DE10210566C1

DE10210566C1 - Outdoor switchgear housing with air-conditioning device using heat exchanger contained in deepened section of cable trench for switchgear cables

Info

Publication number: DE10210566C1
Application number: DE2002110566
Authority: DE
Inventors: Walter Nicolai; Heiko Holighaus
Original assignee: Rittal GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 2002-03-09
Filing date: 2002-03-09
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2022-03-10

Abstract

The switchgear housing (10) has a heat exchanger (18) provided by a flexible plastics pipe buried in the ground, supplied with warm air extracted from the housing interior (19), with recirculation of the cooled air, the air extraction and recirculation lines (13,14) formed integral with the switchgear housing and respectively provided at the top and the base of the latter. The cable trench (30) for the electrical cables (16,17) associated with the switchgear has a trench section (31) of increased depth below the switchgear housing, containing the heat exchanger.

Description

Die Erfindung betrifft einen im Freien aufstellbaren Schaltschrank mit einer Klimatisierungseinrichtung, bei dem die Klimatisierungseinrichtung einen im Erdreich verlegten Erdwärmetauscher, dem die im Schaltschrank-Innenraum auf tretende Warmluft zugeführt wird und der die abgekühlte Kühlluft wieder dem Schaltschrank-Innenraum zurückführt, wobei der Erdwärmetauscher mit einer Ableitung und einer Zuleitung einteilig in den Schaltschrank-Innenraum geführt ist, wobei die Ableitung für die Warmluft im oberen Bereich des Schaltschrank- Innenraumes ausgeht und die Zuleitung im unteren Bereich des Schaltschrank- Innenraumes endet und wobei in den Kühlkreislauf im Schaltschrank-Innenraum ein Lüfter einbezogen ist.The invention relates to an outdoor cabinet with a Air conditioning device, in which the air conditioning device a Soil installed geothermal heat exchanger, which is in the control cabinet interior outgoing warm air is supplied and the cooled cooling air again Control cabinet interior returns, the geothermal heat exchanger with a Discharge and a lead in one piece into the cabinet interior is, the discharge for the warm air in the upper area of the control cabinet Interior goes out and the supply line in the lower area of the control cabinet Interior ends and in the cooling circuit in the cabinet interior a fan is included.

Die WO 00/62590 zeigt einen derartigen, im Freien aufstellbaren Schaltschrank mit einem Erdwärmetauscher als Klimatisierungseinrichtung. Über die elektrische Versorgung der im Schaltschrank-Innenraum angeordneten elektrischen Geräte ist dabei nichts ausgeführt. Dies ist aber gerade bei im Freien aufgestellten Schaltschränken wichtig, da hier besondere Bedingungen zum Schutz vor Feuchtigkeit, Spritzwasser und Staub zu erfüllen sind.WO 00/62590 shows such a switch cabinet that can be set up outdoors with a geothermal heat exchanger as an air conditioning device. About the electrical Supply of the electrical devices arranged in the interior of the control cabinet nothing is done. But this is especially the case with outdoor installations Control cabinets are important because they have special conditions to protect against Moisture, splash water and dust must be fulfilled.

