DE102008052290A1

DE102008052290A1 - Kondensatabführung mittels Kondensatverdunstung bei einem Kühlgerät

Info

Publication number: DE102008052290A1
Application number: DE102008052290A
Authority: DE
Inventors: Manfred Immel
Original assignee: Rittal GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 2008-10-18
Filing date: 2008-10-18
Publication date: 2010-04-29
Anticipated expiration: 2028-10-19
Also published as: CN102187168A; US20110209492A1; EP2342515A2; WO2010043335A3; JP5404797B2; WO2010043335A2; DE102008052290B4; JP2012506020A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kondensatverdunster für ein Kühlgerät, das zumindest einen Verdampfer und einen Verdichter (10) aufweist. Der Kondensatverdunster weist einen Aufnahmeraum (12) für das in dem Kühlgerät anfallende, zu verdampfende Kondenswasser auf. Der Aufnahmeraum (12) ist in thermischem Kontakt mit dem Verdichter (10) angeordnet und wird zur Erzeugung von Wasserdampf aus dem Kondenswasser durch die Abwärme des Verdichters (10) beheizt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät, insbesondere für einen Schaltschrank, mit einem Kältekreislauf, der einen Verdampfer, einen Verflüssiger und einen Verdichter aufweist, wobei das anfallende Kondenswasser in einem Kondensatverdunster mit einem Kondenswasser-Aufnahmeraum verdampft wird.
Derartige Kühlgeräte werden beispielsweise zur Klimatisierung von Schaltschränken eingesetzt, in denen eine Reihe elektronischer Komponenten untergebracht sind, die eine erhebliche Verlustleistung in Form von Wärme abgeben. Das am Verdampfer anfallende Kondenswasser tropft ab und wird in einem darunter angeordneten Kondensatsammelbehälter aufgefangen. Es ist bekannt, mit einer Pumpeinrichtung das Kondenswasser aus dem Kondensatsammelbehälter einem elektrischen beheizten Kondensatverdunster zuzuführen, in welchem das Kondensat verdampft und als Wasserdampf an die Umgebung abgegeben wird.
Das Erreichen der Füllgrenze des Kondenswassers im Kondensatsammelbehälter wird durch eine Sensoreinrichtung bzw. einen Schwimmschalter ermittelt, welcher zum einen die Pumpeinrichtung und zu anderen die Heizung im Kondensatverdunster anschaltet. Sobald der Kondensatstand im Kondensatsammelbehälter unter einen vorbestimmten Füllstand absinkt, werden sowohl die Pumpeinrichtung als auch die Heizung im Kondensatverdunster abgeschaltet. Diese Lösung ist technisch sehr aufwendig und somit teuer in der Realisierung und erfordert darüber hinaus Zusatzenergie für die elektrische Heizung des Kondensatverdunsters.
Neben der Kondensatverdunstung durch elektrische Heizung, ist auch der Einsatz von Heißgaswärme bekannt. (Hochdruckleitung des Kältemittelkreislaufes) Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Form der Kondensatabführung mittels Kondensatverdampfung insbesondere bei einem Kühlgerät anzugeben, bei der anfallendes Kondensat bei möglichst geringem technischem Aufwand ohne Zusatzenergie verdampft wird. Darüber hinaus soll der hierfür eingesetzte Kondensatverdunster möglichst einfach aufgebaut sein.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch einen Kondensatverdunster mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch ein Kühlgerät mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils in den Unteransprüchen beschrieben.
Demgemäß ist bei dem erfindungsgemäßen Kondensatverdunster vorgesehen, dass der Aufnahmeraum in thermischem Kontakt mit dem Verdichter angeordnet ist und zur Erzeugung von Wasserdampf das Kondensat durch die Abwärme des Verdichters beheizt wird. Erfindungsgemäß wird also die Abwärme des Verdichters dazu genutzt, das im Aufnahmeraum befindliche Kondenswasser zu erhitzen und zu Verdampfen. Der Einsatz von Zusatzenergie, beispielsweise für eine elektrisch betriebene Heizung entfällt. Vielmehr wird die ohnehin durch den Verdichter des Kühlgerätes anfallende Abwärme zur Verdunstung genutzt.
