FI105361B - Ilmajäähdytysjärjestelmä - Google Patents

Description

105361 llmajäähdytysjärjestelmä Tekninen ala Tämä keksintö koskee jäähdytysjärjestelmää ilman, kuten huoneil-5 man, jäähdyttämiseksi, missä jäähdytettyä ilmaa voidaan käyttää esimerkiksi teiekommunikaatioiaitteiden jäähdyttämiseksi, ja missä ilmaa käytetään lämpö-energian kuljettamiseksi pois. Tällainen järjestelmä tunnetaan esimerkiksi julkaisusta EP-A-0 304 189.

Aiemman tekniikan kuvaus 10 Alalla tunnetaan erilaisia lämpöenergian poisjohtamisjärjestelmiä, joissa ilmaa käytetään lämpöä kuljettavana väliaineena. Eräälle järjestelmien ryhmälle on yhteistä se piirre, että ilmaa käsitellään, ts. jäähdytetään, ja sitten kierrätetään jäähdytettävässä huoneessa tai tilassa, jossa tietty jäähdytettävä kohde sijaitsee. Näin huonetta, johon telekommunikaatiolaitteet on asennettu, 15 voidaan jäähdyttää usealla eri tavalla. Esimerkiksi sisäilmaa tai huoneilmaa voidaan jäähdyttää kompressorijäähdytysjärjestelmän avulla tai kylmän nesteen avulla. Molemmille näille menetelmille on yhteistä, että lämmönvaihtimet, joita käytetään lämmönsiirtämiseksi jäähdytysaineen ja ilman ja nesteen ja ilman vä-, ‘ ·': Iillä, ovat konstruktioltaan samanlaiset.

20 "Vapaata kylmää" käytetään, jotta toimintakustannukset pysyisivät

I I

niin alhaisina kuin mahdollista. 'Vapaalla kylmällä" tarkoitetaan pääasiassa sitä, [ '· \ I että kun ulkolämpötilat ovat alhaisia, ulkoilmaa käytetään suoraan sellaisenaan « «» / / jäähdytykseen sen sijaan, että käytetään energiaa vaativaa jäähdytysjärjestel- i;:.: mää, kuten esimerkiksi kompressorijäähdytysjärjestelmää. 'Vapaan kylmän" V 25 käyttö voi säästää huomattavasti energiaa. Tällä periaatteella toimii julkaisussa : GB-A-22 18 499 esitetty ilmajäähdytteinen jäähdytyslaitteista jäähdytysputkessa V.V: olevan jäähdytysnesteen jäähdyttämiseksi. Kyseista keksintöä voidaan hyö- •S · · :u1': dyntää ilmastointilaitteissa ja jäähdyttimissä. Eräässä jäähdytysmenetelmässä, .•«jr. jossa käytetään kylmää ilmaa, nestettä kierrätetään ja jäähdytetään kylmän ul- _ [?·'.' 30 koilman avulla ja sitten sitä käytetään huoneilman jäähdyttämiseksi. Tämä me- • · netelmä on tehokas tiettyyn ulkolämpötilaan asti, jonka jälkeen ilmaa täytyy . 'S jäähdyttää jonkin muun laitteen avulla, esimerkiksi kompressorijäähdytysjärjes- telmän avulla. 'Vapaan kylmän" -jäähdytysjärjestelmää voitaisiin käyttää : backup-järjestelmänä kompressorijäähdytysjärjestelmälle ja se otettaisiin käyt- 35 töön, kun kompressorijäähdytysjärjestelmään tulisi jostain syystä vikaa. Tällai- • · 1 • · * · · • · ♦ • · · · ·· • · * · • « 1 2 105361 sissa tapauksissa vapaata jäähdytysjärjestelmää kutsutaan kompressorijääh-dytysjärjestelmän redundanssiksi.

