air duct (22) to or onto the components (12). It is achieved by simple means targeted air conditioning.
Description
Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank mit einer Klimatisierungsvorrichtung. Im Innenraum des Schaltschranks sind zu klimatisierende, insbesondere zu kühlende, Komponenten angeordnet. Dabei kann es sich beispielsweise um elektrische und/oder elektronische Bauteile oder Baugruppen handeln, die während des Betriebs Wärme erzeugen und deswegen gekühlt werden müssen.The invention relates to a control cabinet with an air conditioning device. In the interior of the cabinet to be air conditioned, in particular to be cooled, components are arranged. These may be, for example, electrical and / or electronic components or assemblies that generate heat during operation and therefore must be cooled.
Klimatisierungsvorrichtungen oder Kühlungsvorrichtungen für Schaltschränke sind an sich bekannt. Beispielsweise offenbart
Diese Ausgestaltung gestattet zwar ein gezieltes Kühlen von elektronischen bzw. elektrischen Baugruppen, die auf der Montageplatte angeordnet sind, erfordert jedoch einen großen baulichen Aufwand. Das gezielte Kühlen von bestimmten Bauteilen oder Baugruppen ist in vielen Fällen für den störungsfreien Betrieb der Bauteile bzw. Baugruppen erforderlich. Der Aufwand hierfür ist in der Regel hoch.Although this embodiment allows targeted cooling of electronic or electrical assemblies that are arranged on the mounting plate, but requires a large construction effort. The targeted cooling of certain components or assemblies is required in many cases for the trouble-free operation of the components or assemblies. The effort is usually high.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine effiziente Klimatisierung von insbesondere elektrischen und/oder elektronischen Komponenten im Innenraum des Schaltschranks mit geringem Aufwand zu erreichen, d. h. gezieltes Kühlen oder Erwärmen. Diese Aufgabe wird durch einen Schaltschrank mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.It is the object of the present invention to achieve an efficient air conditioning of particular electrical and / or electronic components in the interior of the cabinet with little effort, d. H. targeted cooling or heating. This object is achieved by a control cabinet with the features of claim 1.
Im Innenraum des Schaltschranks sind die zu klimatisierenden Komponenten, insbesondere elektrische und/oder elektronische Komponenten, angeordnet. Der Schaltschrank weist Mittel zum Luftaustausch zwischen dem Innenraum und der Umgebung des Schaltschranks auf. Im einfachsten Fall können diese Mittel durch Luftaustauschöffnungen gebildet sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann zusätzlich wenigstens ein Ventilator den Luftaustausch zwischen der Luft im Innenraum des Schaltschrankes und der Umgebung unterstützen.In the interior of the cabinet to be air conditioned components, in particular electrical and / or electronic components are arranged. The control cabinet has means for exchanging air between the interior and the environment of the cabinet. In the simplest case, these means may be formed by air exchange openings. Additionally, in some embodiments, at least one fan may assist the air exchange between the air in the interior of the cabinet and the environment.
Die Klimatisierungsvorrichtung des Schaltschrankes weist wenigstens einen Luftkanal auf. Der Luftkanal erstreckt sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende entlang der zu klimatisierenden Komponenten in einer Erstreckungsrichtung. In Umfangsrichtung um die Erstreckungsrichtung ist der Luftkanal durch eine Kanalwand begrenzt.The air conditioning device of the control cabinet has at least one air duct. The air passage extends from a first end to a second end along the components to be air-conditioned in an extension direction. In the circumferential direction about the direction of extension of the air duct is limited by a channel wall.
