DE8419565U1

DE8419565U1 - Kühlvorrichtung für insbesondere Schaltschränke

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Publication number: DE8419565U1
Application number: DE19848419565
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-06-29
Filing date: 1984-06-29
Publication date: 1984-09-20

Description

Kühlvorrichtung für insbesondere Schaltschränke

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung für insbesondere Schaltschränke der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.

Kühlvorrichtungen dieser Art sind z.B. aus DE-OS 27 24 880 oder DE-GM 83 18 803.7 bekannt. Sie haben sich jeweils als kompakte, bausteinartige und einsetzbare oder ansetzbare Elemente in vollem MaBe bewährt. Dies gilt vor allem für den Einsatz im Zusammenhang mit CNC-gesteuerten Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren. Diese, wie überhaupt eine Vielzahl sonstiger Aggregate, führen im Inneren zu kühlende Flüssigkeitenjz.B. öl, für die Lagerung und Schmierung wie auch Hydraulikflüssigkeiten für die einzelnen Hydrauliksysteme. Diese flüssigen Medien bedürfen ,einer zusätzlichen Kühlung,weswegen bei derartigen Aggregaten speziell zur Kühlung dieser Flüssigkeiten besondere separate Kühlvorrichtungen eingesetzt werden. Dies führt zu großem Aufwand, ist teuer und bedingt entsprechend großen Platzbedarf.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde> derartige eigenständige besondere Kühleinrichtungen für die genannten Medien zu vermeiden Unter Reduzierung des Auf^ Wänds> der Kosten und des Plätzbedarfs.

Die Aufgäbe ist bei einer Kühlvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst. Auf diese Weise ist die sonst als separates Kühlaggregat notwendige Kühlvorrichtung für die Kühlung insbesondere flüssiger Medien mit integriert in die Kühlvorrichtung, die ohnehin für die Kühlung der Schaltschrankluft bei derartigen Aggregaten erforderlich und installiert ist. Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung macht es daher möglich, die beiden voneinander völlig verschiedenen Medien, nämlich Schaltschrankluft einerseits und zu kühlende Flüssigkeit, z.B. Schmieröl und/oder Hydrauliköl andererseits, mittels einer einzigen Kältemaschine im Rahmen der ohnehin installierten Kühlvorrichtung ^zu kühlen. Dies reduziert den Aufwand, die Kosten und den Platzbedarf für die zur Kühlung beider Medien sonst erforderlichen Elemente erheblich. Dabei versteht es sich, daB grundsätzlich der mindestens eine Wärmeaustauscher, der vom zu kühlenden öl durchströmt ist, sowohl in der ersten, die zu kühlende Schaltschrankluft führenden Kammer als auch in der zweiten, die zu Kühlzwecken herangezogene Umgebungsluft führenden Kammer angeordnet- sein kann. Im erstgenannten Fall sitzt der Wärmeaustauscher zweckmäßigerweise zwischen dem Kältemittelverdampfer und dem Auslaß der ersten Kammer, so daß die Wärmeaustauschflächen des ^Wärmeaustauschers von- der den Kältemittelverdampfer verlassenden, gekühlten Schaltschrankluft vor deren Zufückleiten in den Schaltschrank beaufschlagt sind und dadurch das öl im Wärmeaustauscher heruntergekühlt wird. Allerdings wird hierbei die gekühlte Schaltschrankluft vor dem Zurückleiten in den Schaltschrank wieder etwas erwärmt. Je nach Kühlleistung im Bereich der ersten Kammer ist diese erste Gestaltungsform nicht immer zweckmäßig. Vorteilhafter

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ist daher die Anordnung, bei der der fiiindestens eine Wärmeaustauscher innerhalb der zweiten Kammer angeordnet ist, innerhalb der Umgebungsluft zu Kühizwecken geführt ist

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Ansprüchen 3-7. Ist der mindestens eine Wärmeaustauscher innerhalb der zweiten Kammer zwischen dem Kältemittelkondensator und dem Einlaß angeordnet, durch den kalte Umgebungsluft in die zweite Kammer eingeleitet wird, wird beim Passieren des Wärmeaustauschers das darin geführte Medium, insbesondere öl, wirksam und ausreichend gekühlt.