Aus der US 5,216,577 ist ein Schaltschrank bekannt, der auf einem im Erdreich eingelassenen Gehäuse aufgesetzt ist, das auf der Außenseite als Erdwärmetau scher wirkende Radiatoren trägt, die über Ableitungen und Zuleitungen in den Schaltschrank-Innenraum geführt sind und zwar über den Schaltschrank-Boden. Im Erdreich muss eine Grube eingebracht werden, die das Gehäuse mit den Ra diatoren aufnimmt. Die Radiatoren stehen mit dem umgebenden Erdreich in Kon takt.A control cabinet is known from US Pat. No. 5,216,577, which is located in the ground recessed housing is placed on the outside as geothermal heat shear-acting radiators, which have leads and leads in the Control cabinet interior are guided over the control cabinet floor. A pit must be made in the ground that connects the housing with the Ra picks up diators. The radiators are in contact with the surrounding earth clock.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schaltschrank der eingangs erwähnten Art mit minimalem Verlegungsaufwand an Erdarbeiten im Freien aufzustellen und anzuschließen, wobei besonders die Anforderungen an die Schutzfunktionen zu beachten sind.It is an object of the invention to provide a control cabinet of the type mentioned set up outdoors with minimal laying work and connect, with particular attention to the requirements for the protective functions note.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Erdwärmetau scher aus flexiblem Kunststoffrohr gebildet ist, dass bis an den Schaltschrank ein im Erdreich eingebrachter Kabelgraben zur Aufnahme von Anschluss- und/ oder Verbindungskabel herangeführt ist, dass das dem Schaltschrank zugekehr te Ende des Kabelgrabens mit einer Vertiefung versehen ist, die den Erdwär metauscher aufnimmt, und dass das Anschluss- und/oder Verbindungskabel wie die Ableitung und die Zuleitung des Erdwärmetauschers über den Schalt schrankboden in den Schaltschrank-Innenraum eingeführt sind. This object is achieved according to the invention in that the geothermal heat shear is made of flexible plastic tube that up to the control cabinet a cable trench installed in the ground to accommodate connection and / or connecting cable that the switch cabinet is facing te end of the cable trench is provided with a recess that geothermal Metauscher picks up, and that the connection and / or connection cable like the derivation and supply of the geothermal heat exchanger via the switch cabinet floor are inserted into the cabinet interior.

Der Kabelgraben zum elektrischen Anschluss des Schaltschrankes ist bei der Aufstellung des Schaltschrankes im Freien in der Regel erforderlich und kann mit geringem Mehraufwand an Grabarbeiten für die Einbringung des Erdwärme tauschers mitverwendet werden. Die Zuführung des Anschluss- und/oder Ver bindungskabels sowie der Ableitung und Zuleitung des Erdwärmetauschers über den Boden des Schaltschrankes verbessern den Schutz, da dies von außen nicht sichtbar und/oder zugänglich ist.The cable trench for the electrical connection of the control cabinet is at Installation of the control cabinet outdoors is usually necessary and can with little additional effort in digging for the introduction of geothermal energy exchangers can also be used. The supply of the connection and / or Ver connecting cable and the derivation and supply of the geothermal heat exchanger the bottom of the cabinet improve protection, as this is not from the outside is visible and / or accessible.

Günstige Abmessungen für die Vertiefung im Kabelgraben sind 2 bis 4 m. Bei geringer benötigter Kühlleistung kann eine Verlegetiefe von 0,8 bis 1 m schon ausreichend sein.Favorable dimensions for the recess in the cable trench are 2 to 4 m. at lower cooling capacity required, a laying depth of 0.8 to 1 m is sufficient be enough.

Dabei ergeben sich nach einer Ausgestaltung dadurch verschiedene Anpas sungsmöglichkeiten, dass der Erdwärmetauscher in der Vertiefung des Kabel grabens mäanderförmig verlegt ist, wobei die Schlaufen vertikal übereinander und/oder horizontal nebeneinander angeordnet sind.According to one embodiment, this results in different adaptations possible solutions that the geothermal heat exchanger in the recess of the cable grave is laid meandering, with the loops vertically one above the other and / or are arranged horizontally next to one another.

Der Wirkungsgrad des Erdwärmetauschers lässt sich auf einfache Weise da durch verbessern, dass zumindest die Vertiefung des Kabelgrabens mit einem wärmeleitenden Material aufgefüllt ist.The efficiency of the geothermal heat exchanger can be easily achieved by improving that at least the deepening of the cable trench with a thermally conductive material is filled.