Somit können durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Kondensatverdunsters die Betriebskosten verringert werden. Zudem ist eine aufwändige Konstruktion einer mit Zusatzenergie betriebenen Heizung nicht notwendig. Insgesamt ist somit der erfindungsgemäße Kondensatverdunster kostengünstig in der Herstellung und im Betrieb.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Aufnahmeraum an der Mantelfläche des Verdichters anliegen und diesen zumindest teilweise umgreifen. Dadurch wird zum einen sichergestellt, dass ein guter thermischer Kontakt zwischen dem Verdichter und dem Aufnahmeraum gegeben ist. Zum anderen wird ein besonders kompakter Aufbau realisiert.
In besonders einfacher Weise kann der Aufnahmeraum als eine Auffangrinne ausgebildet sein. Die Auffangrinne kann dabei einen im Wesentlichen rechteckigen, nach oben hin offenen Querschnitt und eine an der Mantelfläche des Verdichters anliegende, dünne Innenwand, einen Boden und eine Außenwand aufweisen. Ein derartiger Aufbau lässt sich beispielsweise als Kunststoff-Spritzgussteil sehr einfach herstellen. Je dünner dabei die an der Mantelfläche des Verdichters anliegende Innenwand ausgebildet wird, desto besser ist der Wärmeübertrag vom Verdichter auf das im Aufnahmeraum befindliche, zu verdampfende Kondenswasser.
Um den Wärmeübertrag vom Verdichter auf das in dem Aufnahmeraum befindliche Kondenswasser noch weiter zu verbessern, kann zwischen der Innenwand des Aufnahmeraumes und der Mantelfläche des Verdichters eine Wärmeleitpaste eingebracht sein.
Das beispielsweise durch Taupunktunterschreitung am Verdampfer des Kühlgerätes anfallende Kondensat kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform über einen Zusatzschlauch in den Aufnahmeraum des Kondensatverdunsters eingeleitet werden. Das am Verdampfer in einem geeigneten Behältnis aufgefangene Kondensat kann dabei durch Schwerkraft, d. h. ohne den Einsatz einer elektrisch betriebenen Pumpe in den Aufnahmeraum des Kondensatverdunsters einströmen.
Um ein optimiertes Einströmen zu ermöglichen, kann der Zusatzschlauch im Wesentlichen senkrecht zum Boden des Aufnahmeraumes gerichtet durch ein Halteelement gehalten sein. Das Halteelement kann dabei insbesondere ein Kreuzstutzen oder eine geeignete am Boden des Aufnahmeraumes angeformte Rippenanordnung sein.
Um zu verhindern, dass bei übermäßigem Anfall von Kondenswasser im Aufnahmeraum dieser unkontrolliert überläuft, kann am Boden des Aufnahmeraumes ein Durchgangsloch ausgebildet sein, an welchem ein in den Aufnahmeraum hineinragendes Überlaufrohr angeformt ist. Dabei ist die Höhe des Überlaufrohres über dem Boden des Aufnahmeraumes geringer als die Höhe der Innen- bzw. Außenwand des Aufnahmeraumes.
Damit das über das Überlaufrohr abströmende Kondenswasser nicht unkontrolliert abläuft, kann an der dem Aufnahmeraum abgewandten Unterseite des Bodens an dem Durchgangsloch ein rohrförmiger Stutzen angeformt sein, an welchem ein geeigneter Ablaufschlauch aufgesteckt werden kann.
Der Aufnahmeraum kann zumindest einen Bereich mit einer Querschnittsverbreiterung aufweisen, in welchem das Halteelement des Zusatzschlauches und/oder das Überlaufrohr angeformt sind. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass ein im Wesentlichen kontinuierlicher Wärmeübertrag auf das die Mantelfläche des Verdichters umgebende Kondenswasser erreicht wird, ohne dass Zusatzeinrichtungen in diesem Bereich einen störenden Einfluss auf die Verdunstung ausüben. Zudem bietet der verbreiterte Bereich eine komfortable Handhabung beim Aufstecken des Zusatzschlauches am Halteelement und/oder beim Aufstecken des Ablaufschlauches am rohrförmigen Stutzen des Überlaufrohres.