Keksinnön yhteenveto

Keksinnön kohteena on jäähdytysilmajärjestelmä, kuten sisäilman 5 jäähdytysjärjestelmä. Mainitulle jäähdytysjärjestelmälle on tunnusomaista, että jäähdytysjärjestelmä käsittää kaksi rinnakkaista erilliset fluidit sisältävää jäähdy-tyspiiriä, joilla on yhteiset lämmönvaihtimet, että yksi lämmönvaihdin sijaitsee ulkoilmassa ja käsittää yhdistetyn lauhduttimen ja jäähdyttimen, että toinen lämmönvaihdin sijaitsee sisätilassa ja käsittää yhdistetyn haihduttimen ja jäähdytti-10 men, että yksi piiri on tarkoitettu kuljettamaan jäähdytysainetta ja sisältää läm-mönvaihtimessa olevan haihduttimen, kompressorin, lämmönvaihtimessa olevan lauhduttimen ja paisuntaventtiilin, että toinen piiri on tarkoitettu kuljettamaan lämpöä absorboivaa ainetta ja sisältää sisätilassa olevassa lämmönvaihtimessa olevan jäähdyttimen, ulkoilmassa olevassa lämmönvaihtimessa olevan jäähdyt-15 timen ja pumpun, jolloin lämpöä luovutetaan ympäröivään ilmaan jäähdytysainetta varten olevalla lauhduttimella ja ulkoilmassa olevassa lämmönvaihtimessa olevaa lämpöä absorboivaa ainetta varten olevalla jäähdyttimellä ja lämpöä poistetaan ympäröivästä ilmasta jäähdytysainetta varten olevalla haihduttimella ja sisätilassa olevassa lämmönvaihtimessa olevaa lämpöä absorboivaa ainetta < · 1 20 varten olevalla jäähdyttimellä.

I

: .·. Kun tavoitteena on saavuttaa kompaktin konstruktion omaava jääh- j dytysjärjestelmä, joka yhdessä yksikössä käsittää redundanssin ja "vapaan kyl- I ( « män", jäähdytysjärjestelmän lämmönvaihtimet on yhdistetty niin, että huoneil-maa jäähdytetään jäähdytysjärjestelmässä kylmän nesteen avulla tai kiehuvan *»“1 .· 25 jäähdytysnesteen avulla yhdistetyssä haihdutin-ilmajäähdyttimessä, ja ulkoilma : jäähdyttää lämmintä nestettä tai lauhtunutta jäähdytysainetta yhdistetyssä lauh- dutin-nestejäähdyttimessä. "Vapaata kylmää" voidaan käyttää hyväksi, kun si-säilman tai huoneilman ja ulkoilman välinen lämpötilaero on riittävän suuri ja ul-koilma on riittävän kylmää. Neste, jota ulkoilma jäähdyttää yhdistetyssä lauhdu- • M · ]Γ.!ρ 30 tin-nestejäähdyttimessä (EC) ja jota huoneilma sitten lämmittää yhdistetyssä haihdutin-ilmajäähdyttimessä (CC), pystyy käsittelemään koko lämpökuorman yksinään. Muissa tapauksissa ilmaa voidaan jäähdyttää kompressorijäähdytys-:V.\r järjestelmän avulla.

: 'Vapaan kylmän" jäähdytysjärjestelmän tulee myös pystyä toimimaan

Mt I

.··. 35 redundanssina kompressorijärjestelmälle, jos mainittuun järjestelmään tulisi vi- /·] koja. Esimerkiksi virtakatkoksen sattuessa järjestelmän tuulettimia ja neste- • · I I I • · · · f · « · • · • t · 3 105361 pumppua voidaan käyttää paristojen avulla tasasuuntaajan tai muun vastaavan laitteen kautta. Virtakatkoksen päättyessä kompressorijäähdytysjärjestelmä voidaan käynnistää uudelleen ja paristot varata uudelleen. On myös mahdollista käyttää molempia järjestelmiä samanaikaisesti tietyissä olosuhteissa niin, että 5 saadaan aikaan parempi jäähdytysteho.

Keksinnön mukaisen jäähdytysjärjestelmän edulliset suoritusmuodot ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista.

Piirustusten lyhyt kuvaus

Kuvio 1 esittää tämän keksinnön mukaista jäähdytysjärjestelmää si-10 säilman jäähdyttämiseksi.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista jäähdytyksen ohjaus- ja valvontajärjestelmää.

Keksinnön paras toteuttamismuoto

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti jäähdytysjärjestelmän pääkomponentit, 15 jotka voidaan sisällyttää yhteen yksikköön, esimerkiksi telekommunikointila'rttei-siin, ja jotka sisältävät yhdistetyn lauhdutin-nestejäähdyttimen 1 (EC) ja yhdistetyn haihdutin-ilmajäähdyttimen 2 (CC). Kuvio myös esittää kuinka nämä komponentit yhdistetään toisiinsa. Yhdistetty lauhdutin-nestejäähdytin 1 sijoitetaan joko ulos, kuten viitenumerolla 10 esitetään, tai se asennetaan ulkoseinään 9 ja v. 20 yhdistetty haihdutin-ilmajäähdytin 2 asennetaan sisälle, kuten viitenumerolla 11 - esitetään, ja se toimii lämmönvaihtimena yhdessä kahden erillisen putkijärjes- ' < « T ! telmän kanssa, joista toinen putkijärjestelmä 8 kuljettaa nestettä ja toinen putki- ‘ / järjestelmä 7 kuljettaa jäähdytysainetta. Kuten esitetään, voidaan ulkotilan 10 ja 'f|jc·' sisätilan 11 välille tuottaa väliseinä 9, johon jäähdytysjärjestelmä voidaan sijoit- V·*: 25 taa yhtenä yksikkönä. Virtaussuunnasta nähdään, että jäähdytysainepiiri 7 kä- • sittää kompressorin 5 haihdutin-ilmajäähdyttimen 2 ja paisuntaventtiilin 12 jäi- y.·.;· keen lauhdutinnestejäähdyttimen 1 jälkeen. Nestepiirissä 8 on nestepumppu 6.

