DE19924431A1 - Netzstation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Netzstation (1) mit einem Gehäuse (2), mindestens einem darin angeordneten Transformator (3) und Mitteln zur Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse (2). Um ohne eine direkte Verbindung zwischen dem Inneren des Gehäuses (2) und dem außerhalb des Gehäuses (2) dennoch eine ausreichende Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse (2) der Netzstation (1) sicherstellen zu können, um einen Wärmestau im Inneren des Gehäuses (2) zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass die Mittel zur Wärmeabfuhr als mindestens ein Wärmetauscher (6; 7; 8) ausgebildet sind, der in einer Außenöffnung des Gehäuses (2) angeordnet ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Netzstation mit einem
Gehäuse, mindestens einem darin angeordneten Transformator und
Mitteln zur Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse.
Eine Netzstation dient zum Schalten und Transformieren von
Mittelspannungen (etwa 6 kV bis 40 kv) in Niederspannungen (bis
etwa 1 kv) und zum Verteilen der Niederspannung. Eine
Netzstation weist eine Mittelspannungszuleitung, eine
Mittelspannungsschaltanlage, einen oder mehrere
Transformatoren, eine Niederspannungsverteilung sowie eine
interne Mittel- und Niederspannungsverkabelung auf. Über die
Mittelspannungszuleitung wird die Mittelspannung,
typischerweise 6 kV, 12 kV oder 24 kv, über die
Mittelspannungsschaltanlage an den oder die Transformatoren
geleitet. Der oder die Transformatoren wandeln die
Mittelspannung in eine Niederspannung, typischerweise in
0,4 kv, um. Die Niederspannung wird dann über die
Niederspannungsverteilung und -verkabelung von der Netzstation
weg geleitet. Die Komponenten der Netzstation sind
üblicherweise in einem Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse besteht
typischerweise aus Beton, verzinktem Stahl bzw. Edelstahl oder
Kunststoff.
Während des Betriebs der Netzstation erzeugen insbesondere der
oder die Transformatoren eine hohe Verlustwärme, die zur
Vermeidung von Wärmestaus in dem Gehäuse der Netzstation aus
dem Gehäuse abgeführt werden muss. Wärmestaus in dem Gehäuse
würden zu einer verminderten Leistungsabgabe bzw. -übertragung
und einer schnelleren Alterung der Komponenten der Netzstation
führen. Deshalb sind in den aus dem Stand der Technik
bekannten Netzstationen Lamellen-Lüftungseinrichtungen
vorgesehen. Diese weisen jedoch Lüftungsöffnungen auf, über
die eine direkte Verbindung zwischen dem Inneren des Gehäuses
der Netzstation und der das Gehäuse umgebenden Außenluft
vorliegt. Die Wärme aus dem Inneren des Gehäuses der
Netzstation wird mittels eines oder mehrerer Lüfterelemente
durch die Lüftungsöffnungen abgeführt.
Aufgrund der direkten Verbindung zwischen dem Inneren des
Gehäuses und der Außenluft kann es zu einem starken Staub- und
Schmutzpartikelbefall im Inneren des Gehäuses kommen. Außerdem
müssen zur Einhaltung einer gesetzlich vorgeschriebenen
Personen-, Störlichtbogen- und Stochersicherheit besondere
Anstrengungen unternommen werden. So müssen im Bereich der
Lamellen-Lüftungseinrichtungen Vorkehrungen getroffen werden,
durch die verhindert wird, dass u. a. von außen durch den oder
die Lüfterelemente gegriffen wird und dadurch z. B. mittels
eines Drahtes von außen spannungsführende Komponenten der
Netzstation berührt werden können. Zusätzlich besteht bei den
bekannten Netzstationen die Gefahr des Austritts heißer Gase,
falls innerhalb der Netzstation ein Störlichtbogenereignis
eintritt. Aus diesem Grund müssen besondere Vorkehrungen zur
Einhaltung der Störlichtbogen-Prüfvorschriften getroffen
werden (vgl. Prüfvorschriften gem. VDE 0670, Teil 611; Pehla-
Richtlinie 4).
