NL2003272C2 - Koelinrichting en werkwijze voor het koelen van in een kast aangebrachte apparatuur. - Google Patents

Description

Koelinrichting en werkwijze voor het koelen van in een kast aangebrachte apparatuur

Onderhavige uitvinding heeft betrekking op een 5 koelinrichting voor het koelen van in een kast aangebrachte apparatuur welke kast in een gebouw is geplaatst.

De uitvinding heeft verder betrekking op een gebouw omvattende een dergelijke koelinrichting.

Voorts heeft de uitvinding betrekking op een 10 werkwijze voor het koelen van in een kast aangebrachte apparatuur welke kast in een gebouw is geplaatst.

Door de voortschrijdende integratie van media en telecommunicatie worden de diensten op dit vlak ook steeds vaker als pakketten aangeboden (bijvoorbeeld triple play: 15 telefoon, kabel en internet gecombineerd). Deze diensten bereiken de eindgebruikers via koperkabels en steeds vaker optische vezels die eindigen in de woon- en werkomgeving van de eindgebruikers. Deze koper- en glasverbindingen zijn afkomstig van de points-of-presence (POP) waar de 20 verbindingen van de eindgebruikers gepatcht zijn vanuit de aanbieders van de verschillende diensten.

De POP's 100 (figuur 1) zijn uitgevoerd als kleine gebouwen met meestal een enkele ruimte die tot enkele duizenden aansluitingen met eindgebruikers realiseren.

25 Daartoe bevatten de POP's onder andere routers, switches, servers en patchborden. Deze zijn geplaatst in rekken in kasten 110. Door de grote hoeveelheid apparatuur in een relatief kleine ruimte is het nodig om de apparatuur te koelen.

30 De apparatuur wordt gekoeld door middel van een traditionele luchtbehandelingseenheid 120. Een ventilator 122 zuigt buitenlucht aan. Deze lucht wordt vrijwel altijd gekoeld. Vervolgens wordt de gekoelde buitenlucht in de 2 binnenruimte van de POP 100 geblazen. Hierdoor wordt de POP continu voorzien van gekoelde buitenlucht 128. De kasten 110 in de POP zijn voorzien van ventilatieopeningen 114 waardoor koele lucht de kasten 110 binnenkomt. In de kasten 110 koelt 5 de lucht de in de rekken gemonteerde apparatuur welke de lucht opwarmt. Tevens zijn de kasten voorzien van een of meer ventilators 112 om de door de apparatuur opgewarmde lucht weer uit de kasten 110 te zuigen.

De binnenlucht van de POP 100 wordt vervolgens door 10 een luchtafzuiging 130 omvattende een ventilator 132 afgezogen en naar de buitenlucht afgevoerd. Doordat de apparatuur de binnenlucht van de POP 100 opwarmt, zal de uitgaande lucht 138 een hogere temperatuur hebben dan de binnenkomende lucht 128. Omgekeerd wordt de binnenzijde van 15 de POP en daarmede de apparatuur in de POP hierdoor gekoeld.

De koellucht wordt aldus opeenvolgend verplaatst door de luchtbehandelingseenheid 120 (figuur 2), de binnenruimte van het gebouw 100, de ventilatieopeningen 114, de binnenruimte van de kast 110, de ventilator 112, wederom 20 de binnenruimte van het gebouw 100, en de luchtafzuiging 130 .

Een nadeel aan een koeling als hierboven beschreven is dat er sprake is van (ongewenste) geluidsproductie. Aangezien de POP's zich relatief dicht bij de eindgebruikers 25 bevinden, staan deze vaak midden in bewoonde gebieden en wel midden in wijken, veelal op kleine afstand van bijvoorbeeld woonhuizen of kantoren. Hierdoor ontstaat geluidshinder door de aanwezigheid van de ventilators van de luchtbehandelingssystemen en luchtafzuigingen, de 30 compressors van de luchtbehandelingssystemen, en het geruis van de zich verplaatsende lucht.

Bij haar pogingen een efficiëntere koeling te realiseren, concludeerde de aanvraagster van onderhavige 3 uitvinding, dat de maatregelen om de koeling efficiënter te maken een gunstig effect hadden op de geluidsproductie van het koelsysteem.

Het doel van de onderhavige uitvinding is een 5 koeling te verschaffen voor het koelen van in een kast aangebrachte apparatuur welke kast in een gebouw is geplaatst, en welke koeling in bedrijf minder geluid produceert dan koelingen uit de stand der techniek.

