DE19515122C2

DE19515122C2 - Schaltschrank mit Baugruppen

Info

Publication number: DE19515122C2
Application number: DE1995115122
Authority: DE
Inventors: Kurt W Dipl Ing Wolf
Original assignee: Kurt Wolf GmbH and Co KG
Current assignee: Kurt Wolf GmbH and Co KG
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2015-04-26
Also published as: DE19515122A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank mit eingebauten elektrischen und/oder elektronischen Baugruppen, die auf Kühlkörpern aufgebrachte elektrische und/oder elektronische Bauelemente aufweisen, bei dem die Kühlkörper auf den Außenseiten des Schaltschrankes befestigt sind und deren Befestigungsflächen für die zu kühlenden Bauelemente vom Innenraum des Schaltschrankes aus zu gänglich sind.

Ein Schaltschrank mit derartigen Kühlkörpern ist aus der DE 28 29 119 C2 bekannt. Die so angeordneten und verwendeten Kühlkörper haben eine begrenz te Wärmekapazität, die beim Einsatz des Schaltschrankes bei extremen äußeren Bedingungen oft nicht ausreicht, die auf dem Kühlkörper aufgebrachten Bau elemente so zu kühlen, daß die zulässige Betriebstemperatur nicht überschritten wird. Es sei nur an den Einsatz des Schaltschrankes in wüstenähnlichen Gebie ten erinnert. Hier kommt es entscheidend darauf an, daß die Temperatur im Innenraum des Schaltschrankes eine vorgegebene maximale Betriebstemperatur nicht überschreitet, die mit Rücksicht auf die zulässige Arbeitstemperatur der verwendeten Bauelemente gewählt ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem Schaltschrank der eingangs erwähnten Art die Kühlung der auf den Kühlkorpus befestigten, auch leistungsstarken Bau elementen so zu verbessern, daß beim Einsatz des Schaltschrankes unter extre men äußeren Bedingungen die zulässige Betriebstemperatur der Bauelemente sicher nicht überschritten wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kühlkörper auf den Außenseiten der vertikalen Seitenwände des Schaltschrankes befestigt sind, daß die Bauelemente der Baugruppen zum Innenraum des Schaltschrankes hin wärmeisoliert sind, daß im Schaltschrank ein Luft-Umwälzkreis mit Luft wärmetauscher und Umwälzventilatoren untergebracht ist, daß der Luftwärme tauscher 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 derselben fluchten, und daß der Luftwärmetauscher mit den Umwälzventilatoren als Einheit ausgebildet und austauschbar im Schaltschrank untergebracht ist.

Durch die Wärmeisolierung der Baugruppen im Innenraum des Schaltschrankes wird erreicht, daß die von den Baugruppen erzeugte Wärme zum überwiegenden Teil über die in der Außenluft liegenden Kühlkörper direkt abgeführt wird. Die restliche, in den Innenraum abgestrahlte Wärme wird durch einen Luftwärme tauscher mit Umwälzventilatoren aus dem Innenraum des Schaltschrankes ab geleitet. Dabei ist von Vorteil, daß die Baugruppen mit den Kühlkörpern in den vertikalen Seitenwänden des Schaltschrankes angeordnet sind und daß der Wärmetauscher von der unteren horizontalen zur oberen horizontalen Seiten wand des Schaltschrankes von der Kühlluft durchströmt wird. Dabei bilden Rohrbündel und Umwälzventilatoren eine leicht austauschbare Einheit, die daher je nach Bedarf, d. h. Wärmeerzeugung im Schaltschrank, weggelassen oder hin zugefügt werden kann. Selbst bei hohen Außentemperaturen ist sichergestellt, daß die Temperatur an den Baugruppen nicht so weit ansteigt, daß Ausfälle von Bauelementen zu befürchten sind.

Das Einsatzgebiet des Schaltschrankes läßt sich dadurch erweitern, daß er staub- und spritzwassergeschützt ausgebildet ist (IP66).

Die Herstellung des Luftwärmetauschers läßt sich dadurch vereinfachen, daß die Enden der Rohre in Halteplatten festgelegt sind, wobei die Halteplatten des Rohrbündels in Durchbrüchen der unteren und oberen Seitenwand des Schalt schrankes eingeführt und darin festgelegt sind.

Für den Umwälzkreis ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, daß der Luft wärmetauscher etwa mittig der Rohre ein Trennblech aufweist, und daß dem unteren Bereich des Luftwärmetauschers ein erster, luftzuführender Umwälz ventilator und dem oberen Bereich des Luftwärmetauschers ein zweiter, luftabsaugender Umwälzventilator zugeordnet sind.

Die Umwälzventilatoren sind vorteilhafterweise auf einer Trägerplatte befestigt, die parallel und im Abstand zu den Rohren des Luftwärmetauschers angeordnet ist und sich von der unteren bis zur oberen horizontalen Seitenwand des Schalt schrankes erstreckt. Dabei ist die Trägerplatte ebenfalls mit einem Trennblech versehen, das mit dem Trennblech des Luftwärmetauschers im Bereich der Um wälzventilatoren und des Luftwärmetauschers den unteren und oberen Zweig des Umwälzkreises festlegt.

Eine weitere Verbesserung der Wärmeabfuhr wird dadurch erreicht, daß seine Außen- und Innenoberfläche mit einem schlecht wärmeaufnehmenden, jedoch gut wärmeabgebenden Belag oder Anstrich versehen sind.

Der Witterungsschutz wird dadurch verbessert, 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 Ausführungs beispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Vorderansicht den geöffneten Schaltschrank mit den einge bauten 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 an 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

1. Schaltschrank mit eingebauten elektrischen und/oder elektronischen Baugruppen, die auf Kühlkörpern aufgebrachte elektrische und/oder elektronische Bauelemente aufweisen, bei dem die Kühlkörper auf den Außenseiten des Schaltschrankes befestigt sind und deren Befestigungsflächen für die zu kühlenden Bauelemente vom Innenraum des Schaltschrankes aus zugänglich sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlkörper (20, 28) auf den Außenseiten der vertikalen Seitenwände (11, 12) des Schaltschrankes (10) befestigt sind,
daß die Bauelemente der Baugruppen (21, 22, 23) zum Innenraum des Schaltschrankes (10) hin wärmeisoliert sind,
daß im Schaltschrank (10) ein Luft-Umwälzkreis mit Luftwärmetauscher (30) und Umwälzventilatoren (25, 26) untergebracht ist,
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 derselben fluchten, und
daß der Luftwärmetauscher (30) mit den Umwälzventilatoren (25, 26) als Einheit ausgebildet und austauschbar im Schaltschrank (10) untergebracht 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 Enden der Rohre (31) in Halteplatten (32, 33) festgelegt sind.

4. Schaltschrank nach Anspruch 3, 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.

5. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 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.

6. Schaltschrank nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzventilatoren (25, 26) auf einer Trägerplatte (24) befestigt sind, die parallel und im Abstand zu den Rohren (31) des Luftwärmetauschers (30) angeordnet ist und sich von der unteren bis zur oberen horizontalen Seitenwand (13, 14) des Schaltschrankes (10) erstreckt.

7. Schaltschrank nach Anspruch 6, 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.

8. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß seine Außen- und Innenoberfläche mit einem schlecht wärmeaufnehmenden, jedoch gut wärmeabgebenden Belag oder Anstrich versehen sind.

9. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 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.

10. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 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.