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Netzstation der eingangs genannten Art dahingehend
auszugestalten und weiterzubilden, dass die erwähnten
Nachteile beseitigt werden und dennoch eine ausreichende
Personensicherheit und Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse der
Netzstation sichergestellt ist, um so einen Wärmestau im
Inneren des Gehäuses zu vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von
der Netzstation der eingangs genannten Art vor, dass die
Mittel zur Wärmeabfuhr als mindestens ein Wärmetauscher
ausgebildet sind, der in einer Außenöffnung des Gehäuses
angeordnet ist.
Ein Wärmetauscher ist in zwei in sich geschlossene und
voneinander getrennte Kreisläufe eingebunden. In einem
Wärmekreislauf zirkuliert ein erstes Medium, das die Wärme aus
dem Inneren des Gehäuses zu dem Wärmetauscher transportiert.
Als erstes Medium in dem Wärmekreislauf kommt bspw. die Luft
im Inneren des Gehäuses oder eine Flüssigkeit in Frage. Die
Wärme aus dem Wärmekreislauf wird über den Wärmetauscher an
einen Kühlkreislauf abgegeben, in dem ein zweites Medium
zirkuliert, das die Wärme von dem Wärmetauscher ableitet. Als
zweites Medium in dem Kühlkreislauf kommt bspw. die das
Gehäuse der Netzstation umgebende Außenluft oder ein
Flüssigkeit in Frage. Das erste Medium des Wärmekreislaufs und
das zweite Medium des Kühlkreislaufs werden über die
Oberfläche des Wärmetauschers geleitet. Der Wärmeaustausch
zwischen dem ersten Medium und dem zweiten Medium erfolgt
durch Wärmeübergang über die Oberfläche des Wärmetauschers.
Falls als erstes Medium des Wärmekreislauf die Luft im Inneren
des Gehäuses verwendet wird, kann die Luft durch eine
entsprechende Faltung der Oberfläche des Wärmetauschers
gezielt entlang der Oberfläche geführt werden. Es ist auch
möglich, die Luft durch den Einsatz eines oder mehrerer Lüfter
gezielt entlang der Oberfläche des Wärmetauschers zu führen.
In dem Wärmetauscher kommt es zu keiner unmittelbaren
Berührung oder gar zu einem Austausch des ersten und des
zweiten Mediums. Wenn man bspw. als erstes Medium des
Wärmekreislaufs die Luft im Inneren des Gehäuses und als
zweites Medium des Kühlkreislaufs die das Gehäuse der
Netzstation umgebende Außenluft betrachtet, so weist der
Wärmetauscher keine Lüftungsöffnungen auf. Es besteht also
keine direkte Verbindung zwischen dem Inneren des Gehäuses der
Netzstation und der das Gehäuse umgebenden Außenluft. Somit
ist das Innere des Gehäuses vor dem Eindringen von Staub und
Schmutzpartikeln von außen geschützt. Außerdem müssen keine
besonderen Anstrengungen zur Einhaltung der gesetzlich
vorgeschriebenen Personen- und Stochersicherheit unternommen
werden. Schließlich besteht bei der erfindungsgemäßen
Netzstation keine Gefahr des Austritts heißer Gase, falls im
Inneren des Gehäuses ein Störlichtbogenereignis eintritt. Der
Wärmetauscher stellt eine besonders kostengünstige Möglichkeit
der Wärmeabfuhr aus dem Inneren des Gehäuses dar.
Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Netzstation umfaßt Wände und
ein Dach. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus Beton.
Allerdings ist auch an den Einsatz anderer Materialien, z. B.
verzinktes Stahlblech, Edelstahl oder Kunststoff, für das
Gehäuse gedacht. Der Wärmetauscher ist vorzugsweise anstelle
von in das Gehäuse von Netzstationen üblicherweise
eingesetzten Lüftungsgittern oder anstelle von in dem Gehäuse
üblicherweise ausgebildeten Niederspannungs-Türen angeordnet,
über die ein Zugang von außen zu dem Niederspannungsbereich
und dem Transformator der Netzstation möglich ist. Es ist
denkbar, dass zumindest die Wärmetauscher, die anstelle der
Niederspannungs-Türen in dem Gehäuse angeordnet sind,
verschwenkbar an dem Gehäuse der Netzstation angelenkt sind,
so dass nach wie vor ein Zugang zu dem Niederspannungsbereich
der Netzstation möglich ist, ohne dass dafür die Wärmetauscher
mit großem Aufwand aus dem Gehäuse entfernt werden müssen.
