DE3347936A1

DE3347936A1 - Verfahren zur kuehlung eines thermischen hochbelasteten raumes und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3347936A1
Application number: DE19833347936
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Karczewski; Bernhard Dipl.-Ing. 2070 Ahrensburg Smets
Original assignee: Rud Otto Meyer GmbH and Co KG
Current assignee: Imtech Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1983-08-13
Filing date: 1983-08-13
Publication date: 1985-08-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anord-
nung zum Kühlen eines thermisch hochbelasteten Raumes, insbesondere eines Schrankreihen oder regalartige Gestellreihen mit elektrischen und/oder elektronischen Schalteinrichtungen oder Datenverarbeitungseinrichtungen enthaltenden Raumes, bei der temperierte Luft von oben in die Durchgänge in einem sich über die Länge der Reihen erstreckenden Bereich zugeführt wird, in dem unteren Bereich der Reihen einströmt, unter Kühlung der Einrichtungen nach oben steigt und nach Austreten im oberen Bereich der Reihen unter der Decke des Raumes abgesaugt wird.
Bei einer derartigen bekannten Anordnung (Recknagel/Sprenger, Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik", 62.Ausgabe 1983, Seiten 1263 bis 1265) mit Deckenluftauslässen besteht der Nachteil, daß die Zuluft sich teilweise mit der Abluft vermischt, so daß eine optimale Kühlung der zu kühlenden Einrichtungen nicht möglich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß regelmäßig im Deckenbereich angeordnete Versorgungsleitungen, insbesondere Kabelstränge, einer Wartung oder einer Montage bzw. Demontage nur schwer zugänglich sind. Bei einer anderen bekannten Anordnung wird bei jedem Schrank mit elektrischen oder elektronischen Geräten die Kühlluft über einen Doppelboden in Ständer des Schrankes eingeführt, von denen sie seitlich austritt und über weitere benachbarte Ständer nach oben abgesaugt wird.
Es wird somit abschnittsweise im Schrank eine Querströmung ausgebildet. Im Schrankoberteil wird die erwärmte Luft abgeführt. Die Verwendung von Doppelböden hat jedoch den Nachteil, daß der konstruktive Aufwand hinsichtlich der bautechnischen und lüftungstechnischen Einrichtungen relativ hoch ist. Da bei den bekannten Systemen die zuzuführende Kühlluft sowohl den Raum wie auch die Schrank- oder Gestellreihen mit gleicher Zulufttemperatur durchströmt, ist ein hoher Volumenstrom erforderlich. Dieses wird noch dadurch verstärkt, daß die zur Kühlung zur Verfügung stehende Temperaturdifferenz zwischen Zulufttemperatur und Ablufttemperatur nur gering ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine gattungsgemäße Anordnung so auszubilden, daß unter getrennter lufttechnischer Behandlung der Aufenthaltszone und der zu kühlenden Geräte in den Schrank-oder Gestellreihen die temperierte Zuluft von oben dem jeweiligen Durchgang so zugeführt und als Abluft nach dem Austreten aus dem oberen Bereich der jeweiligen Schrank-oder Gestellreihe unter der Rawndecke so abgesaugt wird, daß eine Vermischung der Zuluft und der Abluft durch Induktion nahezu ausgeschlossen ist. Ferner sollen im Deckenbereich angeordnete weitere Versorgungsleitungen leicht zugänglich sein.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß die gegenüber der Raumlufttemperatui im Bereich der zu kühlenden Raumzone temperierte Zuluft der zu kühlenden Raumzone so von oben zugeführt wird, daß unter Ausbildung einer Behaglichkeitszone im Aufenthaltsbereich der Personen zwischen den schrank-oder regalartigen Gestellreihen eine sich über die jeweilige Gangbreite und -länge erstreckende nach unten gerichtete kolbenartige Verdrängungsströmung mit horizontal annähernd gleicher Temperaturschichtung und Strömungsgeschwindigkeit ausgebildet wird, die in den Schrankreihen oder schrankartigen Gestellreihen durch thermischen Auftrieb nach oben umgelenkt wird.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Zuluftkanäle zwischen den Reihen angeordnet und weisen horizontal oder konvex gewölbte Austrittsflächen mit lochförmigen oder schlitzförmigen Durchbrechungen auf.