Zu der Klimatisierungsvorrichtung gehört außerdem eine Luftzufuhranordnung. Die Luftzufuhranordnung weist insbesondere wenigstens einen Lüfter auf. Sie dient zur Zufuhr von Luft in den Luftkanal und ist hierfür an das erste Ende des Luftkanals angeschlossen. An dem entgegengesetzten zweiten Ende ist der Luftkanal zumindest teilweise und insbesondere überwiegend mittels eines Abschlusswandabschnitts abgeschlossen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schließt der Abschlusswandabschnitt den Luftkanal am zweiten Ende vollständig ab. Die Luftzufuhranordnung erhöht den Luftdruck im Luftkanal gegenüber dem übrigen Innenraum des Schaltschranks.To the air conditioning device also includes an air supply arrangement. The air supply arrangement has in particular at least one fan. It serves to supply air into the air duct and is connected to the first end of the air duct for this purpose. At the opposite second end, the air duct is at least partially and in particular predominantly closed by means of an end wall section. In a preferred embodiment, the end wall portion completely closes the air duct at the second end. The air supply arrangement increases the air pressure in the air duct relative to the rest of the interior of the cabinet.
In der Kanalwand ist eine Mehrzahl von Ausströmöffnungen vorhanden, durch die Luft aus dem Luftkanal zu den zu klimatisierenden Komponenten hin gerichtet ausströmen kann. Die Luftströmung in Erstreckungsrichtung des Luftkanals ist gering. Demgegenüber ist die Strömungsgeschwindigkeit der Luft an den Ausströmöffnungen quer zur Erstreckungsrichtung des Luftkanals groß und direkt auf die jeweils zu klimatisierende bzw. zu kühlende benachbarte Komponente gerichtet. Es resultiert ein nach Bedarf warmer oder kühler Luftstrom direkt über oder durch die Komponente, der eine gezielte Wärmeübertragung erlaubt. Dadurch kann eine gezielte und einfache Klimatisierung auch einer größeren Anzahl von Komponenten erfolgen, die entlang des Luftkanals benachbart zu den Ausströmöffnungen angeordnet sind. Die Klimatisierungsvorrichtung benötigt zur gezielten Kühlung einzelner Komponenten weder zusätzliche Ventilatoren noch eine Wasserkühlung. Durch die Verwendung des Luftkanals mit den Ausströmöffnungen lässt sich ein definierter Luftstrom direkt an den Stellen erzeugen, an denen eine besonders große Klimatisierungsleistung erforderlich ist. Der Bauteilaufwand und der Montageaufwand sind dennoch gering.In the channel wall, a plurality of outflow openings is provided, through which air can flow out of the air channel directed toward the components to be air-conditioned. The air flow in the direction of extension of the air channel is low. In contrast, the flow velocity of the air at the outflow openings transverse to the direction of extent of the air duct is large and directed directly to the respective adjacent component to be air-conditioned or cooled. The result is a warm or cool air flow directly above or through the component, which allows a targeted heat transfer. As a result, a targeted and simple air conditioning can also take place of a larger number of components which are arranged along the air duct adjacent to the outflow openings. The air conditioning device requires for targeted cooling of individual components neither additional fans nor a water cooling. By using the air duct with the outflow openings, a defined air flow can be generated directly at the points where a particularly large air conditioning capacity is required. The component cost and installation effort are still low.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Klimatisierung lassen sich in einem vorgegebenen Volumen des Schaltschranks bis zu 20% mehr Komponenten anordnen als bisher.Due to the air conditioning according to the invention can be arranged in a given volume of the cabinet up to 20% more components than before.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Abschlusswandabschnitt vorzugsweise vollständig geschlossen. Es ist jedoch möglich, zusätzlich zu den Ausströmöffnungen in der Kanalwand auch im Abschlusswandabschnitt Ausströmöffnungen vorzusehen. Die Ausströmöffnungen im Abschlusswandabschnitt haben dann vorzugsweise eine Gesamtfläche, die weniger als 25% der Querschnittsfläche des Luftkanals am zweiten Ende beträgt. Dadurch wird die Luftströmung in Erstreckungsrichtung des Luftkanals auch gering gehalten, so dass eine ausreichend großer Luft-Volumenstrom durch die Ausströmöffnungen ermöglicht wird. In one embodiment, the end wall portion is preferably completely closed. However, it is possible to provide in addition to the outflow openings in the channel wall and in the end wall section discharge openings. The outflow openings in the end wall section then preferably have a total area that is less than 25% of the cross-sectional area of the air duct at the second end. As a result, the air flow in the direction of extension of the air duct is also kept low, so that a sufficiently large air volume flow through the outflow openings is made possible.
