DE19701100C2 - Klimatisierungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Klimatisierungseinrichtung ist insbesondere zur Kühlung oder Erwärmung des Innenraumes eines Schalt­ schrankes vorgesehen, der elektrische Betriebsmittel enthält. Solche Schaltschränke sind häufig in einer Umgebung aufgestellt, die durch Metallstäube, Ölnebel, Salznebel, Wasserdampf, Rauchgase, Schweißrauch oder ähnliches verunreinigt ist. Derartige Verunreinigungen sind selbstverständlich von den elektrischen Be­ triebsmitteln fernzuhalten, die in dem Schaltschrank angeordnet sind.

Dazu ist aus der DE 30 45 326 C2 ein Wärmetauscher bekannt, der einen Außenluftkanal und einen Innenluftka­ nal sowie Ein- und Austrittsöffnungen für den jeweiligen Kanal aufweist. Der im wesentlichen quaderförmige Wärme­ tauscher wird durch Plattenpakete gebildet, die den Innenluftkanal bzw. den Außenluftkanal begrenzen. Auf die beiden Enden des Plattenpaketes sind Kästen aufgesetzt, die jeweils ein Gebläse enthalten. Jedes Gebläse enthält durch separate Elektromotoren angetriebene Lüfterräder, die in dem Innenluftkanal und in dem Außenluftkanal jeweils eine Luftströmung aufrechterhalten. Dadurch wird die in dem Schaltschrank befindliche Luft durch den Innenluftkanal geführt, in dem sie die mitgeführte Wärme an die durch den Außenluftkanal geförderte Außenluft abgibt.

Dieser Wärmetauscher wird so an einem Schaltschrank angeordnet, daß die Luftein- und Austrittsöffnungen des Außenluftkanales Verbindung zur Umgebung haben. Über diese Öffnung sind die in dem Außenluftkanal angeordneten Gebläse zugänglich, was die elektrische Sicherheit beein­ trächtigen kann.

Aus der DE 27 44 664 C3 ist eine Wärmetauschereinrich­ tung für Schaltschränke oder ähnliches bekannt, die einen Wärmetauscher mit einem Innenluftkanal und einem Außen­ luftkanal aufweist. Der Innenluftkanal steht mit dem Innenraum, bspw. eines Schaltschranks, in Verbindung und ist über ein Gebläse geführt. Der Außenluftkanal steht mit der Umgebung in Verbindung und ist ebenfalls über ein Gebläse geführt. Beide Gebläse sind von einem einzigen Elektromotor her angetrieben, der in einer zwischen dem Innenluftkanal und dem Außenluftkanal angeordneten Trenn­ wand angeordnet ist.

Der Motor steht mit dem Außenluftkanal in Verbindung und muß zur Erzielung ausreichender elektrischer Sicher­ heit hier sorgfältig isoliert und abgedichtet werden.

Aus der DE 27 43 708 A1 und aus der DE 34 23 992 C2 sind Kühleinrichtungen für geschlossene Gehäuseinnenräume bekannt. Die Kühleinrichtungen weisen jeweils einen über ein Gebläse geführten Innenluftkreislauf und einen über ein weiteres Gebläse geführten Außenluftkreislauf auf. Beide Gebläse sind von einem einzigen Elektromotor ange­ trieben, der jeweils in dem Außenluftkreis angeordnet ist. Auch hier können Isolationsprobleme entstehen.

Aus der DE 30 30 136 A1 ist eine mobile Stromquelle mit einem doppelwandigen Gehäuse bekannt. In dem doppel­ wandigen Gehäuse ist ein Außenluftkanal ausgebildet, durch den, angetrieben von einem Gebläse, Außenluft strömt. An der inneren Gehäusewand wird durch entsprechende Luftleiteinrichtungen und ein Gebläse Innenluft entlang­ geführt. Beide Gebläse werden von einem Elektromotor her angetrieben der in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet ist. Der Elektromotor trägt zum Wärmeeintrag in den Innenraum des Gehäuses bei.

Aus der DE 30 45 326 C2 und der DE 41 34 429 C1 sind Wärmetauschereinrichtungen bekannt, die für den Innen­ luftkreislauf und den Außenluftkreislauf separate Gebläse mit separaten Elektromotoren aufweisen. Die in dem Außen­ luftkreislauf angeordneten Elektromotoren sind hinsicht­ lich der Isolation kritisch.

Wärmetauschereinrichtungen der genannten Bauart haben darüber hinaus ein nicht unerhebliches Eigenvolu­ men, das von dem Wärmetauscher und den aufgesetzten Gebläsekästen bestimmt wird. Werden derartige Wärmetau­ schereinrichtungen an Schaltschränken vorgesehen, ergibt sich eine häufig unerwünschte Volumenvergrößerung des Gesamtaufbaus.

