EP3036483A1

EP3036483A1 - Anordnung zum klimatisieren eines raums

Info

Publication number: EP3036483A1
Application number: EP14739795.4A
Authority: EP
Inventors: Mathias KÖSTER; Peter Salomon
Original assignee: Weiss Klimatechnik GmbH
Current assignee: Weiss Klimatechnik GmbH
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2016-06-29
Also published as: WO2015024704A1; DE102013108974A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Klimatisieren eines Raumes (10) umfassend zumindest einen Wärmetauscherflächen aufweisenden Wärmetauscher (14), der den Raum begrenzt, und zumindest eine Luft durch den Wärmetauscher fördernde Ventilatoreinrichtung (26, 28). Um mit konstruktiv einfachen Maßnahmen im gewünschten Umfang eine Kühlung zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die zumindest eine Ventilatoreinrichtung ein Axialverdichter (26, 28) ist, der von einer die Wärmetauscherflächen des Wärmetauschers verschließenden Abdeckung (24) ausgeht.

Description

Beschreibung

Anordnung zum Klimatisieren eines Raums

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Klimatisieren eines Raumes umfassend zumindest einen eine Wärmetauscherfläche aufweisenden Wärmetauscher, der den Raum als ersten Raum oder zumindest eine in dem Raum angeordnete Einrichtung begrenzt, und zumindest eine Luft durch den Wärmetauscher fördernde Ventilatoreinrichtung, wobei bei den Raum begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher dieser den ersten Raum von einem zweiten Raum trennt, der mit einem mit dem ersten Raum verbundenen Hohlraum strömungstechnisch verbunden ist, der vorzugsweise unter dem Boden oder im oder oberhalb vom Deckenbereich des ersten Raums verläuft, und wobei bei die Einrichtung begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher die Einrichtung ein in dem Raum aufgestelltes Gehäuse ist.

Der EP 2 278 231 A2 ist eine Anordnung zum Klimatisieren eines Raums zu entnehmen. Dabei ist ein Wärmetauscher als Raumbegrenzung bzw. Abschnitt einer Raumbegrenzung ausgebildet. Auf diese Weise ist der Raum energetisch günstig zu kühlen. Gleichzeitig kann eine problemlose Wartung des Wärmetauschers erfolgen, da dieser auf einer Seite von dem wärmeerzeugende Geräte enthaltenden Raum und auf raumabgewandter Seite von einem Wartungsgang begrenzt ist. Der DE 10 2009 030 214 AI und der DE 200 23 882 Ul sind Klimatisierungsanordnungen zu entnehmen, bei denen über Öffnungen eines Hohlbodens Luft in einen zu klimatisierenden Raum strömt, um im reinen Umluftbetrieb in dem Raum vorhandene wärmeerzeugende Geräte zu kühlen.

Aus der US 6 672 955 Bl ist ein Rechenzentraum bekannt, in dem in Reihen angeordnete elektronische Geräte Warm- und Kaltgänge begrenzen. Die Kaltgänge sind eingehaust, um in diese über einen Zwischenboden gekühlte Luft zuzuführen. Die die elektrischen Geräte durchströmende Luft wird sodann im Deckenbereich abgesaugt, die anschließend ein Wärmetauscher durchsetzt, der von einem Kühlfluid durchströmt wird.

Um Rechner zu kühlen, werden diese nach der DE 20 2004 003 309 Ul in einem doppelwandigen zylinderförmig geformten Rechnergehäuse angeordnet, das Lufteinlassöffnungen aufweist, durch die Kühlluft hindurch strömt, um die Rechner zu kühlen. Die erwärmte Luft wird sodann über einen Luftkanal abgeführt, in dem ein Ventilator angeordnet ist. Die Abluft kann wahlweise als Fortluft abgeführt werden oder in Kreislaufströmen, um nach Durchströmen einer Kühleinrichtung dem Raum erneut zugeführt zu werden, in dem sich das Rechnergehäuse befindet.

Nach der EP 1 488 305 Bl wird in einem Schrank angeordneten wärmeerzeugenden Geräten gekühlte Luft zugeführt, die über einen in einem Klimagerät angeordneten Ventilator abgesaugt wird. Im Strömungsweg zum Ventilator ist in dem Klimagerät ein Wärmetauscher angeordnet.

Um einen Raum zu kühlen, in dem Rechner in Reihen angeordnet sind, sieht die DE 200 23 882 Ul einen in dem Raum angeordneten Klimaschrank und einen in einem Hohlbodenraum angeordneten Ventilator vor, über den die Abluft durch den Klimaschrank gesaugt wird, um sodann die Zuluft über eine Bodenöffnung dem Raum wieder zuzuführen.

Der DE 20 2004 003 309 Ul ist eine Cluster- Kühlung zu entnehmen, wobei Abluft aus einem von Rechnern umgebenden zylindrischen Raum wahlweise als Fortluft abgeführt oder einem Klimagerät zugeführt wird. Gegenstand der WO 2006/124240 AI ist eine Kühlanordnung für Rechner, wobei in einem Zwischenraum ein Wärmetauscher angeordnet ist.

Nach der US 2004/0099747 AI ist in einem Rechnerraum ein gesondertes Klimagerät angeordnet.

Aus der DE 20 2009 002 033 A ist eine Anordnung zum Klimatisieren eines Raums bekannt. An einer Wand ist ein Klimagerät angeordnet, dem Außenluft und/oder Abluft zuführbar ist.