Vorteilhafterweise ist daran gedacht, die Wärmetauscher in dem
Dach des Gehäuses anzuordnen. Das hat aus wärmetechnischer
Sicht besondere Vorteile, da die erwärmte Luft im Inneren des
Gehäuses nach oben zum Dach steigt. Im Bereich des Dachs,
d. h. an der Innenseite der Wärmetauscher, herrscht also die
höchste Temperatur in dem Gehäuse. An den in dem Dach des
Gehäuses angeordneten Wärmetauschern liegt somit eine
besonders große Temperaturdifferenz zwischen Innenseite und
Außenseite an, was einen besonders hohen Wärmeübergang zur
Folge hat. Die Wärme an der Außenseite des Wärmetauschers kann
frei nach oben entweichen und somit rasch von dem
Wärmetauscher abgeleitet werden. Für die Wärmetauscher können
Außenöffnungen in ein bestehendes Dach eingebracht und die
Wärmetauscher in diesen Außenöffnungen angeordnet werden.
Alternativ ist daran gedacht, das gesamte Dach durch
Wärmetauscher zu bilden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden
Erfindung wird vorgeschlagen, dass der oder jeder
Transformator der Netzstation einen Kühlmittelkreislauf
aufweist, wobei der oder jeder Wärmetauscher in den
Kühlmittelkreislauf des Transformators eingebunden ist. Der
Kühlmittelkreislauf des oder jeden Transformators ist
vorteilhafterweise als ein Ölkreislauf ausgebildet. Da die
Wärme im Inneren des Gehäuses hauptsächlich aus der
Verlustwärme der Transformatoren besteht, kann über den
Kühlmittelkreislauf der Transformatoren nahezu die gesamte
Wärme aus dem Inneren des Gehäuses zu dem Wärmetauscher
geleitet werden. Der Kühlmittelkreislauf dient dann als
Wärmekreislauf des Wärmetauschers, in dem das Öl oder ein
anderes Kühlmittel als erstes Medium zirkuliert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Wärmeaustausch zwischen
dem Inneren des Gehäuses und außerhalb des Gehäuses durch
Wärmeübergang über die Oberfläche des oder jeden
Wärmetauschers erfolgt, wobei der oder jeder Wärmetauscher
derart ausgebildet ist, dass er eine Vergrößerung der für den
Wärmeübergang wirksamen Oberfläche bewirkt. Das erste Medium
des Wärmekreislaufs wird über die Innenseite der Oberfläche
des Wärmetauschers und das zweite Medium des Kühlkreislaufs
wird über die Außenseite der Oberfläche des Wärmetauschers
geleitet. Durch die vergrößerte Oberfläche des Wärmetauschers
kann trotz relativ geringer äußerer Abmessungen des
Wärmetauschers ein besonders schneller Wärmeaustausch zwischen
dem ersten Medium und dem zweiten Medium erzielt werden.
Zur Vergrößerung der für den Wärmeübergang wirksamen
Oberfläche des Wärmetauscher wird gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, dass der oder
jeder Wärmetauscher ein gefaltetes Wärmetauscherblech
aufweist, an dessen Innenseite ein die Wärme aus dem Inneren
des Gehäuses führendes erstes Medium anliegt und an dessen
Außenseite ein die Wärme von dem Wärmetauscher ableitendes
zweites Medium, vorzugsweise die Außenluft, anliegt. Die
Faltwinkel des Wärmetauscherblechs sind so gewählt, dass bei
gegebenen Abmessungen des Wärmetauschers eine möglichst große
wirksame Oberfläche erzielt wird, ohne dass die Zirkulation
des ersten und des zweiten Mediums an der Innenseite bzw. an
der Außenseite des Wärmetauscherblechs beeinträchtigt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass an der
Innenseite des Wärmetauschers ein inneres Abdeckblech derart
angeordnet ist, dass zwischen dem inneren Abdeckblech und dem
gefalteten Wärmetauscherblech Wärmekanäle für das die Wärme
aus dem Inneren des Gehäuses führende erste Medium ausgebildet
sind. Die Wärmekanäle können einen beliebigen Querschnitt
aufweisen. Vorzugsweise weisen die Wärmekanäle jedoch einen
dreiecksförmigen Querschnitt auf, wobei jeweils eine Seite der
nebeneinander angeordneten Wärmekanäle die Innenseite des
Wärmetauschers bildet.