Daraus leitet sich die der Erfindung zugrundeliegen­ de Aufgabe ab, eine Klimatisierungseinrichtung zu schaf­ fen, deren Bauart eine erhöhte elektrische Sicherheit ermöglicht. Darüber hinaus sollen derartige Klimatisie­ rungseinrichtungen möglichst effizient und raumsparend ausgebildet sein.

Diese Aufgabe wird durch die Klimatisierungsein­ richtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Klimatisierungseinrichtung weist wenigstens eine Gebläseeinrichtung mit einem einzigen Elektromotor auf, der ein den Innenluftkanal beaufschlagendes Innenlüfter­ rad für den Innenkreis und ein den Außenluftkanal für den Außenkreis beaufschlagendes Außenlüfterrad antreibt. Der Elektromotor ist dabei in einem von dem Außenluftkanal getrennten Raum des Gehäuses der Klimatisierungseinrich­ tung angeordnet und deshalb von außen her unzugänglich. Die Klimatisierungseinrichtung kann deshalb problemlos so ausgebildet sein, daß der gesamte Außenluftkanal und die mit diesem in Verbindung stehenden Räume frei von elek­ trischen Einrichtungen, Betriebsmitteln oder Verdrahtun­ gen gehalten ist. Diese Bauart ermöglicht eine hohe Schutzart, bspw. IP67.

Es wird nicht nur ein Schutz nach außen sondern auch ein Schutz des Elektromotors vor Verschmutzung und Be­ schädigung erreicht. Verschmutzungen, insbesondere Me­ tallstäube, die sich ansonsten vor allem, wenn sie magne­ tisch sind, zwischen Stator und Rotor des Elektromotors ansetzen, werden von diesem ferngehalten. Die höhere Schutzart und der Schutz des Motors werden durch einfache Maßnahmen erreicht, ohne daß Spezialmotoren oder Spezial­ techniken zur Anwendung kommen müssen. Zusätzlich wird das Eindringen von Fremdkörpern in den Luftspalt zwischen Rotor und Stator verhindert. Dadurch wird der Einsatz der Klimatisierungseinrichtung in aggressiver Umgebung mög­ lich.

Der Elektromotor, der die beiden Lüfterräder an­ treibt, ist vorzugsweise gegen die Umgebung abgedichtet angeordnet. Ansonsten erforderliche vollständig ge­ schlossene Klemmengehäuse, Leitungen mit resistenten Isolierwerkstoffen sowie Wicklungsabdichtungen an den Statorwicklungen sind nicht weiter erforderlich. Außerdem kann eine elektrische Abschirmung zur Störunterdrückung erreicht werden, ohne daß abgeschirmte Motorzuleitungen erforderlich wären. Mit der gegen die Umgebung abgedich­ teten Anordnung des Elektromotors wird außerdem der Geräuschpegel der Klimatisierungseinrichtung in Grenzen gehalten und gegenüber Geräten mit außenliegenden Lüfter­ motoren vermindert.

Die erfindungsgemäße Bauart der Klimatisierungsein­ richtung ermöglicht es, an den Außenluftöffnungen auf Filtermatten zu verzichten, die ansonsten dazu dienen, Stäube von dem Außenluftgebläse und dessen Motor fernzu­ halten. Entsprechend geringer ist der von dem Außenluft­ gebläse zu überwindende Strömungswiderstand, was eine Verminderung der Gebläseleistung ermöglicht. Mit ver­ minderter Gebläseleistung verringert sich neben der Energieaufnahme auch die in der Klimatisierungseinrich­ tung durch die Motoren erzeugte Verlustwärme. Dies kommt der aus dem Schaltschrank abführbaren Verlustwärme zu­ gute, die entsprechend höher ist. Damit erhöht sich sowohl durch den verbesserten Luftdurchsatz in dem Außen­ luftkanal als auch durch die verminderte Verlustleistung die Leistungsfähigkeit der Klimatisierungseinrichtung. Die verminderte Energieaufnahme der Klimatisierungsein­ richtung bedeutet auch eine erhöhte spezifische Wärmelei­ stung, die das Verhältnis zwischen abgeführtem Wärmestrom und dazu erforderlicher Gebläseleistungsaufnahme ist.

Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Bauart der Klimatisierungseinrichtung ein vermindertes Bauvolumen. Beide Lüfterräder werden von einem einzigen Elektromotor angetrieben und deshalb in geringem räumli­ chen Abstand zueinander angeordnet. Diese Bauart führt dazu, daß die Gebläse an lediglich einer Seite des Wärme­ tauschers angeordnet werden können, womit sie in einem einzigen Luftverteilerkasten zusammenfaßbar sind. Das Bauvolumen der Klimatisierungseinrichtung wird deshalb nur von dem Wärmetauscher und einem einzigen Luftverteil­ erkasten bestimmt, so daß im Vergleich zu Bauarten mit zwei Luftverteilerkästen ein deutlich kompakterer Aufbau erreicht wird.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau wird außerdem eine erleichterte Wartung möglich. Bspw. in Spinnereien oder im Lebensmittelbereich neigt die durch die Außen­ luftkanal geförderte Umgebungsluft dazu, an dem Lüfterrad Ablagerungen zu hinterlassen. Diese Ablagerungen können eine Unwucht verursachen, die die Lebensdauer der Motor­ lager beeinträchtigt. Um dies zu verhindern, ist es im Rahmen der Wartung gelegentlich erforderlich, das Lüfter­ rad zu reinigen. Bei der Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1 braucht dazu lediglich das Lüfterrad entfernt zu werden. Herkömmlicherweise wäre eine aus Motor und Lüfterrad gebildete Einheit auszubauen.