Es versteht sich, daß der Wärmeaustauscher, wenn dies gewünscht wird, statt als Kühler auch als Heizaggregat innerhalb der ersten und/oder zweiten Kammer angeordnet sein kann. Dann empfiehlt es sich, den Wärmeaustauscher innerhalb der ersten Kammer im Bereich zwischen dem Einlaß der Schaltschrankluft und dem Kältemittelverdarnpfer oder innerhalb der zweiten Kammer im Bereich zwischen dem Auslaß und dem Kältemittelkondensator anzuordnen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus dei· nachfolgenden Beschreibung.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend

allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wodurch gQ -jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben.

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Die Erfindung isij nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielös näher erläutert. Dir, Zeich" nung zeigt einen schematischen senkrechten Schnitt einer* Kühlvorrichtung insbesondere für Söhältschränke.

Die gezeigte Kühlvorrichtung ist vor allem für Schältschränke, z.B. solche CNC-gesteuerter Werkzeugmaschinen od. dgl., geeignet. Sie weist ein im wesentlichen allseitig geschlossenes, quaderförmiges Gehäuse 10 mit Boden 11» linker Gehäusewand 54, rechter Gehäusewand 58 und oberer Wand 59 auf» Das Gehäuse 10 hat sehr kleine Abmessungen in Richtung aller drei Raumachsen« Die einzelnen ' Wandungen 11, 54, 56, 59 sind zum Teil nur schematisch

angedeutet.

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Die Kühlvorrichtung ist grundsätzlich ähnlich derjenigen

gemäß DE-DS 27 24 880 gestaltet. Das Gehäuse 10 ist entweder unmittelbar seitlich an einen nicht weiter gezeigten Schaltschrank ansetzbar oder in einen solchen einsetzbar oder mittels besonderer Verbindungsleitungen daran anschließbari Das Gehäuse 10 besteht z.B. aus Stahlblech. Im Inneren sind zwei Kammern 12 und 14 vorgesehen, von denen die Kammer 12 die erste Kammer bildet, die von der Schaltschrankluft durchströmt ist, und von denen die Kammer 14 die zweite Kammer bildet» Beide Kammern 12, sind über eine nur schematisch angedeutete Trennwand 1B voneinander getrennt, wobei sie über die Trennwand 16 miteinander in wärmeleitender Verbindung stehen können, wenn dies gewünscht wird. Die Trennwand 16 ist zumindest ^ ,30 im oberen und unteren Bereich mit einer besonderen Isolierung 17 ausgerüstet, da in diesem Bereich eine wärmeleitende Verbindung nicht gewünscht ist.

Die erste Kammer 12 besitzt einen Einlaß 18 und einen Auslaß 20. Der Einlaß 18 ist mit einem nicht gezeigten Auslaß eines Schaltschrankes verbindbar, über den warme Schaltschrankluft in Pfeilrichtung 19, z.B. mit etwa 40⁰C, in den Einlaß 18 gelangt. Der Auslaß 20 ist mit

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einem nicht gezeigten Einlaß des Schaltschrankes verbindbar und mit einem schräg gerichteten Umlenkteil 21 versehen, das den Austritt der gekühlten Luft mit etwa 30⁰C in Pfeilrichtung 9 aus der ersten Kammer 12 und in das Innere des nicht gezeigten Schaltschrankes ermöglicht.

Die Innenluft aus dem Schaltschrank wird im Betrieb durch einen Innenluftventilator 22 z.B. in Form eines Radialgebläses in die erste Kammer 12 eingesaugt. Sie verläßt die erste Kammer 12 durch den Auslaß 20 und wird wieder in den Schaltschrank zurückgeleitet. Der Innenluftventilator 22 befindet sich nahe des Einlasses 18, bei der gezeigten Anordnung rechts des Einlasses 18.

Auf der der ersten Kammer 12 abgewandten Seite der Trennwand 16 befindet sich die zweite Kammer 14, ebenfalls mit einem Einlaß 24 und einem Auslaß 26. Im Gegensatz zur ersten Kammer 12 befindet sich der Einlaß 24 der zweiten Kammer 14 am dem Einlaß 18 fernen Ende. In der Nähe des Auslasses 26 ist ein zweiter Ventilator 28 angeordnet, der ebenfalls als Radialgebläse ausgebildet sein kann und der, wie durch Pfeile 29 angedeutet ist, Umgebungsluft durch den Einlaß 24 in die zweite Kammer 14 einsaugt und über den Auslaß 26 wieder an die Umgebung abgibt [Pfeil 27). Die Strömungsrichtung der in der zweiten Kammer 14 geführten Umgebungsluft ist gegensinnig zu derjenigen, die in der ersten Kammer 12 geführt ist.