Gegenstand der DE 10 2011 117 908 B4 ist eine Kühlanordnung zum Kühlen von in einem Raum in Schaltschränken angeordneten elektronischen Geräten. In dem die Geräte enthaltenden Raum befinden sich zwei quaderförmige turmartige Wärmetauscherschränke, die an mindestens zwei vertikalen Seitenflächen Wärmetauscher aufweisen. Der Schrank ist auf einem Öffnungen aufweisenden Doppelboden angeordnet, dem aus dem Wärmetauscherschrank austretende gekühlte Luft dem Raum zugeführt wird. Unterhalb des Schranks im Doppelboden kann ein Radiallüfter angeordnet sein, um die gekühlte Luft zu fördern. Alternativ besteht die Möglichkeit, den Radiallüfter oberhalb des Schrankes oder innerhalb von diesem nahe dessen Oberseite anzuordnen.

Der JP 2011-220 665 A ist ein Luftkonditionierungssystem zu entnehmen. Dabei wird über den Deckenbereich Warmluft abgesaugt, die sodann den Wärmetauscher durchsetzt, die Abschnitte einer Begrenzungswandung des Raums bilden.

Die EP 2 568 793 A2 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zum Klimatisieren eines Raumes. Dabei sind unterhalb von Warmgängen in einem Hohlraum Ventilatoren angeordnet, über die Warmluft angesaugt wird, die entweder Wärmetauschern zugeführt oder als Fortluft abgeführt wird. Aus der JP 2009-293 851 A ist eine Kühlanordnung zum Kühlen eines Raumes bekannt, bei der zwischen Racks Wärmetauscher angeordnet sind, um entstehende Warmluft zu kühlen.

Bei einer Kühlanordnung nach der DE 10 2011 117 988 Bl werden quaderförmige turmartige Wärmetauscherschränke benutzt, die an mindestens zwei vertikalen Seitenflächen Wärmetauscher aufweisen.

Um Luft zu konditionieren, sieht die JP 2011- 085 267 A gleichfalls zwischen Racks angeordnete Gehäuse mit Wärmetauschern vor.

Nach der US 8 031 468 B2 ist oberhalb eines Warmgangs ein Gehäuse mit Kühleinrichtungen vorgesehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt u. a. die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zum Klimatisieren eines Raums der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit konstruktiv einfachen Maßnahmen im gewünschten Umfang eine Kühlung möglich ist. Nach einem weiteren Aspekt soll die Möglichkeit bestehen, problemlos gezielt gewünschten Bereichen des Raumes Kühlluft zuzuführen, ohne dass besondere Vorkehrungen im Bodenbereich erfolgen müssen. Ferner soll eine individuelle Anpassung an Kühlaufgaben mit konstruktiv einfachen Maßnahmen ermöglicht werden.

Zur Lösung eines oder mehrerer Aspekte der Erfindung sieht die Erfindung vor, dass bei den Raum begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher die zumindest eine Ventilatoreinrichtung ein Axialventilator ist, der von einer die Wärmetauscherflächen des Wärmetauschers verschließenden Abdeckung ausgeht, oder dass bei die Einrichtung begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher zumindest eine Wandung des Gehäuses zumindest abschnittsweise durch den Wärmetauscher gebildet ist, dass eine Wärmetauscherfläche des Wärmetauschers mit einer diese verschließenden Abdeckung versehen ist, von der die zumindest eine Ventilatoreinrichtung ausgeht, oder dass in einem bodenseitig und/oder kopfseitig verlaufenden Bereich des Gehäuses zumindest eine Ventilatoreinrichtung in Form eines Radialventilators angeordnet ist, dessen Saugseite gehäuseinnenseitig ausgerichtet ist, und wobei zumindest eine Begrenzungswandung des Gehäuses im druckseitigen Bereich des Radialventilators Luftaustrittsöffnungen aufweist.

Anstelle des bodenseitig und/oder kopfseitig in dem Gehäuse verlaufenden Ventilators besteht auch die Möglichkeit, das Gehäuse auf einen Durchbrechungen aufweisenden Abschnitt eines Doppelbodens anzuordnen, wobei der Ventilator nicht in dem Gehäuse, sondern innerhalb des Doppelbodens, also in einem Hohlraum, angeordnet ist, der unterhalb des den ersten Raum begrenzenden Bodens verläuft und Durchbrechungen zu dem ersten Raum aufweist, um Kaltluft dem Raum zuführen zu können. Dabei sollte es sich bei dem in dem Hohlraum angeordneten Ventilator um einen Radialventilator handeln.