Das Außenlüfterrad kann mit einem die Wartung er­ leichternden Stecksystem mit der Welle verbunden sein, so daß das Außenlüfterrad für Reinigungszwecke problemlos abgenommen werden kann.

Nachdem der Elektromotor von dem Außenluftkanal getrennt angeordnet ist, kann der Außenluftkanal zur Übergabe von Wärme an die in dem Innenluftkanal strömende Luft, bspw. zur Beheizung von Innenräumen, auch mit warmen Medien, bspw. heißer Abluft, beaufschlagt werden, die ansonsten den Elektromotor überhitzen würde. Damit können die Innenräume von Schaltschränken auch beheizt werden, um bspw. zu verhindern, daß in dem Innenraum des Schaltschrankes bei ansonsten kalten Außentemperaturen der Taupunkt unterschritten wird.

Der sowohl das Innenlüfterrad als auch das Außen­ lüfterrad antreibende Elektromotor weist eine geringere Wärmeentwicklung auf als zwei separate Lüftermotoren. Der einzelne Elektromotor braucht weniger als die doppelte Leistung zweier einzelner Lüftermotoren, nachdem die Lagerreibung oder Reibung an Dichtungen nur bei einem Motor überwunden werden muß. Demnach ist die Verlustwärme des einzelnen Elektromotores geringer als die Summe der Verlustwärme bei zwei Motoren. Auch dadurch verbessert sich die spezifische Wärmeleistung des Wärmetauschers.

Das Innenlüfterrad und der Elektromotor können in ein und demselben Raum angeordnet und als Einheit ausge­ bildet sein. Ist dieser als Luftverteilerraum dienende Raum durch ein Metallgehäuse gebildet, ist für die elek­ trischen Zuleitungen keine weitere Abschirmung erforder­ lich. Die Verdrahtung des Elektromotors erfolgt auch hier nur innerhalb des Innenluftkreislaufes, der nach außen hin abgedichtet ist.

Das Außenlüfterrad und das Innenlüfterrad sind vorzugsweise von einer gemeinsamen Welle getragen. Damit kann die gesamte so gebildete Einheit dynamisch ausge­ wuchtet werden. Der damit verbundene Aufwand ist deutlich geringer als bei Verwendung von separaten Elektromotoren.

Die in unterschiedlichen Räumen angeordneten Lüfter­ räder sind durch eine Zwischenwand getrennt, die eine Öffnung aufweist, durch die die Lüfterräder tragende Welle führt. An der Öffnung ist vorzugsweise eine Dich­ tung vorgesehen, die als Labyrinthdichtung, als Manschet­ tendichtung oder als Radialwellendichtung ausgebildet sein kann. Die Dichtung kann baulich auch mit einem entsprechenden Lager vereinigt sein, das dann als Dicht­ scheibenlager ausgebildet ist.

Wenn der Wärmetauscher als Kreuzstromwärmetauscher ausgebildet ist, hat dies den Vorteil, daß beide von den Lüfterrädern gebildeten Gebläse im Druckbetrieb arbeiten können, was wegen der guten erzielbaren Förderwirkung vorteilhaft ist. Insbesondere, wenn die Luftkanäle des Wärmetauschers einen relativ hohen Durchströmungswider­ stand aufweisen, ist der Druckbetrieb vorteilhaft.

Arbeiten die von den Lüfterrädern gebildeten Gebläse in unterschiedlichem Betrieb, kann ein hinsichtlich der Wärmeübertragung vorteilhafter Gegenstromwärmetauscher verwendet werden, wobei das aus beiden Lüfterrädern gebildete Gebläse dennoch lediglich an einer Seite des Wärmetauschers anzuordnen ist. Dies ergibt einen kom­ pakten Aufbau.

Insbesondere bei Verwendung von Kreuzstromwärmetau­ schern ist es vorteilhaft, wenn die Zwischenwand, die zwischen dem Innenlüfterrad und dem Außenlüfterrad an­ geordnet ist und in dem betreffenden Luftkastengehäuse an den Innenluftkanal bzw. den Außenluftkanal anzuschließen­ de Gebläseräume abtrennt, einen Luftleitabschnitt auf­ weist, in dem die Ebene des die Luftströmungen trennenden Wandabschnittes um 90° dreht. Ein solcher Luftleitab­ schnitt kann an der Zwischenwand ausgebildet werden, indem diese zwei voneinander weg gespreizte Schenkel aufweist, die sich an einen ebenen Zwischenwandabschnitt anschließen. Die Schenkel sind nebeneinander angeordnete, flache Abschnitte, die mit ihren einander benachbarten Kanten einen Winkel einschließen, in dem der 90° gedrehte Zwischenwandabschnitt angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein besonders einfacher Aufbau erreicht.