Um die Biegefähigkeit des Aufnahmeraumes zur Anbringung an der Mantelfläche eines Verdunsters zu erleichtern, kann der Aufnahmeraum zumindest einen Bereich mit einer Querschnittsverengung aufweisen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Aufnahmeraum die Mantelfläche des Verdichters etwa C-förmig zumindest teilweise umgreifen. Dabei sind die freien Enden des Aufnahmeraumes durch Abschlusswände verschlossen.
Mittels eines Spannelements können die freien Enden des Aufnahmeraumes gegenüber der Mantelfläche des Verdichters verspannt werden. Das Spannelement, das insbesondere eine Federspange sein kann, kann an Ansätzen angreifen, die an den freien Enden des Aufnahmeraumes angeformt sind.
Gemäß der Erfindung wird weiterhin ein Kühlgerät angegeben, insbesondere für einen Schaltschrank, mit einem Kältekreislauf, der einen Verdampfer, einen Verflüssiger und einen Verdichter aufweist, wobei das Kondenswasser in den erfindungsgemäßen Kondensatverdunster eingeleitet wird, der in thermischem Kontakt mit dem Verdichter angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 in schematischer und perspektivischer Ansicht einen Kondensatverdunster;
2 in schematischer Draufsicht den Kondensatverdunster gemäß 1, wobei eine Federspange an den freien Enden angebracht ist;
3 in schematischer Seitenansicht den Kondensatverdunster gemäß den 1 und 2;
4 in schematischer Seitenansicht einen Verdichter, an welchem der Kondensatverdunster gemäß den 1 bis 3 angebracht ist;
5 in schematischer Frontalansicht den Verdichter gemäß 5, an welchem der Kondensatverdunster gemäß den 1 bis 3 angebracht ist; und
6 in schematischer Draufsicht den Verdichter gemäß den 4 und 5, an welchem der Kondensatverdunster gemäß den 1 bis 3 angebracht ist.
Die 1 zeigt einen Kondensatverdunster als einteilig ausgebildetes Kunststoff-Spritzgussteil. Der Kondensatverdunster weist einen Aufnahmeraum 12 auf, der als eine im Wesentlichen C-förmig gebogene Auffangrinne ausgebildet ist. Der Aufnahmeraum 12 weist einen im Wesentlichen rechteckigen, nach oben hin offenen Querschnitt und eine dünne Innenwand 16, einen Boden 18 und eine Außenwand 20 auf. Der Aufnahmeraum 12 lässt sich mit einem (nicht gezeigten) Zulaufschlauch verbinden, der an einem (nicht gezeigten) Verdampfer anfallendes Kondenswasser in den Aufnahmeraum 12 einleitet. Zu diesem Zweck ist am Boden 18 des Auffangraumes 12 ein Halteelement 22 angeformt. Das Halteelement 22 ist als Kreuzstutzen ausgebildet, so dass bei aufgestecktem Zulaufschlauch das Kondenswasser zwischen den sich kreuzförmig schneidenden Rippen des Kreuzstutzens in den Aufnahmeraum 12 einströmen kann.
2 zeigt in schematischer Draufsicht den Kondensatverdunster gemäß 1. Der Boden 18 des Aufnahmeraumes 12 weist ein Durchgangsloch 24 auf, an welchem ein in den Aufnahmeraum 12 hineinragendes Überlaufrohr 26 angeformt ist.
Die Höhe des Überlaufrohres 26 über dem Boden 18 des Aufnahmeraumes 12 ist geringer als die Höhe der Innenwand 16 bzw. der Außenwand 20 des Aufnahmeraumes 12 über dem Boden 18.