Nach der ersten Alternative der erfindungsgemäßen Lehre nutzt man den Gedanken, dass der Wärmetauscher den wärmeerzeugende Geräte enthaltenden Raum als ersten Raum von einem weiteren Raum als zweiten Raum abtrennt bzw. dass der Wärmetauscher ein Abschnitt einer entsprechenden Trennwand ist. Um problemlos erwärmte Luft, insbesondere aus den Warmgängen von in Reihen angeordneten elektronischen Geräten anzusaugen, durch den Wärmetauscher zu fördern und sodann dem Raum als gekühlte Luft wieder zuzuführen, werden eine oder mehrere Axialventilatoren benutzt, wobei der bzw. diese von einer eine Wärmetauscherfläche abdeckenden Abdeckung ausgehen. Soll von dem ersten Raum angesaugte Luft unmittelbar ohne Durchströmen des Bodens oder Zwischenbodens oder eines Hohlraums im Deckenbereich des ersten Raums dem Wärmetauscher zugeführt werden, verläuft die Abdeckung entlang der dem zweiten Raum zugewandten Fläche. Durchströmt die Warmluft zunächst den Hohlboden, so ist die dem ersten Raum zugewandte Fläche des Wärmetauschers abgedeckt und weist den bzw. die Axialventilatoren auf. Mit den diesbezüglichen konstruktiven Maßnahmen besteht auf einfache Weise die Möglichkeit, einen Raum zu kühlen, ohne dass in dem Hohlraum wie Zwischenboden ein Radialventilator angeordnet sein muss, wie dies der Stand der Technik vorsieht. Auch Radialventilatoren in dem zweiten Raum sind nicht notwendig, so dass dieser flächenmäßig relativ klein ausgebildet sein kann. Der Bodenbereich ist frei. Somit kann eine problemlose Wartung des bzw. der von der Abdeckung des Wärmetauschers ausgehenden Axialventilatoren erfolgen. Die Anzahl der Axialventilatoren hängt von der Kühlfläche und der erforderlichen Kühlleistung ab, so dass die Erfindung auf eine bestimmte Anzahl von Axialventilatoren nicht beschränkt ist, also auch ein einziger Axialventilator vorgesehen sein kann, auch wenn nachfolgend von Axialventilatoren gesprochen wird.

Muss nach der ersten Alternativen der Raum mit einem Hohlraum verbunden sein, der typischerweise im Decken- oder Bodenbereich verläuft, um die gewünschte Kühlung durchzuführen, um also einen ersten von einem zweiten Raum abzutrennen, so ist in hervorzuhebender Ausgestaltung der Erfindung nach der zweiten Alternative vorgesehen, dass der Wärmetauscher eine Wandung oder Abschnitt einer Wandung eines Gehäuses ist, das in dem zu kühlenden Raum aufstellbar ist. Dabei besteht allerdings auch die Möglichkeit, dass über das Gehäuse einem Zwischenboden Kaltluft zugeführt oder aus diesem Warmluft abgesaugt wird, ohne dass dies zwingend ist. Vielmehr kann das Gehäuse einen Bodenbereich aufweisen, über den Kaltluft unmittelbar an den Raum abgegeben wird, ohne dass es eines Hohlbodens bedarf. Dabei gelangt insbesondere ein Radialventilator als Ventilatoreinrichtung zum Einsatz.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, am Kopfbereich des Gehäuses einen entsprechenden Ventilator wie Radialventilator anzuordnen, über den die den Wärmetauscher durchsetzende Luft angesaugt und dem Raum zugeführt wird.

Insbesondere ist auch vorgesehen, dass der die Luft ansaugende und durch den Wärmetauscher fördernde Ventilator nicht in dem Gehäuse, sondern unterhalb von diesem in einem Zwischenboden angeordnet ist, der über Öffnungen wie Schlitze mit dem Raum und dem Gehäuse verbunden ist. Bei einer diesbezüglichen Ausführungsform ist insbesondere vorgesehen, dass der Innenraum des Gehäuses mit dem ersten Raum ausschließlich über den Ventilator und eine einzige eine Wandung oder einen Abschnitt einer Wandung des Gehäuse bildenden Wärmetauscherfläche strömungstechnisch verbunden ist.

Aufgrund dieser Maßnahmen besteht auf einfache Weise die Möglichkeit, mehrere entsprechend ausgebildete Gehäuse aneinandergereiht in dem Raum aufzustellen, um in Abhängigkeit von der anfallenden Wärmelast kühlen zu können. Dabei verlaufen die Wärmetauscherflächen der mehreren aneinandergereihten Gehäuse in einer gemeinsamen Ebene, sind also auf der gleichen Seite des Gehäuses vorhanden.

Nach einem weiteren Vorschlag besteht die Möglichkeit, zumindest zwei gegenüberliegende Wandungen eines insbesondere quaderförmigen Gehäuses als Kühlflächen auszubilden, d. h, dass diese Wärmetauscherflächen aufweisen, deren eine Fläche abgedeckt ist und von der Ventilatoreinrichtungen wie insbesondere Axial- oder Radialventilatoren ausgehen.

Die freie Wärmetauscherfläche sollte mit einem Filter abgedeckt sein, ohne dass dies zwingend erforderlich ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wärmetauscherflächen von einem Berührungsschutzgitter abgedeckt sind, um zum einen ein Beschädigen der Lamellen des Wärmetauschers zu verhindern und zum anderen eine Verletzungsgefahr auszuschließen.

Bei den Wärmetauschern selbst handelt es sich insbesondere um Kupfer-Aluminium- Wärmetauscher, d. h., von einem Kühlfluid durchströmte Kupferrohre sind mit aus Aluminium bestehenden Lamellen verbunden. Als Kühlfluid kommt insbesondere kaltes Wasser mit einer Vorlauftemperatur zwischen 5 °C bis 30 °C in Frage.