Durch die besonders ausgebildeten Austrittsflächen der Zuluftkanäle wird die Zuluft fein verteilt und gleichmäßig über eine relativ große Ausblasfläche ausgeblasen. Diese Strömung ist induktionsarm, so daß von den zu kühlenden Einrichtungen abgeführte erwärmte Luft der Zuluft nicht oder nur in sehr geringem Umfang beigemischt wird. Für reine Räume können zusätzliche Filter in den Zuluftkanälen vorgesehen werden, die gleichzeitig zur Vergleichmäßigung des Drucks in den Zuluftkanälen dienen. Durch die kolbenartige nach unten gerichtete Strömung der Zuluft wird den in den Durchgängen befindlichen Personen in ausreichendem Umfang Frischluft zugeführt. Durch die luftströmungsmäßige Hintereinanderschaltung der Gangzone und der Zone der Schrankrzihen bzw. regalartigen Gest#llreihen kann unter Ausnutzung einer relativ hohen Temperaturdifferez der zur Kühlung erforderliche Volumenstrom vermindert werden.
Weitere Merkmale der Erfindung werfen In der weiteren Unteransprüchen beschrieben.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht der Anordnung zum Kühlen Fig. 2 eine Einzelheit der Anordnung nach Fig. 1 in einer vergröf>#erten Darstellung.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Raumes 1 dargestellt, in dem unter Ausbildung eines Durchgangs 5 zwei sich nicht bis zur Decke erstreckende Schrankreihen 4 angeordnet sind. In den Schrankreihen 4 können sich zu kühlende elektrische oder elektronische Einrichtungen befinden. An der nicht dargestellten Decke ist ein ebenfalls nicht dargestellter Abluftkanal angeordnet. Oberhalb der oberen Begrenzungsflächen 6 der Schrankreihen 4 ist dem Durchgang 5 zugeordnet ein sich über die Länge des Durchgangs 5 erstreckender Zuluftkanal 7 ausgebildet, der an einem Endabschnitt mit einem nicht dargestellten Primärluftkanal verbunden ist. Der Primärluftkanal kann im Abstand von der Decke an einer Wand des Raumes 1 befestigt sein, so daß der oberhalb der Schrankreihe 4 befindliche Freiraum für nicht näher dargestellte Versorgungsleitungen frei zugänglich ist. Der Zuluftkanal 7 weist eine konvex gekrümmte Austrittsfläche 14 auf, die als Lochblech 21 mit Durchbrechungen 15 ausgebildet sein kann. Bei diesem Zuluftkanal 7 ist die durch die Austrittsfläche 14 austretende Zuluft generell so nach unten gerichtet, daß eine sich uber die Querschnittsfläche des Durchgangs 5 erstreckende kolbenartige Verdrängungströmung erzielt wird. Durch entsprechende Einstellung der randseitigen Zonen der aus dem Zuluftkanal 7 ausströmenden Zuluft ist e:; ;möglich, eine Induktion von aus den oberen crcnzungsflächen 6 der Schrankreihen 4 austretender erwärmter Luft in die Zuluft zu verhindern, zumindest aber so weit zu vermindern, daß eine Beeinträchtigung der Zuluftströmung im Bereich der Aufenthaltszone des Durchgangs 5 nicht erfolgt. Hier werden somit stets Behaglichkeitsbedingungen erzielt.
Die Bodenflächen 19 der Schrankreihen 4 sind luftdurchlässig ausgebildet und befinden sich in einem.
offenen Abstand von dem Boden 3. Die in den Durch gängen nach unten strömende Luft dringt durch die Bodenfläche 19 in die Schrankreihen 4 ein. In den Schrankreihen 4 wird die Luft durch Wärmeabgabe der nicht näher dargestellten zu kühlenden elektrischen oder elektronischen Einrichtungen erwärmt. Hierdurch wird in den Schrankreihen 4 eine thermische Auftriebsströmung der Luft erzielt, die aus den oberen Begrenzungsflächen 6 der Schrankreihen 4 austritt und unter der Decke ein Warmluftpolster bildet. Die unter der Decke befindliche Warmluft wird über den Abluft kanal abgesaugt.