Vorteilhafterweise ist das die Wärme aus dem Inneren des
Gehäuses führende erste Medium als die Luft im Inneren des
Gehäuses ausgebildet. Aufgrund der Erwärmung der Luft an einer
Stelle in dem Gehäuse der Netzstation und der Abkühlung der
Luft an einer anderen Stelle, stellt sich während des Betriebs
der Netzstation eine natürliche Luftzirkulation in dem Gehäuse
ein. Es ist aber auch denkbar, mit einem oder mehreren Lüftern
eine zwangsweise Luftzirkulation im Inneren des Gehäuses zu
bewirken. Die zirkulierende Luft wird durch die Wärmekanäle
über die Innenseite des Wärmetauscherblechs geführt. Die Luft
aus dem Inneren des Gehäuses gibt die Wärme über das
Wärmetauscherblech an die Außenseite des Wärmetauscherblechs
ab.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass an der
Außenseite des Wärmetauschers ein äußeres Abdeckblech derart
angeordnet ist, dass zwischen dem äußeren Abdeckblech und dem
gefalteten Wärmetauscherblech Kühlkanäle für das die Wärme von
dem Wärmetauscher ableitende zweite Medium, vorzugsweise die
Außenluft, ausgebildet sind. Die Kühlkanäle können ebenfalls
einen beliebigen Querschnitt aufweisen. Vorzugsweise weisen
jedoch auch die Kühlkanäle einen dreiecksförmigen Querschnitt
auf, wobei jeweils eine Seite der nebeneinander angeordneten
Kühlkanäle die Außenseite des Wärmetauschers bildet. Zwischen
jeweils zwei Kühlkanälen ist ein Wärmekanal und umgekehrt
zwischen jeweils zwei Wärmekanälen ist ein Kühlkanal
angeordnet. Die Kühlkanäle greifen derart zwischen die
Wärmekanäle ein, dass die Spitzen der Kühlkanäle in etwa an
der Innenseite des Wärmetauschers liegen. Ebenso greifen die
Wärmekanäle derart zwischen die Kühlkanäle ein, dass die
Spitzen der Wärmekanäle in etwa an der Außenseite des
Wärmetauschers liegen. Ein derart aufgebauter Wärmetauscher
weist eine besonders große für den Wärmeaustausch wirksame
Oberfläche bei gleichzeitig geringen äußeren Abmessungen auf.
Ein Wärmetauscher gemäß dieser Ausführungsform lässt sich
einfach und kostengünstig herstellen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden
Erfindung wird vorgeschlagen, dass an der Außenseite des
Gehäuses in einem Abstand zu dem mindestens einen
Wärmetauscher ein äußeres Konvektionsblech angeordnet ist.
Durch das äußere Konvektionsblech kann die natürliche
Konvektion an der Außenseite des Wärmetauschers erhöht werden.
Die Luft zwischen dem äußeren Konvektionsblech und der
Außenseite des Wärmetauschers wird erwärmt und steigt auf. Die
erwärmte Luft entweicht nach oben und von unten fließt kühle
Luft in den Bereich zwischen dem Wärmetauscher und dem äußeren
Konvektionsblech nach. Zusätzlich dient das äußere
Konvektionsblech als Berührungsschutz vor den hohen
Temperaturen, die an der Außenseite des Wärmetauschers
auftreten können.
Ebenso wird zur Beschleunigung der natürlichen Konvektion an
der Innenseite des Wärmetauschers vorgeschlagen, dass an der
Innenseite des Gehäuses in einem Abstand zu dem mindestens
einen Wärmetauscher ein inneres Konvektionsblech angeordnet
ist.