Alternativ kann als Kühlfluid ein Kältemittel verwendet werden, das in den Kupferrohren verdampft. Außerhalb des Raumes ist sodann eine Verdichter- Verflüssiger- Einheit angeordnet, die mit den Kupferrohren verbunden ist.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventilatoreinrichtung von einer Zwischenwandung des Gehäuses ausgeht, die das Innere des Gehäuses unterteilt, wobei die Zwischenwandung für jede Ventilatoreinrichtung eine Öffnung aufweist, die mit der Saugseite des Ventilators verbunden ist. Aus zuvor erfolgten Erläuterungen ergibt sich, dass sich die Erfindung auch dadurch auszeichnet, dass dem zweiten Raum zugewandte Wärmetauscherfläche mit der Abdeckung versehen ist, von der zumindest ein Axialventilator, vorzugsweise zumindest zwei Axialventilatoren ausgehen, der bzw. die druckseitig mit dem zweiten Raum verbunden sind.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass dem ersten Raum zugewandte Wärmetauscherfläche mit der Abdeckung versehen ist, von der zumindest ein Axialventilator, vorzugsweise zumindest zwei Axialventilatoren ausgehen, der bzw. die saugseitig mit dem ersten Raum verbunden sind.

Alternativ sieht die Erfindung vor, dass der Wärmetauscher zumindest eine Wandung oder ein Abschnitt einer Wandung des Gehäuses ist, vorzugsweise zwei gegenüberliegende Wandungen oder Abschnitte dieser als Wärmetauscher ausgebildet sind, wobei innere Wärmetauscherfläche bzw. -flächen mit einer Abdeckung versehen ist bzw. sind, von denen jeweils zumindest eine Ventilatoreinrichtung in Form eines Axial- oder Radialverdichters ausgeht. Alternativ ist äußere Wärmetauscherfläche bzw. sind äußere Wärmetauscherflächen jeweils mit einer Abdeckung versehen, von der zumindest eine Ventilatoreinrichtung in Form eines Axialverdichters ausgeht, dessen Saugseite wärmetauscherseitig verläuft.

Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Wärmetauscher, der eine Wandung oder zumindest einen Abschnitt einer Wandung des Gehäuses bildet, gehäuselos ausgebildet ist, wobei im Inneren des Gehäuses entlang der Wärmetauscherfläche und beabstandet zu dieser eine Trennwand verläuft, von der insbesondere zumindest ein Radialverdichter ausgeht.

Die Trennwand kann einen Zwischenraum begrenzen, wobei die Trennwand zumindest eine mit der Saugseite eines Radialverdichters verbundene Öffnung aufweist. Ferner besteht die Möglichkeit, dass der Zwischenraum boden- und/oder kopfseitig mit dem Raum und/oder einem unterhalb des Raums verlaufendem Hohlraum verbunden ist, der seinerseits strömungstechnisch mit dem Raum zum Kühlen der in diesem angeordneten wärmeerzeugenden Geräten verbunden ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachstehenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer dritten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer vierten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung einer fünften Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung einer sechsten Ausführungsform einer

Anordnung zum Kühlen eines Raums,

Fig. 7 eine Prinzipdarstellung einer siebten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums, Fig. 8 eine Prinzipdarstellung einer achten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,

Fig. 9 eine Prinzipdarstellung einer neunten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums,

Fig. 10 eine Prinzipdarstellung einer zehnten Ausführungsform einer Anordnung zum Kühlen eines Raums und

Fig. 11 eine Variante zu den Ausführungsformen der Fig. 6 und 7.

In den Figuren, in denen grundsätzlich gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind Prinzipdarstellungen von Anordnungen wiedergegeben, um einen Raum zu kühlen, in dem insbesondere in Reihen wärmeerzeugende Geräte angeordnet sind, die Kalt- und Warmgänge begrenzen, ohne dass dies ein zwingendes Merkmal ist. Bei der Kühlung nutzt man die Technik, dass Begrenzungen - seien es Begrenzungen eines Raumes, seien es Begrenzungen eines in dem Raum aufgestellten Gehäuses - als Wärmetauscher ausgebildet werden, um Warmluft, die dem Raum entnommen wird, zu kühlen. Dies schließt jedoch nicht aus, dass zusätzlich Außenluft dem Raum zugeführt wird. Entsprechend wird Fortluft aus dem Raum abgeführt.

Die Anordnungen gemäß der Fig. 1 und 2 stellen Weiterbildungen einer Anordnung gemäß z. B. der EP 2 278 231 A2 dar. So ist im Ausschnitt ein erster Raum 10 dargestellt, in dem die erwähntermaßen zu kühlenden wärmeerzeugenden Geräte vorzugsweise in Reihen angeordnet sind, die Kalt- und Warmgänge trennen. Der Raum 10 wird von einem zweiten Raum 12 über einen Wärmetauscher 14 abgetrennt, über den aus dem ersten Raum 10 stammende erwärmte Luft geführt und sodann gekühlt wird. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 wird die erwärmte Luft entsprechend dem Pfeil 18 unter Umgehung eines unterhalb des Bodens 20 des ersten und zweiten Raums 10, 12 verlaufenden Zwischen- oder Hohlbodens 22 unmittelbar dem Wärmetauscher 14 zugeführt. Um die erwärmte Luft anzusaugen, weist der Wärmetauscher 14 auf der dem ersten Raum 10 abgewandten Seite ganzflächig eine Abdeckung 24 auf, von der im Ausführungsbeispiel zwei Axialventilatoren 26, 28 ausgehen. Mit anderen Worten weist die Abdeckung 24 im Bereich der Ventilatoren 26, 28 Öffnungen auf, die mit der Saugseite der Ventilatoren 26, 28 verbunden sind. Von den Axialventilatoren 26, 28 strömt die gekühlte Luft in den zweiten Raum 12, um die in dem Boden 20 vorhandene Öffnungen 30 zu durchsetzen, so dass die gekühlte Luft über den Zwischenboden 22 den Bereichen zugeführt wird, in denen sich bei in Reihen angeordneten wärmeerzeugenden Geräten Kaltgänge in dem ersten Raum 10 befinden. Die von den Ventiltoren 26, 28 angesaugte Luft stammt von in dem ersten Raum 10 vorhandenen Warmgängen.