In Fig. 2 ist eine mögliche Ausführungsform des Zuluftkanals 7 vergrößert dargestellt. Der Zuluftkanal 7 weist Anschlußstutzen 12 auf, mittels derer der Zuluftkanal 7 mit dem nicht dargestellten Primärluftkanal verbunden ist. Im Bereich eines jeden Anschlußstutzen 12 ist vor der Austrittsfläche 14 ein ebenfalls konvex gewölbtes Prallblech 16 angeordnet Durch dieses Prallblech 16 wird die aus dem Anbehlußstutzen 12 austretende Zuluft umgelenkt, um eine über die Länge des Zuluftkanals 7 vergleichmäßigte Strömungsgeschwindigkeit der aus dem Zuluftkanal 7 austretenden Zuluft zu erzielen. In dem Zuluftkanai 7 kann ein Lochblech oder Gitter angeordnet werden, an dem eine luftdurchlässige Filtermatte befestigt werden kann. Durch diese Filtermatte wird in dem Zuluftkanal 7 der Luftaustrittsfläche 14 abgewandt eine Druckkammer ausgebildet, die zur Vergleichmaßigung des Drucks der dem Zuluftkanal 7 über Anschlußstutzen 12 zuströmenden Zuluft dient. Die Befestigung des Lochblechs oder Gitters und der Filtermatte kann Lösbar ausgebildet sein, so daß ggf.
ein Austausch der Filtermatte durchgeführt werden kann. Diese Ausbildung eines Zuluftkanals eignet sich insbesondere für Räume 1 mit hohen Reinheitsanforderungen.
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Claims

Bez.: Verfahren zur Kühlung eines thermisch hochbelasteten Raumes und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens PATENTANSPRtICHE 1. Verfahren zum Kühlen eines thermisch hochbelasteten Raumes, insbesondere eines Schrankreihen oder schrankartige Gestellreihen mit elektrischen und/oder elektronischen Schalteinrichtungen oder Datenverarbeitungseinrichtungen enthaltenden Raumes, bei der temperierte Luft von oben in die Durchgänge in einem sich über die Länge der Reihen erstreckenden Bereich zugeführt wird, in den unteren Bereich der Reihen einströmt, unter Kühlung der Einrichtungen nach oben steigt und nach Austreten im oberen Bereich der Reihen unter der Decke des Raumes abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber der Raumlufttemperatur im Bereich der zu kühlenden Raumzone temperierte Zuluft der zu kühlenden Raumzone so von oben zugeführt wird, daß unter Ausbildung einer Behaglichkeitszone im Aufenthaltsbereich der Personen zwischen den schrank-oder schrankartigen Gestellreihen eine sich über die jeweilige Gangbreite und -länge erstreckende nach unten gerichtete kolbenartige Verdrängungsströmung mit horizontal annähernd gleicher Temperaturschichtung und Strömungsgeschwindigkeit ausgebildet wird, die dann durch thermischen Auftrieb in den Schrankreihen oder schrankartigen Gestellreihen nach oben umgelenkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Decke des Raumes eine Warmluftschicht ausgebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Zuluft in etwa der Solltemperatur in der Aufenthaltszone in den Durchgängen entspricht.
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, mit je einem im Bereich oberhalb der Durchgänge angeordneten Zuluftkanal mit vorwiegend nach unten gerichteten, in einer Austrittsfläche angeordneten Luftaustrittsöffnungen und mit einem im Abstand von den Luftaustrittsöffnungen angeordneten Abluftkanal mit Lufteintrittsöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftkanäle (7) zwischen den Reihen (4) angeordnet sind und horizontal oder konvex gewölbte Austrittsflächen (14) mit lochförmigen oder schlitzförmigen Durchbrechungen (15) aufweisen.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsflächen (14) oberhalb der oberen Begrenzungsflächen (6) der Reihen (4) angeordnet sind.
6. Anordnung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsflächen (14) als Gitter oder Fläche mit lochförmigen oder schlitzförmigen Durchbrechungen (15) ausgebildet sind.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den schlitzförmigen Durchbrechungen (15) einstellbare Strömungsleitlamellen angeordnet sind.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Austrittsflächen (14) im Bereich der einen der Zuluftkanäle (7) mit einem Anschlußkanal verbindenden Anschlußstutzen (12) jeweils eine Einrichtung zur Strömungsvergleichmäßigung angeordnet ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuluftkanälen (7) Prallbleche (16) angeordnet sind.
10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuluftkanälen (7) Lochbleche oder Gitter angeordnet sind.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuluftkanälen (7) über deren ganze Länge Lochbleche oder Gitter angeordnet sind.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß in den Lochblechen oder Gittern eine luftdurchlässige Filtermatte eingebaut ist.