Das innere bzw. das äußere Konvektionsblech verläuft
vorzugsweise parallel zu der Innenseite bzw. zu der Außenseite
des mindestens einen Wärmetauschers.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Wärmetauscherblech
schwarz ist. Zusätzlich oder alternativ wird vorgeschlagen,
dass das innere Abdeckblech und/oder das äußere Abdeckblech
schwarz ist. Vorzugsweise sind das Wärmetauscherblech, das
innere Abdeckblech und/oder das äußere Abdeckblech mit einer
wärmebeständigen Farbe schwarz lackiert. Dürch die schwarze
Lackierung kann die Wärmeaufnahme bzw. die Wärmeabgabe der
Bleche verbessert werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 einen Grundriss einer erfindungsgemäßen
Netzstation;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Netzstation aus Fig. 1;
Fig. 3 eine Frontansicht der Netzstation aus Fig. 1;
Fig. 4 einen Wärmetauscher der Netzstation aus Fig. 2;
und
Fig. 5 einen Wärmetauscher der Netzstation aus Fig. 3.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Netzstation gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform in ihrer Gesamtheit mit dem
Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Die Netzstation 1 dient zum
Schalten und Transformieren von Mittelspannungen (etwa 6 kv bis
40 kV) in Niederspannungen (bis etwa 1 kV) und zum Verteilen der
Niederspannung. Die Netzstation 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in
dem ein Transformator 3, in einem Mittelspannungsbereich 4
eine Mittelspannungszuleitung, eine Mittelspannungsverkabelung
und eine Mittelspannungsschaltanlage und in einem
Niederspannungsbereich 5 eine Niederspannungsverteilung und
eine Niederspannungsverkabelung angeordnet sind. Über die
Mittelspannungszuleitung wird die Mittelspannung,
typischerweise 6 kV, 12 kv oder 24 kV, über die
Mittelspannungsschaltanlage an den Transformator 3 geleitet.
Der Transformator wandelt die Mittelspannung in eine
Niederspannung, typischerweise in 0,4 kv, um. Die
Niederspannung wird dann über die Niederspannungsverteilung
und die entsprechende Niederspannungsverkabelung von der
Netzstation 1 weg geleitet. Das Gehäuse 2 der Netzstation 1
besteht vorzugsweise aus Beton. Allerdings ist auch an den
Einsatz anderer Materialien, z. B. verzinktem Stahl, Edelstahl
oder Kunststoff, für das Gehäuse 2 gedacht.
Während des Betriebs der Netzstation 1 erzeugt insbesondere
der Transformator 3 eine hohe Verlustwärme, die zur Vermeidung
von Wärmestaus in dem Gehäuse 2 der Netzstation 1 aus dem
Gehäuse 2 abgeführt werden muss. Erfindungsgemäß werden zur
Wärmeabfuhr Wärmetauscher 6, 7, 8 eingesetzt, die jeweils in
einer Außenöffnung des Gehäuses 2 angeordnet sind. Die
Außenöffnungen für die Wärmetauscher 6, 7, 8 müssen nicht
extra in das Gehäuse 2 eingebracht werden. Vielmehr sind diese
Außenöffnungen bei aus dem Stand der Technik bekannten
Netzstationen bereits vorhanden und dienen zur Aufnahme von
Lüftungsgittern bzw. zur Aufnahme von Niederspannungs-Türen,
über die ein Zugang von außen zu dem Niederspannungsbereich 5
der Netzstation 1 möglich ist. In diese bereits vorhandenen
Außenöffnungen werden die Wärmetauscher 6, 7, 8 eingesetzt.
Mindestens einer der Wärmetauscher 6, 7 ist verschwenkbar an
dem Gehäuse 2 der Netzstation 1 angelenkt, so dass er ähnlich
wie die Niederspannungs-Türen geöffnet werden kann und den
Zugang von außen zu dem Niederspannungsbereich 5 der
Netzstation 1 freigibt, ohne dass dafür die Wärmetauscher 6, 7
mit großem Aufwand aus dem Gehäuse 2 entfernt werden müssen.
Es ist aber auch denkbar, dass alternative oder zusätzliche
Wärmetauscher (nicht dargestellt) in gesonderten, extra für
die Wärmetauscher eingebrachten Außenöffnungen des Gehäuses 2
angeordnet werden. Insbesondere ist daran gedacht,
Wärmetauscher in dem Dach des Gehäuses 2 anzuordnen, was aus
wärmetechnischer Sicht besondere Vorteile hat. Die Netzstation
1 aus Fig. 1 ist als eine nicht begehbare Netzstation
ausgebildet. Erfindungsgemäß können jedoch auch in größeren,
begehbaren Netzstationen Wärmetauscher zur Wärmeabfuhr aus dem
Gehäuse angeordnet werden.