Der zum Antrieb dienende Elektromotor ist vorzugs­ weise ein Außenläufermotor, dessen Läufer mit dem Innen­ lüfterrad fest verbunden ist. Das Außenlüfterrad sitzt auf einem Wellenstummel einer den Außenläufermotor durch­ setzenden Welle. Dadurch kann der Nabenbereich des Außen­ lüfterrades weitgehend freigehalten werden, was eine ungehinderte Luftströmung in diesem Bereich ermöglicht. Wegen der sich dadurch ergebenden guten Förderwirkung des Außenlüfterrades kann dessen Durchmesser kleiner sein als der Durchmesser des Innenlüfterrades. Bei gleicher Luft­ leistung wird der Energiebedarf zum Antrieb des Außen­ lüfterrades gegenüber einem Lüfterrad, dessen Nabe als Außenläufermotor ausgebildet ist, signifikant um bis zu 40% vermindert.

Das Außenlüfterrad kann sowohl starr als auch über ein steuerbares Kupplungsmittel mit dem Elektromotor gekuppelt sein. Die Kupplung kann eine mechanische oder elektrische Kupplung sein, die selbst- oder fremdgesteu­ ert ausgebildet ist. Bspw. kann die Kupplung zur Drehmo­ mentübertragung eine Flüssigkeit enthalten, deren Visko­ sität in einem bestimmten Temperaturbereich mit zunehmen­ der Temperatur zunimmt. Bedarfsweise kann auch eine magnetisch betätigbare Kupplung vorgesehen sein, die von einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Luft am Austritt des Innenluftkanales oder von anderen Temperatu­ ren gesteuert wird.

Die Klimatisierungseinrichtung kann zusätzlich ein vorzugsweise als Wärmepumpe ausgebildetes Kühlgerät enthalten, dessen wärmeabgebendes Element in dem Außen­ luftstrom und dessen wärmeaufnehmendes Element in dem Innenluftstrom angeordnet ist. Damit kann eine Kühlung des Innenraumes eines Schaltschrankes auch bei hohen Außen- und Umgebungstemperaturen erreicht werden. Das Kühlgerät ist vorzugsweise eine Kompressionskältemaschi­ ne.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung darge­ stellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Klimatisierungseinrichtung für einen Schaltschrank mit Kreuzstromwärmetauscher, in einer perspektivischen, schematisierten und teilweise aufgeschnittenen Darstellung;

Fig. 2 die Klimatisierungseinrichtung nach Fig. 1 in schematisierter, längsgeschnittener Darstellung und in einem anderen Maßstab;

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform einer an einem Schaltschrank montierten Klimatisierungs­ einrichtung mit Kreuzstromwärmetauscher, in schematisierter, längsgeschnittener Darstel­ lung;

Fig. 4 die Klimatisierungseinrichtung nach Fig. 3 in einer schematisierten Vorderansicht;

Fig. 5 ein zu den Klimatisierungseinrichtungen nach den Fig. 1 bis 4 gehöriges Gebläse in einer schematisierten Draufsicht;

Fig. 6 einen Schaltschrank mit einer Klimatisierungs­ einrichtung mit Gegenstromwärmetauscher, in einer vereinfachten, längsgeschnittenen Dar­ stellung;

Fig. 7 die Klimatisierungseinrichtung nach Fig. 6 in einer schematisierten Vorderansicht;

Fig. 8 ein zu der Klimatisierungseinrichtung nach den Fig. 6 und 7 gehöriges Gebläse mit Innenlüfter­ rad und Außenlüfterrad, in einer vereinfachten Draufsicht;

Fig. 9 einen Schaltschrank mit einer daran montierten Klimatisierungseinrichtung, die einen Kälte­ erzeuger enthält, in einer schematisierten Längsschnittdarstellung; und

Fig. 10 die Klimatisierungseinrichtung nach Fig. 9 in einer schematisierten Vorderansicht.