Dit doel wordt bereikt door een koelinrichting 10 voor het koelen van in een kast aangebrachte apparatuur welke kast in een gebouw is geplaatst, omvattende: een buitenluchtaanvoerkanaal voor het aanvoeren van lucht uit de buitenlucht van het gebouw, waarbij de aangevoerde buitenlucht via een opening in de kast wordt geleid; en een 15 luchtafvoerkanaal voor het vanuit een opening in de kast afvoeren van opgewarmde lucht naar de buitenlucht buiten het gebouw; waarbij het buitenluchtaanvoerkanaal, de kast en het luchtafvoerkanaal een in hoofdzaak van de binnenruimte van het gebouw afgesloten kanaal vormen; waarbij de 20 koelinrichting verder omvat: een luchtstroomforceerorgaan voor het forceren van een luchtstroom in het kanaal gevormd door het buitenluchtaanvoerkanaal, de kast en het luchtafvoerkanaal. Volgens de uitvinding wordt de lucht waarmee de apparatuur gekoeld wordt, niet onttrokken aan de 25 binnenlucht van het gebouw, maar wordt de koellucht direct van buiten het gebouw aangezogen. De opgewarmde lucht wordt op zijn beurt direct naar buiten afgevoerd en wordt niet vermengd met de binnenlucht van het gebouw. Door de opgewarmde lucht direct af te voeren volstaat het ventileren 30 met buitenlucht en is er geen noodzaak voor koeling van de buitenlucht. Daarom wordt de koele aanvoerstroom gescheiden gehouden van de opgewarmde afvoerstroom. Dit heeft tot gevolg dat er geen behoefte is aan koeling van de 4 buitenlucht. Er wordt dus geen compressor toegepast welke veel geluid produceert. Doordat het systeem minder componenten in de luchtstroom bevat die weerstand geven, wordt het energieverbruik en de geluidsproductie sterk 5 gereduceerd. Door het toepassen van een toerentalgeregelde ventilator varieert de luchtstroom op basis van de buitentemperatuur en kan met een geringe hoeveelheid energie alle warmte efficiënt worden afgevoerd. Voorts maakt de noodzaak voor minder vermogen om de luchtstroom te forceren 10 het mogelijk een minder zware aandrijving toe te passen hetgeen eveneens de hoeveelheid geproduceerd geluid verminderd.

In een verdere uitvoeringsvorm verschaft de uitvinding een koelinrichting, verder omvattende een 15 geluidsdemper voor het dempen van geluid voortgebracht door lucht dat door het kanaal stroomt. Door toepassing van de geluidsdemper wordt een verdere reductie van het voortgebrachte geluid gerealiseerd.

In weer een verdere uitvoeringsvorm wordt een 20 koelinrichting verschaft, waarbij de geluidsdemper een kast omvat met een doorsnede in een richting dwars ten opzichte van de hoofdzakelijke stroomrichting van de lucht, welke doorsnede groter is dan de doorsnede van het buitenluchtaanvoerkanaal en/of het luchtafvoerkanaal. Door 25 de grotere doorsnede van de kast, wordt de stroomsnelheid van de lucht door de kast verminderd hetgeen een reductie van het geproduceerde geluid realiseert.

In nog een verdere uitvoeringsvorm wordt een koelinrichting verschaft, waarbij het het luchtafvoerkanaal 30 is dat voorzien is van de geluidsdemper.

De onderhavige uitvinding verschaft ook een koelinrichting, waarbij de geluidsdemper is aangebracht onder het maaiveld van het gebouw.

5

In een verdere uitvoeringsvorm wordt een koelinrichting verschaft, waarbij de geluidsdemper hoofdzakelijk aan alle zijden ingesloten wordt door de grond waarop het gebouw zich bevindt. Doordat de geluidsdemper 5 ondergronds is aangebracht is deze voor wat betreft geluid, geïsoleerd van de omgeving en kan geluid uit de geluidsdemper voornamelijk alleen nog via het luchtafvoerkanaal naar de buitenomgeving ontsnappen.

In een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding 10 wordt een koelinrichting verschaft, waarbij het luchtstroomforceerorgaan een ventilator omvat.

De onderhavige uitvinding verschaft ook een koelinrichting, waarbij lucht die gedurende bedrijf de kast ingeleid wordt, nagenoeg dezelfde temperatuur heeft als de 15 buitenlucht van het gebouw. Doordat een efficiëntere koeling wordt bereikt is het niet langer noodzakelijk om de buitenlucht voor te koelen met behulp van een luchtbehandelingsinstallatie. Door het ontbreken van een koelinstallatie voor het koelen van de buitenlucht en de 20 daarbij horende compressor wordt een geluidsproducent vermeden.