:‘%V Lauhduttimen tuuletin 3 liitetään yhdistettyyn lauhdutinnestejäähdyttimeen 1.

/ *r * "V." Haihduttimen tuuletin 4 liitetään yhdistettyyn haihdutin-ilmajäähdyttimeen 2.

* 30 Kompressorijäähdytysjärjestelmän sanotaan muodostavan em. huo- • « *’λ.* neilman jäähdytysjärjestelmän pääjäähdytysjärjestelmän, ja näin voidaan yh- > f.rV teenvetona sanoa, että tämä keksintö tuottaa järjestelmän "vapaan kylmän" Γ.’Λτ saamiseksi ulkolämpötilasta, mikä tekee mahdolliseksi jäähdytyksen ja redun- : danssitoiminnon, jota voidaan käyttää pääjäähdytysjärjestelmän vikatapauksis- !’··! 35 sa. Pääjäähdytysjärjestelmän haihdutin ja lauhdutin käsittävät näin ylimääräisen nesteputkijärjestelmän, joka järjestetään rinnan pääjärjestelmän kanssa ja jota » · · • · · • Il ·

III

• · « · · 4 105361 on tarkoitus käyttää alhaisissa ulkolämpötiloissa, kuten edellä mainittiin ja joka jäähdyttää ilmaa laitteistohuoneessa esimerkiksi, jos pääjärjestelmä vioittuu. Nämä kaksi rinnakkaista järjestelmää voi käyttää yhteisiä lämmönsiirtopintoja lämmön vaihtamiseksi ilman kanssa. Koska samaa haihdutintuuletinta ja samaa 5 lauhdutintuuletinta käytetään kaikissa toimintatapauksissa on mahdollista säästää huomattavasti tilaa ja kustannuksia verrattuna muihin vapaajäähdytys- ja re-dundanssijärjestelmiin, ja yhdistetty järjestelmä voidaan konstruoida yhdeksi kompaktiksi yksiköksi.

Kuvio 2 on erittäin yksinkertaistettu kuvaus jäähdytysjärjestelmän 10 ohjaus- ja valvontajärjestelmästä. Ulkolämpötila ja sisälämpötila rekisteröidään lämpötila-antureiden 13 ja 14 avulla ja valinnaisesti myös lämpötilan taso yhdistetyssä lauhdutin-nestejäähdyttimessä 1 ja yhdistetyssä haihdutin-ilmajääh-dyttimessä 2. Kuvattu järjestelmä käsittää myös ohjausyksikön 15, joka vastaanottaa mittaussignaalit järjestelmän eri osista ja myös lämpötila-antureista.

15 Nämä mittaussignaalit käsitellään ohjausyksikössä ja tallennetaan ja niitä voidaan esimerkiksi verrata viitearvoihin, kuten ohjearvoihin, jotka joko lasketaan ja tallennetaan, ja se antaa ohjaussignaaleja järjestelmän eri osiin jäähdytysjärjestelmän optimaalista toimintaa varten. Mittaussignaaleja ja/tai ohjaussignaaleja merkitään kuviossa katkoviivoilla. Virtakatkoksen sattuessa jäähdytysjärjes-. v. 20 telmän toiminta voidaan pitää yllä ohjausyksikön paristotoiminnon avulla sen jäi- i c t'r keen, kun järjestelmään on tehty säätöjä ohjaussignaalien välityksellä.

( t e t Γ ( « it % t « Γ f1 t f I t t Γ i c ς : Wc' » -· <1 • · # · • · · • · · \\\ · • · «· ♦# · ·· • «M 9 Λ· · • m H « ·» «k ·1· 9 V· • s1 *. -s·: « «s · • ·« • · f · ··· M · •r ·: : ·>·: ····; J »«#· • 00 4 4 • · · • · · • » · · M» • · 4 « 4 9 · • • · • · · « · 1 • « « · · · • · • ·

Claims (3)

105361 s