Beschreibung

In Fig. 1 ist eine bspw. zur Kühlung eines Schalt­ schrankes vorgesehene Klimatisierungseinrichtung 1 ver­ anschaulicht, in deren Gehäuse 2 ein Wärmetauscher 3 angeordnet ist. Der Wärmetauscher 3 ist in den in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen der Klimatisierungseinrichtung 1 als Kreuzstromwärmetauscher ausgebildet. Der Wärmetauscher 3 weist einen Außenluftka­ nal 4 und einen Innenluftkanal 5 auf, die voneinander luft- oder wenigstens staubdicht getrennt sind und mit­ einander in thermischem Kontakt stehen. Der Wärmetauscher 3 wird durch ein entsprechendes Plattenpaket, vorzugs­ weise aus Aluminiumblech, gebildet. Bei dem Wärmetauscher 3 nach dem Kreuzstromprinzip ist der Innenluftkanal 5 quer zu dem Außenluftkanal 4 geführt. Die jeweiligen Eingänge 6, 7 des Außen- bzw. Innenluftkanales 4, S sind an dem ansonsten etwa quaderförmigen Wärmetauscher 3 über Eck angeordnet.

In dem Innenraum des Gehäuses 2 ist in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Wärmetauscher 3 eine Luftver­ teilerkammer 8 ausgebildet, in der durch eine Zwischen­ wand 9 ein mit dem Eingang 6 des Außenluftkanales 4 in Verbindung stehender Gebläseraum 11 und ein mit dem Eingang 7 des Innenluftkanales 5 in Verbindung stehender weiterer Gebläseraum 12 abgeteilt sind. Die Zwischenwand 9 unterteilt den Innenraum des Gehäuses 4 mit ihrem planen Abschnitt 13 planparallel zu den Flachseiten 14, 15 des quaderförmigen Gehäuses 2. An den planen Abschnitt 13 schließt sich ein Luftleitabschnitt 16 an. Dieser enthält einen dreieckförmigen, um 90° gegenüber dem Ab­ schnitt 13 gedreht angeordneten Wandabschnitt 17, der mit seiner Spitze eine Biegekante 18 berührt. Von dieser erstrecken sich zwei Schenkel 21, 22 weg, deren aufein­ ander zu weisenden Kanten mit dem Wandabschnitt 17 ver­ bunden sind und einen Winkel miteinander einschließen. Die Schenkel 21, 22 verschließen die Gebläseräume 11, 12 in Richtung auf den Wärmetauscher 3, so daß jedem Geblä­ seraum 11, 12 jeweils der entsprechende Eingang 6, 7 des Außenluftkanals 4 bzw. des Innenluftkanals 5 zugeordnet ist.

In dem Gebläseraum 11 ist ein Außenlüfterrad 26 angeordnet, das als Radiallüfter ausgebildet ist und über eine in Fig. 1 lediglich schematisch angedeutete Ansaug­ öffnung 27 Außenluft ansaugen kann. Wie insbesondere auch aus Fig. 2 ersichtlich, ist in dem Gebläseraum 12 ein Innenlüfterrad 28 angeordnet, das den Eingang 7 des Innenluftkanales 5 mit Innenluft beaufschlagt, die es über eine in dem Gehäuse 2 angeordnete Öffnung 29 an­ saugt.

Das Außenlüfterrad 26 und das Innenlüfterrad 28 sind von einem gemeinsamen Elektromotor 31 angetrieben, der an der Zwischenwand 9 gehalten ist. Der Elektromotor 31 ist als Außenläufer ausgebildet, wobei seine durchgehende Welle 32 die Zwischenwand 9 bei einer entsprechenden Öffnung durchragt. An der Öffnung ist eine Wellendichtung 33 angeordnet, die den Gebläseraum 12 und den Elektromo­ tor 31 von dem Gebläseraum 11 trennt. Die Welle 32 des in Fig. 5 separat veranschaulichten Gebläses durchsetzt den Elektromotor 31, der mit seinem Stator 34 an der Zwi­ schenwand 9 gehalten ist, und trägt an ihrem von dem Außenlüfterrad 26 abliegenden Ende den Läufer 35. Dieser ist an seinem Außenumfang mit dem Innenlüfterrad 28 verbunden, das somit ebenfalls von der Welle 32 getragen ist. Die Welle 32 ragt anderenends mit einem Wellenstumpf in den Gebläseraum.

In dem Gehäuse 2 ist eine weitere Öffnung 37 ausge­ bildet, die mit dem Ausgang des Innenluftkanales 5 kom­ muniziert. Eine weitere Öffnung 38 bringt den Ausgang des Außenluftkanales 4 mit der Umgebungsluft in Verbindung.

Die insoweit beschriebene Klimatisierungseinrichtung 1 arbeitet wie folgt:

Die Klimatisierungseinrichtung 1 ist bspw. an der Seitenwand eines nicht weiter veranschaulichten Schalt­ schrankes derart montiert, daß lediglich die Ansaugöff­ nung 27 und die Öffnung 38 von außen her zugänglich sind. Bei laufendem Elektromotor 31 fördert das Außenlüfterrad 26 Außenluft entlang des in Fig. 1 mit 41 bezeichneten Weges durch den Wärmetauscher 3. Der Elektromotor 31 treibt zugleich das Innenlüfterrad 28 an, das aus dem Innenraum des Schaltschrankes Luft absaugt und entlang des in Fig. 1 mit 42 bezeichneten Weges durch den Wärme­ tauscher 3 in den Innenraum zurückfördert. Dabei gibt die Innenluft in dem Wärmetauscher Wärme an die in der Regel vergleichsweise kältere Außenluft ab, die sich dabei erwärmt und durch die Öffnung 38 erwärmt an die Umgebung abgegeben wird. Dabei sind der Außenluftkreis und der Innenluftkreis voneinander getrennt und der Elektromotor 31 ist in dem Innenluftkreis angeordnet.