Zur der Abdeckung 24 ist anzumerken, dass es sich hierbei um ein eigensteifes Element wie Blechwand handelt, in der die für die Axialventilatoren 26, 28 benötigten Einstromdüsen integriert sind. Der Ventilator, d. h. dessen Wandring, Schutzgitter, Laufrad und Motor sind über ein Scharnier mit der Abdeckung 24 oder dem Gehäuse der Einstromdüse gelenkig verbunden. Hierdurch ist eine problemlose Wartung möglich.

Nicht dargestellt ist in der Fig. 1, dass die Wärmetauscherflächen unmittelbar von Berührungsschutzgittern abgedeckt sein können, um einerseits eine Beschädigung der Lamellen zu vermeiden und andererseits eine Verletzungsgefahr auszuschließen. Die Schutzgitter sind flächenmäßig derart ausgebildet, dass über diese ein merklicher Druckabfall nicht erfolgt.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 dahingehend, dass über den Zwischenboden 22 Warmluft angesaugt wird, um sodann über den Filter 16 den Wärmetauscher 14 zu durchströmen, dessen dem ersten Raum 10 zugewandte Wärmetauscherfläche die Abdeckung 24 mit den Öffnungen für die Axialventilatoren 26, 28 aufweist.

Zu dem zweiten Raum 12 ist anzumerken, dass in diesem der Elektrikteil der Kühlanlage angeordnet sein kann. Dies wird prinzipiell durch den Kasten 32 symbolisiert.

Ist der zweite Raum 12 nach den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 mit dem durch den Doppelboden 22 gebildeten Hohlraum verbunden, so besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, dass im Deckenbereich bzw. oberhalb von diesem ein entsprechender Hohlraum verläuft, der eine Verbindung zwischen dem ersten Raum 10 und dem zweiten Raum 12 herstellt. Insoweit ist strömungstechnisch eine Konstruktion gewählt, wie diese der EP 2 317 236 A2 zu entnehmen ist, auf deren Offenbarung verwiesen wird.

Ist nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 neben dem die wärmeerzeugenden Geräte enthaltenden ersten Raum 10 der zweite Raum 12 vorhanden, der über den Wärmetauscher 14 mit dem ersten Raum 10 bzw. über den Zwischen- oder Hohlboden 22 bzw. einem Hohlraum im Deckenbereich mit diesem verbunden ist, so sehen die weiteren Ausführungsbeispiele eine Konstruktion vor, bei der in gewünschten Bereichen des ersten Raums 10 eine erfindungsgemäße Kühlanordnung positioniert werden kann, ohne dass eine Unterteilung des Raums erforderlich ist. Hierzu wird in den ersten Raum 10 ein schrankartiges Gehäuse 34 angeordnet, das eine Quaderform aufweisen kann.

Entsprechend den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 bis 7 ist eine Wandung des Gehäuses 34 durch einen Wärmetauscher ausgebildet, der gleichfalls mit dem Bezugszeichen 14 gekennzeichnet ist, wie dies im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 erfolgte. Selbstverständlich braucht der Wärmetauscher 14 nicht eine gesamte Wandung des Gehäuses 34 sein. Vielmehr genügt ein Abschnitt. Um jedoch eine hinreichende Kühlleistung zu erzielen, ist insbesondere eine Wandung insgesamt vollflächig oder im Wesentlichen vollflächig als Wärmetauscherfläche ausgebildet.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die raumseitige Fläche des Wärmetauschers 14 mit dem Filter 16 abgedeckt. Die Innenseite des Wärmetauschers 14 weist die Abdeckung 24 mit Öffnungen auf, die in die Saugseiten der Axialventilatoren 26, 28 übergehen. In dem Schrank bzw. Gehäuse 34 ist die Elektrik vorhanden (Bezugszeichen 32).

Um den Raum 10 zu kühlen, wird folglich die erwärmte Luft aus dem Raum 10 über die Axialventilatoren 26, 28 angesaugt, so dass die erwärmte Luft mittels des Wärmetauschers 14 gekühlt wird. Sodann kann die gekühlte Luft zumindest über den Bodenbereich des Gehäuses 34 dem Raum 10 wieder zugeführt werden, sofern der Schrank bzw. das Gehäuse 34 auf einem Doppelboden mit Hohlraum 22 angeordnet ist, wobei der Boden des Gehäuses 34 in einem Umfang geöffnet ist, dass in dem Boden 20 vorhandene Öffnungen 30 von der gekühlten Luft durchsetzt werden können. Dies wird durch die Pfeile 36, 38, 40 symbolisiert. Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Kopfwandung 42 des Gehäuses 34 gleichfalls Luftaustrittsöffnungen 42 aufweist, um über diese gekühlte Luft in den Raum 10 strömen zu lassen (Pfeil 44).

