DE19515122A1 - Schaltschrank mit Baugruppen - Google Patents
Schaltschrank mit BaugruppenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank mit eingebauten elektrischen und/oder
elektronischen Baugruppen, die auf Kühlkörpern aufgebrachte elektrische und/oder
elektronische Bauelemente aufweisen.
Es ist bekannt, derartige Schaltschränke mit einem Kühlgerät zu versehen, das die
erwärmte Luft aus dem Innenraum des Schaltschrankes absaugt und nach
Abkühlung derselben wieder dem Innenraum desselben zuführt. Ein derartiges
Kühlgerät ist sehr aufwendig, insbesondere dann, wen die Umgebungstemperatur,
in der der Schaltschrank steht, sehr hoch ist. Es sei nur auf den Einsatz in
wüstenähnlichen Gebieten hingewiesen. Dabei kommt es entscheidend darauf an,
daß die Temperatur im Innenraum des Schaltschrankes eine vorgegebene maximale
Betriebstemperatur nicht überschreitet, die mit Rücksicht auf die zulässige
Betriebstemperatur nicht überschreitet, die mit Rücksicht auf die zulässige
Arbeitstemperatur der verwendeten Bauelemente gewählt ist.
Bei leistungsstarken elektronischen Bauelementen wird eine große Leistung in der
Regel dadurch erreicht, daß die erzeugte Wärme des Bauelementes von einem
Kühlkörper abgeleitet wird, der eine entsprechend große Wärmekapazität aufweist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schaltschrank der eingangs erwähnten Art zu
schaffen, bei dem die im Innenraum des Schaltschrankes auftretende Wärme auf
einfache Weise reduziert und noch besser aus dem Innenraum abgeleitet wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kühlkörper auf den
Außenseiten des Schaltschrankes befestigt sind, daß die Befestigungsflächen der
Kühlkörper für die zu kühlenden Bauelemente vom Innenraum des Schaltschrankes
aus zugänglich sind, und daß im Innenraum des Schaltschrankes ein Luft-
Umwälzkreis mit einem Luftwärmetauscher und Umwälzventilatoren gebildet ist,
wobei der Ausgangskreis des Luftwärmetauschers von der Außenluft gekühlt ist.
Die Kühlkörper geben in dieser Einbaulage ihre Wärme nicht mehr im Innenraum
des Schaltschrankes sondern direkt an die Umgebung ab, so daß dadurch die
Betriebstemperatur im Schaltschrank niedrig gehalten werden kann. Die
verbleibende Restwärme im Schaltschrank kann durch den einfachen Umwälzkreis
aus Umwälzventilatoren und Luftwärmetauscher abgeführt werden, wobei der
Ausgangskreis des Umwälzkreises wieder direkt mit der Umgebung gekoppelt ist.
Das Einsatzgebiet des Schaltschrankes läßt sich dadurch erweitern, daß er staub- und
spritzwassergeschützt ausgebildet ist.
Die Rückwirkung der Kühlkörper auf den Innenraum des Schaltschrankes läßt sich
dadurch minimieren, daß die Bauelemente der Baugruppen zum Innenraum des
Schaltschrankes hin wärmeisoliert sind.
Ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, daß die Kühlkörper vorzugsweise auf den
Außenseiten der vertikalen Seitenwände des Schaltschrankes befestigt sind und
mit ihren Befestigungsflächen durch die Durchbrüche hindurch in den Innenraum
des Schaltschrankes ragen, dann wird durch aufsteigende Luft die Wärme von den
Kühlkörpern besser abgeleitet.
Die Kopplung des Luftwärmetauschers mit der Umgebung wird auf einfache Weise
dadurch erreicht, daß der Luftwärmetauscher als Rohrbündel ausgebildet ist, wobei
die Öffnungen an den Enden der Rohre in der unteren und der oberen horizontalen
Seitenwand angeordnet sind oder mit Öffnungen in denselben fluchten. Außerdem
kann mit dem Rohrbündel eine große Fläche für den Luftwärmetauscher erhalten
und damit sein Wirkungsgrad erhöht werden.
Der Luftwärmetauscher läßt sich dann als getrennte Einheit fertigen, wenn
vorgesehen ist, daß die Enden der Rohre in Halteplatten festgelegt sind. Der Einbau
in den Schaltschrank kann dann so erfolgen, daß die Halteplatten des Rohrbündels
in Durchbrüchen der unteren und oberen Seitenwand des Schaltschrankes
eingeführt und darin festgelegt sind, oder daß die Halteplatten des Rohrbündels mit
der unteren und der oberen horizontalen Seitenwand des Schaltschrankes über
Aufnahmen und/oder Führungen so verbunden ist, daß die Öffnungen der Rohre
mit den Öffnungen in der unteren und der oberen Seitenwand des Schaltschrankes
fluchten.