In den Fig. 3 und 4 ist eine abgewandelte Ausfüh­ rungsform der Klimatisierungseinrichtung 1 veranschau­ licht, deren Wärmetauscher 3 ebenfalls ein Kreuzstromwär­ metauscher ist. Soweit die in den Fig. 3 und 4 veran­ schaulichte Klimatisierungseinrichtung 1 mit der vor­ stehend beschriebenen Klimatisierungseinrichtung überein­ stimmt, werden ohne erneute Bezugnahme die gleichen Bezugszeichen verwendet, wobei die vorige Beschreibung entsprechend gilt.

Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Klimatisierungseinrichtung weist die in den Fig. 3 und 4 veranschaulichte Klimatisierungseinrichtung 1, die in der Wand eines punktiert angedeuteten Schaltschrankes 50 angeordnet ist, einen abweichend angeordneten Wärmetau­ scher 3 auf. Der Wärmetauscher 3 ist als Kreuzstromwärme­ tauscher ausgebildet und hat, wie Fig. 4 erkennen läßt, in Vorderansicht einen quadratischen Umriß. Zur Symme­ trierung der Strömungsverhältnisse bezüglich der Luft­ beaufschlagung seiner Eingänge 6, 7 ist der Wärmetauscher 3 symmetrisch so angeordnet, daß seine den Eingang 6 von dem Eingang 7 trennende Kante 51 an den Wandabschnitt 17 der Zwischenwand 9 anschließt.

Der Außenluftkreislauf führt von der Ansaugöffnung 27 durch die Gebläsekammer 11 und den Außenluftkanal 4 zu der in der vorderen Flachseite 14 des Gehäuses 2 angeord­ neten Öffnung 38. Der Innenluftkreislauf führt von der Absaugöffnung 29 durch die Gebläsekammer 12 und den Innenluftkanal 5 zu der Öffnung 37, die an der in dem Innenraum des Schaltschrankes 50 angeordneten Flachseite 15 des Gehäuses 2 angeordnet ist. Beide Luftkreisläufe sind staub- und wasserdicht voneinander getrennt, so daß in der Außenluft enthaltene Verunreinigungen von dem Innenluftkreislauf und dem Elektromotor 31 ferngehalten werden.

In den Fig. 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungsbei­ spiel der erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung 1 veranschaulicht, die, soweit sie mit den vorstehend beschriebenen Klimatisierungseinrichtungen nach den Fig. 1 bis 4 übereinstimmt, ohne erneute Bezugnahme mit den gleichen Bezugszeichen versehen ist, wobei die Beschrei­ bung entsprechend gilt.

Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Klimatisierungseinrichtungen ist der Wärmetauscher 3 als Gegenstromwärmetauscher ausgebildet. Sein Außenluftkanal 4 und sein Innenluftkanal 5 sind in zueinander parallelen Richtungen geführt, wobei sie gegensinnig durchströmt werden. Dies ermöglicht einen besonders guten Wärmeaus­ tausch zwischen Innen- und Außenluftkreislauf.

Der Wärmetauscher 3 ist an einer Seite, an der sowohl der Außenluftkanal 4 als auch der Innenluftkanal 5 eine Öffnung aufweisen, an einen Luftverteilerkasten 52 angeschlossen, der das Außenlüfterrad 26 und das Innen­ lüfterrad 27 enthält. Beide Lüfterräder 26, 28 sind von ein und demselben Elektromotor 31 angetrieben, der in dem zu dem Innenkreislauf gehörigen Gebläseraum 12 sitzt.

Das von dem Innenlüfterrad 28 über die Zwischenwand 9 separierte Außenlüfterrad 26 arbeitet saugend auf den Außenluftkanal 4. Zu diesem Zweck ist das Außenlüfterrad 26 gegen die ausgangsseitige Öffnung des Außenluftkanals 4 mit einem Leitblech 53 abgeschirmt, das eine zu der Saugseite des Außenlüfterrades 26 führende Öffnung 54 aufweist. Zur Entlüftung der von dem Leitblech 53 und der Zwischenwand 9 definierten Kammer nach außen weist das Gehäuse 2 an entsprechender Stelle vorgesehene, nicht weiter dargestellte Austrittsöffnungen auf.