In een uitvoeringsvorm verschaft de onderhavige uitvinding een gebouw omvattende een koelinrichting volgens de uitvinding.

25 In een verdere uitvoeringsvorm, wordt een gebouw verschaft, waarbij het gebouw een POP is.

Volgens een ander aspect van de uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het koelen van in een kast aangebrachte apparatuur welke kast in een gebouw is 30 geplaatst, omvattende de stappen van: het verschaffen van een buitenluchtaanvoerkanaal voor het aanvoeren van lucht uit de buitenlucht van het gebouw, waarbij de aangevoerde buitenlucht via een opening in de kast wordt geleid; en het 6 verschaffen van een luchtafvoerkanaal voor het vanuit een opening in de kast afvoeren van opgewarmde lucht naar de buitenlucht buiten het gebouw; waarbij het buitenluchtaanvoerkanaal, de kast en het luchtafvoerkanaal 5 een in hoofdzaak van de binnenruimte van het gebouw afgesloten kanaal vormen; het forceren van een luchtstroom in het kanaal gevormd door het buitenluchtaanvoerkanaal, de kast en het luchtafvoerkanaal.

Verdere uitvoeringsvormen en voordelen van de 10 uitvinding worden navolgend uiteengezet aan de hand van de bijgevoegde figuren, waarin:

Figuur 1 een axonometrisch aanzicht toont van een koelinrichting volgens de stand der techniek voor het koelen van in een kast aangebrachte apparatuur welke kast in 15 een gebouw is geplaatst;

Figuur 2 een schematische weergave toont van de koelluchtstroom in de koelinrichting volgens de stand der techniek van figuur 1;

Figuur 3 een axonometrisch aanzicht toont van 20 een koelinrichting volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding voor het koelen van in een kast aangebrachte apparatuur welke kast in een gebouw is geplaatst;

Figuur 4 een schematische weergave toont van de 25 koelluchtstroom in de koelinrichting van figuur 3; en

Figuur 5 een bovenaanzicht toont van het grondvlak van de kasten bij toepassing de koelinrichting uit figuur 3.

Een voorbeelduitvoeringsvorm van een koelinrichting 30 volgens de onderhavige uitvinding is aangebracht in een gebouw 300 (figuur 3). Een luchtaanzuiging 320, voorzien van een ventilator 322, zuigt buitenlucht aan. De aangezogen lucht wordt via een luchtaanvoerleiding 324 naar de kasten 7 110 geleid. De luchtaanvoerleiding 324 mondt via een luchtaanvoeropening uit in de kasten 110 alwaar de aangezogen buitenlucht langs de apparatuur stroomt en deze koelt. Naast een kast 110 is een luchtafvoerkast 310 5 voorzien, welke luchtafvoerkast een luchtafvoerkanaal 360 omvat. De ruimte van de kast 110 staat in verbinding met het luchtkanaal 360 (bijvoorbeeld via ventilatieopeningen in een tussenliggende wand, of doordat de tussenliggende wand als een rooster is uitgevoerd), waardoor lucht uit de kast 110 10 naar het luchtkanaal 360 kan stromen. De door de apparatuur opgewarmde lucht verlaat de kast 110 via het luchtkanaal 360 en komt via een luchtafvoerleiding 352 terecht in een in een kelder 340 aangebrachte geluidsdemper 350. Ten slotte wordt de lucht vanuit de geluidsdemper 350 via een luchtkanaal 354 15 naar een luchtafvoer 330 geleid waar de lucht via opening 334 aan de buitenlucht wordt afgestaan.

De in figuur 3 getoonde uitvoeringsvorm toont een enkele luchtafvoer 330. In een voordelige uitvoeringsvorm omvat de koelinrichting meerdere luchtafvoeren 330. Door de 20 luchtafvoeren 330 op verschillende plaatsen in het gebouw 300 aan te brengen, wordt de geluidsproductie door de uitstromende lucht verspreid, waardoor de geluidshinder afneemt.

Het is eveneens mogelijk om de luchtafvoer 330 weg 25 te laten en het luchtkanaal 354 direct in de buitenmuur van het gebouw 300 te laten uitmonden. De opening 334 is dan in de buitenmuur zelf aangebracht.

Figuur 4 toont nog eens schematisch de luchtstroom door de verschillende componenten van het systeem: de lucht 30 wordt door de luchtaanzuiging 320 aangezogen en via luchtleiding 324 door de kasten 110 in het gebouw 300 geleid zonder in contact te komen met de binnenlucht van gebouw 300. Via luchtkanaal 360 verlaat de lucht de kasten 110 weer 8 en wordt via een luchtleiding 352 door een geluidsdemper 350 in een kelder 340 geleid. Via luchtleiding 354 wordt de lucht naar de luchtafvoer 330 geleid, waarna de lucht weer met de buitenlucht mengt.