Vorzugswiese ist der Luftkanal durch ein in Umfangsrichtung geschlossenes Rohr ausgeführt. Das Rohr kann in Umfangsrichtung ohne Naht- und Fügestelle geschlossen oder auch durch mehrere miteinander verbundene Einzelteile hergestellt sein.Vorzugswiese the air duct is designed by a circumferentially closed pipe. The tube can be closed in the circumferential direction without seam and joint or be made by several interconnected items.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der wenigstens eine Luftkanal vom ersten Ende bis zum zweiten Ende in seiner Erstreckungsrichtung geradlinig. Das heißt, der Luftkanal erstreckt sich gerade ohne Krümmungen und/oder Knicke. Sind mehrere Luftkanäle vorhanden, können diese parallel, schräg oder rechtwinklig zueinander ausgerichtet sein. Es ist alternativ hierzu auch möglich, einen Luftkanal gekrümmt oder abgewinkelt auszuführen.In a preferred embodiment, the at least one air passage extends straight from the first end to the second end in its extending direction. That is, the air duct extends straight without bends and / or kinks. If several air ducts are present, they can be aligned parallel, obliquely or at right angles to each other. It is alternatively also possible to perform an air duct curved or angled.
Vorzugsweise hat jeder der vorhandenen Luftkanäle einen konstanten Querschnitt.Preferably, each of the existing air channels has a constant cross-section.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Querschnitt des wenigstens einen Luftkanals zumindest in einem Querschnittsbereich rechteckig ausgeführt ist. Durch die rechteckige Ausgestaltung wird auf dem Luftkanal eine vorzugsweise ebene Montagefläche für zusätzliche Bauteile oder Komponenten bereitgestellt. Insbesondere kann die Montagefläche des Luftkanals dazu vorgesehen sein, Kabelhalterungen und/oder einen Kabelkanal anzuordnen. Der rechteckige Querschnitt des Luftkanals nutzt den Bauraum im Innenraum des Schaltschranks optimal aus. Die Montagefläche ist insbesondere frei von Ausströmöffnungen.In one embodiment, the cross-section of the at least one air channel may be rectangular at least in a cross-sectional area. Due to the rectangular configuration, a preferably planar mounting surface for additional components or components is provided on the air duct. In particular, the mounting surface of the air duct can be provided to arrange cable holders and / or a cable channel. The rectangular cross-section of the air duct makes optimal use of the installation space in the interior of the control cabinet. The mounting surface is in particular free of outflow openings.
Die Luftzufuhranordnung weist vorzugsweise einen oder mehrere Lüfter auf, der bzw. die die Luft außerhalb des Luftkanals aus dem Innenraum des Schaltschranks und/oder aus der Umgebung des Schaltschrankes ansaugt. Der Lüfter kann an das erste Ende des Luftkanals angeschlossen sein. Sind bei einem Ausführungsbeispiel mehrere Luftkanäle vorhanden, kann der Lüfter an einen Verteilkanal angeschlossen sein, an den wiederum die Luftkanäle angeschlossen sein. Im Luft- oder Verteilkanal kann ein Heiz- oder Kühlelement angeordnet sein.The air supply arrangement preferably has one or more fans, which sucks the air outside of the air duct from the interior of the cabinet and / or from the environment of the control cabinet. The fan may be connected to the first end of the air duct. If, in one exemplary embodiment, a plurality of air ducts is present, the fan can be connected to a distribution duct to which, in turn, the air ducts are connected. In the air or distribution channel, a heating or cooling element can be arranged.