Der Aufbau des Schaltschrankes kann nach einer Weiterbildung dadurch variiert werden, dass der Schaltschrank mit einem Anschlusscontainer verbunden ist, dem über den Boden das Anschluss- und/oder Verbindungskabel sowie die Ab leitung und die Zuleitung des Erdwärmetauschers zugeführt sind, und dass die Ableitung und die Zuleitung des Erdwärmetauschers bis in den Schaltschrank- Innenraum weitergeführt sind.The structure of the control cabinet can vary as a result of further training that the control cabinet is connected to a connection container, the over the floor the connection and / or connection cable and the Ab line and the supply line of the geothermal heat exchanger are supplied, and that the Discharge and the supply line of the geothermal heat exchanger into the switch cabinet Interior are continued.

Für die Umwälzung der Luft in dem Kühlkreislauf ist dabei vorzugsweise vor gesehen, dass der Lüfter in der vom Schaltschrank-Innenraum kommenden Ab leitung oder Zuleitung des Erdwärmetauschers im Anschlusscontainer angeord net ist.For the circulation of the air in the cooling circuit, it is preferred to seen that the fan in the Ab coming from the cabinet interior Cable or supply line of the geothermal heat exchanger arranged in the connection container is not.

Für einen ausreichenden Schutz ist dabei so verfahren, dass der Anschluss container an eine Seitenwand oder die Rückwand des Schaltschrankes ange schlossen ist und dass die Ableitung und die Zuleitung des Erdwärmetauschers über eine obere Anschlussöffnung und eine untere Anschlussöffnung bis in den Schaltschrank-Innenraum weitergeführt sind und dass die Ableitung und die Zuleitung des Erdwärmetauschers zumindest im Anschlusscontainer und im Be reich der Anschlussöffnungen zum Schaltschrank-Innenraum mechanisch abge deckt und/oder thermisch isoliert sind.For adequate protection, the procedure is such that the connection container attached to a side wall or the rear wall of the control cabinet is closed and that the discharge and supply of the geothermal heat exchanger via an upper connection opening and a lower connection opening into the Control cabinet interior are continued and that the derivation and the Supply of the geothermal heat exchanger at least in the connection container and in the loading range of the connection openings to the cabinet interior mechanically covers and / or are thermally insulated.

Der Schaltschrank kann auch so aufgestellt werden, dass er auf einem Sockel steht, der in das Erdreich eingelassen ist und dass das Anschluss- und/oder Verbindungskabel sowie die Ableitung und die Zuleitung des Erdwärmetau schers durch den Sockel hindurch zum Schaltschrank-Innenraum weitergeführt sind. Der Luftkreislauf kann dabei so vervollständigt sein, dass der Lüfter im Sockel in die Zuleitung oder Ableitung des Erdwärmetauschers einbezogen ist. Dieser Aufbau bringt ebenfalls den geforderten Schutz.The control cabinet can also be set up so that it is on a base stands, which is embedded in the ground and that the connection and / or Connection cable as well as the derivation and the supply of the geothermal heat schers continued through the base to the cabinet interior are. The air circuit can be completed so that the fan in the Base is included in the supply or discharge of the geothermal heat exchanger. This structure also provides the required protection.

Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs beispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the embodiment shown in the drawings example explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Schaltschrank mit Anschlusscontainer und Erdwärme tauscher und Fig. 1 is a control cabinet with connection container and geothermal heat and

Fig. 2 einen auf einem ins Erdreich eingelassenen Sockel aufgestellten Schaltschrank mit Erdwärmetauscher. Fig. 2 shows a control cabinet set up on a base embedded in the ground with geothermal heat exchanger.

Wie die Fig. 1 zeigt, wird der Schaltschrank 10 auf dem Erdreich aufgestellt. Dabei wird davon ausgegangen, dass bis an den Schaltschrank 10 ein Kabel graben 30 herangeführt ist.As FIG. 1 shows the control panel is situated on the ground 10th It is assumed that a cable dig 30 is brought up to the control cabinet 10 .