Die Wärmetauscher 6, 7, 8 sind jeweils in zwei in sich
geschlossene und voneinander getrennte Kreisläufe eingebunden.
In einem Wärmekreislauf zirkuliert ein erstes Medium, das die
Wärme aus dem Inneren des Gehäuses 2 zu dem Wärmetauscher 6;
7; 8 transportiert. Als erstes Medium des Wärmekreislaufs wird
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Luft im Inneren
des Gehäuses verwendet. Es ist aber auch denkbar, dass als
erstes Medium eine Flüssigkeit, insbesondere die
Kühlflüssigkeit eines Kühlkreislaufs des Transformators 3
verwendet wird. Die Wärme aus dem Wärmekreislauf wird über den
Wärmetauscher 6; 7; 8 an einen Kühlkreislauf abgegeben, in dem
ein zweites Medium zirkuliert, das die Wärme von dem
Wärmetauscher 6; 7; 8 ableitet. Als zweites Medium des
Kühlkreislaufs wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die das Gehäuse 2 der Netzstation 1 umgebende Außenluft
verwendet.
Die Luft aus dem Inneren des Gehäuses und die Außenluft werden
über die Oberfläche der Wärmetauscher 6, 7, 8 geleitet. Der
Wärmeaustausch zwischen der Innenluft und der Außenluft
erfolgt durch Wärmeübergang über die Oberfläche der
Wärmetauscher 6, 7, 8.
In den Wärmetauscher 6, 7, 8 kommt es zu keiner unmittelbaren
Berührung oder gar zu einem Austausch der Luft aus dem Inneren
des Gehäuses 2 und der Außenluft. Die Wärmetauscher 6, 7, 8
weisen keine Lüftungsöffnungen auf. Es besteht also keine
direkte Verbindung zwischen dem Inneren des Gehäuses 2 der
Netzstation 1 und der das Gehäuse 2 umgebenden Außenluft.
Der Wärmeaustausch zwischen dem Inneren des Gehäuses 2 und
außerhalb des Gehäuses 2 erfolgt durch Wärmeübergang über die
Oberfläche der Wärmetauscher 6, 7, 8, wobei die Wärmetauscher
6, 7, 8 derart ausgebildet sind, dass sie eine Vergrößerung
der für den Wärmeübergang wirksamen Oberfläche bewirken. Wie
in den Fig. 4 und 5 dargestellt, weisen die Wärmetauscher 6,
7, 8 jeweils ein gefaltetes Wärmetauscherblech 9 auf, an
dessen Innenseite 10 die Luft aus dem Inneren des Gehäuses 2
anliegt und an dessen Außenseite 11 die Außenluft anliegt. Die
Faltwinkel [alpha] des Wärmetauscherblechs 9 sind so gewählt,
dass bei gegebenen Abmessungen des Wärmetauschers 6; 7; 8 eine
möglichst große wirksame Oberfläche erzielt wird, ohne dass
die Zirkulation der Innenluft an der Innenseite 10 bzw. der
Außenluft an der Außenseite 11 des Wärmetauscherblechs 9
beeinträchtigt wird. Durch die vergrößerte Oberfläche des
Wärmetauschers 9 kann trotz relativ geringer äußerer
Abmessungen des Wärmetauschers 9 ein besonders schneller
Wärmeaustausch zwischen der Luft aus dem Inneren des Gehäuses
2 und der Außenluft erzielt werden.
An der Innenseite 12 des Wärmetauschers 6; 7; 8 ist ein
inneres Abdeckblech 13 derart angeordnet, dass zwischen dem
inneren Abdeckblech 13 und dem gefalteten Wärmetauscherblech 9
Wärmekanäle 14 für die Luft aus dem Inneren des Gehäuses 2
ausgebildet sind. (Das innere Abdeckblech 13 ist in den Fig. 1,
Fig. 2 und Fig. 3 nicht dargestellt.) Die Wärmekanäle 14
weisen einen dreiecksförmigen Querschnitt auf, wobei jeweils
eine Seite 15 der nebeneinander angeordneten Wärmekanäle 14
die Innenseite 12 des Wärmetauschers 6; 7; 8 bildet.