Im Umwälzkreis ist vorgesehen, daß der Luftwärmetauscher etwa mittig der Rohre
ein Trennblech aufweist und daß dem unteren Bereich des Luftwärmetauschers ein
erster, luftzuführender Umwälzventilator und dem oberen Bereich des
Luftwärmetauschers ein zweiter, luftabsaugender Umwälzventilator zugeordnet
sind, sowie daß die Umwälzventilatoren auf einer Trägerplatte befestigt sind, die
parallel und im Abstand zu den Rohren des Luftwärmetauchers angeordnet ist und
sich von der unteren bis zur oberen horizontalen Seitenwand des Schaltschrankes
erstreckt.
Für die Herstellung und den Einbau des Umwälzkreises in den Schaltschrank ist
eine Ausgestaltung von Vorteil, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der
Luftwärmetauscher und die Trägerplatte mit den Umwälzventilatoren als getrennte
Einheiten ausgebildet und austauschbar im Schaltschrank untergebracht sind.
Um im Umwälzkreis auch im Bereich der Umwälzventilatoren und des
Luftwärmetauschers eine eindeutige Trennung von Zufuhr und Absaugung der Luft
zu erhalten, sieht eine Ausgestaltung vor, daß die Trägerplatte mit einem
Trennblech versehen ist, das mit dem Trennblech des Luftwärmetauschers im
Bereich der Umwälzventilatoren und des Luftwärmetauschers den unteren und
oberen Zweig des Umwälzkreises festlegt.
Eine weitere Verbesserung in der Wärmeabfuhr wird dadurch erreicht, daß seine
Außen- und Innenoberfläche mit einem schlecht wärmeaufnehmenden, jedoch gut
wärmeabgebenden Belag oder Anstrich versehen sind.
Ein weitergehender Witterungsschutz wird dadurch geschaffen, daß er mit einem
Dachaufbau versehen ist, der die vertikalen Seitenwände, die Rückwand und die
Schranktür von oben her im Abstand teilweise überdeckt, so daß der Schaltschrank
auch im Freien eingesetzt werden kann.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in Vorderansicht den geöffneten Schaltschrank mit den eingebauten
elektrischen und/oder elektronischen Baugruppen,
Fig. 2 in perspektivischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel für den im
Schaltschrank nach Fig. 1 eingesetzten Luftwärmetauscher, und
Fig. 3 die Vorderansicht des geschlossenen Schaltschrankes.
Wie Fig. 1 zeigt, werden in einem Schaltschrank 10 elektrische und/oder
elektronische Baugruppen 21, 22 und 23 untergebracht. Dabei kann der
Schaltschrank 10 für den Einsatz im Freien staub- und spritzwasserdicht
ausgebildet sein (IP66). Die Baugruppe 21 kann z. B. als Fernseh-Sendeeinrichtung
oder als Fernseh-Empfangseinrichtung ausgebildet sein, während die Baugruppen
22 und 23 Netzgeräte sein können. Diese Baugruppen 21, 22 und 23 sind an den
vertikalen Seitenwänden 11 und 12 des Schaltschrankes 10 befestigt. Die
Seitenwände 11 und 12 haben Durchbrüche 17, in denen der Außenseite
befestigte Kühlkörper 20 und 28 so befestigt sind, daß sie mit der
Befestigungsfläche für die zu kühlenden Bauelemente in den Innenraum des
Schaltschrankes 10 ragen. Damit die von den Bauelementen erzeugte Wärme
möglichst dem Kühlkörper 20 bzw. 28 zugeführt wird, sind die Baugruppen 21, 22
und 23 zum Innenraum des Schaltschrankes 10 hin wärmeisoliert. Die von den
Kühlkörpern 20 und 28 abgestrahlte Wärme gelangt dann direkt in die
Umgebungsluft.
Die im Innenraum verbleibende Restwärme - sei es durch Aufheizung des
Schaltschrankes 10 von außen oder von den Bauelementen abgestrahlte, die
Wärmeisolierung durchdringende Wärme - wird aus dem Innenraum des
Schaltschrankes 10 abgeführt. Dazu ist im Inneren des Schaltschrankes 10 ein
Umwälzkreis aus den Umwälzventilatoren 25 und 26 und einem
Luftwärmetauscher 30 gebildet. Der erste Umwälzventilator 25 saugt im unteren
Bereich des Innenraumes Luft an und führt diese dem der unteren horizontalen
Seitenwand 14 zugekehrten Bereich des Luftwärmetauschers 30 zu, während der
zweite Umwälzventilator 26 im oberen, der oberen horizontalen Seitenwand 13
zugekehrten Bereich die Luft aus dem Luftwärmetauscher 30 wieder absaugt und
den Umwälzkreis vervollständigt.