Dieser Kabelgraben 30 ist schmal und in der üblichen Verlegetiefe ins Erdreich eingelassen. Das Anschlusskabel 16 zur Stromversorgung und ein Verbindungs kabel 17 (falls erforderlich) sind in dem Kabelgraben 30 in bekannter Weise verlegt und abgedeckt und werden über den Boden in einen Anschlusscontainer 20 eingeführt. Dieser Anschlusscontainer 20 ist mit einer Seitenwand oder der Rückwand des Schaltschranks 10 verbunden. Das Anschlusskabel 16 und das Verbindungskabel 17 werden zum Schaltschrank-Innenraum 19 des Schalt schranks 10 weitergeführt, wobei sie vorzugsweise im unteren Bereich des Schaltschrankes eingeführt sind.This cable trench 30 is narrow and embedded in the ground at the usual laying depth. The connection cable 16 for the power supply and a connecting cable 17 (if necessary) are laid and covered in the cable trench 30 in a known manner and are inserted into a connection container 20 via the floor. This connection container 20 is connected to a side wall or the rear wall of the control cabinet 10 . The connecting cable 16 and the connecting cable 17 are continued to the cabinet interior 19 of the cabinet 10 , wherein they are preferably introduced in the lower region of the cabinet.

Der Kabelgraben 30 ist im Bereich des dem Anschlusscontainer 20 und dem Schaltschrank 10 zugekehrten Endes mit einer Vertiefung 31 versehen, die einen Erdwärmetauscher 18 aufnimmt. Dieser Erdwärmetauscher 19 besteht aus Schlaufen eines mäanderförmig verlegten, flexiblen Kunststoffrohres. Die Vertiefung 31 kann in der Tiefe und Breite an die Abmessungen des Erdwär metauschers 18 angepasst werden, bei dem die Schlaufen vertikal übereinander und/oder horizontal nebeneinander angeordnet sein können. Die von dem obe ren Bereich des Schaltschrank-Innenraums 19 ausgehende Ableitung 13 der Warmluft geht über die Anschlussöffnung 11 und einen Lüfter 15 im Anschluss container 20 zum Erdwärmetauscher 18 und führt über die Zuleitung 14 und die Anschlussöffnung 12 wieder zum Schaltschrank-Innenraum 19 zurück. Zumin dest die Vertiefung 31 des Kabelgrabens 30 ist mit einem wärmeleitenden Material 32 aufgefüllt, um einen guten Wirkungsgrad des Erdwärmetauschers 18 zu erreichen. Die aus dem Schaltschrank-Innenraum 19 angesaugte Warm luft wird dann als Kühlluft wieder dem unteren Bereich des Schaltschrank- Innenraums 19 zugeführt. Dabei können die Ableitung 13 und die Zuleitung 14 in den Anschlussöffnungen 11 und 12 und im Anschlusscontainer 20 mecha nisch abgedeckt und/oder thermisch isoliert sein.The cable trench 30 is provided in the area of the end facing the connection container 20 and the control cabinet 10 with a recess 31 which receives a geothermal heat exchanger 18 . This geothermal heat exchanger 19 consists of loops of a meandering, flexible plastic pipe. The depth 31 and depth can be adapted to the dimensions of the geothermal heat exchanger 18 , in which the loops can be arranged vertically one above the other and / or horizontally next to one another. The outlet 13 of the warm air coming from the upper region of the switch cabinet interior 19 goes via the connection opening 11 and a fan 15 in the connection container 20 to the geothermal heat exchanger 18 and leads via the feed line 14 and the connection opening 12 back to the switch cabinet interior 19 . At least the depression 31 of the cable trench 30 is filled with a heat-conducting material 32 in order to achieve a good efficiency of the geothermal heat exchanger 18 . The warm air drawn in from the cabinet interior 19 is then fed back as cooling air to the lower region of the cabinet interior 19 . The derivative 13 and the supply line 14 in the connection openings 11 and 12 and in the connection container 20 can be mechanically covered and / or thermally insulated.