Im Innenraum des Schaltschrankes können auch ein oder mehrere zusätzliche Lüfter angeordnet sein, um Luft aus der Umgebung in den Innenraum zu fördern und/oder Luft aus dem Innenraum nach außen zu transportieren.In the interior of the cabinet, one or more additional fans can be arranged to promote air from the environment into the interior and / or to transport air from the interior to the outside.
Vorzugsweise sind die Ausströmöffnungen an einem seitlichen Wandabschnitt der Kanalwand vorhanden, der den Komponenten zugewandt ist. Vorzugsweise sind die Ausströmöffnungen des Luftkanals an zwei gegenüberliegenden Wandabschnitten vorhanden. Bei der Ausgestaltung des Luftkanals mit rechteckigem Querschnitt sind die Ausströmöffnungen vorzugsweise in den beiden Seitenwandabschnitten vorgesehen. Somit kann der Luftkanal zwischen zwei Reihen von zu klimatisierenden Komponenten angeordnet sein.Preferably, the outflow openings are provided on a side wall portion of the channel wall facing the components. Preferably, the outflow openings of the air duct are provided on two opposite wall sections. In the embodiment of the air duct with a rectangular cross section, the outflow openings are preferably provided in the two side wall sections. Thus, the air duct can be arranged between two rows of components to be air-conditioned.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel haben die Ausströmöffnungen jeweils eine Querschnittsfläche von maximal 50 bis 180 mm2, insbesondere von 70 bis 90 mm2. Bei dieser Ausgestaltung kann erreicht werden, dass die Luft aus dem Luftkanal im Wesentlichen rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung des Luftkanals ausströmt. Dabei sind Abweichungen von etwa maximal 7° bis 10° von dem 90°-Winkel möglich. Bei größeren Ausströmöffnungen vergrößert sich die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Luftkanal in dessen Erstreckungsrichtung und der Luftstrom aus den Ausströmöffnungen erfolgt schräg, wobei der Winkel von der Größe der Ausströmöffnungen abhängt.In a preferred embodiment, the outflow openings each have a cross-sectional area of at most 50 to 180 mm 2 , in particular from 70 to 90 mm 2 . In this embodiment, it can be achieved that the air flows out of the air duct substantially at right angles to the extension direction of the air duct. Deviations of approximately 7 ° to 10 ° from the 90 ° angle are possible. In the case of larger outflow openings, the flow velocity of the air in the air duct increases in its direction of extent, and the airflow out of the outflow openings takes place obliquely, the angle depending on the size of the outflow openings.
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Gesamtquerschnittsfläche aller Ausströmöffnungen eines Luftkanals maximal 3000 bis 10000 mm2, insbesondere von 5000 bis 8000 mm2 beträgt. Die hierfür erforderliche Lüfterleistung der Luftzufuhreinrichtung ermöglicht den Einsatz von Standard-Lüftern mit einem ausreichend geringen Bauraum zur Erzeugung des notwendigen Luftdrucks im Luftkanal bzw. des notwendigen Volumenstroms.It is also advantageous if the total cross-sectional area of all outflow openings of an air duct is at most 3000 to 10000 mm 2 , in particular from 5000 to 8000 mm 2 . The required fan power of the air supply device allows the use of standard fans with a sufficiently small space for generating the necessary air pressure in the air duct or the necessary volume flow.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Komponente der Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Luftkanal parallel zur Erstreckungsrichtung des Luftkanals vom ersten Ende zum zweiten Ende kleiner als 1,5 bis 2,0 Meter pro Sekunde. Die maximale Austrittsgeschwindigkeit der Luft im Bereich der Ausströmöffnung schräg oder rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung ist vorzugsweise mindestens 4,0 bis 8,5 Meter pro Sekunde.In one embodiment, the component of the flow rate of the air in the air duct parallel to the direction of extension of the air duct from the first end to the second end is less than 1.5 to 2.0 meters per second. The maximum exit velocity of the air in the region of the outflow opening obliquely or at right angles to the direction of extent is preferably at least 4.0 to 8.5 meters per second.