Der Aufnahmeraum 12 weist einen Bereich 32 mit einer Querschnittsverbreiterung auf. Der Bereich 32 wird durch eine Ausstülpung der Außenwand 20 gebildet. In dem Bereich 32 ist zum einen das Halteelement 22 für das Aufstecken des Zulaufschlauches und zum anderen das an dem Durchgangsloch 24 angeformte Überlaufrohr 26 angeordnet.
Der Aufnahmeraum 12 weist weiterhin einen Bereich 34 mit einer Querschnittsverengung auf. Diese Querschnittsverengung dient dazu, den C-förmigen Aufnahmeraum 12 für die Montage an einem (in 2 nicht gezeigten) Verdichter flexibel aufzubiegen.
Der C-förmige Aufnahmeraum 12 bildet zwei freie Enden 36a und 36b. Das freie Ende 36a wird durch eine Abschlusswand 38a und das freie Ende 36b durch eine Abschlusswand 38b verschlossen.
An den freien Enden 36a und 36b des Aufnahmeraumes 12 sind in Verlängerung der Abschlusswände 38a und 38b jeweils Ansätze 42a und 42b angeformt, an denen ein als Federspange ausgebildetes Spannelement 40 angreift. Das spangenförmige Spannelement 40 ist aus einem Federblech geformt und weist zwei Enden 44a und 44b auf, die S- bzw. Z-förmig abgebogen sind. Das Ende 44a des Spannelements 40 hintergreift den Ansatz 42a am freien Ende 36a des Aufnahmeraumes 12, wohingegen das Ende 44b des Spannelements 40 den Ansatz 42b am freien Ende 36b des Aufnahmeraumes 12 hintergreift.
Die 3 zeigt in schematischer Seitenansicht den Kondensatverdunster gemäß den 1 und 2.
Anhand der 3 wird deutlich, dass der Bereich 32 mit der Querschnittsverbreiterung seitlich an dem Aufnahmeraum 12 angebracht ist. Der Boden des Aufnahmeraumes 32 ist gegenüber dem Boden 18 des Aufnahmeraumes 12 stufenförmig nach oben versetzt.
An der dem Aufnahmeraum 12 bzw. dem Bereich 32 abgewandten Unterseite 28 des Bodens des Bereiches 32 bzw. des Bodens 18 des Aufnahmeraumes ist an dem Durchgangsloch 24 ein rohrförmiger Stutzen 30 zur Aufnahme eines (nicht gezeigten) Ablaufschlauches angeformt.
Die 4 zeigt in schematischer Seitenansicht einen Verdichter 10, an welchem der Kondensatverdunster gemäß den 1 bis 3 angebracht ist. Die 5 zeigt den in 4 gezeigten Verdichter 10 in Frontalansicht.
Der Verdichter 10 weist eine im Wesentlichen zylinderförmige Mantelfläche 14 auf. An der Vorderseite des Verdichters 10 ist ein Tropfenabscheider 46 angebracht. Der Tropfenabscheider 46 ist über einen Rohrbogen 48 mit dem Verdichter 10 verbunden.
Die 6 zeigt in schematischer Draufsicht den Verdichter 10 gemäß den 4 und 5.
Der Aufnahmeraum 12 des Kondensatverdunsters ist in thermischem Kontakt mit dem Verdichter 10 angeordnet. Dabei liegt der Aufnahmeraum 12 an der Mantelfläche 14 des Verdichters an. Der als Auffangrinne ausgebildete Aufnahmeraum 12 liegt mit seiner dünnen Innenwand 16 direkt an der Mantelfläche 14 des Verdichters 10 an. Zusätzlich kann zwischen der Mantelfläche 14 des Verdichters 10 und der Innenwand 16 des Aufnahmeraumes 12 eine (nicht gezeigte) Wärmeleitpaste eingebracht sein.
Der Aufnahmeraum 12 umgreift die Mantelfläche 14 des Verdichters 10 etwa C-förmig, wobei die freien Enden 36a und 36b des Aufnahmeraumes 12 mittels des Spannelementes 40 gegenüber der Mantelfläche 14 des Verdichters verspannt sind.
Das Spannelement 40 weist im Bereich des Rohrbogens 48 eine Aussparung 50 auf, durch die hindurch sich der Rohrbogen 48 vom Verdichter 10 zum Tropfenabscheider 46 erstreckt.