Es ist leicht verständlich, dass bei diesem Aufbau der Schaltschrank 10 mit dem Anschlusscontainer 20 und dem Erdwärmetauscher 18 als Klimatisierungsein richtung die Schutzanforderungen für eine Aufstellung im Freien erfüllt sind, da die Anschluss-Stellen und die für die Klimatisierungseinrichtung erforderlichen Baugruppen nicht einsehbar und/oder zugänglich sind.It is easy to understand that with this construction, the control cabinet 10 with the connection container 20 and the geothermal heat exchanger 18 as the air conditioning device meets the protection requirements for an outdoor installation, since the connection points and the assemblies required for the air conditioning device cannot be seen and / or are accessible.

Mit dem Kabelgraben 30 kann gleich die Vertiefung 31 für den Erdwärmetau scher 18 eingebracht werden, so dass die Verlegearbeiten entsprechend re duziert werden können. Die im Bereich der Vertiefung 31 in verschiedenen Verlegetiefen übereinander angeordneten Anschluss- und Verbindungskabel 16 und 17 sowie Schlaufen des Erdwärmetauschers 18 können gegeneinander me chanisch elektrisch und thermisch entkoppelt werden, wenn eine entsprechende Trennschicht eingebracht wird.With the cable trench 30 , the recess 31 for the Erdwärmetau shear 18 can be introduced, so that the laying work can be reduced accordingly. The connecting and connecting cables 16 and 17 arranged above one another in the region of the recess 31 at different laying depths and loops of the geothermal heat exchanger 18 can be mechanically and mechanically decoupled from one another if an appropriate separating layer is introduced.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird der Schaltschrank 10 auf einem in das Erdreich eingelassenen Sockel 25 aufgestellt. Der Kabelgraben 30 geht im Endbereich wieder in eine Vertiefung 31 über, die an die Abmessungen des Erdwärmetauschers 18 angepasst ist. Die Anschluss- und Verbindungskabel 16 und 17 werden wie die Ableitung 13 und die Zuleitung 14 des Erdwärmetau schers 18 durch den Sockel 25 hindurch in den Schaltschrank-Innenraum 19 weitergeführt. Dabei nimmt der Sockel 25 auch einen Lüfter 15 auf, der in die Zuleitung 14 des Erdwärmetauschers 18 einbezogen ist und die Kühlluft aus dem Erdwärmetauscher 18 ansaugt und in den unteren Bereich des Schalt schrank-Innenraums 19 weiterleitet.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the control cabinet 10 is set up on a base 25 embedded in the ground. In the end region, the cable trench 30 merges again into a depression 31 which is adapted to the dimensions of the geothermal heat exchanger 18 . The connection and connecting cables 16 and 17 are like the derivative 13 and the lead 14 of the Erdwärmetau shear 18 through the base 25 in the cabinet interior 19 continued. Here, the socket 25 also takes a fan 15 which is incorporated in the supply line 14 of the geothermal heat exchanger 18 and sucks the cooling air from the geothermal heat exchanger 18 and passes into the lower region of the switching cabinet interior 19th

Der Kühlkreislauf mit den dazu erforderlichen Baugruppen ist von außen nicht einsehbar und auch nicht zugänglich, so dass in Bezug auf diesen die Schutz anforderungen für eine Aufstellung des Schaltschrankes im Freien leicht ein zuhalten sind.The cooling circuit with the required assemblies is not from the outside Visible and not accessible, so that the protection in relation to this requirements for installing the control cabinet outdoors easily are to be held.