Aufgrund der Erwärmung der Luft im Inneren des Gehäuses 2 an
einer Stelle in dem Gehäuse 2 der Netzstation 1 und der
Abkühlung der Luft an einer anderen Stelle, stellt sich
während des Betriebs der Netzstation 1 eine natürliche
Luftzirkulation in dem Gehäuse 2 ein. Es ist aber auch
denkbar, mit einem oder mehreren Lüftern (nicht dargestellt)
eine zwangsweise Luftzirkulation im Inneren des Gehäuses 2 zu
bewirken. Die zirkulierende Luft wird durch die Wärmekanäle 14
über die Innenseite 10 des Wärmetauscherblechs 9 geführt. Die
Luft aus dem Inneren des Gehäuses 2 gibt die Wärme über das
Wärmetauscherblech 9 an die Außenseite 11 des
Wärmetauscherblechs 9 ab.
An der Außenseite 16 des Wärmetauschers 6; 7; 8 ist ein
äußeres Abdeckblech 17 derart angeordnet, dass zwischen dem
äußeren Abdeckblech 17 und dem gefalteten Wärmetauscherblech 9
Kühlkanäle 18 für die Außenluft ausgebildet sind. (Auch das
äußere Abdeckblech 17 ist in den Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3
nicht dargestellt.) Die Kühlkanäle 18 weisen ebenfalls einen
dreiecksförmigen Querschnitt auf, wobei jeweils eine Seite 19
der nebeneinander angeordneten Kühlkanäle 18 die Außenseite 16
des Wärmetauschers 6; 7; 8 bildet. Zwischen jeweils zwei
Kühlkanälen 18 ist ein Wärmekanal 14 und umgekehrt zwischen
jeweils zwei Wärmekanälen 14 ist ein Kühlkanal 18 angeordnet.
Die Kühlkanäle 18 greifen derart zwischen die Wärmekanäle 14
ein, dass die Spitzen der Kühlkanäle 18 in etwa an der
Innenseite 12 des Wärmetauschers 6; 7; 8 liegen. Ebenso
greifen die Wärmekanäle 14 derart zwischen die Kühlkanäle 18
ein, dass die Spitzen der Wärmekanäle 14 in etwa an der
Außenseite 16 des Wärmetauschers 6; 7; 8 liegen.
In den Fig. 4 und Fig. 5 ist an der Außenseite des Gehäuses 2
in einem Abstand zu den Wärmetauschern 6, 7, 8 jeweils ein
äußeres Konvektionsblech 20 dargestellt. (Auch das äußere
Konvektionsblech ist in den Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 nicht
dargestellt.) Durch das äußere Konvektionsblech 20 kann die
natürliche Konvektion an der Außenseite 16 der Wärmetauscher
6, 7, 8 erhöht werden. Die Außenluft zwischen einem äußeren
Konvektionsblech 20 und der Außenseite 16 eines Wärmetauschers
6; 7; 8 wird erwärmt und steigt auf. Die erwärmte Luft
entweicht nach oben und von unten fließt kühle Luft in den
Bereich zwischen dem Wärmetauscher 6; 7; 8 und dem äußeren
Konvektionsblech 20 nach. Zusätzlich dienen die äußeren
Konvektionsbleche 20 als Berührungsschutz vor den hohen
Temperaturen, die an der Außenseite 16 der Wärmetauscher 6 7,
8 auftreten können. Die äußeren Konvektionsbleche 20 verlaufen
vorzugsweise parallel zu der Außenseite 16 der Wärmetauscher
6, 7, 8.
Um die Wärmeaufnahme bzw. die Wärmeabgabe der Bleche 9, 13, 17
zu verbessern, sind das Wärmetauscherblech 9, das innere
Abdeckblech 13 und das äußere Abdeckblech 17 schwarz lackiert.
Claims (16)
1. Netzstation (1) mit einem Gehäuse (2), mindestens einem
darin angeordneten Transformator (3) und Mitteln zur
Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse (2), dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel zur Wärmeabfuhr als mindestens ein
Wärmetauscher (6; 7; 8) ausgebildet sind, der in einer
Außenöffnung des Gehäuses (2) angeordnet ist.