Wie Fig. 2 zeigt, kann als Luftwärmetauscher 30 ein Rohrbündel verwendet
werden, bei dem die Enden der Rohre 31 in Halteplatten 32 und 33 festgelegt und
der untere und der oberen Bereich des Luftwärmetauschers 30 durch ein
Trennblech 34 abgeteilt sind. Die Rohre 31 sind dünnwandig und bilden
eingangsseitig mit ihrer großen Außenoberfläche einen großflächigen Eingangskreis
des Luftwärmertauschers 30, während die Innenoberflächen der Rohre 31 einen
ebenso großflächigen Ausgangskreis bilden. Der Ausgangskreis ist dabei
vollständig vom Eingangskreis, d. h. Innenraum des Schaltschrankes 10,
entkoppelt.
Ist der Luftwärmetauscher 30 als getrennte Einheit ausgebildet, dann kann er
austauschbar im Schaltschrank 10 untergebracht werden. Dabei können die
Halteplatten 32 und 33 in Durchbrüche der oberen und unteren horizontalen
Seitenwand 13 und 14 eingeführt und darin festgelegt werden. Der
Luftwärmetauscher 30 kann jedoch auch zwischen diesen Seitenwänden 13 und
14 so eingesetzt werden, daß die Öffnungen der Rohre 31 mit Öffnungen 18 und
19 dieser Seitenwände 13 und 14 fluchten. Aufnahmen und/oder Führungen
können für den austauschbaren Einbau des Luftwärmetauschers 30 an den
Seitenwänden 13 und 14 angebracht sein, wobei kleine Leckstellen die
Wirksamkeit des Umwälzkreises nur unwesentlich beeinträchtigen. Neben dem
Luftwärmetauscher 30 kann in ähnlicher Weise eine Trägerplatte 24 mit den beiden
Umwälzventilatoren 25 und 26 eingesetzt werden. Die Trägerplatte 24 verläuft
parallel zu den Rohren 31 des Luftwärmetauschers 30 und trägt ebenfalls ein
Trennblech 27, das mit dem Trennblech 34 des Luftwärmetauschers 30 die beiden
Zweige im Bereich des Luftwärmetauschers 30 und der Umwälzventilatoren 25 und
26 abteilt, wie Fig. 1 deutlich erkennen läßt.
Wie die Fig. 3 zeigt, stehen die Kühlkörper 20 und 28 an den Außenseiten des
Schaltschrankes 10 ab und geben ihre Wärme direkt an die Umgebungsluft ab. Die
Anschlußkabel 35, 36 und 37 sind über staub- und spritzwasserdichte
Kabeleinführungen 38, 39 und 40 in den Schaltschrank eingeführt bzw. aus diesem
herausgeführt. So kann das Anschlußkabel 35 zur Stromversorgung der als
Netzgeräte ausgebildeten Baugruppen 22 und 23 dienen. Das Anschlußkabel 36
versorgt die Baugruppe 21 mit Strom und das Anschlußkabel 37 kann zu einer
Antenne führen.
Auf dem Schaltschrank 10 kann in bekannter Weise zur Ableitung von Regen ein
Dachaufbau befestigt sein, der an allen Seiten im Abstand von oben her die
vertikalen Seitenwände 11 und 12, die Rückwand 15 und die Schranktür 16
teilweise überlappt. Der Schaltschrank 10 kann dann auch im Freien eingesetzt
werden.
Claims (15)
1. Schaltschrank mit eingebauten elektrischen und/oder elektronischen
Baugruppen, die auf Kühlkörpern aufgebrachte elektrische und/oder
elektronische Bauelemente aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlkörper (20, 28) auf den Außenseiten des Schaltschrankes (10) befestigt sind,
daß die Befestigungsflächen der Kühlkörper (20, 28) für die zu kühlenden Bauelemente vom Innenraum des Schaltschrankes (10) aus zugänglich sind, und
daß im Innenraum des Schaltschrankes (10) ein Luft-Umwälzkreis mit einem Luftwärmetauscher (30) und Umwälzventilatoren (25, 26) gebildet ist, wobei der Ausgangskreis des Luftwärmetauschers (30) von der Außenluft gekühlt ist.
daß die Kühlkörper (20, 28) auf den Außenseiten des Schaltschrankes (10) befestigt sind,
daß die Befestigungsflächen der Kühlkörper (20, 28) für die zu kühlenden Bauelemente vom Innenraum des Schaltschrankes (10) aus zugänglich sind, und
daß im Innenraum des Schaltschrankes (10) ein Luft-Umwälzkreis mit einem Luftwärmetauscher (30) und Umwälzventilatoren (25, 26) gebildet ist, wobei der Ausgangskreis des Luftwärmetauschers (30) von der Außenluft gekühlt ist.