Claims

1. Openable control cabinet ( 10 ) with an air conditioning device, in which the air conditioning device is a geothermal heat buried in the ground ( 18 ) to which the warm air occurring in the cabinet interior ( 19 ) is supplied and the cooled cooling air is again the cabinet interior ( 19 ) leads back, wherein the geothermal heat exchanger ( 18 ) with a Ablei device ( 13 ) and a feed line ( 14 ) in one piece in the cabinet interior ( 19 ) is guided, the derivative ( 13 ) for the hot air in the upper region of the cabinet - Interior ( 19 ) goes out and the supply line ( 14 ) ends in the lower region of the control cabinet interior ( 19 ) and a fan ( 15 ) is included in the cooling circuit in the control cabinet interior ( 19 ), characterized in that
that the geothermal heat exchanger ( 18 ) is formed from flexible plastic pipe,
that a cable trench ( 30 ) introduced into the ground for receiving connecting and / or connecting cables ( 16 , 17 ) is brought up to the control cabinet ( 10 ),
that the end of the cable trench ( 30 ) facing the control cabinet ( 10 ) is provided with a recess ( 31 ) which receives the geothermal heat exchanger ( 18 ), and
that the connection and / or connection cable ( 16 , 17 ) such as the derivation ( 13 ) and the feed line ( 14 ) of the geothermal heat exchanger ( 18 ) are inserted through the control cabinet floor into the control cabinet interior ( 19 ).

2. Switchgear cabinet according to claim 1, characterized in that the geothermal heat exchanger ( 18 ) in the recess ( 31 ) of the cable trench ( 30 ) is laid in a meandering fashion, the loops being arranged vertically one above the other and / or horizontally next to one another.

3. Control cabinet according to claim 1, characterized in that at least the recess ( 31 ) of the cable trench ( 30 ) is filled with a heat-conducting material ( 32 ).

4. Control cabinet according to one of claims 1 to 3, characterized in
that the control cabinet ( 10 ) is connected to a connection container ( 20 ) to which the connection and / or connection cable ( 16 , 17 ), the discharge line ( 13 ) and the supply line ( 14 ) of the geothermal heat exchanger ( 18 ) are connected via the container floor are fed, and
that the discharge line ( 13 ) and the supply line ( 14 ) of the geothermal heat exchanger ( 18 ) are continued into the switch cabinet interior ( 19 ).

5. Control cabinet according to claim 4, characterized in that the fan ( 15 ) in the coming from the control cabinet interior ( 19 ) coming derivative ( 13 ) or feed line ( 14 ) of the geothermal heat exchanger ( 18 ) is arranged in the connection container ( 20 ).

6. Control cabinet according to one of claims 1 to 3, characterized in
that the control cabinet ( 10 ) is on a base ( 25 ) which is embedded in the ground and
that the connecting and / or connecting cable ( 16 , 17 ) and the line ( 13 ) and the supply line ( 14 ) of the geothermal heat exchanger ( 18 ) through the base ( 15 ) through to the control cabinet interior ( 19 ) leads.

7. Control cabinet according to claim 6, characterized in that the fan ( 15 ) in the base ( 25 ) in the feed line ( 14 ) or derivative ( 13 ) of the geothermal heat exchanger ( 18 ) is included.

8. Control cabinet according to claim 4, characterized in
that the connection container ( 20 ) is connected to a side wall or the rear wall of the control cabinet ( 10 ) and
that the discharge line ( 13 ) and the supply line ( 14 ) of the geothermal heat exchanger ( 18 ) are continued via an upper connection opening ( 11 ) and a lower connection opening ( 12 ) into the switch cabinet interior ( 19 ).

9. Control cabinet according to claim 4 or 8, characterized in that the discharge line ( 13 ) and the feed line ( 14 ) of the geothermal heat exchanger ( 18 ) at least in the connection container ( 20 ) and in the area of the connection openings ( 11 , 12 ) to the control cabinet interior ( 19 ) are mechanically covered and / or thermally insulated.

10. Control cabinet according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the recess ( 31 ) of the cable trench ( 30 ) the connecting and / or connecting cable ( 16 , 17 ) and the loops of the geothermal heat exchanger ( 18 ) by means of a mechanical , electrical and / or thermal interface are decoupled from each other.