Bei der in den Fig. 6 und 7 veranschaulichten Klima­ tisierungseinrichtung ist das Außenlüfterrad 26 zu dem Innenlüfterrad 28 spiegelsymmetrisch ausgebildet. Zur Kosteneinsparung ist es jedoch auch möglich, ein Außen­ lüfterrad 26 zu verwenden, das mit dem Innenlüfterrad 28 übereinstimmt, wie es in Fig. 8 veranschaulicht ist. Bei dieser Ausführungsform weist die den Elektromotor 31 tragende Zwischenwand 9 zur Aufnahme des Elektromotores 31 einen Bereich 56 auf, der gegen die übrige Zwischen­ wand 9 in Richtung auf das Außenlüfterrad 26 hin parallel versetzt ist. Auf diese Weise wird ein ausreichender Abstand zwischen der Zwischenwand 9 und dem Luftein­ trittsbereich 57 des Außenlüfterrades 26 geschaffen.

In den Fig. 9 und 10 ist eine weitere Ausführungs­ form der Klimatisierungseinrichtung 1 veranschaulicht, bei der anstelle eines Wärmetauschers 3 eine Kältemaschi­ ne 61 vorgesehen ist, die als Wärmepumpe wirkt. Diese bewirkt den Wärmeaustausch und fungiert somit als Wärme­ tauscher im weiteren Sinne. Bei der Klimatisierungsein­ richtung 1 ist der Innenluftkreislauf von dem Außenluft­ kreislauf durch eine in dem Gehäuse 2 angeordnete Wand 62 getrennt. Der Innenkreislauf wird von dem Innenlüfterrad 28 und der Außenkreislauf wird von dem Außenlüfterrad 26 umgewälzt, die von dem Elektromotor 31 angetrieben sind und auf der gemeinsamen Welle 32 sitzen.

In dem Innenkreislauf ist zur Aufnahme von in der Innenluft enthaltenen Wärme ein Verdampfer 63 vorgesehen, der zu der Kältemaschine 61 gehört. Der Verdampfer 63 wird mit Kältemittel gespeist, das von einem Kondensator 64 verflüssigt worden ist. Dieser ist in dem Außenluft­ kreislauf angeordnet und gibt seine Wärme an die durch­ strömende Außenluft ab. Ein zum Betrieb der Kältemaschine 61 erforderlicher Kompressor ist in dem Gehäuse 2 neben dem Gebläse angeordnet.

Bedarfsweise kann das Außenlüfterrad 26 bei allen Ausführungsformen der vorstehend beschriebenen Klimati­ sierungseinrichtung 1 über ein nicht weiter veranschau­ lichtes Kupplungsmittel mit der Welle 32 verbunden sein, um das Außenlüfterrad 26 bei ständig laufendem Motor 31 lediglich bedarfsweise zuzuschalten. Das Kupplungsmittel kann bspw. in Abhängigkeit von der Temperatur des Ver­ dampfers 64 oder von anderen Temperaturen, bspw. der Innentemperatur des Schaltschrankes 50 gesteuert sein. Wird eine bestimmte Grenztemperatur überschritten, ver­ bindet das Kupplungsmittel das Außenlüfterrad 26 drehfest mit der Welle 32. Das Kupplungsmittel kann bspw. durch eine reib- oder formschlüssig wirkende, elektrisch betä­ tigte Kupplung gebildet sein, die vorzugsweise nicht in der Gebläsekammer 11 angeordnet ist. Die Kupplung ist dann von einer Steuereinrichtung gesteuert, die ein oder mehrere kritische Größen überwacht.

Das Außenlüfterrad 26 kann bei allen Ausführungsbei­ spielen über ein Steckverbindungssystem mit der Welle 32 verbunden sein, das ein einfaches Lösen des Außenlüfter­ rades 26 von der Welle 32 ermöglicht, bspw. um dieses reinigen zu können. Um beim Wiederzusammenbau eine Un­ wucht der ausgewuchteten, aus Außenlüfterrad 26, Innen­ lüfterrad 28 und Läufer 35 gebildeten Einheit zu ver­ meiden, kann das Steck- oder Verbindungssystem mit einer Verdrehsicherung ausgestattet sein, die die Montage lediglich in einer definierten Drehstellung ermöglicht.

Bei einer Klimatisierungseinrichtung 1 trennt ein Wärmetauscher einen Innenluftkreis von einem Außenluft­ kreis. Der Wärmetauscher, der bedarfsweise auch durch eine Wärmepumpe oder Kältemaschine 61 gebildet sein kann, weist dazu einen Außenluftkanal 4 und einen Innenluftka­ nal 5 auf, die jeweils von einem Gebläse mit einem Luft­ strom beaufschlagt sind. Die Gebläse werden durch ein in dem Außenluftkreislauf angeordnetes Außenlüfterrad 26 und ein in dem Innenluftkreislauf angeordnetes Innenlüfterrad 28 gebildet, die von einem gemeinsamen Elektromotor 31 angetrieben sind. Dieser ist von dem Außenluftkreislauf getrennt, vorzugsweise in dem Innenluftkreislauf angeord­ net. Er ist einschließlich sämtlicher elektrischer Zulei­ tung somit von der Umgebung separiert, was eine verbes­ serte elektrische Schutzart ermöglicht. Außerdem wird die erforderliche Motorleistung auf diese Weise verringert, was bezogen auf die Leistungsaufnahme der Klimatisie­ rungseinrichtung eine erhöhte spezifische Wärmeleistung der Klimatisierungseinrichtung 1 ermöglicht.