Beide Ventilatoren 22 und 28 sitzen auf einer gemeinsamen Welle 30, die durch einen einzigen Motor 32 angetrieben wird, welcher dicht in eine Öffnung der Isolierung 17 der Trennwand 16 eingesetzt ist,

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Der Einlaß 18 und auch der Einlaß 24, nötigenfalls auch die Auslässe 20 und 26, können mittels angedeuteter Schutzgitter 40 od.dgl. abgedeckt sein, um der Gefahr des Hineingreifens vorzubeugen. Beim gezeigten Aus-

^ führungsbeispiel befindet sich nur am Einlaß 18 ein solches Schutzgitter 40. Der Einlaß 24 der zweiten Kammer 14 ist mit einem besonderen Luftfilter 41, z.B. einer Filtermatte, versehen. Dieser Luftfilter 41 macht

dann dort ein Schutzgitter entbehrlich. 10

Innerhalb der beiden Kammern 12 und 14 befindet sich ein kompletter Kältekreislauf mit kompletter Kältemaschine. In der ersten Kammer 12 ist der schematisch angedeutete Kältemittelverdampfer 51 und innerhalb der zweiten Kammer 14 der Kältemittelkondensator 53 angeordnet. Die Anordnung des Kältemittelverdampfers 51 ist dabei so gewählt, daß dieser in der ersten Kammer 12 von der Schaltschrankluft überstrichen wird, wie durch Pfeile angedeutet ist.

In entsprechender Anordnung sitzt der Kältemittelkondensator 53 in der zweiten Kammer 14 so, daß er von der die Kammer 14 passierenden Umgebungsluft überstrichen wird, wie durch Pfeile angedeutet ist, die im Gegenstrom durch den Einlaß 24 eingeleitet und den Auslaß 26 mit dann erhöhter Temperatur abgeführt wird.

In der zweiten Kammer 14 ist der Kompressor 63 mit allen Steuerungsteilen des Kältekreislaufs angeordnet. Die öC" Kühlvorrichtung ist mit zumindest einer Kondenswasser-Aufnahmevorrichtung 65 versehen, die innerhalb der zweiten Kammer 14 und der linken Gehäusewand 54 benachbart angeordnet ist.

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Wie Ersichtlich, ist die zweite Kammer 14 rechts oder - bei liegender Anordnung - oberhalb der ersten Kammer 12 angeordnet. Der mit dem Inneren des Schaltschrankes verbindbare Einlaß 18 und Auslaß 20 befindet sich auf der linken Gehäuseseite innerhalb der linken Gshäusewand 54. Sie liegen also auf einer gemeinsamen Ebene, sind jedoch mit Höhenabstand voneinander gruppiert. Der mit dem Kühlmittelreservoir, z.B. der Umgebungsluft, verbundene Einlaß 24 und Auslaß 26 der rechten, zweiten KsTimer 14 befindet sich im Bereich der rechten Gehäusswand 58.

In der zweiten Kammer 14 ist zwischen dem Einlaß 24 und dem Auslaß 26 mindestens sin Wärmeaustauscher 33

*° angeordnet. Dieser ist als Kühler, insbesondere Durchlaufkühler, ausgebildet und im Bereich zwischen dem EinlaB und dem Kältemittelkondensator 53 der zweiten Kammer 14 angeordnet .Dabei sitzt der Wärmeaustauscher 33 unmittelbar in der Nähe des Einlasses 24. Er schließt flächig im Inneren der Kammer 14 an deren Einlaß 24 an. Der Wärmeaustauscher 33 ist von einem zu kühlenden zweiten Medium, insbesondere einer Flüssigkeit, z.B. Schmieröl, Hydrauliköl od.dgl. , wie dies bei den genannten CMC-gesteuerten Werkzeugmaschinen verwendet wird, durchströmt. Diese Flüssigkeit wird über einen unteren Zuflußstutzen 34 in den Wärmeaustauscher 33 eingeleitet und aus diesem über einen oberen Abflußstutzen 35 gekühlt ί abgeleitet. Die Wärmeaustauschflächen, von denen

schematisch nur die äußeren Wärmeaustauschflächen 36 angedeutet sind, stehen mit dem durch die zweite Kammar 14 hindurchgeleiteten Medium, hier also der Umgebungsluft, in wärmeaustauschender Berührung und werden davon beaufschlagt. Die mittels des Ventilators 28 über den Einlaß 24 in die zweite Kammer 14 eingeleitete, kalte UmgebUCIgsluft passiert zunächst den Wärmeaustauscher 33, wobei die den Wärmeaustauscher 33 durchströmende Flüssigkeit: gekühlt wird.