2. Schaltschrank nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß er staub- und spritzwassergeschützt ausgebildet ist (IP66).
3. Schaltschrank nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bauelemente der Baugruppen (21, 22, 23) zum Innenraum des
Schaltschrankes (10) hin wärmeisoliert sind.
4. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlkörper (20, 28) vorzugsweise auf den Außenseiten der vertikalen
Seitenwände (11, 12) des Schaltschrankes (10) befestigt sind und mit ihren
Befestigungsflächen durch die Durchbrüche (17) hindurch in den Innenraum
des Schaltschrankes (10) ragen.
5. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftwärmetauscher (30) als Rohrbündel ausgebildet ist, wobei die
Öffnungen an den Enden der Rohre (31) in der unteren und der oberen
horizontalen Seitenwand (13, 14) angeordnet sind oder mit Öffnungen
(18, 19) in denselben fluchten.
6. Schaltschrank nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Enden der Rohre (31) in Halteplatten (32, 33) festgelegt sind.
7. Schaltschrank nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteplatten (32, 33) des Rohrbündels in Durchbrüchen der unteren
und oberen Seitenwand (13, 14) des Schaltschrankes (10) eingeführt und
darin festgelegt sind.
8. Schaltschrank nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteplatten (32, 33) des Rohrbündels mit der unteren und der
oberen horizontalen Seitenwand (13, 14) des Schaltschrankes (10) über
Aufnahmen und/oder Führungen so verbunden ist, daß die Öffnungen der
Rohre (31) mit den Öffnungen (18, 19) in der unteren und der oberen
Seitenwand (13, 14) des Schaltschrankes (10) fluchten.
9. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftwärmetauscher (30) etwa mittig der Rohre (31) ein Trennblech (34) aufweist und
daß dem unteren Bereich des Luftwärmetauschers (30) ein erster, luftzuführender Umwälzventilator (25) und dem oberen Bereich des Luftwärmetauschers (30) ein zweiter, luftabsaugender Umwälzventilator (26) zugeordnet sind.
daß der Luftwärmetauscher (30) etwa mittig der Rohre (31) ein Trennblech (34) aufweist und
daß dem unteren Bereich des Luftwärmetauschers (30) ein erster, luftzuführender Umwälzventilator (25) und dem oberen Bereich des Luftwärmetauschers (30) ein zweiter, luftabsaugender Umwälzventilator (26) zugeordnet sind.
10. Schaltschrank nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umwälzventilatoren (25, 26) auf einer Trägerplatte (24) befestigt
sind, die parallel und im Abstand zu den Rohren (31) des Luftwärmetauchers
(30) angeordnet ist und sich von der unteren bis zur oberen horizontalen
Seitenwand (13, 14) des Schaltschrankes (10) erstreckt.
11. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftwärmetauscher (30) und die Trägerplatte (24) mit den
Umwälzventilatoren (25, 26) als getrennte Einheiten ausgebildet und
austauschbar im Schaltschrank (10) untergebracht sind.
12. Schaltschrank nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerplatte (24) mit einem Trennblech (27) versehen ist, das mit
dem Trennblech (34) des Luftwärmetauschers (30) im Bereich der
Umwälzventilatoren (25, 26) und des Luftwärmetauschers (30) den unteren
und oberen Zweig des Umwälzkreises festlegt.
13. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß seine Außen- und Innenoberfläche mit einem schlecht
wärmeaufnehmenden, jedoch gut wärmeabgebenden Belag oder Anstrich
versehen sind.
14. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß er mit einem Dachaufbau versehen ist, der die vertikalen Seitenwände
(11, 12), die Rückwand (15) und die Schranktür (16) von oben her im
Abstand teilweise überdeckt.
15. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß Anschlußkabel (35, 36, 37) für die im Schaltschrank (10)
untergebrachten Baugruppen (21, 22, 23) über staub- und spritzwasserdichte
Kabeleinführungen (38, 39, 40) in den Schaltschrank (10) eingeführt oder aus
diesem herausgeführt sind.
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ID=7760286
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DE1995115122 Expired - Fee Related DE19515122C2 (de) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | Schaltschrank mit Baugruppen |
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