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 wird erwärmte Luft über den Doppelboden 22 in das Innere 46 des Schranks oder Gehäuses 34 angesaugt (Pfeile 48, 50, 52), um sodann nach Durchsetzen des Filters 16 mittels des Wärmetauschers 14 gekühlt und schließlich dem Raum 10 zugeführt zu werden, um wärmeerzeugende Geräte zu kühlen. Um die erwärmte Luft anzusaugen, weist der Wärmetauscher 14 raumseitig die Abdeckung 24 mit den Öffnungen auf, auf die die Ansaugöffnungen der Axialventilatoren 26, 28 ausgerichtet sind.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 können die Lamellen der Wärmetauscher mit gelochten Schutzblechen abgedeckt sein.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 unterscheidet sich von dem der Fig. 3 und 4 dahingehend, dass der Schrank bzw. das Gehäuse 34 eine Zwischenwandung 54 aufweist, die parallel zu dem Wärmetauscher 14 verläuft. Somit ist der Innenraum 46 in Teilräume 56, 58 unterteilt. In dem in Bezug auf den Wärmetauscher 14 fernliegenden Teilraum 58 sind Radialventilatoren 60, 62 angeordnet, dessen Saugseiten auf Öffnungen in der Zwischenwandung 56 ausgerichtet und mit diesen verbunden sind. Somit kann über den Wärmetauscher 14, der raumseitig mit einem Filter 16 abgedeckt ist, erwärmte Luft (Pfeil 64) angesaugt werden, wobei die sodann gekühlte Luft (Pfeile 66, 68) nach Durchsetzen der Radialventilatoren 60, 62 entsprechend der Pfeile 70, 72 dem Raum zugeführt wird. Hierzu sind insbesondere kopfseitig und/oder bodenseitig Öffnungen in dem Gehäuse 34 vorgesehen. Somit ergibt sich ein Up- und Downflow- Kühlsystem, wobei selbstverständlich die Möglichkeit besteht, dass die Anordnung entweder nur im Upflow-Betrieb oder nur im Downflow-Betrieb betätigt wird. Hervorzuhebende Varianten ergeben sich auch aus den Fig. 6 und 7. Dabei unterscheidet sich die Ausführungsform der Fig. 6 und 7 von denen der Fig. 3 und 4 dadurch, dass der eine Wandung des Gehäuses 34 bildende Wärmetauscher 114 gehäuselos ausgebildet ist, d. h., der Wärmetauscher ist ausschließlich von einem Rahmen aufgenommen, ohne dass die Wärmetauscherflächen abgedeckt sind. Einzig und allein die raumseitig verlaufende Fläche weist das Filter 16 auf.

Um durch den Wärmetauscher 114 Warmluft anzusaugen (Pfeil 18), befindet sich beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 im Bodenbereich des Gehäuses 34 ein Radialventilator 160, über den gekühlte Luft dem Raum zuführbar ist. Hierzu weist das Gehäuse 34 in dem Bereich, in dem der Radialventilator 160 angeordnet ist, in zumindest einer der Umfangswandungen entsprechende Öffnungen auf, die nicht näher gekennzeichnet sind. Durch diese Anordnung ergibt sich ein autarkes Kühlsystem, das an gewünschten Orten eines Raumes aufstellbar ist, ohne dass es eines Doppelbodens bedarf.

Das Ausführungsbeispiel Fig. 7 unterscheidet sich von dem der Fig. 6 dahingehend, dass der Radialventilator 160 nicht im Bodenbereich, sondern im Kopfbereich des Gehäuses 34 angeordnet ist. Eine Umfangswandung des den Radialventilator 116 aufnehmenden Gehäuseabschnitts oder die Kopfwandung 162 des Gehäuses 34 kann sodann erforderliche Luftaustrittsöffnungen aufweisen, damit gekühlte Luft in den Raum strömen kann.

Die Anordnung der Fig. 6 entspricht einem Downflow-Betrieb und die der Fig. 7 einem Upflow-Betrieb.

Die Ausführungsformen mit einem Gehäuse, von dem nur eine Wandung als Wärmetauscherfläche ausgebildet ist, zeigt insbesondere den Vorteil, dass entsprechende Gehäuse aneinandergereiht werden können, um eine größere Wärmetauscherfläche in Abhängigkeit von der Menge der zu kühlenden Luft zur Verfügung zu stellen. Dabei besteht entsprechend der Variante der Fig. 11 auch die Möglichkeit, dass der Radialventilator 160 nicht in dem Gehäuse 34, sondern im Doppelboden 22 unterhalb des Gehäuses 34 angeordnet wird. Bei dieser Ausführungsform ist ausschließlich eine Wandung des Gehäuses 34 als Wärmetauscherfläche ausgebildet. Die Möglichkeit eines Aneinanderreihens entsprechender Gehäuse mit den unterhalb von diesen in dem Doppelboden 22 angeordneten Radialventilatoren 116 ist gleichfalls gegeben.