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Die übrige Kühlfunktion der Kühlvorrichtung mit Kältemaschine ist grundsätzlich bekannt und bedarf keiner besonderen Beschreibung. Zu verweisen ist diesbezüglich z.B. auf DE-OS 27 24 880.

Durch den in die zweite Kammer 14 zwischen dem Einlaß 24 und dem Kältemittekondensator 53 eingesetzten Wärmeaustauscher 33 ist insgesamt eine kompakte Kühlvorrichtung geschaffen, die eine Kühlung zweier Medien mittels einer einzigen Kältemaschine möglich macht, nämlich einerseits die Kühlung der Schaltschrankluft und andererseits die Kühlung der durch den Wärmeaustauscher 33 hindurchgeleiteten Flüssigkeit.

Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist der mindestens eine Wärmeaustauscher innerhalb der ersten Kammer 12 angeordnet, und dort insbesondere im Bereich zwischen dem Auslaß 20 und dem Kältemittelverdampfer 51 . Hierbei wird dem den Wärmeaustauscher durchströmenden Medium Wärme dadurch entzogen, daß die aus dem Kältemittelverdampfer 51 austretende, heruntergekühlte Schaltschrankluft vor der Zurückleitung in den Schaltschrank den Wärmeaustauscher passiert. Diese Anordnung ist allerdings nicht so effizient, weil hierbei die in der Kammer 12 gekühlte Schaltschrankluft vor der Rückleitung in den Schaltschrank auf ein gewisses Maß durch den Wärmeaustausch erwärmt wird, was je nach erreichbarer Kühlleistung für die Schaltschrankluft nicht immer von Vorteil ist. Zweckmäßiger ist dann die gezeigte .Anordnung des Wärmeaustauschers 33 innerhalb der zweiten Kammer 14.

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Claims

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Ansprüche

1. Kühlvorrichtung für insbesondere Schalischränke, mit zwei in Wärmeaustausch miteinander stehenden, voneinander getrennten und jeweils einen Einlaß(18, 24)und einen Auslaß C20, 26) aufweisenden Kammern (12, 14), von denen die erste Kammer (12) als Schaltschrankluftkammer mit ihrem Einlaß (18) und Auslaß (20) jeweils mit einem zugeordneten Auslaß bzw. Einlaß des Schaltschrankes und die zweite Kammer (14) über ihren Einlaß (24) und Auslaß (26) mit einem Kühlmittelreservoir, insbesondere Umgebungsluft, verbindbar bzw. verbunden ist , mit je Kammer (12, 14) darin befindlichem,mindestens einem Ventilator (22,28) sowie mit einer innerhalb beider Kammern (12, 14) enthaltenen Kältemaschine, deren Kältemittelverdampfer (51) innerhalb der ersten Kammer (12) und deren Kältemittslkondensator (53) in der zweiten Kammer (14) angeordnet ist, die auch den Kompressor (63) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb zumindest einer Kammer (12 oder 14) zwischen deren Einlaß (18 bzw. 24) und deren Auslaß (20 bzw. 26) mindestens ein Wärmeaustauscher (33) angeordnet ist, der von einem zu kühlenden zweiten Medium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit wie z.B. öl, durchströmt ist und dessen Wärmeaustauschflachen (36) mit dem mittels des Ventilators- (22 bzw. 28) in dieser Kammer (12 bzw. 14) durch diese hindurch geif/ührten

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Medium, insbesondere Luft, in wäremaustauschender Berührung stehen und beaufschlagt sind.

2- Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß der mindestens eine Wärmeaustauscher (33) innerhalb der zweiten Kammer (14) angeordnet ist.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Wärmeaustauscher (33) als Kühler ausgebildet iot.

4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, d a durch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Wärmeaustauscher (33) als Durchlaufkühler ausgebildet ist.

5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Wärmeaustauscher (33) in der zweiten Kammer (14) im Bereich zwischen deren Einlaß (24) und dem darin enthaltenen Kältemittelkondensator (53) angeordnet ist.

6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g g kennzeichnet, daß der mindestens eine Wärmeaustauscher (33) dem Einlaß (24) unmittelbar benachbart angeordnet ist.

7. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, .-JaB der mindestens eine Wärmeaustauscher (33) flächig an den Einlaß (24) anschließt.