5 In een verdere uitvoeringsvorm is het luchtkanaal 360 dat het lucht uit de kasten 110 afvoert, niet over de volle diepte van de kast uitgevoerd. Hierdoor ontstaat een extra ruimte 362 die op voordelige wijze toegepast kan worden om bijvoorbeeld kabels door te geleiden welke de 10 apparatuur onderling verbinden of de apparatuur met de kabels of vezels die naar de eindgebruikers of de aanbieders gaan verbinden.

Het moge de vakman duidelijk zijn dat velerlei aanpassingen en wijzigingen op de hier getoonde 15 uitvoeringsvormen mogelijk zijn. De getoonde uitvoeringsvormen dienen dan ook niet beperkend te worden opgevat en zijn slechts illustratief gebruikte voorbeelden van mogelijke uitvoeringsvormen. Zo is het zonder meer mogelijk de kenmerken van de verschillende getoonde 20 uitvoeringsvormen te combineren tot verdere uitvoeringsvormen. De bescherming die gevraagd wordt, wordt dan ook alleen bepaald door de navolgende conclusies.

Claims (11)

1. Koelinrichting voor het koelen van in een 5 kast aangebrachte apparatuur welke kast in een gebouw is geplaatst, omvattende: een buitenluchtaanvoerkanaal voor het aanvoeren van lucht uit de buitenlucht van het gebouw, waarbij de aangevoerde buitenlucht via een opening in de kast wordt 10 geleid; en een luchtafvoerkanaal voor het vanuit een opening in de kast afvoeren van opgewarmde lucht naar de buitenlucht buiten het gebouw; waarbij het buitenluchtaanvoerkanaal, de kast en 15 het luchtafvoerkanaal een in hoofdzaak van de binnenruimte van het gebouw afgesloten kanaal vormen; waarbij de koelinrichting verder omvat: een luchtstroomforceerorgaan voor het forceren van een luchtstroom in het kanaal gevormd door het 20 buitenluchtaanvoerkanaal, de kast en het luchtafvoerkanaal.

2. Koelinrichting volgens conclusie 1, verder omvattende een geluidsdemper voor het dempen van geluid voortgebracht door lucht dat door het kanaal stroomt. 25

3. Koelinrichting volgens conclusie 2, waarbij de geluidsdemper een kast omvat met een doorsnede in een richting dwars ten opzichte van de hoofdzakelijke stroomrichting van de lucht, welke doorsnede groter is dan 30 de doorsnede van het buitenluchtaanvoerkanaal en/of het luchtafvoerkanaal.

4. Koelinrichting volgens conclusie 2 of 3, waarbij het het luchtafvoerkanaal is dat voorzien is van de geluidsdemper.

5. Koelinrichting volgens conclusie 2, 3 of 4, waarbij de geluidsdemper is aangebracht onder het maaiveld van het gebouw.

6. Koelinrichting volgens een van de conclusies 10 2-5, waarbij de geluidsdemper hoofdzakelijk aan alle zijden ingesloten wordt door de grond waarop het gebouw zich bevindt.

7. Koelinrichting volgens een van de conclusies 15 1-6, waarbij het luchtstroomforceerorgaan een ventilator omvat.

8. Koelinrichting volgens een van de conclusies 1-7, waarbij lucht die gedurende bedrijf de kast ingeleid 20 wordt, nagenoeg dezelfde temperatuur heeft als de buitenlucht van het gebouw.

9. Gebouw omvattende een koelinrichting volgens een van de conclusies 1-8. 25

10. Gebouw volgens conclusie 9, waarbij het gebouw een POP is.

11. Werkwijze voor het koelen van in een kast 30 aangebrachte apparatuur welke kast in een gebouw is geplaatst, omvattende de stappen van: het verschaffen van een buitenluchtaanvoerkanaal voor het aanvoeren van lucht uit de buitenlucht van het gebouw, waarbij de aangevoerde buitenlucht via een opening in de kast wordt geleid; en het verschaffen van een luchtafvoerkanaal voor het vanuit een opening in de kast afvoeren van opgewarmde 5 lucht naar de buitenlucht buiten het gebouw; waarbij het buitenluchtaanvoerkanaal, de kast en het luchtafvoerkanaal een in hoofdzaak van de binnenruimte van het gebouw afgesloten kanaal vormen; het forceren van een luchtstroom in het kanaal 10 gevormd door het buitenluchtaanvoerkanaal, de kast en het luchtafvoerkanaal.