Der in den 4 bis 6 gezeigte Verdichter 10 ist Teil eines (nicht gezeigten) Kühlgerätes, insbesondere für einen Schaltschrank. Der Kältekreislauf eines derartigen Kühlgeräts weist neben dem Verdichter 10 zumindest noch einen Verdampfer und einen Verflüssiger auf. Das an dem Verdampfer anfallende Kondenswasser wird in den in den 1 bis 6 gezeigten Kondensatverdunster eingeleitet, dort durch die Abwärme des Verdichters 10 erwärmt und dadurch verdampft.

Claims

Kondensatverdunster für ein Kühlgerät, das zumindest einen Verdampfer und einen Verdichter (10) aufweist, mit einem Aufnahmeraum (12) für das in dem Kühlgerät anfallende, zu verdampfende Kondenswasser, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (12) in thermischem Kontakt mit dem Verdichter (10) angeordnet ist und zur Erzeugung von Wasserdampf aus dem Kondenswasser durch die Abwärme des Verdichters (10) beheizt wird.
Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (12) an der Mantelfläche (14) des Verdichters (10) anliegt und diesen zumindest teilweise umgreift.
Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (12) als eine Auffangrinne ausgebildet ist, die einen im Wesentlichen rechteckigen, nach oben hin offenen Querschnitt und eine an der Mantelfläche (14) des Verdichters (10) anliegende, dünne Innenwand (16), einen Boden (18) und eine Außenwand (20) aufweist.
Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenwand (16) des Aufnahmeraumes (12) und der Mantelfläche (14) des Verdichters (10) eine Wärmeleitpaste einbringbar ist.
Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (12) mit einem Zulaufschlauch verbindbar ist, der das Konsenswasser in den Aufnahmeraum (12) einleitet.
Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufschlauch im Wesentlichen senkrecht zum Boden (18) des Aufnahmeraumes (12) gerichtet durch ein Halteelement (22), insbesondere einen Kreuzstutzen, gehalten ist.
Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (18) des Aufnahmeraumes (12) ein Durchgangsloch (24) aufweist, an welchem ein in den Aufnahmeraum (12) hineinragendes Überlaufrohr (26) angeformt ist, wobei die Höhe des Überlaufrohres über dem Boden (18) des Aufnahmeraumes (12) geringer als die Höhe der Innen- bzw. Außenwand (20) des Aufnahmeraumes (12) ist.
Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Aufnahmeraum (12) abgewandten Unterseite (28) des Bodens (18) an dem Durchgangsloch (24) ein rohrförmiger Stutzen (30) zur Aufnahme eines Ablaufschlauches angeformt ist.
Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (12) zumindest einen Bereich (32) mit einer Querschnittsverbreiterung aufweist, in welchem das Halteelement (22) des Zulaufschlauches und/oder das Überlaufrohr (26) angeformt sind.
Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (12) zumindest einen Bereich (34) mit einer Querschnittsverengung zur Erhöhung der Biegefähigkeit aufweist.
Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (12) die Mantelfläche (14) des Verdichters (10) etwa C-förmig teilweise umgreift, wobei die freien Enden (36a, 36b) des Aufnahmeraumes (12) durch Abschlusswände (38a, 38b) verschlossen und mittels eines Spannelements (40) gegenüber der Mantelfläche (14) des Verdichters (10) verspannbar sind.
Kondensatverdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den freien Enden (36a, 36b) des Aufnahmeraumes (12) Ansätze (42a, 42b) angeformt sind, an denen das Spannelement (40), insbesondere eine Federspange, in Eingriff bringbar ist.
Kühlgerät, insbesondere für einen Schaltschrank, mit einem Kältekreislauf, der einen Verdampfer, einen Verflüssiger und einen Verdichter (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondenswasser in einen Kondensatverdunster nach einem der Ansprüche 1 bis 12 einleitbar ist, wobei der Kondensatverdunster in thermischem Kontakt mit dem Verdichter (10) angeordnet ist.