Die Ausführungsformen der Fig. 8 und 9 stellen eine Anordnung dar, bei der zwei gegenüberliegende Wandungen des Gehäuses 34 als Wärmetauscherflächen ausgebildet sind, d. h., die Wandungen werden durch die Wärmetauscher 14 mit raumseitig verlaufenden Filtern 16 gebildet. Innenseitig weisen die Wärmetauscher 14 Abdeckungen 24 mit Öffnungen auf, die mit den Saugseiten der Axialventilatoren 26, 28, 126, 128 verbunden sind. Über die Druckseiten der Axialventilatoren 26, 28, 126, 128 strömt sodann die gekühlte Luft in den Raum.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 8 und 9 ist das Gehäuse 34 auf Öffnungen 30 des Doppelbodens 20 angeordnet, um über den Hohlraum dem Raum 10 Kühlluft zuzuführen. Ferner ist die Kopfwandung 42 mit entsprechenden Öffnungen versehen, um gleichfalls gekühlte Luft dem Raum zuführen zu können.

Werden nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 Axialventilatoren 26, 28, 126, 128 benutzt, um die Warmluft aus dem Raum 10 anzusaugen und durch die Wärmetauscher 14 zu fördern, so werden nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9 Radialventilatoren 60, 62, 160, 162 verwendet. Ansonsten liegen konstruktiv gleiche Gegebenheiten wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 vor, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird.

Bei den Anordnungen gemäß der Fig. 8 und 9 befinden sich die Ventilatoren 26, 28, 60, 62, 126, 128, 160, 162 innerhalb des Gehäuses 34. Demgegenüber sieht das Ausführungsbeispiel der Fig. 10 eine Anordnung vor, bei der die Ventilatoren - und zwar im Ausführungsbeispiel die Axialventilatoren 26, 28, 126, 128 - von der Außenseite der Wärmetauscher 14 ausgehen, so dass infolgedessen in das Innere 46 des Gehäuses 34 über den Zwischenboden 22 Warmluft angesaugt wird, die nach Durchströmen der Wärmetauscher 14 als Kühlluft dem Raum 10 wieder zugeführt wird. Konstruktiv finden sich in Bezug auf die Ausbildung der Abdeckungen, der Filter, der Berührungs Schutzgitter etc. gleiche konstruktive Lösungen wie bei den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen.

Anzumerken ist, dass es nicht zwingend erforderlich ist, dass die Gehäuse entsprechend der Ausführungsbeispiele der Fig. 8 bis 9 auf einem Doppelboden 20 angeordnet werden. Vielmehr bestünde die Möglichkeit, das Gehäuse 34 aufzuständern oder einen Bodenabschnitt derart auszubilden, dass umfangsflächenseitig unterhalb oder im Bereich der Wärmetauscher 14 Luftaustrittsöffnungen vorgesehen sind, um die Kaltluft dem Raum zuzuführen.

Werden die Wärmetaucher 14 vorzugsweise von gekühltem Wasser mit einer Vorlauftemperatur zwischen z. B. 5 °C und 30 °C durchströmt, so bestünde auch die Möglichkeit, ein Kältemittel zu benutzen, das in den Rohren des Wärmetauschers verdampft. Außerhalb des Raumes ist sodann eine Verdichter- Verflüssiger-Einheit angeordnet, um das verdampfte Kühlmittel zu kondensieren und dem Wärmetauscher wieder zuzuführen.

Claims

Patentansprüche Anordnung zum Klimatisieren eines Raums

1. Anordnung zum Klimatisieren eines Raumes (10), umfassend zumindest einen eine Wärmetauscherfläche aufweisenden Wärmetauscher (14, 114), der den Raum als ersten Raum oder zumindest eine in dem Raum angeordnete Einrichtung begrenzt, und zumindest eine Luft durch den Wärmetauscher fördernde Ventilatoreinrichtung (26, 28, 80, 62, 126, 128, 160, 162),

wobei bei den Raum begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher dieser den ersten Raum von einem zweiten Raum (12) trennt, der mit einem mit dem ersten Raum verbundenen Hohlraum (22) strömungstechnisch verbunden, der vorzugsweise unter dem Boden (20) oder im oder oberhalb vom Deckenbereich des ersten Raums verläuft, und

wobei bei die Einrichtung begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher die Einrichtung ein in dem Raum aufgestelltes Gehäuse (34) ist,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass bei den Raum (10) begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher (14) die zumindest eine Ventilatoreinrichtung ein Axialventilator (26, 28) ist, der von einer die Wärmetauscherfläche des Wärmetauschers verschließenden Abdeckung (24) ausgeht, oder

dass bei die Einrichtung begrenzendem zumindest einen Wärmetauscher (14) zumindest eine Wandung des Gehäuses zumindest abschnittsweise durch den Wärmetauscher gebildet ist, dass eine Wärmetauscherfläche des Wärmetauschers mit einer diese verschließenden Abdeckung (24) versehen ist, von der die zumindest eine Ventilatoreinrichtung (26, 28, 80, 62, 126, 128, 160, 162) ausgeht, oder dass in einem bodenseitig und/oder kopfseitig verlaufenden Bereich des Gehäuses zumindest eine Ventilatoreinrichtung in Form eines Radialventilators (160) angeordnet ist, dessen Saugseite gehäuseinnenseitig ausgerichtet ist, und wobei zumindest eine Begrenzungswandung des Gehäuses im druckseitigen Bereich des Radialventilators Luftaustrittsöffnungen aufweist.

2. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet ,

dass dem zweiten Raum (12) zugewandte Wärmetauscherfläche mit der Abdeckung (24) versehen ist, von der zumindest ein Axialventilator (26, 28), vorzugsweise zumindest zwei Axialventilatoren ausgehen, der bzw. die druckseitig mit dem zweiten Raum (12) verbunden ist bzw. sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet ,

dass dem ersten Raum (10) zugewandte Wärmetauscherfläche mit der Abdeckung (24) versehen ist, von der zumindest ein Axialventilator (26, 28), vorzugsweise zumindest zwei Axialventilatoren ausgehen, der bzw. die saugseitig mit dem zweiten Raum (12) verbunden sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet ,

dass der Wärmetauscher (14, 114) zumindest eine Wandung oder ein Abschnitt einer Wandung des in dem Raum (10) aufgestellten Gehäuses (34) ist, vorzugsweise zwei gegenüberliegende Wandungen oder Abschnitte dieser als Wärmetauscher ausgebildet sind, wobei innere Wärmetauscherfläche bzw. - flächen mit der Abdeckung (24) versehen ist bzw. sind, von der jeweils zumindest eine Ventilatoreinrichtung in Form eines Axial- oder Radialventilators (26, 28, 126, 128, 60, 62, 160, 162) ausgeht.

5. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet ,

dass der Wärmetauscher (14) zumindest eine Wandung oder ein Abschnitt einer Wandung des Gehäuses (34) ist, vorzugsweise zwei gegenüberliegende Wandungen oder Abschnitte dieser als Wärmetauscher ausgebildet sind, wobei äußere Wärmetauscherfläche bzw. -flächen mit der Abdeckung (24) versehen ist bzw. sind, von der jeweils zumindest eine Ventilatoreinrichtung in Form eines Axial- oder Radialventilators (26, 28, 126, 128) ausgeht.

6. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,

dass das Gehäuse (34) köpf- und/oder bodenseitig Öffnungen aufweist, über die Warmluft bei mit dem Gehäuseinneren (46) verbundenen Saugseiten der Ventilatoreinrichtungen (26, 28, 126, 128) ansaugbar ist oder Kaltluft ausströmt bei druckseitig mit dem Innenraum verbundenen Ventilatoreinrichtungen (60, 62, 162, 164).

7. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet ,

dass der Wärmetauscher (14) gehäuselos ausgebildet ist, und dass im Inneren des Gehäuses eine entlang der Wärmetauscherfläche und beabstandet zu dieser verlaufende Trennwand (56) vorhanden ist, von der eine Ventilatoreinrichtung, insbesondere ein Radialventilator (60, 62) ausgeht.

8. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet ,

dass Druckseite der zumindest einen Ventilatoreinrichtung (26, 28, 126, 128, 60, 62, 162, 164) mit dem Innenraum (46) des Gehäuses (34) verbunden ist und dass das Gehäuse boden- und/oder kopfseitig mit dem Raum (10) und/oder dem Hohlraum (22) verbunden ist.

9. Anordnung nach zumindest Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet ,

dass die Trennwand den Innenraum (46) des Gehäuses (34) in Teilräume (56, 58) unterteilt und dass von wärmetauscherfernliegendem Teilraum (58) zumindest eine Ventilatoreinrichtung, insbesondere zumindest ein Radialventilator (60, 62) ausgeht, dessen Saugseite über die Teilwandung (54) mit dem wärmetauscherseitig verlaufenden Zwischenraum (56) verbunden ist, und dass der die zumindest eine Ventilatoranordnung aufweisende Teilraum köpf- und/oder bodenseitig mit dem Raum (10) und/oder dem Hohlraum (22) verbunden ist.

10. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,

dass der Wärmetauscher von einem in diesem verdampfenden Kühlmittel oder einem Kühlfluid wie Wasser durchströmbar ist.

11. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet ,

dass zumindest die abdecklose Wärmetauscherfläche, vorzugsweise jede Wärmetauscherfläche des Wärmetauschers (14, 114) mit einem Schutzgitter versehen ist.

12. Anordnung nach zumindest Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet ,

dass der in einem bodenseitig und/oder kopfseitig verlaufendem Bereich des Gehäuses (34) verlaufende Ventilator (160) durch einen unterhalb des Gehäuses in dem den ersten Raum begrenzenden Hohlraum (22) angeordnet ist, und dass der Innenraum des Gehäuses mit dem ersten Raum (10) ausschließlich über den Ventilator und einer einzigen eine Wandung oder einen Abschnitt einer Wandung des Gehäuses bildenden Wärmetauscherfläche strömungstechnisch verbunden ist.

13. Anordnung nach zumindest Anspruch 1 oder 12,

dadurch gekennzeichnet ,

dass mehrere Gehäuse (34) aneinandergereiht in dem Raum (10) angeordnet sind, wobei die Wärmetauscherflächen in einer gemeinsamen Ebene verlaufen.

Anordnung nach zumindest Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet ,

dass die Abdeckung (24) ein eigensteifes, geschlossenes Element wie Blechwand oder -tafel ist, in der Einstromdüse des Axialventilators (26, 28) integriert ist, wobei vorzugsweise der Axialventilator mit seinem Laufrad und Motor und diese umgebendem Gehäuse bzw. Schutzgitter verschwenkbar mit der Abdeckung mittelbar oder unmittelbar verbunden ist.