2. Netzstation (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Wärmetauscher (6; 7; 8) in einer
Außenöffnung im Dach des Gehäuses (2) angeordnet ist.
3. Netzstation (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der oder jeder Transformator (3) der
Netzstation (1) einen Kühlmittelkreislauf aufweist, wobei
der oder jeder Wärmetauscher (6; 7; 8) in den
Kühlmittelkreislauf des Transformators (3) eingebunden
ist.
4. Netzstation (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kühlmittelkreislauf des oder jeden
Transformators (3) als ein Ölkreislauf ausgebildet ist.
5. Netzstation (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der Wärmeaustausch zwischen dem
Inneren des Gehäuses (2) und außerhalb des Gehäuses (2)
durch Wärmeübergang über die Oberfläche des oder jeden
Wärmetauschers (6; 7; 8) erfolgt, wobei der oder jeder
Wärmetauscher (6; 7; 8) derart ausgebildet ist, dass er
eine Vergrößerung der für den Wärmeübergang wirksamen
Oberfläche bewirkt.
6. Netzstation (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der oder jeder Wärmetauscher (6; 7; 8) ein
gefaltetes Wärmetauscherblech (9) aufweist, an dessen
Innenseite (10) ein die Wärme aus dem Inneren des
Gehäuses (2) führendes Medium anliegt und an dessen
Außenseite (11) ein die Wärme von dem Wärmetauscher (6;
7; 8) ableitendes zweites Medium, vorzugsweise die
Außenluft, anliegt.
7. Netzstation (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass an der Innenseite (12) des Wärmetauschers (6; 7; 8)
ein inneres Abdeckblech (13) derart angeordnet ist, dass
zwischen dem inneren Abdeckblech (13) und dem gefalteten
Wärmetauscherblech (9) Wärmekanäle (14) für das die Wärme
aus dem Inneren des Gehäuses (2) führende Medium
ausgebildet sind.
8. Netzstation (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärmekanäle (14) einen dreiecksförmigen
Querschnitt aufweisen, wobei jeweils eine Seite (15) der
nebeneinander angeordneten Wärmekanäle (14) die
Innenseite (12) des Wärmetauschers (6; 7; 8) bildet.
9. Netzstation (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass das die Wärme aus dem Inneren des
Gehäuses (2) führende Medium als die Luft im Inneren des
Gehäuses (2) ausgebildet ist.
10. Netzstation (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass an der Außenseite (16) des
Wärmetauschers (6; 7; 8) ein äußeres Abdeckblech (17)
derart angeordnet ist, dass zwischen dem äußeren
Abdeckblech (17) und dem gefalteten Wärmetauscherblech
(9) Kühlkanäle (18) für das die Wärme von dem
Wärmetauscher (6; 7; 8) ableitende zweite Medium,
vorzugsweise die Außenluft, ausgebildet sind.
11. Netzstation (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kühlkanäle (18) einen dreiecksförmigen
Querschnitt aufweisen, wobei jeweils eine Seite (19) der
nebeneinander angeordneten Kühlkanäle (18) die Außenseite
(16) des Wärmetauschers (6; 7; 8) bildet.
12. Netzstation (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des
Gehäuses (2) in einem Abstand zu dem mindestens einen
Wärmetauscher (6; 7; 8) ein äußeres Konvektionsblech (20)
angeordnet ist.
13. Netzstation (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des
Gehäuses (2) in einem Abstand zu dem mindestens einen
Wärmetauscher (6; 7; 8) ein inneres Konvektionsblech
angeordnet ist.
14. Netzstation (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, dass das innere bzw. äußere
Konvektionsblech (20) parallel zu der Innenseite (12)
bzw. zu der Außenseite (16) des mindestens einen
Wärmetauschers (6; 7; 8) verläuft.
15. Netzstation (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscherblech (9)
schwarz ist.
16. Netzstation (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass das innere Abdeckblech (13)
und/oder das äußere Abdeckblech (17) schwarz ist.
Priority Applications (1)
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DE1999124431 DE19924431A1 (de) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | Netzstation |
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DE1999124431 DE19924431A1 (de) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | Netzstation |
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Family Applications (1)
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