Claims (16)

1. Klimatisierungseinrichtung (1), zur Temperatur­ beeinflussung von geschlossenen Gehäuseinnenräumen, insbesondere Schaltschränken (50),
mit einem Wärmetauscher (3), der einen Innenluftka­ nal (5) und einen Außenluftkanal (4) aufweist, die gegen­ einander abgedichtet sind und die miteinander in thermi­ schen Kontakt stehen,
mit einem Gehäuse (2), in dem eine Luftverteilerkam­ mer (8) ausgebildet ist, die durch eine Zwischenwand (9) in einen ersten Gebläseraum (11), der über den Außen­ luftkanal (4) des Wärmetauschers (3) und eine erste Öffnung (27) mit der Außenluft in Verbindung steht, und einen zweiten Gebläseraum (12) unterteilt ist, der gegen den ersten Gebläseraum (11) abgedichtet ist und der über den Innenluftkanal (5) und eine zweite Öffnung (29) mit dem Gehäuseinnenraum in Verbindung steht,
mit wenigstens einem Außenlüfterrad (26), das in dem ersten Gebläseraum (11) angeordnet ist und das über den Außenluftkanal (4) und die erste Öffnung (27) mit der Außenluft in Strömungsverbindung steht,
mit wenigstens einem Innenlüfterrad (28), das in dem zweiten Gebläseraum (12) angeordnet ist und das über die zweite Öffnung (29) und den Innenluftkanal (5) mit dem Gehäuseinnenraum in Strömungsverbindung steht,
mit einem Elektromotor (31), der sowohl mit dem Außenlüfterrad (26) als auch mit dem Innenlüfterrad (28) verbunden ist, um diese anzutreiben, und der vollständig in dem zweiten Gebläseraum (12) der Luftverteilerkammer (8) angeordnet ist.

2. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (31) ein Außenläufermotor ist.

3. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenlüfterrad (28) und das Außenlüfterrad (26) von einer gemeinsamen Welle (32) getragen sind, die durch eine in der Zwischenwand (9) vorgesehene Öffnung geführt ist, und daß an der Öffnung eine Dichtung (33) angeordnet ist, die die Zwischenwand (9) gegen die Welle (32) abdichtet.

4. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläseräume (11, 12) an einer einzigen Seite des Wärmetauschers (3) angeordnet sind.

5. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (3) ein Gegenstromwärmetauscher ist.

6. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenlüfterrad (28) im Saugbetrieb und das Außenlüfterrad (26) im Druckbetrieb betrieben sind.

7. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenlüfterrad (28) im Druckbetrieb und das Außenlüfterrad (26) im Saugbetrieb betrieben sind.

8. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (3) ein Kreuzstromwärmetauscher ist.

9. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenlüfterrad (28) und das Außenlüfterrad (26) im Druckbetrieb betrieben sind.

10. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (9), die in einem Gerätegehäuse (2) die beiden Gebläseräume (11, 12) abtrennt, zum Anschluß der Gebläseräume (11, 12) an den Innenluftkanal (5) und an den Außenluftkanal (4) einen Luftleitabschnitt (16) aufweist, der den sich an den jeweiligen Innen- bzw. Außenluftkanal (5, 4) an­ schließenden Gebläseraum (12, 11) wärmetauscherseitig jeweils über eine festgelegte Breite verschließt, in der der jeweils andere Außen- bzw. Innenluftkanal (4, 5) an den jeweils anderen Luftverteilerraum (11, 12) ange­ schlossen ist.

11. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (9) einen eben ausgebildeten (13) Abschnitt aufweist, an den sich zwei nebeneinander angeordnete Schenkel (21, 22) anschließen, die miteinander einen Winkel einschlie­ ßend sich von dem ebenen Abschnitt (13) weg erstrecken, wobei zwischen den Schenkeln (21, 22) ein Zwischenstück (17) eingesetzt ist.

12. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenlüfterrad (26) über ein gesteuertes Kupplungsmittel mit dem Elektromotor (31) verbunden ist.

13. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsmittel tempera­ turabhängig betätigt ist.

14. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmetauscher ein Kühlge­ rät (61) vorgesehen ist, dessen wärmeabgebendes Element (Kondensator 64) in dem Außenluftstrom und dessen wärme­ aufnehmendes Element (Verdampfer 63) in dem Innenluft­ strom angeordnet ist.

15. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgerät (61) eine Kompressionskältemaschine ist.

16. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenlüfterrad über ein Stecksystem mit dem Elektromotor verbunden ist, so daß es für Reinigungszwecke leicht abgenommen werden kann.