Vorzugsweise beträgt der Druckunterschied zwischen dem Luftdruck im Luftkanal und dem den Luftkanal umgebenden Bereich des Innenraums des Schaltschrankes 20 bis 80 Pascal.The pressure difference between the air pressure in the air duct and the region of the interior of the control cabinet surrounding the air duct is preferably from 20 to 80 pascals.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Further advantageous embodiments and embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description. The description is limited to essential features of the invention. Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. Show it:
Der Schaltschrank
Der Schaltschrank
Die Klimatisierungsvorrichtung
Der Luftkanal
Der Luftkanal
In
Die Komponente VE der Strömungsgeschwindigkeit der Luft innerhalb des Luftkanals in Erstreckungsrichtung E ist kleiner als die maximale Austrittsgeschwindigkeit VA aus den Ausströmöffnungen
Dies gewährleistet eine ausreichende Kühlung der Komponenten
Es versteht sich, dass in Abwandlung zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel auch lediglich an einem Wandabschnitt der Kanalwand
Wie in den
Es sei darauf hingewiesen, dass der Übersicht halber in den
Bei den Komponenten
In
Zu der Luftzufuhranordnung
In
Bei dem in
Die Lüfter
Es versteht sich, dass die vorstehenden Ausführungsbeispiele gemäß der
Bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielelen erstrecken sich sämtliche Luftkanäle
Weiterhin könnte in Abwandlung zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Abschlusswandabschnitt
Bei den Ausführungsbeispielen dient die Klimatisierungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Schaltschrankswitch cabinet
- 1111
- Innenrauminner space
- 1212
- Komponentecomponent
- 1313
- Reiheline
- 1414
- Mittel zum LuftaustauschMeans for air exchange
- 1515
- UmgebungSurroundings
- 1616
- LuftaustauschöffnungAir exchange opening
- 1717
- LüfterFan
- 2121
- KlimatisierungsvorrichtungAir conditioning device
- 2222
- Luftkanalair duct
- 2323
- erstes Ende des Luftkanalsfirst end of the air duct
- 2424
- zweites Ende des Luftkanalssecond end of the air duct
- 2525
- AbschlusswandabschnittEnd wall section
- 2626
- LuftzufuhranordnungAir supply arrangement
- 2727
- LüfterFan
- 2828
- Rohrpipe
- 2929
- Montageplattemounting plate
- 3333
- Kanalwandchannel wall
- 3434
- VorderwandabschnittFront wall section
- 3535
- SeitenwandabschnittSidewall portion
- 3636
- RückwandabschnittRear wall portion
- 3737
- Ausströmöffnungoutflow
- 4040
- Montageflächemounting surface
- 4141
- KabelkanalCabel Canal
- 4242
- Kabelstrangwire harness
- 4343
- Kabelelectric wire
- 4646
- Verteilkanaldistribution channel
- 4747
- Türdoor
- AA
- QuerschnittsflächeCross sectional area
- Ee
- Erstreckungsrichtungextension direction
- DD
- Mindestabstandminimum distance
- P1P1
- erster Pfeilfirst arrow
- P2P2
- zweiter Pfeilsecond arrow
- VA V A
- maximale Austrittsgeschwindigkeitmaximum exit velocity
- VE V E
- Komponente der Strömungsgeschwindigkeit in Erstreckungsrichtung im LuftkanalComponent of the flow velocity in the direction of extent in the air duct
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 202005018284 U1 [0003] DE 202005018284 U1 [0003]
Claims (14)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102014101453.7A DE102014101453A1 (en) | 2014-02-06 | 2014-02-06 | Control cabinet with air conditioning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102014101453.7A DE102014101453A1 (en) | 2014-02-06 | 2014-02-06 | Control cabinet with air conditioning device |
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ID=53546923
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |